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示功图测录 机械示功器 电子示功装置 动态参数采集和处理系统 上死点的测定 示功装置的压力标定 示功图测录 示功图 是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形，即p-φ或p-V示功图。 示功器或示功装置 测取气缸示功图的仪器。根据其工作原理不同，示功器可分为机械示功器、气电示功器和电子示功装置三类。 示功图测录 测录示功图的目的： ⑴通过对示功图的计算，求出发动机性能的指示参数，如平均指示压力pi，指示功率Pi和指示热效率ηi等。 ⑵示功图中可表示出内燃机工作过程的许多重要参数：如进气压力pa、压缩终点压力pc、燃烧最高压力pz等，经分析计算还可得到与燃烧有关的信息：如压力升高率dp/dφ、放热率dQ/dφ、着火滞后期τi等，为评价工作过程的完善程度提供依据。 ⑶根据示功图，可确定不同曲轴转角时作用于发动机各零部件上的力，以便进行动力计算和强度计算。 ⑷在试验或运用中，借助示功图可对发动机进行配气定时及喷油或点火提前角的最佳调整，发现并消除异常喷射、异常燃烧等故障。 机械示功器 结构和工作原理 机械示功器小活塞和弹簧的选择 示功器传动机构 机械示功器的优缺点和适用范围 示功图的测取方法及注意事项 机械示功器 机械示功器小活塞和弹簧的选择 三套活塞：标号1/1、1/2、1/5。在测p-V示功图时均采用1/5小活塞，当测取反映进排气过程的弱弹簧示功图时则采用1/1小活塞。 不同刚度的弹簧。 机械示功器 机械示功器的优缺点和适用范围 机械示功器由于它利用机械位移方法进行测量，必然带来机械式测量仪器的固有缺陷，如感受缸内压力和反映活塞位移部分具有一定的质量（强度要求），而其弹簧刚度不能太大（灵敏度要求），致使它的自振频率很低，不适用于高速内燃机，只适用于低速机和部分中速机（如转速低于400 r/min的内燃机）。 目前，机械示功器在大型低速船用柴油机上被广泛用作随机测试仪表，供监控柴油机运转使用。 机械示功器 示功图的测取方法及注意事项 ⑴使用前应对示功器进行检查和保养，使其可动部分应有良好的润滑，保证小活塞在气缸内能以自身重量均匀下滑。当示功器与传动机构之间的距离大于1.5m时，应选用钢丝软绳； ⑵使柴油机负荷稳定，即各运行参数达到正常值并保持稳定不变；选择适宜的海况和气象条件； ⑶安装示功器前，必须先打开示功阀把通路中的积炭及杂质吹净； 机械示功器 ⑷示功器安装后，应先在转筒的记录纸上画出大气压力线； ⑸测量示功图时轻按画笔尖以防划破记录纸； ⑹测取满意的示功图后，应注明日期、缸号、转速、排温、油门格数、弹簧比例等，并与驾驶台联系记录气候、风力、风向、潮流、吃水、船速等，供分析时参考。 ⑺为准确起见，最好每缸测取2个示功图。当测取5至6个示功图后，应拆下示功器进行冷却。测量完毕，应对示功器进行彻底清洁和保养。 电子示功装置 压电式示功装置 电阻应变式示功装置 电容式示功装置 电子示功装置 电子示功装置 按所采用的传感器进行分类，可分为： 压电式示功装置 电阻应变式示功装置 电容式示功装置 电子示功装置 一、压电式示功装置 压电式压力传感器 压电传感器是根据晶体的压电效应而制成的。 压电效应：有些结晶物质沿它的某个结晶轴受到力的作用时，其内部有极化现象，在它的表面上有电荷集结，其大小和作用力的大小成正比，这种效应称为“正压电效应”。 一、压电式示功装置 压电式压力传感器 压电材料：具有压电效应的晶体称为压电晶体。可利用的压电晶体很多，作为压电传感器材料的压电晶体有石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等。 由于石英晶体具有机械强度高、使用温度范围宽等优点，在内燃机测试中应用较广。 一、压电式示功装置 一、压电式示功装置 一、压电式示功装置 压电式压力传感器 纵向压电效应：沿电轴（X—x轴）方向受力所产生的压电效应。当沿电轴方向作用有力Fx时，则在与电轴垂直的平面上产生电荷qx，它的大小为： qx=k33Fx 式中 k33——纵向压电系数。 一、压电式示功装置 压电式压力传感器 横向压电效应：沿机械轴（Y—y轴）方向受力所产生的压电效应 。沿机械轴方向作用有力FY时，仍在与电轴垂直的平面上产生电荷qY，它的大小为： 式中 a——晶体切片的长度； b——为晶体切片的厚度； k31——横向压电系数。 一、压电式示功装置 一、压电式示功装置 压电式压力传感器 注意： 在高压测量中，常利用石英晶体的纵向压电效应，晶体的机械强度高。为使传感器有较高的灵敏度，多采用并联式的多晶片组合压电元件。 低压测量利用晶体的