制冷压缩机性能测试技术
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录取指示图前，先使接指示器的三 通阀通大气，在记录纸上画出大气 压力线，该线即可作为确定各点压 力的基准，然后，根据所用指示器 的小活塞直径和弹簧型号，确定压 力比例尺，即单位压力下记录笔的 上下运动的位移量。有了该压力比 例尺，就能以大气压力线为基准， 确定指示图曲线上任意一点的压力， 从而完成标定工作。
2 电子式示功图测量法
电子式示功器的基本原理是，采用传感器分别测量压力和曲 轴转角（活塞位置、行程），同步测量压力、位置（或者 时间），获得P-V图
按所采用的压力传感器进行分类，可分为： • 压电式示功装置（压缩机中用得少，原因？） • 电阻应变式示功装置 • 电容式示功装置
2 机械式示功器
功能 1)p—s图(压力—行程图)，反映气缸内压力
和活塞行程的关系。 2)p—θ 图(压力—转角图)，反映气缸内压力
和曲柄转角的关系。 3)p—t图(压力一时间图)，反映气缸内压力
和一个循环周期内不同时刻间的关系
2 机械式示功器
在分析压缩机的指示图时，仅有测量的封闭曲线是 不够的，还必须对指示图进行标定，即确定该封闭 曲线上每一点的压力大小 方法：
• 指示器的使用及误差 1、选配合适的弹簧及指示器的小活塞，以充分利用90%的卷
筒高度。螺旋弹簧式、柱形弹簧式（中速机） 2、调整好记录纸的位置，绘出的行程位置合适，避免碰着
夹纸弹簧。 3、将指示器的三通阀扳向进大气，在指示器记录纸上绘上
大气压力线，以作为压力线的参考标淮 指示器使用不当时可能产生下述两方面的误差： (1)压力和压缩机活塞位移之间不对应而引起相位误差，主
算的依据； • 在指示图上还可以分析判断气阀、活塞环、填料等的泄漏
情况； • 用于压缩机故障诊断 • 进排气过程的压力损失情况压缩及膨胀过程的热交换情况
等，由此可见，使用仪器录取及分析压缩机的指示图，是 研究压缩机运行工况的一种基本方法。
1 概述
• 指示图的录取
指示器(亦称示功器)是用来录取（活塞） 压缩机指示图的基本仪器。
2018-12-17
2 机械式示功器
凸 轮 式 传 动 机 构
2018-12-17
2 机械式示功器
• 关键问题wenku.baidu.com
• 活塞力——气体压力、 活塞面积、示功弹簧力 耦合
• 示功线——汽缸压力关 系，需要标定
2 机械式示功器 • 机械示功器小活塞和弹簧的选择
5种活塞，12种弹簧，形成60种搭配
2 机械式示功器
按其工作原理和结构特点的不同，常用 的指示器有机械式和电子式二种（压力 传感器）。
本章的重点是介绍目前使用最广泛的电 子式指示器。对机械式指示器只作简要 说明。
2 机械式示功器
• 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
2 机械式示功器
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、压缩机型号、缸
号、转速、排温、进气温度、大气压力、弹簧比例等 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。
2 机械式示功器
• 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使压缩机负荷稳定，即各运行参数达到正常值并保持 稳定不变； 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；
C 1.4 287373 387 m / s
如果压缩机转速为l000转／分，指示器通道长20厘米时，相 位落后时间相当于曲柄转角3度多
t L 0.2 0.0005 s C 387
n 360t 1000 360 0.0005 3 度
60
60
2 机械式示功器
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
要原因是指示器上死点位置与压缩机实际上死点位置不一 致。上死点位置稍有偏差，测量误差就相当大，该误差可 通过百分表精密调整活塞上死点位置来消除
2 机械式示功器
(2)指示器和气缸间气体通道过长时，将产生相位误差 当转速高时尤为严重。指示图相位落后时间，相当于气体压力以 声速沿通道传播的时间，气体的声速为
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，不适用于高速压缩机，只适用于低速机和 部分中速机（如转速低于1000 r/min）。 • 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。
制冷压缩机性能测试技术
Performance test technologies for refrigerating compressors 吴伟烽
时间：10-17周，周四、五，5-6节 地点：中3-2357
第六章 制冷压缩机工作过程指示图测试技术
1. 概述 2. 机械式示功器 3. 电子式示功图测量法—压电式 4. 电子式示功图测量法—压阻式 5. 曲轴转角测量 6. 测试系统
2 机械式示功器
机械式示功器结构和工作原理
• 压力感受机构：小活塞及活塞杆、示功弹簧（活 塞回弹）；感受气缸气体压力变化并以位移输出
• 转筒机构：绳索、 转筒；反映气缸内 活塞位移
• 记录机构：杠杆、 记录机构；平行放 大小活塞的位移并 记录在示功纸上
2 机械式示功器
• 绳索 曲柄式传动 机构
• 转筒内装有弹簧， 可将转筒自动转回 起始位置
1 概述
• 压焓图——压缩过程
1 概述
压缩机工作过程指示图（P-V图）
4
1 概述
1 概述
• P-V图是压缩机内部工作过程指示图，为压力与容积（转 子转角、位置）的关系图
