Приборы для измерения давления. Приборы, по которым контролируют работу двигателя, бывают штатными, т. е. постоянно установленными на двигателе при постройке, и переносными, подключаемыми к нему периодически. Автоматизированные судовые дизели снабжают также датчиками дистанционного контроля, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты.
Правила Речного Регистра предписывают измерение следующих давлений:
— циркуляционной смазки на входе в двигатель, а также перед фильтрами;
— охлаждающей воды во внешнем и внутреннем контурах; перед топливными насосами в. д. (при наличии топливоподкачиваю-щего насоса);
— пускового воздуха;
— в продувочном и наддувочном ресиверах; в трубопроводе реверсивного устройства.
Дистанционный пост в рубке должен иметь приборы, показывающие давление рабочего тела (воздуха, масла) в системе питания ДАУ и ДУ, пускового воздуха, воздуха для подачи звукового сигнала, масла в системе смазки за фильтром, масла в реверс-редукторе.
Этим перечнем не исчерпываются места, где практически контролируют давление. В ряде случаев желательно измерять и вакуум во всасывающих магистралях. Так, например, наблюдение за вакуумом в системе смазки упрощает поиски причин неисправностей в ее работе.
В качестве приборов контроля давлений в системах применяют манометры и вакуумметры. Наиболее распространен манометр с трубчатой пружиной (трубкой Бурдона). Один конец трубчатой пружины припаян к корпусу штуцера, другой запаян и серьгой соединен с зубчатым сектором, который сцеплен с шестерней, насаженной на ось стрелки. Для устранения влияния люфтов на показания манометра предусмотрена спиральная пружина, связанная с осью стрелки и с корпусом манометра.
Штуцер соединяется с местом контроля давления. Изменение давления вызывает деформацию пружины и поворот ею стрелки. Шкала градуируется в единицах измерения давления.
Вакуумметр отличается от манометра направлением работы его механизма. Появление в трубчатой пружине разрежения заставляет ее под действием атмосферного давления «сжаться», т. е. уменьшить радиус кривизны, поворачивая указательную стрелку.
Широко используются электроманометры типа ЭДМУ. Они состоят из датчика (измерителя) и указателя. Прогиб под действием измеряемого давления мембраны датчика вызывает смещение ползуна переменного сопротивления. В связи с этим поворачивается стрелка указателя, представляющего собой логометр. Шкала его градуирована в килограмм-сила на сантиметр в квадрате (кгс/см2). Число, стоящее в конце марки электроманометра, показывает предел измерения прибора. Так, например, ЭДМУ-6 имеет предел измерения 6 кгс/см2. Электроманометры ЭДМУ питаются постоянным током напряжением 24В.
Термометры. Обязательными местами измерения температур согласно Правилам Речного Регистра являются:
— выход выпускных газов из каждого цилиндра (при диаметре цилиндра 180 мм и выше) или средняя температура в выпускном коллекторе (при диаметре, цилиндра менее 180 мм);
— вход выпускных газов в турбокомпрессор и выход из него;
— вход масла во внутреннюю систему смазки двигателя и выход из нее;
— вход охлаждающей воды в двигатель и выход из каждого цилиндра;
— выход наддувочного воздуха из холодильника.
Рис. 1. Манометр
Рис. 2. Термометры
Дистанционный пост управления в рубке должен иметь, согласно Правилам Речного Регистра РСФСР, лишь прибор для контроля температуры-воды замкнутого контура на выходе из двигателя, но обычно устанавливается еще прибор контроля температуры масла на выходе из него.
Для контроля температур в системах широко применяют ртутные термометры, хотя они не обеспечивают дистанционного контроля и имеют настолько малую прочность, что ломаются даже от вибраций.
Ртутные термометры устанавливают в оправе, состоящей из патрона и защитного кожуха. Для улучшения теплопередачи в патрон заливают масло (при температуре до 150 °С), ртуть (при температуре до 300 °С) или закладывают стружку из красной меди (при температуре выше 300 °С). Заполнитель должен лишь покрывать шарик термометра. Устанавливать термометр нужно вертикально или под острым углом к вертикали, шарик его должен располагаться в центре трубы.
Получили широкое распространение термометры манометрического типа. Они состоят из термопатрона, капиллярной трубки и манометра. Отклонение стрелки манометра зависит от давления пара жидкости-наполнителя, т. е. от температуры термопатрона. Манометр градуируется в градусах Цельсия. Недостаток манометрических термометров — значительная погрешность (порядка 5°), увеличивающаяся со временем.
