Diagramme d'indicateur

une représentation graphique de l'évolution de la pression du gaz ou de la vapeur dans le cylindre d'une machine à piston en fonction de la position du piston. L'identification est généralement dessinée à l'aide d'un indicateur de pression (voir Indicateur de pression). L'axe des abscisses montre le volume occupé par les gaz dans la bouteille et l'axe des ordonnées montre la pression. Chaque point de l'ID ( riz. ) indique la pression dans le cylindre du moteur à un volume donné, c'est-à-dire à une position de piston donnée (point r correspond au début de la prise ; point UN- le début de la compression ; point Avec- fin de compression ; point z - le début de l'expansion; point b- fin de l'agrandissement).

I. d. donne une idée de la valeur du travail produit par le moteur combustion interne ou pompe, et sur leur puissance. Le fluide de travail effectue un travail utile uniquement pendant la course de travail. Par conséquent, pour déterminer travail utile nécessaire à partir de la zone limitée par la courbe d'expansion par exemple, soustrayez l'aire délimitée par la courbe de compression ac. Une distinction est faite entre le DI théorique et le DI réel. Le DI théorique est construit à partir des données de calcul thermique et caractérise le cycle théorique ; L'ID réel est extrait d'un tapis en marche à l'aide d'un indicateur et caractérise le cycle réel (voir. riz. ).

Pour faciliter les calculs et la comparaison entre eux différents moteurs Les pressions variables le long de la course du piston sont remplacées par une pression constante conditionnelle, à laquelle une course du piston produit un travail égal au travail des gaz dans un cycle à pression variable. Cette pression constante est appelée pression indicatrice moyenne et représente le travail des gaz lié au volume utile de la machine à pistons.

B.A. Kurov.

Grand Encyclopédie soviétique. - M. : Encyclopédie soviétique. 1969-1978 .

- une représentation graphique de la dépendance de la pression du fluide de travail (vapeur, gaz) dans le cylindre d'une machine à piston (moteur, pompe) sur le mouvement du piston. Il s'agit d'une courbe fermée dont l'aire à l'intérieur de laquelle est proportionnelle au travail effectué par le travailleur... Grand dictionnaire encyclopédique

Représentation graphique de la dépendance de la pression du fluide de travail (vapeur, gaz) dans le cylindre d'une machine à piston (moteur, pompe) sur le mouvement du piston. Il s'agit d'une courbe fermée dont l'aire à l'intérieur de laquelle est proportionnelle au travail effectué par le travailleur... Dictionnaire encyclopédique

Graphique image de l'évolution de la pression de vapeur ou de gaz dans le cylindre d'une machine à piston en fonction du mouvement du piston ou de l'angle de rotation du vilebrequin (voir figure). La superficie de l'I.D. est proportionnelle au travail effectué. fluide de travail à l'intérieur du cylindre pour... ... Grand dictionnaire polytechnique encyclopédique

Graphique image de la dépendance de la pression du fluide de travail (vapeur, gaz) dans le cylindre d'une machine à piston (moteur, pompe) sur le mouvement du piston. C'est une courbe fermée, la surface à l'intérieur du cercle est proportionnelle au travail effectué par le fluide de travail... Sciences naturelles. Dictionnaire encyclopédique

Diagramme d'indicateur- 97. Diagramme indicateur D. Indicalorcliagramm E. Diagramme pression-volume Diagramme de la dépendance de la pression dans le cylindre d'une machine à piston sur son volume variable

Sur voitures modernes installer moteurs à pistons combustion interne, dans laquelle le carburant est brûlé à l'intérieur du cylindre de travail. Selon la méthode de formation du mélange et d'allumage du carburant, les moteurs à combustion interne à pistons sont divisés en deux groupes :

1. avec formation de mélange externe et allumage forcé à partir d'une étincelle électrique (carburateur et gaz) ;
2. avec formation de mélange interne et allumage par contact avec l'air, fortement chauffé dans le cylindre par haute compression (allumage par compression ou moteurs diesel).

Cycle de service est une série de processus séquentiels qui se répètent périodiquement dans chaque cylindre du moteur pendant son fonctionnement. La représentation du cycle de travail sous la forme d'une courbe fermée montrant l'évolution de la pression du gaz au cours du cycle en fonction de la position du piston dans le cylindre est appelée tableau des indicateurs. Ce diagramme est réalisé moteur tournant, à l'aide d'un dispositif appelé indicateur.