• 根据指示图面积可算出气缸内平均指示压力（吸气、排 气）、指示功率及气阀功率损失；
• 用最高压力和最低压力，可求出气缸内实际压力比； • 根据气体压力所产生的作用力，可作为动力及强度复核计
2 电子式示功图测量法
电子式示功器的基本原理是，采用传感器分别测量压力和曲 轴转角（活塞位置、行程），同步测量压力、位置（或者 时间），获得P-V图
按所采用的压力传感器进行分类，可分为： • 压电式示功装置（压缩机中用得少，原因？） • 电阻应变式示功装置 • 电容式示功装置
2 机械式示功器
功能 1)p—s图(压力—行程图)，反映气缸内压力
和活塞行程的关系。 2)p—θ 图(压力—转角图)，反映气缸内压力
和曲柄转角的关系。 3)p—t图(压力一时间图)，反映气缸内压力
和一个循环周期内不同时刻间的关系
2 机械式示功器
在分析压缩机的指示图时，仅有测量的封闭曲线是 不够的，还必须对指示图进行标定，即确定该封闭 曲线上每一点的压力大小 方法：
• 指示器的使用及误差 1、选配合适的弹簧及指示器的小活塞，以充分利用90%的卷
筒高度。螺旋弹簧式、柱形弹簧式（中速机） 2、调整好记录纸的位置，绘出的行程位置合适，避免碰着
夹纸弹簧。 3、将指示器的三通阀扳向进大气，在指示器记录纸上绘上
大气压力线，以作为压力线的参考标淮 指示器使用不当时可能产生下述两方面的误差： (1)压力和压缩机活塞位移之间不对应而引起相位误差，主
算的依据； • 在指示图上还可以分析判断气阀、活塞环、填料等的泄漏
情况； • 用于压缩机故障诊断 • 进排气过程的压力损失情况压缩及膨胀过程的热交换情况
等，由此可见，使用仪器录取及分析压缩机的指示图，是 研究压缩机运行工况的一种基本方法。
1 概述
• 指示图的录取
指示器(亦称示功器)是用来录取（活塞） 压缩机指示图的基本仪器。
2018-12-17
2 机械式示功器
凸 轮 式 传 动 机 构
2018-12-17
2 机械式示功器
• 关键问题wenku.baidu.com
• 活塞力——气体压力、 活塞面积、示功弹簧力 耦合
• 示功线——汽缸压力关 系，需要标定
2 机械式示功器 • 机械示功器小活塞和弹簧的选择
5种活塞，12种弹簧，形成60种搭配
2 机械式示功器
按其工作原理和结构特点的不同，常用 的指示器有机械式和电子式二种（压力 传感器）。
本章的重点是介绍目前使用最广泛的电 子式指示器。对机械式指示器只作简要 说明。
2 机械式示功器
• 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
2 机械式示功器
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、压缩机型号、缸
号、转速、排温、进气温度、大气压力、弹簧比例等 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。
2 机械式示功器
• 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使压缩机负荷稳定，即各运行参数达到正常值并保持 稳定不变； 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；
C 1.4 287373 387 m / s
如果压缩机转速为l000转／分，指示器通道长20厘米时，相 位落后时间相当于曲柄转角3度多
t L 0.2 0.0005 s C 387
n 360t 1000 360 0.0005 3 度
60
60
2 机械式示功器
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
要原因是指示器上死点位置与压缩机实际上死点位置不一 致。上死点位置稍有偏差，测量误差就相当大，该误差可 通过百分表精密调整活塞上死点位置来消除
2 机械式示功器
(2)指示器和气缸间气体通道过长时，将产生相位误差 当转速高时尤为严重。指示图相位落后时间，相当于气体压力以 声速沿通道传播的时间，气体的声速为
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，不适用于高速压缩机，只适用于低速机和 部分中速机（如转速低于1000 r/min）。 • 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。
制冷压缩机性能测试技术
Performance test technologies for refrigerating compressors 吴伟烽
时间：10-17周，周四、五，5-6节 地点：中3-2357
第六章 制冷压缩机工作过程指示图测试技术
1. 概述 2. 机械式示功器 3. 电子式示功图测量法—压电式 4. 电子式示功图测量法—压阻式 5. 曲轴转角测量 6. 测试系统
2 机械式示功器
机械式示功器结构和工作原理
• 压力感受机构：小活塞及活塞杆、示功弹簧（活 塞回弹）；感受气缸气体压力变化并以位移输出
• 转筒机构：绳索、 转筒；反映气缸内 活塞位移
• 记录机构：杠杆、 记录机构；平行放 大小活塞的位移并 记录在示功纸上
2 机械式示功器
• 绳索 曲柄式传动 机构
• 转筒内装有弹簧， 可将转筒自动转回 起始位置
1 概述
• 压焓图——压缩过程
1 概述
压缩机工作过程指示图（P-V图）
4
1 概述
1 概述
• P-V图是压缩机内部工作过程指示图，为压力与容积（转 子转角、位置）的关系图
• 根据指示图面积可算出气缸内平均指示压力（吸气、排 气）、指示功率及气阀功率损失；
• 用最高压力和最低压力，可求出气缸内实际压力比； • 根据气体压力所产生的作用力，可作为动力及强度复核计