костью. Способ снимания одним И. диаграмм одновременно на обеих сторонах парового цилиндра помощью длинной трубки и трехходового крана, соединяющего И. попеременно с одной и другой стороной цилиндра, ведет к грубым погрешностям вследствие значительного увеличения вредного пространства, инерции масс пара, находящихся в трубке, и мятия пара при прохождении через загибы трубки и трехходовой кран. Хотя правильность работы И. не зависит от поломсения последнего, но принято за правило в паровых машинах ставить его вертикально вверх для об.аегчеция удаления конденсата из цилиндра И., а при индицирова-нии насосов-наклонно вниз, чтобы воздух, попавший в цилиндр И., выходил из него и не образовывал воздушного мешка.

Нормальным способом приведения в движение барабана является прихменение ходо-уменьшите.)1я рычажного или роликового типа, получающего движение от крейцкопфа, штока или поршня машины. Наиболее точным являетс51 рычажный хо до уменьшите ль, однако, его конструкция и установка требуют также известного внимания, чтобы углы поворота барабана, а следовательно, и абсциссы индикаторной диаграммы были

Фиг. 17.

действительно пропорциональны путям, проходимым поршнем. Условием, достаточным для правильного действия передаточного механизма, является соблюдение закона механического полобия части, воспринимающей движение, и части, передающей его дальше. На фиг. 17 изображены 4 рычажных ходо-уменьшителя, удовлетворяющих этому условию и дающих вполне точную пропорциональность между перемещениями ползуна а и крючка б для индикаторного шнура; понятно, что шнур должен двигаться по одной прямой с направлением движения крючка б, т. к. в противном случае в виду конечной длины шнура угол между шнуром и направлением движения будет изменяться при движении и, т. о., пропорциональность будет нарушена. Коэфф. хо до уменьшения v равен коэфф-ту механич. подобия, т. е. отношению линейных размеров двух любых подобных частей механизма (в дальнейшем мы считаем всегда меньшей части к большей, т. е. v < 1). Роликовый ходоуменьшитель, пользующийся значительным распространением, состоит из большого легкого барабана, на который навивается шнур, прикрепленный непосредственно к крейцкопфу; этот барабан сидит на одном валу с малым роликом, на к-рый наматывается шнур, приводящий в двин:е-ние И. В большом барабане помещается спиральная пружина, служащая для натяжения шнура; маленький ролик делают сменным, различных диаметров, для того чтобы

при различных ходах поршня индицируемого двигателя получить оптимальную длину индикаторной диаграммы. Коэфф-т ходо-уменьшения равен отношению диаметров ролика и барабана. Роликовые ходоуменьши-тели, в виду их значительной массы и затруднений принадевании шнура непосредственно на двигающийся с большой быстротой стержень крейцкопфа, обычно не применяются при числах оборотов свыше 500 в мин. При индицировании двигателей внутреннего сгорания, не имеющих штока и крейцкопфа, с механизмом, часто совершенно закрытым в картере, приходится осуществлять привод барабана И. от какой-либо части двигателя, вращающейся со скоростью коренного вала и жестко с ним связанной. При этом, однако, необходимо, чтобы механизм, превращающий вращательное движение в переменновозвратное, был механически подобен кривошнпно-шатунному механизму двигателя и, в частности, чтобы отношение длины шатуна к плечу кривошипа было одинаковым как у двигателя, так и у приводного механизма. В настоящее время часто уже при проектировании двигателей предусматривают приводный механизм для индикатора.

Испытание И. Как всякий контрольный прибор, И. должен от времени до времени подвергаться проверке. Проверяют отдельно правильность работы передаточного (регистрирующего) механизма И., т. е. пропорциональность отклонений карандаша и перемещений поршня П., и масштаб индикаторной прулшны в горячем или в холодном состоянии; попутно определяют величину трения W, выраженную в единицах давления. Наиболее существенным является определение масштаба Фиг. 18. пружины И., к-рое производят в специальных аппаратах, подобных изображенным на фиг. 18. Нагрузка совершается грузами, тарированными таким образом, что каждая гиря соответствует давлению 0,5 atm или 1,0 aim на нормальный поршень (при поршне в 20 мм- и

