Устройство диагностирования технического состояния элементов газовоздушного тракта дизеля

 

Изобретение, позволяет повысить точность диагностирования и распознавания вида неисправностей и их комбинаций при малом числе режимов обучения. Устр-во содержит датчики 2,3,4,5 т-р давлений, перепадов давлений и частот вращения, преобразователи 6, вычислительное устр-во, состоящее из блока 7 обработки первичной инфЪрмации, блока 8 коррекции, блока 9 определения структурных параметров , блока 10 сравнения, блока 11 представления информации и блока 13 перепрограммируемой автономной памяти. Ввод сигнала в последний осуществляется из блока 12 адаптации. Операции диагностирования состояния элементов газовоздушного тракта проводят путем измерения для каждого i-ro элемента параметров рабочего тела на входе и выходе. Измерения производят на любом установившемся режиме при стационарности параметров рабочего тела в газовоздушно 1 тракте. 1 ил. 1 табл. i (Л рийОр со сл со О5 ( СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYS JlHM

А1 (!9) (1!) (5!) 4 С О1 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3783798/25-06 (22) 25.08.84 (46) 15.. 12. 87, Áþë. и 46 (71) Центральный научно-исследовательский дизельный институт (72) П.А.Васин (53) 621.43-1 5 (088.8) (56) Возницкий И.В. Контроль и диагностика технического состояния судовых дизелей. И.: УРКА, Иорфлот, 1 978, с.47. (54) УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕИЕНТОВ

ГАЗОВОЗДУШНОГО ТРАКТА ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность диагностирования и распознавания вида неисправностей и их комбинаций при малом числе режимов обучения. Устр-во содержит датчики

2,3,4,5 т-р давлений, перепадов дав" лений и частот в ращения, преобразов атели 6, вычислительное устр-во, состоящее из блока 7 обработки первичной информации, блока 8 коррекции, блока 9 определения структурных параметров, блока 1О сравнения, блока

Il представления информации и блока

l3 перепрограммируемой автономной памяти. Ввод сигнала в последний осуществляется из блока 12 адаптации.

Операции диагностирования состояния элементов газовоздушного тракта проводят путем измерения для каждого

i-го элемента параметров рабочего тела на входе и выходе. Измерения производят на любом установившемся режиме при стационарности параметров рабочего тела в газовоздушном тракте. 1 ил. 1 табл.

13596

Изобретение относится к технической диагностике энергетического оборудования и может быть использовано для оценки технического состояния газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение -точности диагностирования и распознавания вида неисправностей и их комбинаций при малом числе режи мов обучения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства диагностирования элементов газовоздушного 15 тракта (ГВТ).

Устройство диагностирования элементов ГВТ 1 включает в себя датчики температур 2, давлений 3, перепадов давлений ч, частот вращения 5, 20 установленные в газовоздушном тракте дизеля, вторичные преобразователи

6, вычислительное устройство (В), состоящее из блока 1 обработки первичной информации (ВОПИ)(вычислите- 25 ля Ai), блока 8 коррекции (БК) (icopректирующего значение Ai), блока 9 определения структурных параметров (БОСП), блока 10 сравнения (БС), блока 11 представления информации 30 (БПИ) и блока 13 перепрограммируемой автономной памяти (БПАП). Ввод сигна- . лов в БПАП осуществляется из блока

12 адаптации (БА).

G a1r — ) (2)

А; где G — расход воздуха (для воды подставляют С, g );

А — определяется при оценке

1 изменения гидравлического состояния элементов, кроме цилиндра дизеля, по формуле г г и

A; = К, с1;, (3) (Т + Т2)" где P P,Т, Тг — абсолютные давле< г ния и температуры на входе и выхо" де i-го эквивалентного участка, причем для.компрессора Т, = Т = T>, а

Тв

Р=Р(--—

С1

Т

) к р, к-

Т =Т ("-);

