Меню

Какое давление измеряют с помощью вакуумметра

explorer177 › Блог › Диагностика двигателя с помощью вакуумметра

Чтоб не потерять)
Статейка переведенная

Диагностика двигателя с помощью вакуумметра

Одно из средств ранней диагностики, вакуумметр*, сохраняет свою эффективность для выявления технических неисправностей двигателя. Он так же может быть заменен электронным преобразователем давления.
*Вакуумметр – это тот же манометр, измеряющий отрицательное давление внутри какого-то объема, т.е. насколько давление внутри этого объема меньше атмосферного для данной местности в момент измерения, иными словами вакуумметрическое давление. Автор использует термин «вакуум», прекрасно понимая, что никакой это не вакуум, а скорее разрежение. Я буду придерживаться того же. Далее, выделенное курсивом будет означать мою «отсебятину».
Неужели до сих пор находится применение вакуумметрам? Сегодня полно двигателей, которые могут никогда не потребовать регулировки клапанов, которые сами регулируют зажигание, контролируют условия пропусков зажигания и сами корректируют подачу топлива при незначительном падении вакуума (при появлении подсоса воздуха во впускном тракте). Тем не менее, типичная топливная система, контролируемая компьютером, все еще сильно зависит от состояния двигателя и наличия сильных (различимых), надежных вакуумных управляющих сигналов.
Вот почему значения уровня вакуума сегодня важны как никогда. К тому же измерение вакуума с помощью вакуумметра оказывается самым быстрым и самым простым тестом. Не нужно искать специальных переходников для топливного расходомера как, например, для различных тестов по измерению давления топлива. Не нужно выворачивать свечи как при измерении компрессии. Надо просто найти подходящее место для подключения вакуумметра к впускному тракту и подключить его.
Когда мы измеряем давление во впускном тракте, на самом деле мы сравниваем давление внутри впускного тракта с атмосферным давлением снаружи впускного тракта. Разница этих давлений и является причиной поступления воздуха и топлива в камеру сгорания. Мы будем называть меньшее давление внутри впускного коллектора «вакуумом».
Величина созданного в тракте вакуума зависит от оборотов двигателя и положения дроссельной заслонки. Если отключить подачу топлива и зажигание, и затем начать вращать двигатель стартером, то во впускном тракте начнет создаваться вакуум. Чем быстрее вращается двигатель, тем больший вакуум будет создаваться, но до тех пор, пока дроссельная заслонка будет создавать собой препятствие, оставаясь закрытой. Как только заслонка откроется, вакуум будет уменьшаться, но только если скорость вращения будет оставаться постоянной. Перед тем как идти дальше, важно понять эту основную концепцию.
Вероятно, вы уже слышали об использовании вакуумметра для проверки вакуума при запуске. Это полезный тест, т.к. свечи и топливо в процессе не участвуют и, таким образом, мы видим только механическое состояние двигателя. Без топлива и зажигания, понятие вакуума является самым простым для понимания. Оно зависит только от механического состояния двигателя, если мы знаем обороты и положение дроссельной заслонки (ДЗ).
Назовем измерение вакуума при принудительном вращении двигателя стартером при отключенной подаче топлива и зажигании «пусковым тестом», а показания вакуумметра «пусковым вакуумом».
Все усложняется, если мы включаем в процесс подачу топлива и зажигание, т.к.
они напрямую влияют на обороты двигателя. Например, если два одинаковых
двигателя работают при одинаковом положении ДЗ, то обеднение смеси приведет
к более медленному вращению одного из двигателей по сравнению с другим
двигателем, работающем на правильной смеси. Для выравнивания оборотов придется приоткрыть ДЗ первого (медленного) двигателя (уменьшая сопротивление поступающему воздуху), что приведет к снижению вакуума и соответственно показаний вакуумметра.
Таким образом, по вакууму можно достоверно оценить насколько хорошо работает двигатель. Чем выше вакуум при определенных оборотах и открытой заслонке, тем лучше работает двигатель. Понятно, что маленький (низкий по абсолютному значению) вакуум свидетельствует о наличии проблемы, но с чего начать поиск? На самом деле причина низкого вакуума может быть в чем угодно, включая зажигание, подачу топлива или свидетельствовать о механических проблемах.
Ниже мы поговорим об интерпретации показаний вакуумметра при различных тестах и идентификации заболеваний двигателя. Каждый нюанс, который влияет на вакуум, оставляет уникальный след.