Sur le schéma indicateur du quatre temps moteur à carburateur(Fig. 1) l'axe horizontal montre le volume du cylindre V en centimètres cubes (ou la course du piston S en millimètres), et l'axe vertical montre la pression du gaz dans le cylindre p en kilogrammes par centimètre carré. Le changement de pression du gaz dans le cylindre à différentes courses du cycle peut être retracé par la position des points principaux du diagramme indicateur.

À course d'admission(ligne 7-1) le cylindre est rempli mélange inflammable. Plus le remplissage des cylindres est bon, plus la puissance du moteur est élevée.

La pression dans le cylindre à l'entrée est inférieure à la pression atmosphérique (0,7-0,9 kg/cm2) en raison de la résistance du filtre à air, du carburateur, du tuyau d'admission et des soupapes. La température du mélange en fin d'admission est de 75-125°C.

Course de compression(ligne 1-2-3). Une fois compressé mélange de travail 1 la température et la pression dans le cylindre augmentent. Plus le taux de compression est élevé, plus la pression en fin de course de compression est élevée (point 3). Quand le taux de compression dans le carburateur moteurs de voiture, égale à 6-9, la pression à la fin de la course de compression est de 7-12 kg/cm2 et la température du gaz est de 350-400 °C.

La ligne 3-4-5-6 sur le tableau des indicateurs correspond à combustion - course d'expansion.

Plus le taux de combustion est élevé (dans des limites acceptables), plus la puissance du moteur est élevée. Le taux de combustion dépend de la qualité du carburant, de la composition et du degré de tourbillonnement du mélange de travail ainsi que de sa température, de son taux de compression, du calage de l'allumage et de la quantité de gaz résiduels restant dans le cylindre du cycle précédent.

En fin de combustion (point 4), la pression du gaz monte à 30-40 kg/cm2, et la température monte à 2200-2500°C.

L'expansion commence après que les gaz atteignent pression maximale(point 4) : les gaz exercent une pression sur le piston et font un travail utile. Vers la fin de la détente (point 6), la pression du gaz dans la bouteille diminue à 3-5 kg/cm2, la température descend à 1000-1200°C.

Les lignes 6-7 correspondent à la course de déclenchement. Pour meilleur nettoyage cylindre, la soupape d’échappement s’ouvre jusqu’au niveau du sol. (point 5). Le processus de libération a lieu à une pression supérieure à la pression atmosphérique, qui à la fin de la course diminue à 1,1-1,2 kg/cm2, la température à ce stade diminue à 700-800 °C.

Dans un moteur diesel à quatre temps (Fig. 2) avec course d'admission(conduite 7-1) l'air entre dans le cylindre. En raison de la plus faible résistance du système d'admission (sans carburateur), la pression d'admission est légèrement plus élevée (0,85-0,95 kg/cm2) que dans un moteur à carburateur et la température est plus basse (40-60° C).

Course de compression(ligne 1-2-3). Le taux de compression dans un moteur diesel étant de 16,5, la pression en fin de compression (point 3) s'élève à 38-43 kg/cm2 et la température de l'air s'élève à 620-680°C.

Course de combustion - détente(ligne 3-4-5-6). L'injecteur commence à injecter du carburant jusqu'au PMH. (point 2), donc la majeure partie du carburant brûle avant que le piston n'atteigne le sommet. L'angle d'avance de l'injection a valeur la plus élevée(31-32°) au régime maximum du vilebrequin.

La pression du gaz en fin de combustion (point 4) atteint 73-79 kg/cm2, température 1700-1800° C. La pression en fin de détente (point 6) diminue jusqu'à 3-4 kg/cm2, et la température - à 600-650°C .

Étant donné que l'air dans un moteur diesel n'est pas préchauffé et qu'une partie de la chaleur du carburant est dépensée pour chauffer l'excès d'air fourni au cylindre, la température pendant la combustion et la détente dans un moteur diesel est inférieure à celle d'un moteur à carburateur.