Д где

К -показатель изоэнтропы для воздуха;

i-ro объекта, а оценку технического состояния элементов производят по отклонению от единицы в блоке сравнения нормированной эквивалентной газодинамической системы, соответствующий i-ом элементу газовоздушного тракта, определяемой в вычислительном блоке по формуле

Операции диагностирования состояния элементов газовоздушного тракта проводят путем измерения для каждого i-ro элемента параметров рабочего тела на входе и выходе, например 40 давления, температуры и массового расхода, а также частоты вращения ротора турбокомпрессора, и вычисления текущих значений диагностических параметров. Измерения производят на 45 любом установившемся режиме при стационарности параметров рабочего тела в газовоздушном тракте, дополнительно измеряют частоту вращения двигателя. Измеренные значения пара- 50 метров подают в блок вычисления потока массы через каждый i-й элемент

А;, значения которых корректируются в блоке коррекции по формуле

А - С; (А; ) где С, и K; — коэффициенты адапта ции, причем в исходном состоянии

К, э 1- ш, 1

n; — постоянные, причем для элементов воздушного тракта n;=

= m;, d; — характерный размер i oro эквивалентного .участка, d, = Const для пассивных элементов, .а для компрессора

Т )г (G>, . Т„д/Р ) (4) к где Т = Т (— — )" аЭ d. р, Z — постоянная для турбины:

Й т птк (5) где К вЂ” показатель изоэнтропы газа.

Поток массы воздуха, омывающего эквивалентную поверхность (стенку) теплообмена при оценке термической эффективности воздухоохладителя, определяют по формуле

359699 4 всей области его рабочих характеристик. При этом определяют искомые коэффициенты однократно, решая системы модельных уравнений из условия

A 1 Go1r

Адекватность и универсальность моделей„для широкого поля режимов при малом количестве экспериментов обеспечивается тем, что они строятся в функции не отдельных переменных, а параметров-комплексов (обобщенных переменных), полученных из универсальных зависимостей в крите15 риях и параметрах подобия: — для степенных моделей проточных элементов

Тв Тсоое< Т»л1 Troop

Тв — Т;„ + Тсоо - Тсоо ст

Еа a (®е

+ а (- — — )p;nt э р (8) Nu = g (R ) (1))

25 где Е, — число Эйлера íà i-м участ01 ке; о

R — число Рейнольдса íà i-м е участке; а,b — константы, определяющие

30 значения искомых коэффициентов в (3);

g,,h, — константы, определяющие значения искомых коэффи циентов в (6);

Иц, — критерий Нуссельта, и характеристик газообмена дизеля в обобщенных переменных: — для поршневой части как проточного элемента

M = f (— —" n — — -) пдв (12) — для интегральной оценки технического состояния ГВТ (определе45 ния "тяжести" возникших неисправностей) Р.. Т, о,ээ. }о

+ Ъв () пде >

Тint РЧ, 50 (9) oT;„g Р < Ъ, — — — - тЫ

Тв- Тст Q

1п (— — — - — )

Т ст где T — температура эквивалентной стенки, вычисляемая по формуле

Поток массы через цилиндры дизеля определяется по формуле

Р; Р;„t

А- — "- — а+ à n + а — " "--+

a t ° ав Р, чТ,„ где n — частота вращения дизеля; а ° ..а. — постоянные.

Предупреждение аварийных ситуаций .достигается следующим образом.

Сигнал о том, что обнаруженная совокупность неисправностей отрицательно влияет на работу двигателя из-за недостатка воздуха и поэтому подлежит устранению при первой возможности, подается устройством вывода информации при одновременном уменьшении площадей Р;, вычисляемых по формуле (2 ), и нормированной площади эквивалентной газодинамической системы более чем на установленную величину А э„о, причем поток массы рабочего тела через эквивалентную камеру сгорания (газодинамическую систему) вычисляют по формуле

А ="- - ° Ь п +Ъ -. — + р пя

3в в Т.1Т 1

Т;» Рф.

+ э тр 4 Р 1ТФ дь где b Ьв — постоянные.

