Пиметры и максиметры

Пиметры. Быстроходные дизели, как правило, не имеют индикаторных приводов, а снабжены только индикаторными кранами. В этом случае возможность снятия индикаторных диаграмм механическим индикатором исключается. Следует отметить, что с увеличением быстроходности двигателя искажения индикаторных диаграмм становятся значительными, это вызвано искажением перемещений поршенька из-за инерционности подвижных частей индикатора. Если массу подвижных частей индикатора довести до весьма значительных размеров и этим увеличить их инерцию, то при определенных конструктивных соотношениях и достаточно быстром изменении давления в работе цилиндра пишущее устройство установится в уравновешенном состоянии и вычертит на бланке горизонтальную прямую линию, соответствующую некоторому среднему давлению газов в цилиндре двигателя во времени. На этом принципе основана работа пиметров.

Рис. 1. Пиметр.

Схема прибора приведена на рис. 1. В цилиндрическом корпусе 21 пиметра установлены массивные диски 13 и 15, называемые соответственно основной и дополнительной массами. Диски связаны между собой спиральной пружиной 14. На сплошной оси 6 погашены дополнительная масса и стрелка 4, а на пустотелой оси 7 — основная масса и шестеренка 5. С шестеренкой входит в зацепление зубчатый сектор 25, связанный тягой 24 с рычагами 23, имеющими противовес 16. Правый конец рычага шарнирно подвешен на тяге 17. Осью 8 рычаг соединен с вильчатым штоком 22 поршенька 20. Шток соединен с пружиной 3, которая упирается в полый винт 1. Поршенек находится во втулке 19, закрепленной в корпусе прибора. Накидной гайкой 12 пиметр крепится к индикаторному крану двигателя. Газы из цилиндра давят на поршенек и это усилие передается массивным дискам.

Усилие будет изменяться периодически, соответственно частоте циклов. Следовательно, массы и стрелка прибора придут в колебательное движение с некоторой амплитудой, которая будет тем меньше, чем больше масса дисков и чем выше частота вращения вала двигателя. В действительности амплитуда колебаний настолько мала, что колебания становятся практически незаметными. Стрелка прибора указывает на шкале среднее давление в цилиндре по времени. Вследствие того, что это давление будет средним не по ходу поршня (как в поршневом индикаторе), а по углу ПКВ, оно носит название среднего давления по времени и обозначается через p_t.

Параметр p_t является косвенным показателем цилиндровой мощности. Следовательно, определив величину p_t во всех цилиндрах двигателя, можно судить о степени равномерности распределения нагрузки по отдельным цилиндрам. В этом преимущество пиметра. Недостаток же этого прибора состоит в том, что по его показаниям нельзя определить мощность, развиваемую в цилиндрах двигателя. В зависимости от значения максимального давления в рабочих цилиндрах двигателя пользуются либо только одной пружиной 3, либо пружиной и шайбой 2. При средних давлениях до 0,52 МПа достаточно одной пружины, а при давлениях от 5 до 1,02 МПа стрелка выходит за пределы шкалы. В этом случае для увеличения предварительного натяжения пружины устанавливают шайбу и отсчет производят по нижней шкале. Некоторые модели пиметров имеют в комплекте две пружины разной жесткости (№ 1 и 2). Для охлаждения прибора и уменьшения трения подвижных частей пиметры снабжают элементарными системами смазки и охлаждения.

Смазка подвижных частей пиметра осуществляется следующим образом. Масло периодически заливают в полость поршенька через торцевое отверстие, закрытое пробкой 11. По трубе 9 газы проникают в полость поршенька и выдавливают масло через отверстие 10 в нижнюю кольцевую канавку поршенька. Отработавшее масло отводится по трубе 18.

Максиметры. Для эксплуатационной регулировки быстроходных дизелей в судовых условиях одних показаний пиметра может оказаться недостаточно. Для выравнивания мощности по цилиндрам необходимо знать причину недогрузки или перегрузки отдельных цилиндров, а для этого требуется определить давление сгорания и давление сжатия в каждом цилиндре в отдельности.

Давление сжатия и сгорания можно определить при помощи максиметра. Газы из цилиндра двигателя поступают к манометру, проходя через невозвратный клапан. При включенных топливных насосах манометр будет показывать давление сгорания, а при выключенной подаче топлива — давление в конце сжатия. Ошибка измерений не превышает 0,03 МПа и является несущественной.

Максиметр (рис. 2) состоит из корпуса 9 и манометра 12. Корпус изготовлен из стали и снабжен ребрами для более интенсивного отвода теплоты. К корпусу на резьбе крепится стальная промежуточная камера 2, также имеющая ребра. При помощи накидной гайки 1 прибор присоединяется к индикаторному крану цилиндра двигателя.

Рис. 2. Максиметр.

Трехходовым клапаном 10 полость максиметра может сообщаться с атмосферой для выпуска газов или с манометром (через штуцер 11). Внутри максиметра находится щелевой 3 и сетчатый 4 фильтры, задерживающие твердые частицы продуктов сгорания, седло 5 клапана 7 и дроссельная шайба 6. Подъем клапана регулируется ограничителем 8. Ограничение подъема клапана имеет существенное значение, так как при малом подъеме клапана (порядка 0,2 — 0,3 мм) создается значительное сопротивление проходу газов, особенно в начальный период пуска. Дополнительное сопротивление создается дроссельной шайбой. Благодаря наличию этих сопротивлений исключается возможность резких колебаний стрелки манометра и быстрого выхода прибора из строя.

Прибор работает следующим образом. После продувания индикаторного крана и присоединения максиметра индикаторный кран открывают не более чем на 30 с. Невозвратный клапан 7 пропускает газы только в одном направлении, и через некоторое число рабочих циклов в полости прибора устанавливается давление, равное максимальному давлению в цилиндре двигателя. После определения давления газы выпускают в атмосферу, и прибор снимают с индикаторного крана. Ввиду возможности быстрого загрязнения максиметра смолистыми и другими осадками, после использования его необходимо разобрать и тщательно очистить детали, а при обнаружении неплотностей — протереть детали и смазать их.