Coup de relâchement(ligne 6-7). La soupape d'échappement s'ouvre à 56° avant JC. (point 5). Après n.m.t. (point 6) la pression du gaz diminue rapidement jusqu'à 1,1-1,2 kg/cm2 et reste constante jusqu'à la fin du relâchement (point 7).

1 Le mélange de travail est le mélange formé dans le cylindre du moteur lorsque le mélange combustible qui y pénètre pendant la course d'admission est mélangé avec des gaz résiduels (gaz brûlés restant du cycle précédent).

V.M. Klennikov, N.M. Iline

Article du livre « Truck Design ». Lisez aussi d'autres articles de

Chapitre « Éléments de théorie du moteur à combustion interne » :

• Pouvoir indicatif et effectif
• Caractéristique de vitesse externe
• Bilan thermique

Pour vérifier l'exactitude des relations entre les principaux paramètres du cycle et obtenir une représentation visuelle de l'évolution de l'état du gaz à différents moments, en fonction des données de calcul, construire un diagramme indicateur théorique en coordonnéesr - V (Fig. 205).

Puisque les volumes du cylindre sont inconnus, on prendV un = V c + V s = UN mm et, en traçant la valeur de A le long de l'axe V, tracez une ligne n. m.t. D'une relation ? =V un / V c trouverV Avec = V un /? et à l'échelle du dessinV c = UN /? différer la valeurV c le long de l'axe des abscisses. Tracez une ligne. m.t. Choisissez ensuite l’échelle des ordonnées. Pour les rapports normaux de longueur et de hauteur du diagramme, le rapport V s /p z (à l'échelle) doit être compris entre 1,3 et 1,6. Après cela, une ligne de pression atmosphérique p est tracée sur l'échelle sélectionnée 0 .

Les points caractéristiques du cycle se situent sur les droites c. m.t. (points cz" etr ) et n. m.t. (points a n e). Leur position sur ces lignes est déterminée par les valeurs connues de pression p un , p Avec , p z "=p z , p e et p r . Coordonnées des pointsz trouver, connaître la valeurr z EtV z = ? V c . Sur l'échelle, l'axe des x est tracéV z = ? UN /? . En reliant les points cz", z avec les lignes droites cz" et z"z, une représentation graphique de la section de combustion du carburant cz"z est obtenue. Du point r vers la droite jusqu'à son intersection avec la ligne n. m.t. et du point a vers la gauche jusqu'à ce qu'il croise la ligne b. m.t. tracer des lignes droites parallèles à l'axeV , et obtenir une image des processus de remplissage et de libération.

L'expression initiale pour construire le processus de compression ac est l'équation polytropique de compression pV n 1 =p c Vc n1 , où р n/m 2 et V m 3 - les valeurs actuelles de la pression du gaz et du volume de la bouteille. De l'expression polytropique ci-dessus, nous obtenons la formule originale

Étant donné une série de valeurs pour le volume actuel du cylindreV depuisV Avec àV UN , obtenir les valeurs de pression du gaz p en les mettant sur l'échelle de l'axe des ordonnées pour les volumes correspondantsV trouver les points du ac polytropique. En reliant ces points avec une courbe lisse, une représentation graphique du processus de compression AC est obtenue.

La courbe d'expansion zе est construite de la même manière, sur la base de l'équation polytrope d'expansion

Sur la fig. 205, b montre la construction du polytrope ze par la méthode graphique. En mettant de côté les coordonnées des points z et e, tracez des demi-cercles de diamètres oz" et oe". Les points z et e sont projetés sur un demi-cercle. Depuis les points d'intersectionk et rayons t ok et à réaliserkk "et tt", et à travers des pointsk et t" - horizontal et vertical jusqu'à ce qu'ils se croisent au pointje , qui sera le point intermédiaire du polytrope. Ensuite, d'autres points sont trouvés et, en les reliant par une courbe lisse, le polytrope ze est obtenu. Polytrope ac est construit de la même manière.