Построение моделей (определение постоянных) производят эксперимен тально для одного двигателя (например, на стенде) по результатам измерений рабочего тела на 12-20 режи-. мах его работы, распределенных во т — для модели теплового потока в воздухоохладителе (— " — -; и, Т ) (13)

Т p дв 3

int где М, М вЂ” число Маха по определенн ленным параметрам потока на впуске и выпуске поршневой части.

Сигналы, соответствующие значениям давлений, температур рабочего тела на входе и выходе элементов

ГВТ 1, поступают от датчиков 2 — 4;

59699

6 предельно-допустимому уменьшению для данного дизеля коэффициенту избытка воздуха cL. Уменьшение g, и Г„более чем на величину Д „свидетельствует о том, что процесс воздухоснабжения ухудшился настолько, что дальнейшая эксплуатация дизеля в таких условиях и при таком состоя1ð нии ГВИ может привести к аварийным ситуациям из-за повышения теплонапряженности ЦПГ. Анализ отклонений

F от единицы также производится в

БС и в БПИ выдаются соответствую— 15 щие рекомендации о необходимости немедленного устранения обнаруженной совокупности неисправностей, Процесс начального обучения про, изводят для одного дизеля, однако

2р для привязки построенных моделей к конкретному объекту с конкретной системой измерений предусмотрен блок 12„ адаптации (БА). При этом система работает в режиме адаптации (ветвь а)

25 который сводится к определению всего двух коэффициентов для каждой адаптируемой модели С 1 и К; (1) по результатам вычислений А, и С ;,,.йа 4-8 режимах работы дизеля, что

30 легко осуществляется в эхсплуатации.

При этом диагностирования не производится, а значения найденных коэффициентов записывают в БПАП. При дальнейшем диагностировании эти 3наЗБ чения считываются и поступают в БК для коррекции А;, после чего диагностирование реализуется в установленном порядке.

13 значения п,„и n — от датчиков 5, Зе и после преобразования в нормирующих усилителях б подаются в БОПИ 7, где статическими методами производится оценка степени стационарности параметров ГВТ. При стабильности потока осуществляется автоматический опрос датчиков, осреднение измеренных значений сигналов и вычисление потоков массы А, через i-ый элемент, путем преобразования осредненных сигналов в соответствии с (3) (9). Коэффициенты в .указанных моделях определяют по результатам испыта ний на стенде в период начального обучения системы. Далее сигнал, опре деляющий значение А,, поступает в ,блок 8 коррекции потока, где по исходному значению А, определяется новое значение А в соответствии с ! выражением (1). Причем для исходного состояния значения коэффициентов адаптации С „ и К,, считываемые из . блока 13 перепрограммируемой автономной памяти (БПАП), равны единице.

При работе системы в режиме диагностирования (направление 3) откорректированные значения А; передаются в

БОСП 9, где определяются значения структурных параметров Р; в соответствии с (2I, их отклонения от единицы, а в блоке

1О сравнения производится сравнение полученных отклонений с заданными до пустимыми и предельными уставками.

Если отклонение Д, = 1-F превышает

poïóñTèìûé предел, то блок представления информации выдает диагноз об ухудшении технического состояния

i-oro объекта. При этом значение допустимого отклонения задается по результатам статистической обработки экспериментальных данных при начальном обучении из условия, что с заданной надежностью вывода уменьшение площади Р; более нем на

6i,, свидетельствует о том, что зто отклонение случайно (т.е. не из-эа случайных ошибок измерения, а из-за изменения технического состояния

i-ro объекта). Второй, больший уровень отклонений является предельным и задается иэ условий обеспечения нормального функционирования дизеля при снижении расхода воздуха. В качестве ограничительного пара метра используется предельное отклонение Д.,„ = l-У,„,соответствующее

4р В ходе эксплуатации состояния дизеля и его агрегатов постоянно изменяются в результате естественного старения, износов, замены .отдельных деталей, не идентичных между собой.

4б При этом нарушается адекватность моделей и падает точность диагностирования. В этом случае раелизация режима адаптации позволяет определить новые значения С; и К; и, используя их в БК вЂ” поддерживать необходимую точность диагностирования, что придает определенную гибкость диагностической системе.

