Спосіб діагностування двигуна внутрішнього згоряння

Спосіб діагностування двигуна внутрішнього згоряння, за величиною середнього індикаторного тиску, шля хом експериментального одержання залежності тиску газів від кута повороту колінчатого вала і визначення середнього індикаторного тиску по отриманій залежності, який відрізняється тим, що величину Рі визначають без виміру тиску в циліндрі, для чого заміряють: ефективну потужність, частоту обертання колінчатого вала, тиск і температуру газів до і після циліндра, витрату палива і коефіцієнт надлишку повітря при згорянні, обчислюють коефіцієнт наповнення та індикаторний ККД по поліному виду: Винахід відноситься до випробувань і діагностування двигунів внутрішнього згоряння. Відомо спосіб визначення середнього індикаторного тиску розрахунковим шляхом [1]: ня відхилень рі, по яких судять про доцільність експлуатації. Суть цього способу діагностування полягає в експериментальному одержанні залежності тиску газів від кута повороту колінчатого вала, тобто розгорнутої індикаторної діаграми в координатах Рг - j°п.к.в. , математичному опрацюванні отриманої залежності та обчисленні середнього індикаторного тиску за формулою: Pi = Li Vh де Li – індикаторна робота двигуна; Vh – робочий об'єм циліндра двигуна. Вимір тисків у циліндрі роблять за допомогою датчика тиску. Датчик встановлюють у голівці (кришці) циліндра, із безпосереднім виходом у камеру згоряння або через сполучний канал між датчиком і циліндром. У першому випадку складність полягає в розміщенні датчика, внаслідок хиби вільного місця в голівці циліндра або його відсутності, тобто цей спосіб можна застосовувати тільки для великих двигунів. У др угому випадку складність полягає в запізнюванні реєстрацій тисків через сполучний канал між датчиком і циліндром. Запізнювання реєстрації тисків відбу-вається за величиною: t= l a де l – довжина каналу між датчиком і циліндром A (13) 38716 де pip – середній індикаторний тиск теоретичного циклу; j – коефіцієнт повноти індикаторної діаграми; рс – тиск у циліндрі наприкінці такту стиску; e – ступінь стиску; l – ступінь підвищення тиску в циліндрі при згорянні; r – ступінь попереднього розширення; n1 i n2 – показники політропи стиску і розширення відповідно. Недоліком цього способу є висока похибка при визначенні дійсного індикаторного тиску внаслідок низької точності визначення деяких складових рівнянь (1) і (2). Як прототип прийнято спосіб діагностування ДВЗ, що полягає в експериментальному визначенні середнього індикаторного тиску [2] нового ДВЗ, і того, що знаходиться в експлуатації для визначен hi ×h a V (11) pc é lr æ 1 ö 1 æ 1 öù êl(r -1) +n -1ç1-dn2 -1÷ -n -1ç1-en1-1÷ú (2) è ø 1 è øû e -1ë 2 Pi = k UA pip = (1) і величину середнього індикаторного тиску за залежністю: (19) pi = j pip hi = xa y e ( ak + bts ) 38716 дизеля; а – швидкість звуку. Очевидно, значення цього розміру залежить від температури газу в каналі, і на лінії стиску вона нижче, ніж на лінії згоряння – розширення. Тому при більшій довжині сполучного каналу відчувається різниця в зсуві тисків, що реєструються на різних ділянках індикаторної діаграми. Тому канал вносить значні похибки в індикаторні діаграми. Загальним недоліком описаного вище способу визначення середнього індикаторного тиску є вплив високих термічних і динамічних навантажень з боку робочого тіла на датчик, що призводить до його швидкого виходу з ладу. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу діагностування двигуна внутрішнього згоряння шляхом проведення діагностування без безпосереднього виміру тисків у циліндрі ДВЗ, що дозволить визначати середній індикаторний тиск для двигуна будь-якого типорозміру без спеціального складного устаткування. Зазначена задача досягається тим, що в способі діагностування ДВЗ за розміром середнього індикаторного тиску, що полягає в експериментальному одержанні залежності тиску газів від кута повороту колінчатого вала, згідно винаходу, середній індикаторний тиск визначають непрямим методом, а параметри, необхідні для перебування середнього індикаторного тиску, визначають за результатами вимірів, а також поліномом, отриманим у результаті іспитів нового двигуна. Середній індикаторний тиск визначають за відомим співвідношенням: Pi = Ts, Ps – параметри повітря перед впускними органами; hvs – коефіцієнт наповнення за умовами на впусканні; QH – нижча теплість згоряння палива; a – коефіцієнт надлишку повітря в циліндрі при згорянні; hi – індикаторний коефіцієнт корисної дії. Невідомі параметри знаходять таким чином. Двигун, що діагностується виводять на заданий сталий режим. Заміряють тиск і температуру перед впускними (PS, TS) і за випускними органами (РТ, TТ). Відбирають проби газів із випускного колектора за допомогою керованого, електромагнітного газовідбірного клапана. Визначають концентрації окремих компонентів у газовій пробі за допомогою газоаналізатора. Підраховують по формулах газового аналізу коефіцієнт надлишку повітря при згорянні a, а значення коефіцієнтів наповнення hvs, і коефіцієнта корисної дії hi по поліномаx виду: æp ö hVS = f ç S ; m S f S ÷ ,hi = f (a ) è pT ø отриманиx заздалегідь в результаті проведення доводочних робіт і досліджень даного типу ДВЗ. Спосіб дозволяє визначати середній індикаторний тиск для двигуна будь-якого типорозміру без безпосереднього добору проб із циліндра. Джерела інформації. 1. Тимченко I.I. та ін. Автомобільні двигуни / I.І.Тимченко, Ю.Ф. Гутаревич, К.Є. Долгунов, М.Р. Муждобаєв; За ред. І.І. Тимченка. – X.: Основа, 1995. – 464 с. 2. Хомич А.З. і ін. Діагностика і регулювання тепловозів.– М.: Транспорт, 1977. – 222 с. hihVS Q H PS 8314 × aM 0TS де 8314 – універсальна газова постійна; М0 – теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг палива; __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 2