Le schéma indicateur d'un moteur deux temps (Fig. 206) est construit de la même manière que pour un moteur quatre temps, mais le point a, caractérisant le début de la compression, correspondra au moment de fermeture des fenêtres d'admission ou d'échappement. (selon ceux qui ferment plus tard). Lors de la construction d'un schéma d'un moteur diesel à deux tempsV UN = V Avec + V s ’ = UN mm le long de l'axeV différer la valeurUN mm et tracez une ligne pour le début de l'ouverture des fenêtres, sur laquelle se trouvent les points a et e, caractérisant le début de la compression et la fin de l'expansion. Comme pour le diesel à quatre tempsV UN = UN / ?, et sous ? nous entendons ici le taux de compression réel - le rapport du volume du cylindre V UN au moment de la fermeture des fenêtres au volume de la chambre de compression V Avec . La section de combustion cz"z des polytropes ac et ze est construite comme décrit ci-dessus.

Pour obtenir les lignes du processus d'échappement - purge ed et aa", il faut déterminer le volume V n occupé par des fenêtres.

Attitude? s = V n / V s , où V s - volume décrit par le piston lors du déplacement de c. m.t. et n. m.t., c'est-à-dire course complète du piston. La course utile du piston, pendant laquelle se produit le processus d'expansion, est égale à

En égalant les membres droits des deux dernières égalités, on obtient

Valeur V n posé le long de l'axe V et détermine ainsi la position du point a." La section ea"a est dessinée approximativement, à la main.

30.09.2014

Le cycle de fonctionnement est un ensemble de processus thermiques, chimiques et gazodynamiques qui se répètent séquentiellement et périodiquement dans le cylindre du moteur afin de convertir l'énergie thermique du carburant en énergie mécanique. Le cycle comprend cinq processus : admission, compression, combustion (combustion), détente, échappement.
Les tracteurs et les voitures utilisés dans l'industrie du bois et la foresterie sont équipés de moteurs diesel à quatre temps à carburateur. Les véhicules de transport forestier sont principalement équipés de moteurs diesel à quatre temps,
Pendant le processus d'admission, le cylindre du moteur est rempli d'une nouvelle charge, qui est de l'air purifié de moteur diesel ou un mélange combustible d'air purifié avec du carburant (gaz) pour un moteur à carburateur et un moteur diesel à essence. Un mélange inflammable d'air avec du carburant finement atomisé, ses vapeurs ou gaz inflammables doit assurer la propagation du front de flamme dans tout l'espace occupé.
Au cours du processus de compression, un mélange de travail composé d'une charge fraîche et de gaz résiduels (carburateur et moteurs à gaz) ou d'une charge fraîche, de carburant atomisé et de gaz résiduels (diesels, moteurs multicarburants et à injection d'essence et moteurs diesel à gaz) est comprimé. dans le cylindre.
Les gaz résiduels sont des produits de combustion restant après l'achèvement du cycle précédent et participant au cycle suivant.
Dans les moteurs à formation de mélange externe, le cycle de fonctionnement se déroule en quatre temps : admission, compression, détente et échappement. Course d'admission (Fig. 4.2a). Le piston 1, sous l'influence de la rotation du vilebrequin 9 et de la bielle 5, se déplaçant vers le PMB, crée un vide dans le cylindre 2, à la suite de quoi une nouvelle charge du mélange combustible pénètre par la canalisation 3 à travers la soupape d'admission 4 dans cylindre 2.