Устройство реализует диагностичес55 кие модели в обобщенных переменных, которые представляют собой зависимости в виде плавных .монотонных кривых, а степенные модели в логарифмических координатах — в виде прос—

1п а,,„= Ъ,+ Ъ,. 1п. А;, откуда получают искомые коэффициенты адаптации с = е о; К, = Ъ;, значения которых хранятся в БПАП и при диагностировании вводятся в БК. Для определения этих двух коэффициентов .тре, буется не менее двух режимных точек, но с учетом необходимости избыточности информации их количество может быть задано от 4 до 8, причем они должны быть по возможности шире распределены в зоне рабочих режимов.

Ввиду малой трудоемкости процесс адаптации может быть оперативно реализован без вывода объекта из эксплуатации.

При новом изменении исходных структурных параметров адаптацию производят вновь, причем в БПАП переписывают новые значения С;; К;.

В качестве примера предлагаемого устройства может быть представлен макетный образец автоматизированной системы диагностирования элементов

ГВТ дизеля 64Н 13/14 на дизельном стенде ЦНИДИ "Диагноз". В качестве первичных и вторичных преобразователей давлений использованы преобразователи "Сапфир 22" с блоками БПЗ температур — платиновые и медные термосопротивления, блоки ПТ-ТС-68, термопары Ni (Сг/NiI фирмы "Autroniса", частоты вращения — ТЭСА. В качестве вычислителя использовался процессор интерпретирующий "Искра-1256" с вводом данных посредством АЦП (он же использовался как блок сравнения), накопитель (встроенный ) на магнитной ленте использовался как БПАП, а широкая печать "Даро" — в качестве БПИ.

Процессор обучения осуществлялся на этой же системе при работе дизеля по четырем нагрузочным характе1 (.ристикам (п о = 1200 мин,1300 мин

1400. мин, 1500 мин ), причем на каждой характеристике фиксировалось по четыре режима, соответствующих

15 где К о, и „вЂ” постоянные. оI 1

При построении моделей для поршневой части используют также зависимости в обобщенных переменных расхода через эквивалентный цилиндр (12) и уравнение энергии при истечении газа из эквивалентной камеры сгорания (13).

На основании такого подхода при наличии в моделях малого числа переменных отпадает необходимость в большом числе экспериментальных точек при определении коэффициентов (при обучении системе).

Для каждой нагрузочной характерис тики двигателя достаточно 4-5 режимных точек, используя при этом 3/5 нагрузочных характеристик, включающих и номинальный режим работы, и отстоящих одна от другой на !О-15Х по частоте вращения., 20

30

35 40

Процесс определения коэффициентов осуществляют однократно, и их значения хранятся в памяти БОПИ.

В эксплуатации для конкретного дизеля и конкретной измерительной системы, а также после замены деталей и узлов ГВТ, переборок, очисток и т.д, необходимо производить адаптацию системы к новому исходному состоянию, для чего и предусмотрен блок адаптации. При этом модель А; уже рассматривается как новая обобщенная переменная, связанная с расходом уравнения неразрывности; (15) 45

55

Но в новых условиях (после переборки) происходит как бы некоторое изменение структурнОго параметра Р; .

7 1359699 8 тых линейных функций .(прямых линий Принимая его за исходное (т.е. за для широкого поля рабочих режимов. условную единицу), определяют поток

Так, исходную модель для проточных массы для новых, граничных условий, элементов (3) получают путем подста-. что выражается в изменении двух

5 новки измеряемых параметров в (10) коэффициентов в исходных зависимоси решения ее относительно потока тях в критериях подобия, (10) и (11) . массы А;. Аналогичным образом полу- В конечном итоге процесс адаптации чают модель и для потока теплоносите- сводится к решению системы линейных ля из (11).При этом модель (3) для )О уравHeHHé потока охлаждающей воды в воздухоохладителе упрощается, так как плот- (16) ность рабочего тела (воды) можно принять постоянной. И поток массы

А определяют по формуле ооой сооЕ = Ко(P,— T ) (14) 1359699

10 (17) у; -P,+ „x„, для фильтра: а

Pq Pa (Л ) ° °

TQ

20 для компрессора:

G,р 4Ы

Y.- 1n (— — — — )

1 Pd (Te/Td) (Pe/Pdg

ЗО

40

У;- 1n(а„„) 1;

Pe - Pint

Х =1n (— — — — -)

Т,+ (вода) 45

У - 1п(-.Е )З*

Тв- Т.