Измерение вакуума с помощью вакуумметра

Для измерений предпочтительно использовать вакуумметр со шкалой от -1 до 0 кгс/см2. В статье используется американская система единиц, и приводятся значения в дюймах ртутного столба. 1 inch Hg = 3.385E-2 bar, 1 inch Hg = 3.4532E-2 kg/cm2, 1 inch Hg = 3.342E-2 atmosphere. Можете пересчитать сами в зависимости от шкалы Вашего прибора, но разница будет незначительна. Я округлял полученные значения, т.к. считаю, что важны не абсолютные числа, а порядок величин и их относительные значения во время разных тестов и поведение стрелки прибора. При этом автор, называя вакуум нормальным, имеет ввиду, что его уровень находится в допустимых пределах, в противном случае он называет его аномальным.
Если это возможно, подключите вакуумметр к большому, расположенному по центру вакуумному порту впускного тракта. Убедитесь, что порт не загажен угольными отложениями. В зависимости от типа двигателя и конструкции впускного тракта, выбранное Вами место подключения вакуумметра может сильно влиять на его чувствительность и точность показаний, которые Вы получите.
Для того чтобы запуститься, обычно двигатель должен создать вакуум около 0.03 кгс/см2 (1 inch Hg). При продолжении вращения исправный двигатель увеличит вакуум во впускном тракте до нормального пускового вакуума от 0.1 до 0.2 кгс/см2 (3-6 inch Hg). Чем больший вакуум создает двигатель, тем быстрее он заведется. Чем больше цилиндров имеет двигатель, тем более высокий и более стабильный вакуум он создаст.
Когда двигатель запускается неравномерно, пусковой вакуум также будет изменяться неравномерно (пульсировать). Наиболее распространенной причиной аномального или пульсирующего пускового вакуума и затрудненного запуска двигателя является проблема с ремнем ГРМ или цепью. Однако двигатель также может быть настолько горячим, что при запуске он проявляет дизельный эффект.
Проблемы с компрессией также могут создавать аномальный пусковой вакуум. Если пусковой вакуум нормальный, но сбрасывается регулярно и ритмично, ищите проблему в компрессии. Каждый раз, когда слабый цилиндр пытается воспламениться, две вещи происходят моментально: обороты возрастают и вакуум уменьшается. Прогоревший клапан может заставлять стрелку вакуумметра регулярно сбрасываться до нуля.
У Вас нулевое стартерное разрежение? Прежде чем Вы начнете искать существенный подсос воздуха, проверьте, не зависла ли дроссельная заслонка в открытом положении. Если да, то закройте ее и проведите тест повторно. Если дроссельная заслонка не закрыта или закрыта не полностью, некоторые вакуумметры (с плохой чувствительностью) могут не показать вакуума во время пускового теста.
На исправном двигателе нормальный вакуум холостого хода (ХХ) должно быть стабильным и находиться в пределах 0.6-0.7 кгс/см2 (17-21 inch Hg). Двигатели большего литража имеют тенденцию создавать большее значение вакуума ХХ чем двигатели меньшего объема. Чем большую герметичность обеспечивают поршневые кольца и клапана, тем больший вакуум создаст двигатель.
Стабильный, но меньший чем нормальный вакуум ХХ может быть следствием подсоса воздуха, неисправности EGR (рециркуляция выхлопных газов) или проблемы с зажиганием / ремнем ГРМ или цепью. Если имеет место подсос воздуха, то принудительное (вручную) обогащение топливной смеси улучшит работу двигателя на холостом ходу. Если обогащение смеси не помогает, ищите в другом месте и продолжите диагностику.