Course de compression (Fig. 4.2b). Après avoir rempli le cylindre avec une nouvelle charge, la soupape d'admission se ferme et le piston, se déplaçant au PMH, comprime le mélange de travail. Dans le même temps, la température et la pression dans le cylindre augmentent. À la fin de la course, le mélange de travail est enflammé par une étincelle qui se produit entre les électrodes de la bougie d'allumage 5 et le processus de combustion commence.
Course d'expansion ou course de puissance (Fig. 4.2e). À la suite de la combustion du mélange de travail, des gaz (produits de combustion) se forment dont la température et la pression augmentent fortement lorsque le piston atteint le PMH. Sous influence haute pression gaz, le piston se déplace vers le PMB et le travail utile est effectué et transféré au vilebrequin en rotation.
Relâchez la course (voir Fig. 4.2d). Pendant cette course, le cylindre est nettoyé des produits de combustion. Le piston, se déplaçant vers le PMH, à travers la soupape d'échappement ouverte 6 et la canalisation 7, pousse les produits de combustion dans l'atmosphère. À la fin de la course, la pression dans le cylindre dépasse légèrement la pression atmosphérique, de sorte qu'une partie des produits de combustion reste dans le cylindre, qui sont mélangés au mélange combustible qui remplit le cylindre lors de la course d'admission du cycle de travail suivant.
La différence fondamentale entre le cycle de fonctionnement d'un moteur avec formation de mélange interne (diesel, gaz-diesel, multicarburant) est que pendant la course de compression, l'équipement d'alimentation en carburant du système d'alimentation du moteur injecte du carburant liquide finement atomisé, qui est mélangé à de l'air (ou à un mélange d'air et de gaz) et s'enflamme. Le taux de compression élevé d'un moteur à allumage par compression permet au mélange de travail dans le cylindre d'être chauffé au-dessus de la température d'auto-inflammation du carburant liquide.
Le cycle de travail d'un moteur à carburateur à deux temps (Fig. 4.3) utilisé pour démarrer un débardeur diesel s'effectue en deux coups de piston ou un tour de vilebrequin. Dans ce cas, un cycle fonctionne et le second est auxiliaire. Dans un moteur à carburateur à deux temps, il n'y a pas de soupapes d'admission et d'échappement ; leur fonction est assurée par les orifices d'admission, d'échappement et de purge, qui sont ouverts et fermés par le piston lors de son mouvement. À travers ces fenêtres, la cavité de travail du cylindre communique avec les canalisations d'admission et d'échappement, ainsi qu'avec le carter moteur étanche.

Diagramme indicateur. Le cycle de travail ou réel d'un moteur à combustion interne diffère du cycle théorique étudié en thermodynamique par les propriétés du fluide de travail, qui est de véritables gaz alternatifs. composition chimique, le taux d'apport et d'évacuation de chaleur, la nature de l'échange thermique entre le fluide de travail et les pièces environnantes et d'autres facteurs.
Les cycles moteur réels sont représentés graphiquement dans les coordonnées : pression - volume (p, V) ou dans les coordonnées : pression - angle de rotation du vilebrequin (p, φ). De telles dépendances graphiques sur les paramètres spécifiés sont appelées diagrammes indicateurs.
Les diagrammes indicateurs les plus fiables sont obtenus expérimentalement, par des méthodes instrumentales, directement sur les moteurs. Les diagrammes indicateurs obtenus par calcul basé sur les données de calcul thermique diffèrent des cycles réels en raison des imperfections des méthodes de calcul et des hypothèses utilisées.
Sur la fig. 4.4 montre les diagrammes indicateurs des moteurs à carburateur à quatre temps et des moteurs diesel.

Le circuit d, a, c, z, b, r est un diagramme du cycle de service d'un moteur à quatre temps. Il reflète cinq processus alternés et partiellement superposés : l'admission, la compression, la combustion, la détente et l'échappement. Le processus d'admission (r, a) commence avant que le piston n'arrive au BMT (près du point r) et se termine après HMT (au point k). Le processus de compression se termine au point c, au moment où le mélange de travail s'enflamme dans un moteur à carburateur ou au moment où l'injection de carburant commence dans un moteur diesel. Au point c, le processus de combustion commence et se termine après le point r. Le processus d'expansion ou course de travail (r, b) se termine au point b. Le processus de libération commence au point b, c'est-à-dire au moment où la soupape d'échappement s'ouvre, et se termine au point r.
Zone r, a, c, b, r intégrée coordonnées p-V par conséquent, à une certaine échelle, caractérise le travail développé par les gaz dans la bouteille. Le diagramme indicateur d'un moteur à quatre temps se compose de zones positives et négatives. La zone positive est limitée par les lignes de compression et de détente k, c, z, b, k et caractérise le travail utile des gaz ; le négatif est limité par les conduites d'entrée et de sortie et caractérise le travail des gaz consacré à surmonter la résistance lors de l'entrée et de la sortie. La zone négative du diagramme est insignifiante ; sa valeur peut être négligée et le calcul ne peut être effectué que le long du contour du diagramme. L'aire de ce contour équivaut au travail de l'indicateur ; elle est planimétrique pour déterminer la pression moyenne de l'indicateur.
Le travail indicateur d’un cycle est le travail effectué au cours d’un cycle, déterminé à partir du diagramme indicateur.
La pression indicatrice moyenne est une pression constante conditionnelle dans le cylindre du moteur à laquelle le travail du gaz pendant une course du piston est égal au travail indicateur du cycle.
La pression moyenne de l'indicateur p est déterminée à partir du diagramme indicateur :