Для контроля за температурой отходящих газов используют термоэлектрические термометры (пирометры). Такой термометр состоит из термопары и гальванометра, шкала которого градуируется (в комплекте с термопарой этого типа) в градусах Цельсия. К одному гальванометру можно присоединить несколько термопар через переключатель.
Чувствительным элементом термопары является спай двух разнородных металлов. При нагревании спая на свободных концах, составляющих пару проволочек, появляется э. д. е., величина которой пропорциональна его температуре. Следовательно, изменение температуры спая вызовет отклонение стрелки гальванометра.
Предел измерения температуры зависит от материала проволочек. Так, спай платинорадиевой и платиновой проволочек (термопара типа ПП) имеет предел измерения до 1300 °С, хромель-алюмелевая пара (ХА) — до 900 °С, хромель-копелевая (ХК), железно-копелевая (ЖК) и железо-константановая — до 600 °С.
Точность измерений у термопар — около 3%. Она зависит от температуры окружающей среды, так как э. д. с. пары зависит от разности температур спая и свободных концов пары. Поэтому желательно искусственно удлинить проволочки, применив для присоединения термопары к гальванометру провода из тех же материалов, и поместить гальванометр там, где температура более или менее постоянная.
Для измерения температур в системах дизеля применяют также термометры сопротивления ТУЭ-48 и ТП-2, питающиеся постоянным током напряжением 24В.
Тахометры. Частоту вращения двигателя контролируют с помощью механических и электрических тахометров.
Механические тахометры обычно бывают центробежного типа. Принцип их работы заключается в том, что вместе с валом тахометра вращается свободно насаженная на ось кольцевая масса, стремящаяся под действием центробежных сил повернуться. Повороту массы препятствует пружина, в связи с чем масса занимает какое-то положение, зависящее от величины центробежных сил, т. е. от скорости вращения вала. Масса связана тягой с муфтой. Поворот массы вызовет движение муфты вдоль вала, муфта повернет зубчатый сектор, а он — стрелку.
На рис. 245, б дан разрез тахометра ТС-100. Вал его приводится в движение от вала через пару шестерен. Вал соединяется с приводом через пружину, смягчающую удары от неравномерного вращения вала привода. Масса насажена на ось, запрессованную в вал. Пружина массы помещена в пазу вала. Тяга массы соединена с ползуном, помещенным внутри вала. Ползун посредством тяги, зубчатого сектора и шестерен может поворачивать стрелку. Шестерня сцеплена с особым маховиком, инерция которого предотвращает колебания стрелки.
Существуют механические тахометры, показывающие не только частоту, но и направление вращения вала двигателя.
Для проверки работы штатных тахометров и для разовых измерений применяют ручные тахометры. Принцип их работы тот же, что и тахометра центробежного типа. Для расширения диапазона измерений тахометры имеют коробку скоростей. Переключение скорости производится осевым перемещением вала при нажатой кнопке, фиксирующей положение механизма. Установленный переключением диапазон измерений определяется по положению указателя относительно шкалы. Как видно из рисунка, тахометр пригоден для измерения частоты вращения от 25 до 30 000 об/мин.
Рис. 3. Тахометры 308
На вал надевается стальной граненый пли резиновый наконечник, которым тахометр прижимается к центровому углублению торца вала. Чтобы оператор держал тахометр горизонтально, предусмотрен уровень. Когда вал тахометра будет вращаться вместе с валом двигателя, стрелка покажет частоту вращения. В зависимости от установки коробки скоростей показания снимают с внешней или с внутренней шкал. При высоких скоростях к показанию их добавляют один или два нуля.
Иногда двигатели снабжают также счетчиками количества оборотов, или работомерами. Они устроены подобно механизму счетчиков электрической энергии, когда одно колесо через каждый оборот поворачивает второе колесо на V10 оборота. Набор таких колес позволяет по цифрам, нанесенным на их внешней поверхности, определить количество оборотов, сделанное двигателем с начала работы. Работомеры иногда маркируют в часах работы двигателя, причем один час их показаний («моточас») соответствует количеству оборотов, которое сделает дизель за час при нормальной частоте вращения.
Электрические тахометры бывают как постоянного (типа К16, К18), так и переменного трехфазного (тип ТЭ) тока. Они состоят из датчика (та-хогенератора) и указателя.