Аномальный вакуум на ХХ и высоких оборотах заставляет стрелку вакуумметра падать регулярно и предсказуемо на холостом ходу, это обычно вызвано негерметичностью одного или нескольких клапанов. Во время такта сжатия прогоревший впускной клапан пропускает импульсы положительного давления во впускной тракт. При этом, если добавить оборотов, показания не стабилизируются.
Когда показания вакуумметра сбрасываются неравномерно и непредсказуемо на ХХ, клапан или клапана зависают. Стрелка может не падать так сильно как при прогоревших клапанах. Если клапана зависают, охлаждение двигателя или применение специальных присадок к маслу, освобождающих (раскоксовывающих) клапана, может временно стабилизировать показания вакуумметра.
Когда показания вакуумметра изменяются резко между нормальными и очень низкими, возможно имеет место утечка компрессии между смежными цилиндрами. Если это так, то оба эти цилиндра будут выявлены при балансировочном тесте цилиндров.
Слабые клапанные пружины вызывают аномальные показания вакуумметра на ХХ и высоких оборотах. Стрелка прибора будет кол##### быстро, и еще быстрее при увеличении оборотов двигателя. В зависимости от оборотов и состояния пружин, стрелка может пульсировать неравномерно. Когда слабые/сломанные пружины больше не могут закрывать клапан, поведение стрелки вакуумметра будет аналогичным как для прогоревшего клапана.
Сильно изношенные направляющие втулки клапанов вызывают аномальный вакуум на ХХ и нормальный вакуум на высоких оборотах. На холостом ходу стрелка прибора будет кол##### быстро в очень широком диапазоне, но показания стабилизируются при увеличении оборотов. При таком износе направляющих втулок двигатель будет иметь проблемы с расходом масла.
При 2500 об/мин на нейтрали, нормальный вакуум на высоких оборотах должен быть по меньшей мере равен показаниям на холостом ходу. Обычно вакуум при 2500 об/мин будет больше чем на холостом ходу. Если вакуум при 2500 об/мин меньше чем на холостом ходу, отключите систему EGR и проведите тест заново. Если показания остались низкими проверьте не уменьшилось ли сечение системы выхлопа. Имеется ввиду, что система выхлопа может уменьшиться в сечении, например, из-за неисправного, расплавленного каталитического конвертора, или в случае выхлопных труб с двойной стенкой внутренняя труба может проржаветь и забить ржавчиной наружную трубу. В этом случае давление выхлопных газов может оказать влияние на вакуум во впускном тракте.
Вы можете наблюдать за вакуумметром и источником вакуума одновременно. Например, подсоедините один вакуумметр к коллектору, а другой — к шлангу вакуумного модулятора трансмиссии. Если показания обоих изменяются не одинаковым образом во время дорожного теста, проверьте шланг модулятора и его соединения.
Используйте ваш вакуумметр в дорожных тестах так часто, как вам позволяет время. Чем дольше вы будете его использовать, тем быстрее вы поймете, что является нормальными показаниями. С «забитым» выпускным трактом, под нагрузкой показания будут ниже чем нормальные, и потребуется незначительного открывания дроссельной заслонки, чтобы сбросить показания до нуля.