où p est la pression moyenne de l'indicateur, MPa ; F - zone de contour k, s, z, b, k du diagramme indicateur, mm2 ; l est la longueur du diagramme indicateur, mm ; m est l'échelle de pression, c'est-à-dire la valeur indiquant combien de MPa correspond à 1 mm de la hauteur du diagramme indicateur.
La valeur de p1 dépend principalement de la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion du carburant et de la perfection de l'organisation des processus de travail dans le moteur.

Travail de laboratoire n°4.

Schéma indicateur et caractéristiques mécaniques d'un compresseur à piston.

But et objectifs du travail familiarisation avec les méthodes expérimentales d'enregistrement des diagrammes indicateurs des compresseurs à pistons à basse et à haute vitesse ; obtenir un diagramme indicateur et le traiter sur un ordinateur ; détermination des principaux paramètres du compresseur ; construction de ses caractéristiques mécaniques.

4.1. informations générales sur les caractéristiques mécaniques des machines.

Il existe deux grandes classes de machines : moteurs et machines de travail. Les premiers sont destinés à la conversion différents types l'énergie (thermique, électrique, etc.) en mécanique, ces dernières utilisent l'énergie mécanique pour effectuer un travail utile. Moteur, mécanisme et machine de travail former ensemble unité de machine. Lors de l'analyse dynamique d'une unité de machine, les processus de travail qui y sont présentés sont présentés sous la forme de dépendances de l'énergie, de la force ou du couple du lien d'entrée ou de sortie sur son mouvement ou sa vitesse. Ces dépendances sont appelées caractéristiques mécaniques.

Les machines les plus utilisées (machines de travail et machines à moteur) sont les machines à pistons. Dans ces machines, soit les forces de pression du gaz sont converties en couple sur le vilebrequin (moteurs à combustion interne, détendeurs), soit le couple sur le vilebrequin est converti en énergie de gaz ou de liquide comprimé (compresseurs, pompes). La dépendance graphique caractérisant le changement de pression dans le cylindre d'une machine à piston à partir du mouvement du piston est appelée tableau des indicateurs. Ce schéma tire son nom du nom de l'appareil utilisé pour son enregistrement - un indicateur mécanique ou électrique.

Description du dispositif expérimental.

Le diagramme indicateur est enregistré sur une configuration expérimentale composée d'un moteur électrique, d'un entraînement par courroie et d'un compresseur pneumatique à piston monocylindre. Le mécanisme principal du compresseur est un curseur à manivelle (Fig. 4.1), composé de :

• manivelle 1,
• bielle 2
• piston 3
• cylindre 0.

Dans le cycle de fonctionnement du compresseur (un tour de manivelle), on distingue quatre phases, correspondant aux sections suivantes du schéma indicateur : ab- détente de l'air résiduel ; avant JC- aspiration ; CD-compression ; papa---injection.

Un schéma de la configuration expérimentale avec un indicateur mécanique est présenté dans riz. 4.2. Le cylindre du compresseur 1 est relié par la vanne 2 au cylindre indicateur 3. Le piston indicateur 4 se déplace sous pression et comprime le ressort 5.

Le mouvement du piston 4 à travers le mécanisme à levier 6 avec un rapport de démultiplication constant est communiqué à la tige d'écriture. La feuille de papier 8 sur laquelle est inscrit le schéma est fixée au tambour 7 par des ressorts à lames. Le tambour est entraîné en rotation par une corde 10 fixée au piston du compresseur. Le tambour est ramené dans sa position d'origine par le ressort 9. Suite à la sommation des mouvements de la tige et du tambour, un diagramme indicateur est dessiné sur une feuille de papier. La ligne pression atmosphérique. Pour enregistrer cette ligne, le cylindre indicateur est relié à l'atmosphère par le robinet 2.

Le champ d'application des indicateurs mécaniques est limité par la vitesse de manivelle n(jusqu'à environ 5 rps). À des vitesses de rotation plus élevées, l'inertie des maillons indicateurs déforme fortement la forme du diagramme. Par conséquent, les diagrammes indicateurs des machines à grande vitesse sont enregistrés par des capteurs électriques sans inertie.