1п (— — — — ) Tln+ Тсщ

m = -1п(1 — а д )/1п

6 акоп

Те- Т, ги (- а»

Т;м- Т +6t

Х - 1п (G;„); для турбины:

9 значениям мощности 20,40,60,80Х. от номинальной, плюс режим номинальной мощности — всего семнадцать режимов.

В процессе сбора информации на указанных установившихся режимах для каждой i-ой модели формируют системы уравнений иэ переменных комплек-, сов вида где,, ) — искомые коэффициенты; — порядковый номер режима;

К " порядковый номер аргу- 16 мента в модели

Y, = 1n(G; Xj =ln 2 2 2

Х 1n (— — — в — -) G., T k/Ps

Т.— Т„

Г Тв

Х = ln ((- — -) -1

1в (Таа

Рв O i 8 где Т а = Td () а

d для проточной части воэдухоохладителя (воздух ):

1" (Р„îÿ<- «îÐ,) ° для воздухоохладителя (при оценке состояния теплопередающей поверхности) У;= 1п С ;„1п (— — — — — ) Т вЂ” т е Т ;Т, т

У; 1n(G ;„) j; Х, = 1п(Р, — P )j;

Х =1n(T, + T») j; 4тДт г,,р, 7} . и ТК для элементов выхлопа:

1п (G „ )j; Х 1п(Р Р ), 2

+ T >) j; у. фт

Тв + Tg где Т фв комп лек с ы в то рой r руппы для по ршневой части не логарифмируют; для эквивалентного цилиндра:

G 01 1

У= (— — — — -- )1 Х =n

1 P ое

int

Р . Р +

Х = (— <-)j Х - (- — ) ;

Р Л Р< для эквивалентной камеры сгорания (для оценки общего состояния ГВТ/ : сы. 4т

У = — — — - Х =n.р 1ь e

Q<

Х=(— — )1Х =(— — )1 п 3s .1

T), ) 3 T), )

Т < Р

Х = (- — — ° n ) ;

p..T ЭеД

Pint T i

Х ° — — () n

После подстановки и решения для каждой модели систем уравнений (17) показателям 1, m, ; n, присваивают соответствующие значения ., <, а постоянным К, — значения ехр

Модель для А (поток теплоносителя в воздухоохладителе) приводят к ви.ду (6), преобразуя полученные коэффициенты по формулам

Ра, <а

К = 1 .; n = m<(Pq,-1)+1; где Н вЂ” номер номинального режима, hQ „ — допустимое отклонение структурного параметра (лц,„"=о,оз) — допустимый рост температуры воздуха на номинальном

13596

35 режиме при ухудшении теплообмена (принято

5 С).

Построенные модели записывают в блок 7 (БОПИ) и устройство готово к диагностированию (в память ВОПИ заносят также отклонения - допустимые и предельные -Ь; ;6;д ). Доп

В модели для компрессора вместо измеренной температуры может быть использовано ее расчетное значение, полученное на базе использования формулы Эйлера:

Т Тб+an +Ь

Р ь . d тк где а, Ь вЂ” пос тоянные, определяемые экспериментально (для представленного двигателя а 3.10, Ь = 5)

Это позволяет уменьшить ошибки диагностирования из-за сравнительно высокой инерционности канала измерения температур.. Аналогичная зависи,мость может быть получена и для Т>

Значения коэффициентов моделей элементов ГВТ исследуемого дизеля представлены ниже:

Для модели А, (фильтра): К

1,12.10, и, = 0,4965;

А„. (компрессор): К„ = 0,0746, и 0,337, 1 к = 0,3904 при Х

h„= 0,288 при Х>> (h„= 1 к z);

А„ (проточная часть воздухоохладителя : К1, = 1,447.10 и„ = 0,5302.;А (со стороны воды) — не оценива"

W лось;

А (поверхность теплообмена):

Кц = 0,9775, ц@ = 1,0388, ш =

= 0 2089А,. (турбина): .К 3,25.10

mò 0 5007 э 1т = 0 э 4769

Ав (выхлоп): К = 1.76.10

1 5523 > me 0 65

А8 (поршневая часть как проточный элемент или эквивалентный цилиндр): а„= 1,4526.10, а, 9,797.10, а = -3,925.10 а, = 2,866.10 ;

Ае (эквивалентная камера сгорания — для общей оценки ГВТ): b

= — 3,528.1 0, bg = 1.9042.10

Ь -3,1929.10, Ь = -4,3259.10,, 554

Аналогичным образом, а также с использованием адаптации, были по99

12 строены коэффициенты для моделей

22 двухтактного дизеля 18ДН

2х30

При диагностировании на любом установившемся режиме работы с помощью предлагаемого устройства измеряют все необходимые параметры рабочего тела и в вычислителе по построенным моделям определяют для каждого i-ого элемента А;; F, и Е i = 1-F . Последние величины анализируют в блоке

10 и выдают в блок 11 результаты, диагноза. В ходе экспериментальной проверки производилось загрязнение компрессора и проточной части воздухохладителя. графитомеловой смесью, уменьшение пропускной способности дизеля путем увеличения газовых зазоров впускных клапанов, в турбине использовались сопловые аппараты с погнутыми лопатками, с уменьшенным проходным сечением, для увеличения механических потерь ротора к подшипнику турбокомпрессора подавалось масло под давлением 120 кПа, сопротивление выхлопа увеличивалось при помощи специальной заслонки в вых лопном трубопроводе.

Конкретные данные реализации предложенного способа диагностирования на различных режимах и при различных комбинациях неисправностей приведены в таблице. При оценке степени влияния различных неисправностей на рабочий процесс дизеля с помощью параметра Р экспериментально установлено, что при отклонении и 7 — 1-Г = 0,03 удельный расход топлива возрастает примерно на 1Х, при

d = 0,1 — íà 4Х а при d>= 0,18 соответственно на 127..

Измерение параметров и оценку состояния производят на установившихся режимах при заданном условии, что температура воздуха за компрессором в течениеии 3 с изменяется не а более чем на 1, среднее давление газа перед турбиной — не более чем на 1 кПа, а частота вращения ротора турбокомпрессора — не более, чем на

-1г

100 мин (максимальные значения этих величин составляют Т = 400 К, P, = 200 кПа, и „= 55000 мин ).

В таблице приведены результаты диагностирования на 6 различных режимах. Графы 1-6 соответствуют реализации программы диагностирования

59699

35 t

13 13 на каждом из рассматриваемых режимов. В графе 7 (строки 34-41) приведены допустимые отклонения косвенных измерений эквивалентных структурных параметров. В строках 1 и 2 приведены значения мощности и частота вращения дизеля, характеризующие каждый из режимов его работы, а в строках 3-17 — значения измеренных теплотехнических параметров, В строках

18-25 — значения нормированных пото ков массы рабочего тела, полученные для каждого элемента по построенным моделям. В строках 26-33 представлены значения нормированных структурных параметров каждого элемента, а в строках 34-41 — их отклонения от исходного значения (единицы). Диагностическую версию выбирают путем сравнения полученных отклонений Й; с допустимыми Ь . В таблице значе АсО ния потоков массы через неисправные элементы, соответствующие значениям нормированных площадей и их отклонений от единицы, подчеркнуты.