л кг, при поршне 20, 27 мм-соответственно 1,613 и 3,226 кг). Для испытания пружин на сверхдавление И. ввинчивают в нижнее гнездо перекладины (фиг. 18, а) и последовательно нагружают через 1 или 0,5 aim, смотря по масштабу пружины, при чем каждый раз проводят вращеш-юм барабана горизонтальную черту на натянутой на нем бумаге; после полной нагрузки совершают таким же порядком разгрузку, отмечая снова пспожения карандаша. Для определения масштаба пружины при вакууме И. ввинчивают в верхнее гнездо перекладины (фиг. 18, б) и нагружают гирями, соответствующими давлениям 0,1 atm. По окончании испытаний снимают бумагу с отметками и определяют средний масштаб одним из

следующих 4 способов. Обозначим давления Pi Рг -*- Pni соответствующие им ординаты, полученные при нагрузке, через h{, К,---Лп, а при разгрузке-h{, hi,..., h. Средняя величина трения механизма И., выраженная в ординате диаграммы:

Определяем средние ординаты

2

тогда средний масштаб ординат (л, т. е. величина ординаты, соответствующая давлению 1 aim:

n-l\P -Pi Рз-Р Pn-Pn-J

(16)

Pl + P + +?

При правильно работающем И. величины fi, вычисленные по этим четырем методам, различаются между собой весьма мало (0,1- 0,3 %); более сильные расхождения указывают на неисправное состояние И. При работе И. с внутренней (горячей) пружиной вследствие изменения Г изменяются диаметр поршня и размеры пружины, а также и модуль упругости; т. о., тарировка этих И., произведенная в холодном состоянии,

Фиг. 19.

может сильно расходитьсй с действительными показаниями аппарата при высокой t°. Для возможности испытания И. в условиях, близких к их нормальной работе, аппараты для испытания снабжают доба-

ночным патрубком, позволяюпщм производить обогревание И. паром, получаемым из небольшого котла, или же производят нагрузку поршня не грузами, а непосредственно паром, получаемым в особом котле а (фиг. 19); котел нагревается газовой горелкой б и снабжен обычной арматурой; манометр в, служащий для определения величины действительного давления в котле, д. б. особенно точным. Тарировку производят тем же способО]ц:, что и выше, путем постепенного нагревания и охлаждения котла. Для измерения t° внутри И. удаляют крышку и заменяют ее термометром особой конструкции. При отсутствии возмоншости та- фиг. го. рировать И. в горячем состоянии можно воспользоваться следующей ф-лой, дающей зависимость между масштабами холодного и горячего (/ и / i) И. в зависимости от темп-ры < внутри последнего:

t, = [1+0,0004 (f-20)].

Считая среднюю Г внутри И. при индици-ровании паровой машины ок. 120°, имеем 1=1,04 /м, т. е. ошибка достигает 4%. Для проверки правильности работы пишущего механизма независимо от пружины служит прибор, состоящий из микрометрич. винта, гайка к-рого ввинчивается в гнездо И., а винтом, после удаления пруж;ины, поднимают поршень И. на определенную величину и отмечают соответственное положение карандаша. Зная фактический ход поршня и измеряя соответств. передвижение карандаша, проверяют степень пропорциональности обоих движений при различных положениях поршня. Для той же цели служит набор втулок различной длины с нарезками на концах, одинаковыми с нарезками гнезд индикаторных пружин (фиг. 20); ввинчивая их последовательно вместо пружины, заставляют поршень принимать различные, строго определенные полонсения.

Индикаторная диаграмма. Нормальная индикаторная диаграмма (фиг. 21) предста-

вляет собой, после учета и исправления всех ошибок, в соответст- венном масштабе кри- у, вую давлений в рабочем цилиндре машины в зависимости от положения крейцкопфа или, что то же, поршня. Работа поршня двигателя простого действия на бесконеч- LILIU , но малом участке пу-

ти ds, на котором да- JT ~* s

вление р можно счи- Фиг. 21.