Читайте также:  Вылечить давление народными средствами быстро

Трудно все запомнить?

Если Вы не обладаете фотографической памятью, запомнить все возможные комбинации показаний вакуумметра и причины их вызвавшие практически невозможно. Для упрощения, мы свели все испытания с помощью вакуумметра к их простым основам. Два следующих простых теста определят наличие хорошего вакуума до того как приступить к следующим проверкам.
1. Пусковой вакуум
2. Показания вакуумметра на прогретом, работающем на холостом ходу двигателе, при частично открытой дроссельной заслонке, без нагрузки на 2000 и 3000 об/мин и во время снижения оборотов с максимума при резком закрытии заслонки.
Во-первых, проверьте пусковой вакуум (обычно проводят на двигателе с отключенными подачей топлива и зажиганием). Подсоедините вакуумметр к источнику вакуума во впускном коллекторе. Убедитесь, что заслонка закрыта и двигатель вращается стартером с нормальной скоростью. Пусковой вакуум должен находиться в пределах по меньшей мере от 0.1 до 0.2 кгс/см2 (3-6 inch Hg).
Во-вторых, проверьте вакуум на прогретом двигателе на холостом ходу, при частично открытой ДЗ и при сбросе газа.
Сначала измерьте вакуум во впускном коллекторе на холостом ходу. Показания вакуумметра должны быть стабильными и находиться в пределах 0.6-0.7 кгс/см2 (17-21 inch Hg).
Теперь увеличьте обороты до примерно 2000 об/мин. Удерживайте их постоянными и наблюдайте за показаниями. После начального уменьшения показаний при открытии дроссельной заслонки они должны вернуться к уровню вакуума ХХ, зафиксированному на предыдущем тесте, или близкому к нему. Некоторые EGR клапана срабатывают без нагрузки. Если вы увидите небольшое снижение вакуума во время теста с неизменным положением дроссельной заслонки, отключите EGR и проведите замеры снова.
Проведите измерения на 3000 об/мин, вы должны получить аналогичный результат.
Позвольте заслонке резко закрыться от ранее резко открытого положения. Показания вакуумметра должны резко увеличиться до более высоких значений, чем получены на холостом ходу, и составить 0.67-0.85 кгс/см2 (20-25 inch Hg), затем медленно опуститься по мере снижения оборотов двигателя. Стрелка вакуумметра должна вернуться на прежнее место, соответствующее показаниям при холостом ходе, полученным в начале этого теста, и оставаться в этом положении.
Если двигатель прошел эти тесты, то все говорит о том, что с механической точки зрения он в порядке — по-крайней мере достаточно исправный, чтобы прокачивать воздух на ХХ, частично открытой ДЗ и сбросе оборотов.
Стабильные показания вакуумметра в диапазоне 0.6-0.7 кгс/см2 (17-21 inch Hg) на холостом ходу — это есть гуд. Показания вакуумметра должны стабилизироваться на этом уровне или более высоком при удержании заслонки в частично открытом положении. Двигатель не смог бы этого сделать, если бы имел одну или две сломанные пружины. И синхронизация клапанов/поршней должна быть правильной, иначе двигатель не смог бы поддерживать прокачку на более высоких оборотах. И наконец, внутренние детали двигателя (клапана и поршневые кольца) должны обеспечивать достаточно хорошую герметичность, чтобы поднять вакуум при сбросе оборотов.
Если вы получили «правильные» показания вакуумметра, а двигатель не работает хорошо, поищите неисправность еще где-либо, например, проверьте давление топлива, вторичное искрообразование и содержание выхлопных газов. Если получены «неправильные» показания, вот Ваши варианты:
Если пусковой вакуум низкий, или ноль, поищите основную проблему, например, заклинивание распредвала или большой подсос воздуха.
Если вакуум холостого хода низкий, но стабильный, проверьте сначала ГРМ.
Объяснения показаниям вакуумметра, которые окажутся внутри указанных пределов, найдете в начале этой статьи, что поможет Вам идентифицировать результаты.
Самое главное преимущество вакуумметра — это его способность выявить проблемы, связанные с низким вакуумом. Другие тесты, такие как баланс мощности, four gas, вторичное зажигание и проверка давления топлива, также помогут Вам локализовать неисправности.

Читайте также:  Шланг высокого давления для холодильных установок

Источник

Измерение давления и вакуума.

Измерение давлений широко используется в теплоэнергетике. Давление характеризует работоспособность отдельных агрегатов. а также ход термо и газодинамических процессов в энергетических установках. С помощью измерения давления определяется скорость и расход жидкости и газа в различных процессах.

По своему назначению приборы для измерения давления и вакуума делятся на:

— манометры избыточного или абсолютного давления;

— барометры — для измерения абсолютного давления атмосферного воздуха;

— вакуумметры — для измерения разности между барометрическим и абсолютным давлениями, когда значение абсолютного давления меньше

— мановакууметры — для измерения как избыточного давления, так и вакууметрического давления;

— дифференциальные манометры — для измерения разности давле­ний, когда ни одно из них не равно атмосферному;

— микроманометры — для измерения малых разностей давлений.

По принципу действия средства измерения давления делят на сле­дующие группы:

— жидкостные приборы давления, у которых измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости;

— грузопоршневые приборы, у которых измеряемое давление урав­новешивается массой груза и поршня;

— деформационные приборы, действие которых основано на исполь­зовании зависимости упругой деформации и усилия, создаваемого чувстви­тельным элементом, от давления;

— электрические приборы, действие которых основано на свойствах отдельных веществ изменять свои электрические параметры под действием давления;

-электроразрядные приборы, у которых используется зависимость ионного тока от давления;

— теплоэлектрические приборы, действие которых основано на за­висимости теплопроводности газового слоя от давления.