Le schéma d'installation pour enregistrer le diagramme indicateur d'un compresseur à grande vitesse est illustré à la Fig. 4.3. Dans cette installation, le vilebrequin est relié au moteur électrique 1 par un accouplement d'entraînement. La pression dans le cylindre 2 du compresseur est mesurée par un capteur piézoélectrique 3. Le signal du capteur via un amplificateur est envoyé au balayage vertical d'un oscilloscope cathodique 5. Pour obtenir un signal électrique proportionnel au mouvement du piston, l'installation utilise un système électromécanique avec un capteur photoélectrique. Rayon du disque 8 R = l e installé sur le vilebrequin AB avec excentricité e. La lumière de la lampe électrique 10 à travers les lentilles du condenseur 6 et le diaphragme à fente 9 pénètre dans la photocellule 7. Puisque le rapport e/R égal au rapport des longueurs des maillons du mécanisme l AB /l BC , alors lorsque l'arbre tourne, le flux lumineux incident sur la photocellule sera proportionnel au mouvement du piston. Le signal de la cellule photoélectrique 7 est transmis à travers l'amplificateur au balayage horizontal de l'oscilloscope cathodique 5. À la suite de la sommation des signaux, une courbe fermée apparaît sur l'écran de l'oscilloscope - diagramme indicateur 4.

4.3. Traitement du graphique d'indicateurs.

Le diagramme dessiné par un indicateur mécanique comporte des échelles de pression le long des axes de coordonnées m p et les mouvements MS . Les axes de coordonnées par rapport au schéma sont placés comme suit : l'axe des abscisses est aligné avec la ligne de pression atmosphérique, l'axe des ordonnées lui est perpendiculaire et dirigé tangentiellement au schéma (Fig. 4.4).

Pour traiter le diagramme, celui-ci est tabulé – présentation du graphe expérimental sous la forme d'un tableau de valeurs discrètes. 12 positions sont portées sur l'axe des abscisses du schéma, correspondant aux positions de la manivelle jusqu'à . Les ordonnées du diagramme sont mesurées à ces positions. Les résultats de mesure sont saisis dans le tableau du journal Lors du traitement du diagramme indicateur, les éléments suivants sont déterminés :

a) pression maximale et minimale dans le cylindre du compresseur (MPa)

p max = y pmax /m p (4.1)

p min =y pmin /m p (4.2)

Où y pmax Et et min. - les ordonnées des extrema sur le schéma ;

b) puissance indiquée du compresseur (W) - travail de compression d'air effectué par le compresseur par unité de temps

N i = A c Z/T c (4.3)

Où Un c - travail de compression d'air par cycle, J ; T c = 1/n 1 - le temps de cycle ; n°1 - vitesse de rotation de la manivelle, 1/s ; Z - nombre de cylindres du compresseur. 4.4

dA=F c dS c =pf n dS c =f n y p dx/(m p m s), (4.4)

Force F c est la résultante des forces extérieures agissant sur le piston. À gauche (voir Fig. 4.1), le piston est soumis aux forces de pression de l'air comprimé, à droite, aux forces de pression atmosphérique. Puisque le diagramme indicateur est tracé par rapport à la ligne de pression atmosphérique, la force F c dans n'importe quelle position du piston sera égal au produit de la pression déterminée à partir du diagramme indicateur p= y p / m p , par surface de piston fn.

Si, lors de la construction d'une caractéristique mécanique, on prend y p = y F , Que

m f =m p 10 6 / f n ,(4.7)où m f - échelle de force, mm/N

Valeurs de force expérimentale F c trouvé sur le graphique F c = f (SC)

F cmax =y Fcmax /m f (4.8)

Fcmin =y Fcmin / m f (4.9)