тать постоянным, dA=

= F-pds (где F--площадь поршня двигателя), или за один рабочий цикл:

Jpds+f prds о s

s s -

Jpi ds-Jpi-ds

а т. к. р

где V-коэффициент

ходоуменьшения, то

Xi Хг

JVidx-Jydx

(17)

где /i-площадь, ограниченная верхней кривой диаграммы и двумя крайними ординатами, а /а-ПЛОщадь, ограниченная нижней кривой и теми же ординатами; называя площадь самой диаграммы через / и замечая, что f = tx - f%, имеем окончательно:

= ~-t- (18)

Из ф-лы (18) видно, что площадь диаграммы выражает собой в известном масштабе работу двигателя за один рабочий цикл. При этом, однако, надо всегда иметь в виду, что площадь эта получена как разность площадей при прямом и обратном ходе поршня; т. о., площади петель а на диаграммах 5, 6, 7, 24 (см. таблицу) д. б. вычтены из площади остальной части диаграммы. Для вычисления мощности двигателя бывает удобнее заменить индикаторную диаграмму фиктивной, представляющей собою прямоугольник с основанием S, равным ходу поршня, и с постоянной высотой, равной Pi-с реднему индикаторному давлению; тогда работа поршня за один цикл

A=F - S Pi. (19)

Мощность двигателя L равна работе, совершаемой им в единицу времени, т. е. L= у, где Т-продолжительность одного Щ1кла в

60 m I

секунду, равная , п-число об/м. машины, а т-общее число ходов поршня за один цикл. Подставляя эти выраясения в уравнение (19) и приводя единицы к кгм/ск, имеем:

L = FSpi, (20)

30 m

где S-в м, F-B см, р Называя v

-в кг/сл*, п-об/м.

средней скоростью порш-

ня, получаем окончательно мощность Ni в ЕР:

(21)

Все приведенные ф-лы относятся к двигателям простого действия; двигатели двойного действия, напр. обыкновенная паровая машина, д. б. рассматриваемы как два двигателя простого действия, сидящие на общем штоке; мощность ее получается суммированием мощностей отдельно для передней и задней полрстей цилиндра. На фиг. 22 (стрелки внутри диаграмм обозначают направлею1е прохождения цикла) изображены нормальные индикаторные диаграммы паровой машины (а), четырехтактного двигателя Дизеля (б), двухтактного двигателя Дизеля (в), четырехтактного газового двигателя (г), водяного насоса (д) и компрессора (е). Эти диаграммы отражают в себе все происхрдя-щие в цилиндре двигателя процессы (отдельные фазы обозначены следующими цифрами: 1-наполнение, 2-засасывание, 3-горение или взрыв, 4-расширение, 5-выталкивание и б-сжатие). В четырехтактных двига-

телях внутреннего сгорания часть нормальной диаграммы, относящаяся к периоду выталкивания сгоревших газов и засасывания смеси, настолько сжата по высоте в виду незначительности возникающих при этом давлений, что она не дает никаких указаний относительно работы органов распределения

atf afma6c.

40-л А

Фиг. 22.

за эти две фазы. Для получения ясной картины хоДа этих процессов снимают диаграмму со слабой пружиной; при этом верхняя часть не выходит совершенно, так как шток поршня И. упирается своим ободком в ограничитель хода, зато нижняя часть диаграммы выступает очень рельефно и дает возможность проверить продувку цилиндра. Равным образом на нормальных индикаторных диаграммах двигателей внутреннего сгорания нельзя с достаточной степенью точности проследить процессы, протекающие около мертвых точек, в виду малой скорости поршня, а следовательно, и сильной сжатости абсцисс диаграммы по времени. Путем снятия т. н. смещенных диаграмм (фиг. 23) можно с достаточной точностью исследовать процессы воспламенения и горения, протекающие вблизи мертвого положения поршня. Для получения такой диаграммы необходимо движение барабану И. сообщать не от поршня или связанной с ним детали индицируемого двигателя, а от ползуна, приводимого в движение от коренного вала кривошипно-шатунным механизмом с углом опережения в 90° относительно кривошипа индицируемого цилиндра. В многоцилиндровых двигателях с кривошипами под 90° для этой цели м. б. использован другой цилиндр, иначе неизбежно устройство специального приводного приспособления. Описанные выше роды диаграмм носят название 3 а м к н у т ы х; из них только нормальная пригодна для вычисления.мощнос-ти двигателя непосредственно по ее площади.

Фиг. 23.