Определение индикаторных диаграмм ДВС.
Индицирование – процессы, связанные с записью быстроизменяющихся давлений в цилиндрах, каналах и внутренних полостях двигателей. В применении к цилиндрам двигателя такие записи называют индикаторными диаграммами.
Индикаторные диаграммы давлений в цилиндрах позволяют определять среднее индикаторное давление в них и индикаторную мощность двигателя, оценивать особенности отдельных рабочих процессов, механически потери на трение в двигателе, жесткость работы, температуру рабочего тела.
Устройства для записи быстроизменяющихся давлений называют индикаторами. По принципу действия их разделяют на электрические и пневмоэлектрические, или стробоскопические (точечные). Ранее для тихоходных двигателей применяли также механические индикаторы.
Давления на диаграммах (осциллограммах) записывают в функции времени, угла поворота вала двигателя, хода поршня или объема цилиндра. В процессе индицирования на поле диаграммы наносят отметки мертвых точек, момента подачи искры или топлива в цилиндры, времени в долях секунды для последующей обработки диаграмм ручным или машинным способами. Ручная обработка диаграмм очень трудоемка и непригодна для анализа индикаторных показателей двигателя в большом объеме. Поэтому применяют ЭВМ, позволяющие оперативно осуществлять контроль в ходе самого эксперимента за всеми получаемыми показателями.
Вследствие влияния различных случайных причин давления, фиксируемые в последовательных циклах, могут заметно отличаться друг от друга. Поэтому возникает необходимость в осреднении нескольких десятков диаграмм, а это усложняет обработку результатов индицирования, особенно при ручном счете.
Для воспроизведения входных сигналов с большей точностью датчики индикаторов должны обладать высокой частотой собственных колебаний и соответствующими амплитудными характеристиками. Требуется высокий уровень сигнала с линейной зависимостью от давления, малая чувствительность к вибрации и изменению температурного режима, приемлемые размеры и стабильность характеристики.
Анализ индикаторной диаграммы начинают с определения начала видимого сгорания в цилиндре, которое соответствует отрыву линии сгорания от линии сжатия. На рабочую индикаторную диаграмму необходимо наложить диаграмму сжатия — расширения. Наиболее простое решение состоит в выключении зажигания и фотографировании диаграммы сжатия — расширения методом прокрутки вала двигателя с выключенным зажиганием или без подачи топлива. Но наполнение двигателя заметно при этом изменяется, что влечет соответствующее изменение давления в цилиндре.
Для более точного определения момента начала видимого сгорания выключают зажигание в последнем периоде регистрации и обеспечивается регистрацию процессов сжатия — расширения с наложением. Линии сжатия на диаграмме сжатия — расширения практически полностью совпадают при этом с линией сжатия рабочих циклов, что и позволяет сравнительно точно определять момент начала видимого сгорания.
Измерение температуры при испытаниях ДВС.
Определение температуры тела основано на теплообмене между телами и на изменении физических свойств тел при нагреве. Чтобы определить степень нагретости тела, его вводят в тепловой контакт с другим телом, называемым термометром.
Для измерения температуры применяют— термометры местного и дистанционного контроля температуры.
По принципу действия термометры разделяют на механические, электромеханические и электрические.
К механическим относят термометры, которые основаны на тепловом расширении твердых и жидких тел, на изменении давления газов или жидкости в замкнутых системах, вызывающих механическое перемещение. Наиболее распространены жидкостные и манометрические термометры.
К электромеханическим и электрическим относят термометры сопротивления, в которых используют свойства проводниковых и полупроводниковых термосопротивлений, с полупроводниковыми диодами и триодами, а также термоэлектрические термометры, позволяющие измерять тепловое состояние среды по изменению термоэлектродвижущей силы в термометрической паре проводников. Чаще всего применяют электрические.
Без измерения температур окружающей среды, теплового состояния двигателя и расходуемых материалов нельзя получить достоверных результатов, сравнить одни испытания с другими. Выбор нужного типа термометра определяется назначением, необходимой точностью измерений и пределами температур.
Жидкостные термометры применяют для измерения температуры окружающей среды, потоков воздуха и жидкостей в трубопроводах; манометрические термометры — для охлаждающей жидкости и картерного масла двигателя; термометры сопротивления — для воды, воздуха, картерного масла, топлива и т. д., термоэлектрические термометры — для отработавших газов, тепловой напряженности деталей двигателя и других горячих объектов.
Результаты измерений определяются от: способа размещения датчика, теплопроводности материала, излучения тепла поверхностью датчика и его тепловой инерции, а также от скорости и характера движения потока.
Необходимо глубокое погружение датчика в среду и против направления движения среды, а трубопровод в зоне размещения датчика покрывают теплоизолирующим материалом. Не рекомендуется размещать датчик по потоку.
Измерение температуры отработавших газов затруднено. Так как поток пульсирует. В зависимости от целей исследования определяют не только среднюю температуру отработавших газов, но и мгновенные ее значения.
Измерение температуры в потоке горючей смеси осложнено двухфазностью потока. Применяют экранирование термометров со стороны набегающего потока.
Измерение температуры деталей, включая подвижные, проводят с помощью различных термопар и термометров сопротивления, которые устанавливают на поверхности деталей или встраивают в их тело. Применяют нанесение на поверхность детали термочувствительных красок, установку специальных штифтов, плавких вставок.