Для целей автоматизации экспериментальных исследований про­мышленностью выпускаются соответствующие измерительные средства и устройства на базе унифицированных электрических преобразователей давления и упругих чувствительных элементов.

За единицу давления в СИ принят 1 Па=1 Н/м 2 .

1мм рт. ст. = 133,32 Па; 1кг/м = 1мм вод. ст.= 9,81 Па.

6.1.1 Жидкостные и деформационные приборы давления.

По конструктивному признаку жидкостные манометры подразделяются на:

-U- образные манометры;

Эти манометры используются для определения избыточного давления воздуха и неагрессивных газов до 0,1 МПа, для измерения разности давлений неагрессивных газов в пределах от 0,1 МПа до 7 кПа, а также неагрессивных жидкостей и паров в пределах от 0,1 МПа до 0,4 кПа.

Жидкостные U-образные манометры изготавливаются из стеклянных трубок диаметром 6. 10 мм, заполненных наполовину рабочей жидкостью — ртутью, водой, спиртом, маслом.

Разность давлений DР в манометре определяется выражением

где р — плотность жидкости; g -ускорение свободного падения; h — высота

Погрешность отсчета давления по шкале U-образного и чашечного

манометров составляет 2 мм и 1 мм, соответственно.

Действие деформационных приборов давленияосновано на зависимости

деформации или изгибающего момента упругих чувствительных элементов от давления. Давление определяется в основном линейным перемещением

Деформационные приборы давления используют для измерения давления

в очень широком диапазоне измерений — от 50 Па до 1000 МПа. Их изготавливают в виде манометров избыточного давления, манометров абсолютного давления, вакуумметров, дифференциальных манометров.

Деформационные приборы давления можно разделить на две

1. Приборы давления прямого действия, у которых перемещение

Читайте также:  Насос высокого давления для воды karcher

упругого элемента, обусловленное воздействием измеряемого давления или

разности давлений, преобразуется в перемещение отсчетного устройства

для показания или показания и записи измеряемой величины, или измерения

и сигнализации, или только сигнализации об отклонении измеряемого

давления от заданного значения.

Эти приборы обладают простотой устройства и эксплуатации, имеют

невысокую стоимость и поэтому нашли широкое распространение в различных

Манометры и вакуумметры имеют чувствительные элементы, выполненные в форме сильфонов и одновитковых трубчатых пружин.

2. Приборы давления, имеющие передающие преобразователи с

унифицированным выходным сигналом. Выходными сигналами могут

быть сигналы переменного тока, постоянного тока или пневматические

сигналы. Эти приборы, именуемые датчиками,выпускаются как с отсчет-

ным устройством, так и без него. Датчики предназначены для работы с

взаимозаменяемыми вторичными показывающими приборами, самопишущими

приборами, регуляторами и информационно-измерительными системами.

Чувствительными элементами датчиков давления являются пластины,

мембраны, сильфоны и трубчатые пружины.

Приборы давления с сильфонамипредназначены для измерения и

записи вакуумметрических и небольших избыточных давлений до 0,4 МПа.

Выпускаются приборы классов точности 1,5 и 2,5.

Приборы давления с трубчатой пружинойиспользуются для измерения

вакуумметрического давления, а также избыточного давления от 0,1

до 1000 МПа. Они выпускаются в виде рабочих и образцовых приборов. В

свою очередь рабочие приборы бывают повышенной точности, контрольные

Приборы повышенной точностиизготавливаются классами точности

Контрольные приборыизготавливаются классом точности 0,6.

Технические приборыизготавливаются классами точности 1; 1,6;

Образцовые приборыимеют классы точности 0,16; 0,25 и 0,4.

6.1.2 Приборы для измерения вакуума.

Измерение вакуума, т.е. измерение давления разреженного газа, про­изводится с помощью вакуумметров. По принципу действия вакууммет­ры разделяются на следующие типы:

1. Жидкостные вакуумметры, включающие:

— U-образные приборы давления;

— компрессионные приборы давления.

2. Деформационные вакуумметры, включающие:

3. Теплоэлектрические вакуумметры, включающие:

4. Электроразрядные вакуумметры, включающие:

— магнетронные ионизационные вакуумметры;

— магнитные электроразрядные вакуумметры.

