2.3. Измерение расхода воздуха

Для измерения расхода воздуха, потребляемого двигателем, в настоящее время наибольшее распространение объемные расходомеры роторного типа (рис.1.8). Под действием перепада давлений на входе в расходомер и выходе из неге роторы-поршни, связанные между собой шестернями и имеющие в поперечном сечении форму гантели, вращаясь отмеряют за пол оборота определенный объем воздуха (мерный объем). За каждый оборот роторов дважды происходит захват воздуха в полости и дважды выталкивание из них.

Д

Рис. 1.8. Расходомер воздуха роторный

ля определения количества прошедшего через расходомер воздуха необходимо определить число оборотов одного из волов ротора в единицу времени и умножить на величину мерного объема. Это выполняется при помощи фотоэлектрического датчика. Блок обработки сигнала подсчитывает число оборотов за 1 секунду и вычисляет объемный расход воздуха.

, м³/с (1.3)

где V - объем израсходанного воздуха, м³;

t - время измерения, с.

Массовый расход воздуха определяется по формуле:

, кг/с (1.4)

где ρ - плотность воздуха, кг/м³

Гидравлическое сопротивление такого расходомера составляет 10 - 30 мм водяного столба, поэтому включение его в систему воздухоснабжения двигателя не отражается на показателях его работы.

2.4. Измерение температуры.

Для измерения температуры жидкости в системе охлаждения, масла в картере двигателя и воздуха, поступающего в двигатель, обычно применяют термометры сопротивления. Принцип работы такого термометра основан на свойстве проводников изменять электрическое сопротивление при изменении температуры.

Для изготовления датчиков термометров сопротивления применяют тонкую платиновую или медную проволоку. Конструктивно датчик представляет собой пластинку из диэлектрика (слюды, стекла, текстолита), на которую наматывается проволока. Пластинка с обмоткой помещается в тонкий латунный корпус размером 6х100 мм и устанавливается в измеряемую среду.

Платиновые термометры сопротивления применяют для измерения температуры в диапазоне от -200 до +500^оС; медные термометры сопротивления - для температур от -50 до +150°.

Чтобы судить о температуре, измеряемой термометров сопротивления, необходимо определить его электрическое сопротивление R_t

Обычно для этой цели применяют мосты сопротивления и логометры. На рис.1.9 приведена такая схема неравновесного моста.

При этом способе миллиамперметр, включенный в измерительную диагональ моста (показан на рис. 1.9 пунктиром), будет показывать значение тока небаланса моста, пропорциональное измеряемой температуре. Если сопротивления R1, R2, R3 постоянны, то ток небаланса будет меняться в соответствии с изменением R_t = f( t ). Величина тока небаланса зависит также от напряжения питания моста, которое следует поддерживать неизменным. Измерение производится цифроизмерительным прибором, сигнал к которому от диагонали моста поступает через нормирующий преобразователь.

Рис. 1.9. Схема измерительного моста

Термоэлектрические термометры основаны на использовании термоэлектрического эффекта: возникновении термоэлектродвижущей силы при нагреве места спая двух проводников из разнородных металлов или сплавов, обусловленной различием в скоростях и энергиях свободных электронов в различных металлах. Спаянную (сваренную) таким образом пару разнородных проводников называют термопарой. Термоэлектродвижущая сила, развиваемая термопарой, в определенном интервале температур прямо пропорциональна разности температур между горячим спаем и холодными концами, которые присоединяются к измерительному прибору. С помощью термопар обычно измеряют высокие температуры, в частности, при испытании двигателей: температуру отработавших газов, деталей двигателя, стенок цилиндра и др.

Самые точные и стабильные термопары изготавливает из благородных металлов: чистой платины и сплава платины и родия (платинородий)

Для измерения температуры отработавших газов двигателей обычно применяют термопары хромель-алюмель (предел измерения до 1000°С) и хромель-копель (предал измерений до 500С°С).

По действующим ГОСТам на испытания двигателей погрешность измерения температуры допускается в пределах: отработавших газов ± (10...20°С); охлаждающей жидкости и масла ± (2...3°С); потребляемого воздуха ± 1°С.