4.4. Bon de travail

1. Familiarisez-vous avec les descriptions du fonctionnement du planimètre polaire (voir), la conception des installations expérimentales et les règles pour y travailler
2. Fixez le papier au tambour indicateur mécanique ; allumez le moteur du compresseur ; En tournant le robinet, connectez le cylindre indicateur au cylindre du compresseur et, en appuyant légèrement la tige contre le papier, notez le schéma indicateur. Connectez le capteur à l'atmosphère (vous devez tourner la vanne de 90° dans le sens des aiguilles d'une montre) et enregistrez la ligne de pression atmosphérique. Éteignez le moteur et retirez le papier du tambour
3. Allumez l'oscilloscope cathodique et laissez-le chauffer pendant 1 à 2 minutes. Éteignez le moteur du compresseur à grande vitesse. Ajustez la luminosité et la mise au point de l’image si nécessaire. Examinez visuellement les caractéristiques du graphique indicateur résultant. Éteignez d'abord l'oscilloscope, puis le compresseur
4. Collez un diagramme indicateur dans le magazine, avec l'axe des abscisses aligné avec la ligne de pression atmosphérique et l'axe des ordonnées situé sur la tangente (voir Fig. 4.4). A travers les 12 positions du point C, marquées sur l'axe des x, tracez des lignes verticales et mesurez les ordonnées du diagramme indicateur le long d'elles. Enregistrez les ordonnées dans le tableau de journal approprié
5. Mesurer l'aire du diagramme indicateur avec un planimètre polaire
6. Entrez le programme dans l'ordinateur " LAB4", puis, conformément aux instructions du programme, recherchez les données initiales (à partir de la table journal) et imprimez les résultats du calcul.
7. Enregistrez les résultats des calculs dans un journal. Formuler des conclusions sur les travaux, y refléter les méthodes étudiées d'enregistrement des diagrammes indicateurs, la portée de leur application ; analyser les caractéristiques mécaniques obtenues.

Annexe P4

La conception d'un planimètre polaire et comment l'utiliser. Planimètre est un appareil pour mesurer les surfaces des figures plates. Le planimètre polaire (Fig. P4.1) est constitué de deux leviers AB Et Soleil , relié par une rotule en un point DANS . Point AVEC fixé dans l'avion avec une aiguille et un poids G , tandis que le levier Soleil peut tourner autour d'un point AVEC . Sur le levier Virginie chariot mobile installé À , dont le mouvement le long du levier modifie l'échelle de l'appareil. Il y a un rouleau rotatif sur le chariot R. , avec lequel le disque à grosses échelles est relié par un entraînement à vis D . Sur le levier AB au point UN goupille sécurisée w . Lors du processus de mesure de l'aire d'une figure, la goupille se déplace le long de son contour (dans le sens horaire ou antihoraire). En même temps la vidéo R. glisse et roule le long du plan, ce mouvement est communiqué au disque par l'intermédiaire d'un engrenage à vis D , et il tourne selon un certain angle. Une échelle de précision (vernier) est placée sur le chariot À . Chaque division de cette échelle est 0,1 mm plus grande que la division de l'échelle à rouleau. La procédure pour effectuer les mesures. Dessin silhouette plate, carré va te faire foutre qui doit être mesuré, est placé sur une surface plane et légèrement rugueuse (par exemple, sur une feuille de papier Whatman). Le planimètre est assemblé et installé sur un plan par rapport à la figure à mesurer de sorte que pendant le processus de mesure, l'angle entre les bras s'écarte au minimum de 90. Ch placé à un point arbitraire sur le contour de la figure mesurée et la lecture initiale est lue sur les échelles de l'instrument. Ensuite, ils tracent le contour avec une épingle et lisent la deuxième lecture sur les échelles planimétriques. La lecture la plus petite est soustraite de la lecture la plus grande. Le résultat multiplié par l'échelle de l'appareil (par 10) est la surface mesurée. Exemple. Sur la fig. P4.2a montre les échelles de l'instrument au début des mesures. Pointeur sur l'échelle du disque D situé entre les divisions "6" Et "7", ceux. six divisions complètes sont mesurées. Le zéro de l'échelle vernier est situé entre les divisions "51" Et "52" balances à rouleaux. La septième division de l'échelle à vernier coïncide avec l'une des divisions de l'échelle à rouleaux.

Ainsi, quatre chiffres de la lecture initiale de l'appareil sont obtenus :

ceux. La lecture de l'appareil est 6517.

D'après la fig. P4.2b, de la même manière, vous pouvez déterminer la deuxième lecture, égale à 6633 . Aire de la figure selon les résultats de mesure :

f u =(6633-6517)10=1160 mm 2