Система діагностування технічного стану поршневих кілець

Реферат: UA 75246 U UA 75246 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до систем діагностування технічного стану поршневих кілець, які засновано на вимірюванні рівня вібрації, що генерується при взаємодії елементів циліндропоршневої групи двигунів внутрішнього згоряння. Область застосування - контроль рівня зношування поверхонь поршневих кілець. Для дослідження вібраційних полів у поршневих кільцях суднових дизелів в умовах режиму повного навантаження [1, 2]. Відома система діагностування технічного стану поршневих кілець, яка складається з волоконно-оптичного ендоскопу, системи керування та блока обробки інформації [3]. Недоліки пристрою, які обумовлені застосуванням волоконно-оптичного ендоскопу: - можливість огляду тільки обмежених ділянок зовнішньої поверхні поршневих кілець; - можливість виконання моніторингу тільки після зупинки двигуна і виконання певного обсягу демонтажних робіт; - залежність якості зображення поверхні кільця від точності позиціювання дистального кінця ендоскопу. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до корисної моделі, що пропонується, є система діагностування технічного стану поршневих кілець, що складається з акустичного датчика, встановленого на циліндрової втулці вище продувочних вікон, ліній зв'язку та блока обробки інформації [4]. Недоліки пристрою, які обумовлені розташуванням одного датчика на тілі втулки над продувочними вікнами: - неможливість здійснювати контроль технічного стану кілець на найбільш інформативній ділянці руху поршня - зоні впускних та випускних вікон; - неможливість компенсації впливу негативних дестабілізуючих факторів; - необхідність застосування складних апаратно-програмних засобів для фільтрації неінформативних складових вібраційного сигналу. Задачею корисної моделі є створення системи діагностування технічного стану поршневих кілець, яка забезпечує контроль під час роботи двигуна в найбільш інформативному діапазоні, та одночасно результати вимірювання якої є інваріантними до дестабілізуючих факторів. Поставлена задача вирішується тим, що система діагностування технічного стану поршневих кілець, що складається з двох датчиків вібрації, що встановлено на ребрах впускних вікон циліндрової втулки двигуна внутрішнього згоряння, двох ідентичних датчиків, що встановлено на ребрах випускних вікон циліндрової втулки, суматора сигналів від двох пар датчиків, підсилювача сигналу, що надходить з суматора, формувача прямокутних імпульсів, електронного ключа, для керування яким використовується сигнал, що надходить від датчика кута обертання маховика колінчатого вала та перетворюється у формувачі прямокутних імпульсів, двох частотних фільтрів та блока обробки інформації, згідно з корисною моделлю, у складі системи, для оцінки технічного стану, застосовано вимірювання рівня вібрації поршневих кілець комбінацією двох пар датчиків вібрації, які встановлені на ребрах впускних та випускних вікон циліндрової втулки [5]. Технічний ефект досягається завдяки тому, що комбінація, місце розташування вібраційних датчиків та діапазон контрольованих частот вібрації забезпечує: - отримання інформації про процеси взаємодії сполучення "кільце-втулка" при малих швидкостях руху поршня, коли режим змащування не є гідродинамічним; - компенсації впливу дестабілізуючих факторів на результати вимірювання; - наближення датчиків, завдяки компенсації дестабілізуючих факторів, до джерела виникнення вібрації. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено датчики вібрації на ребрах впускних вікон циліндрової втулки 1 та датчики вібрації на ребрах випускних вікон циліндрової втулки 2. Сигнали від датчиків 1 та 2 надходять до суматора 4, де відбувається компарування сигналів. Сигнал, отриманий після обробки у суматорі, перетворює свою форму у формувачі прямокутних імпульсів 5 та підсилюється у підсилювачі 6, перед тим як потрапити до електронного ключа 8. Електронний ключ керується за допомогою сигналу, що надходить від датчика кута обертання маховика колінчатого вала 3, та перед надходженням до ключа 8, перетворює свою форму у формувачі прямокутних імпульсів 7. Після проходження ключа 8, відбувається фільтрація сигналу у фільтрах частот коливань 9 та 10. Сигнали з частотою коливань до та понад 500 Гц надходять до блока обробки інформації 11. На кресленні: Система діагностування технічного стану поршневих кілець: 1 - датчики вібрації на ребрах впускних вікон циліндрової втулки, 2 - датчики вібрації на ребрах випускних вікон циліндрової втулки, 3 - датчик кута обертання маховика колінчатого вала; 4 - суматор, 5 формувач прямокутних імпульсів; 6 - підсилювач; 7 - формувач прямокутних імпульсів; 8 - ключ; 1 UA 75246 U 5 10 15 20 25 30 9 - фільтр частот коливань до 500 Гц; 10 - фільтр частот коливань понад 500 Гц; 11 - блок обробки інформації. Відомості, які підтверджують можливість здійснення корисної моделі. Для здійснення корисної моделі застосовано комбінацію датчиків вібрації 1 й 2 які встановлені на ребрах впускних та випускних вікон циліндрової втулки. У статичному режимі, тобто у відсутності механічних коливань, електронний ключ 8 відкритий і на блоці 11 фіксується та зберігається у пам'яті фоновий рівень сигналу. У динамічному режимі (двигун у режимі повного навантаження) вимірювання відбувається у два етапи. На першому етапі пара датчиків 1 фіксує рівень вібрації під час проходження кільцями впускних вікон. На другому етапі фіксується вібрація під час руху кілець в межах випускних вікон. В суматорі відбувається компарування сигналів від двох пар датчиків з метою забезпечення компенсації складової вібрації від пливу дестабілізуючих факторів. Час, плином якого сигнал надходить до блока 11, регулюється за допомогою електронного ключа 8, який керується сигналом від датчика кута обертання маховика колінчатого вала. Сигнал з частотою до 500 Гц ідентифікується системою як діагностичний, понад 500 Гц - як небезпечний. Таким чином, система забезпечує моніторинг технічного стану поршневих кілець в моменти проходження впускних та випускних вікон, коли у тонкому шарі змащування з анізотропними властивостями виникає розклинюючий тиск, що протидіє утворенню адгезійного контакту між кільцем та перемичками втулки. Тобто забезпечується отримання діагностичного сигналу з найбільш інформативної, з гідродинамічної точки зору, ділянки руху поршня. Джерела інформації: 1. Моек Е., Штрикерт X. Техническая диагностика судовых машин и механизмов. - Л.: Судостроение, 1986. - С. 97-103. 2. Камкин С. В., Возницкий И.В., Шмелев В.П. Эксплуатация судовых дизелей.- М.: Транспорт, 1990. - С. 207-216. 3. Мировицкий Д.И., Будагян И.Ф., Дубровин В.Ф. Микроволноводная оптика и голография. М.: Наука, 1983. - С. 164-165. 4. Hellingman. G.J., Barrow, S. Shipboard investigations with selected fuels of tomorrow.Helsinki, CIMAC, 1981. 5. Ханмамедов С.А., Слободянюк Д.И. Совершенствование методов идентификации технического состояния поршневых колец судовых МОД // Судовые энергетические установки. Одесса: ОНМА. - 2011. - Вып. 27. - С. 112-122. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Система діагностування технічного стану поршневих кілець, що складається з двох датчиків вібрації, що встановлено на ребрах впускних вікон циліндрової втулки двигуна внутрішнього згоряння, двох ідентичних датчиків, що встановлено на ребрах випускних вікон циліндрової втулки, суматора сигналів від двох пар датчиків, підсилювача сигналу, що надходить з суматора, формувача прямокутних імпульсів, електронного ключа, для керування яким використовується сигнал, що надходить від датчика кута обертання маховика колінчатого вала та перетворюється у формувачі прямокутних імпульсів, двох частотних фільтрів та блока обробки інформації, яка відрізняється тим, що у складі системи, для оцінки технічного стану, застосовано вимірювання рівня вібрації поршневих кілець комбінацією двох пар датчиків вібрації, які встановлені на ребрах впускних та випускних вікон циліндрової втулки. 2 UA 75246 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3