Индикаторная диаграмма – график зависимости давление / объем в цилиндре работающего двигателя. Он представляет собой непрерывную линию, показывающую все изменения давления в течение одного полного машинного цикла. Индикаторная диаграмма помогает в понимании процессов, происходящих внутри двигателя. Многие современные двигатели комплектуются сложными пневмоэлектрическими, электрическими или компьютерными устройствами для измерения и записи давлений в цилиндрах как функции изменения объема или перемещения поршня в виде осциллограмм или компьютерных распечаток. На некоторых малооборотных двигателях можно получить индикаторные диаграммы каждого цилиндра, используя стандартный машинный индикатор.

Машинный индикатор
Основной узел индикатора – нагруженный пружинный поршень, который создает сжатие пружины пропорционально давлению в цилиндре. Поршень перемещает перо, присоединенное к концу рычага механизма параллельного перемещения. Индикаторная бумага с чувствительной поверхностью обернута вокруг барабана индикатора. Индикаторный штуцер выбранного цилиндра сначала продувается, чтобы очистить его от нагара, и затем к нему крепится индикатор. Шнур от барабана индикатора присоединяется через специальный индикаторный привод к какой-либо детали механизма главного движения двигателя, например, поперечине или ползуну крейцкопфа.

Соответствующие перемещению поршня изменения объема цилиндра регистрируются по горизонтальной оси в масштабе, зависящем от угла вращения барабана. Поворачивая индикаторный кран в положение вентиляции, получаем горизонтальную линию, представляющую атмосферное давление. Эта линия должна быть проведена на диаграмме для отсчета избыточного давления в цилиндре. Затем индикаторный кран открывают, и перо индикатора чертит на бумаге диаграмму для одного цикла двигателя. Давление записывается по вертикальной оси в масштабе, определяемом жесткостью пружины индикатора.

Могут быть получены четыре типа индикаторных диаграмм. Диаграмма для определения мощности снята с барабаном индикатора, вращающимся синфазно с движением поршня (см. рис. ниже).

Площадь этой диаграммы, в определенном масштабе, представляет работу, выполненную в течение цикла. Такая диаграмма используется для расчета индикаторной мощности и среднего индикаторного давления в цилиндре. Отклонения конфигурации диаграммы от идеальной свидетельствуют о нарушениях в протекании рабочих процессов. Максимальное или пиковое давление в цилиндре измеряется между атмосферной линией и наивысшей точкой диаграммы.

Диаграмма сжатия снимается как обычно с отключенной подачей топлива на цилиндр. Высота этой диаграммы показывает максимальное давление сжатия. Если кривые сжатия и расширения совпадают, это свидетельствует о правильной синхронизации механизма индикаторного привода с двигателем. Уменьшение высоты диаграммы сжатия обнаруживает ухудшение компрессии в цилиндре, которое может быть следствием износа цилиндровой втулки, неисправности поршневых колец, уменьшения подачи продувочного воздуха или неплотности выпускного клапана. Каждая из этих причин может повлечь за собой ухудшение условий процесса горения топлива.

Развернутая диаграмма снимается со смещением фазы вращения индикаторного барабана на 90 град. по отношению к движению поршня. Это позволяет более ясно представить изменение давления в процессе сгорания топлива. На основе анализа формы этой диаграммы проводится диагностика систем газораспределения и топливоподачи.

Диаграмма выпуска-впуска снимается на индикаторе со слабой пружиной. Это позволяет показать процессы выпуска-продувки в увеличенном масштабе, и таким образом выявить нарушение рабочих параметров этих процессов.