上止點相位測定倒拖法

倒拖法又叫氣缸純壓縮線法。這種方法是測量不供油時的氣缸壓縮線(對多缸機可用停缸法制取,對單缸機用電機拖動),在靠近曲線上端作若干條平行于大氣壓力線的直線,連接這些直線的中點即可得到上止點線(如圖2所示)。通常認為這條壓力線是對稱的,但實際上由于氣缸內(nèi)的壓縮氣體和氣缸壁的熱交換在壓縮與膨脹過程中并非等同,以及不可避免地存在少量泄漏,所以壓力曲線并不對稱。因此按上述方法所獲得的上止點線可能不垂直,與大氣壓力線有一定的差角Δα。采用這種方法時,平行線越靠近曲線上端,則所得上止點精度越高。

這種方法是采用適當?shù)膫鞲衅鲗討B(tài)上止點直接進行測量。圖1是利用電容變化進行動態(tài)上止點測量的原理圖,傳感器電極和殼體之間有絕緣套,電容傳感器裝在缸蓋上。當活塞頂運動到上止點時,傳感器上的定極板與活塞(電容動極板)之間的電容量最大。因此利用電容測量裝置即可得到活塞上止點信號。

這種方法是以發(fā)動機飛輪上的靜態(tài)上止點標記為基準,用盤車使活塞(多缸機以第一缸為主)到達氣缸最上部后再下行,用千分表按等行程中點法仔細找出活塞最高點,即為上止點。如磁電法、閃光停像法等。

上止點相位對研究內(nèi)燃機工作過程和進行有關參數(shù)的計算有重要的影響,若上止點位置偏差1°CA,就可能使平均指示壓力產(chǎn)生約5.5%的誤差和平均扭矩約5%的誤差。由于種種原因,使得內(nèi)燃機在工作時的上止點相位與靜態(tài)上止點相位存在差異,因此需要對上止點相位進行重新確定。確定上止點相位的方法很多,常見的有以下幾種:

以上三種方法中,靜態(tài)上止點定位精度較低,動態(tài)上止點測量精度最高,但需要附加測量裝置,且測量結(jié)果受環(huán)境影響較大。倒拖法幾乎不需要附加測量裝置(對單缸機需電機拖動),且精度較高,是動態(tài)情況下獲取上止點的較適用可靠的方法。尤其是在野外測量的情況下,可以減少由于電路或轉(zhuǎn)速引起的誤差。

精確確定活塞靜態(tài)上止點,對理論研究、使用維修都具有重要意義。它是發(fā)動機配氣相位和供油、點火提前角的基準,它們的數(shù)值是否精確,因而直接影響發(fā)動機的工作性能。例如,上止點位置誤差0.2°曲軸轉(zhuǎn)角,氣缸平均指示壓力的相對誤差可達1-2%。而且在諸如示功圖熱力分析計算等內(nèi)燃機理論研究方面的定量精度上也至關重要。

目前確定活塞上止點位置的常規(guī)方法,最廣泛的是用百分表找最大值法。

這種方法是先將百分表指針靠緊在活塞頂部,再輕輕轉(zhuǎn)動曲軸使活塞上升,當表針指示最大值時即為活塞上止點,作出相應的飛輪記號即可。這種方法的最大缺點是測量時需在上止點附近微量來回搖動曲軸,以判斷百分表最大值位置。

由上述可知,在上止點附近,曲軸轉(zhuǎn)過較大角度時其活塞的位移變化卻很小,如481型發(fā)動機,當曲軸偏離上止點1°轉(zhuǎn)角時,活塞位移變化僅為0.0121mm,偏離5°轉(zhuǎn)角時位移也只有0.2414mm。因此有時曲軸已偏離上止點位置轉(zhuǎn)過一微小角度,但活塞位移在百分表上幾乎沒有反映。這種人手的微量轉(zhuǎn)動操作,特別是對技術不熟練的人,也較難進行控制,往往活塞已越過最高點,而無法捕捉到百分表上的最大數(shù)值。用這種方法測量,由于只測量一次,故無法消除因曲柄連桿機構配合件不均勻磨損引起的測量誤差,特別是測量時需要微量搖動曲軸,更增加了百分表在上止點讀數(shù)的波動性。