Жидкостные U-образные приборы давления используются для изме­рения давления от 0,1 МПа до 500 Па.

Теплоэлектрические вакуумметры применяются для измерения дав­ления в диапазоне от 70 до 0,13 Па. Их действие основано на зависимости теплопроводности ограниченного слоя разреженного газа от давления. Чувствительным элементом теплоэлектрического вакуумметра является тонкая металлическая нить накала, размещаемая в стеклянном баллоне, ку­да подводится измеряемое давление. Нить нагревается электрическим то­ком и охлаждается разреженной средой. Выделяемая нитью джоулева теп­лота частично отводится в результате теплопроводности материала через концы нити, частично рассеивается ее поверхностью в результа­те радиационного теплообмена, частично отводится газом. Тепловой поток отводимый газом прямо пропор­ционален давлению С уменьшением давления Р тепловой поток, отводимый газом, уменьшается и при Р 6 Па. Их действие основано на ис­пользовании зависимости ионного тока от давления. Достоинством электроразрядного вакуумметра является простая электрическая схема включения вакуумметрической лампы. Недостатками магнитного электроразрядного вакуумметра являются сравнительно узкий диапазон измеряемого давления и линейность разрядного тока и давления не во всем диапазоне измеряемо­го давления.

6.2. Измерение скорости и расхода жидкости и газа.

Для измерения скорости наиболее распространены два метода:

Пневмометрический метод измерения скоростей широко распро­странен в исследовательской практике ввиду своей простоты и доступно­сти.

Если скорости течения потока газа или жидкости достаточно малы, т.е. число Маха М

Термоанемометрический метод прибор,основан на зависимости между электрическим сопротивлением или температурой нагретого проводника, помещенного в поток, и скоростью его обтекания.

Чувствительным элементом термоанемометра является проволочный

или пленочный датчик, нагреваемый электрическим током. В проволочном датчике чувствительным элементом является нагреваемая тонкая проволока (нить), соединенная через поддерживающие стойки и корпус датчика с его выводами. Проволочный датчик используется при измерениях в изотермических условиях, а также при температурах потока до 500С. Пленочные датчики применяются в газовых потоках, имеющих температуру более 500С, и, как правило, являются охлаждаемыми. Материалом нити в проволочном датчике является вольфрам, платина или платиновые сплавы (платинородий, платиноиридий). Диаметр нити составляет 1-15 мкм, а длина между стойками 0,5-5 мм. Для обеспечения разности температур между потоком и нитью производится ее нагрев за счет пропускания электрического тока.

Существуют 2 основных режима работы термоанемометра:

— режим постоянного тока;

— режим постоянной температуры.

Режим постоянного тока характеризуется постоянным значением силы тока, протекающего через нить. При воздействии потока на нить происходит изменение температуры нити, вследствие изменения коэффициента теплоотдачи, что приводит к изменению ее сопротивления.

Режим постоянной температуры характеризуется постоянным значением температуры нити, обеспечиваемым изменением силы тока. В этом случае тепловая инерция нити очень мала, что обеспечивает более точные измерения по сравнению с режимом постоянного тока.

Для измерения расхода вещества, т.е. количества вещества, протекающего через сечение канала в единицу времени, служат следующие приборы:

— счетчики количества текучей среды.

Для измерения расхода жидкости или газа бразователя на­зывают наибольшую разность в показаниях прибора или наибольшую раз­ность между выходными сигналами преобразователя, соответствующими одному и тому же значению входного сигнала, но полученными в одном случае при плавном увеличении, а в другом — при плавном уменьшении значения измеряемой величины.

В исследовательской практике очень часто возникает необходимость в измерении величин, меняющихся во времени, т.е.в динамических усло­виях. Результаты таких измерений искажаются дополнительной погрешно­стью, обусловленной динамичностью условий. Эта составляющая погреш­ности называется динамической погрешностью и представляет собой разность между погрешностью средств измерений в динамических услови­ях и соответствующей погрешностью в статических условиях. Причиной появления динамической погрешности является инертность средств изме­рения. Вследствие этой инертности происходит запаздывание в показаниях при регистрации мгновенных значений измеряемой величины.

Дата добавления: 2017-01-29 ; просмотров: 4343 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Adblock
detector