На режимах 1 и 2 двигатель работал при исправном состоянии всех элементов тракта, но с минимальным и максимальным расходами воздуха в исходном поле рабочих характеристик.

На режиме 3 несколько завышено соп» ротивление выхлопа 1примерно на

990 Па), что не оказывает существенного влияния на работу дизеля, так как в пределах допустимого.

На режиме 4 — комбинация дефектов. Были введены следующие неисправности: загрязнен компрессор и проточная часть воздухоохладителя.

В воздухоохладителе графитомеловая. смесь осела по периферии первого трубного пучка, при этом ухудшения эффективности теплообмена не произошло — а в пределах допуска.

В графе 5 представлены данные диагностирования при наличии разветвленной комбинации неисправностей .в элементах газовоздушногo тракта: загрязнен компрессор, проточная часть воздухоохладителя, увеличены зазоры впускных клапанов газораспределения дизеля до 2,4 мм, в турбине установлен сопловой аппарат с уменьшенным проходным сечением, повышено сопротивление выхлопа. Наличие этих неисправностей полностью подтверждается результатами диагноза. Режим 6 представляет данные диагностирования при загрязненном естественHblM путем воздушном фильтре, повышенном аэродинамическом сопротивлении воздухоохладителя и при работе турбины с уменьшенным проходным сечением входного фланца, что может быть эквивалентно попаданию построенного предмета или закоксовыванию защитных решеток турбин малооборотных дизелей. Перед реализацией данного режима была произведена ревизия компрессора с тщательной промьвкой его деталей и установкой зазоров рабочего колеса, после чего его характеристики заметно улучшились даже по сравнению с исходными. Об этом можно судить по отклонению структурного параметра компрессора

Fk в обратную сторону (Ьk — превышает Ь > но имеет знак -, в таблице подчеркнуто пунктиром).

Результаты диагноза трех последних режимов 4-6 показывают, что обнаруженные неисправности оказьвают существенное влияние на рабочий процесс дизеля (см.строка 41 — отклонения b, ), а потому подлежат устранению при первой же возможности.

По данным режима 4 в первую очередь следует произвести ревизию компрессора, по данным режима 5 — компрессора и элементов выхлопа, «чо данным режима 6 — турбины.

В таблице приведены лишь выборочные данные конкретных примеров реализации предлагаемого способа. Всего на стенде была осуществлена экс- периментальная проверка способа при наличии 42 различных как отдельных, так и композиционных неисправностей в различном их сочетании и при различных режимах работы двигателя, которая показала его работоспособность, Технический эффект от внедрения изобретения заключается в получении возможности автоматического„ безразборного, бестестового периодического контроля текущего технического состояния элементов газовоздушного тракта дизелей, позволяющего своевремен-. но локализовать неисправности, выявлять наиболее существенные дефекты, возникающие в процессе эксплуатации, и оценить их влияние на показатели работы двигателя.

Параметры

Т > Т 3 > > Т >

72,5

58,2

70

20

1 P кВт

2 и, мин ав

1303

1502

1502

1493

1500

1195

101551

102091

133081

132345 5

153318

100326

101012

)02042

101606

3 P Па

99737

981284 98128,6

4 P с

100414 . 98541

135876

1349!5

15994 1

142496

5 P ь

145536

180489

179 301

197630

103464

102983 144589 !41495 о

164758 163995

6 P. -> й

I 19449

7 Р -»g>

107561

105327

299,2

355,2

324,6

105670 104631

102492

304,9 317,7

1044150

306,2

306,6

344, 7

322,7

293,2

295 ° 1

807,159

775,89

305,2

301

9 Т,» К

l0 Т в

366>3

394

ll Т i»t

349,3

332

355

3,1

291,8

494,85

663,6

8I6,24

292,3

295,4

280! 2 Тсм1, 288

275,8

277,3

13 Т . е, 283 >4

832,4

784,94

294, 3

891

615,57 911

14 Т !

836,36

15 Т р

833,57

606,88

35079

42309

42360 45248

53685! 8598

16 птк >>»и

17 0 >;» >кг/о

18 Аф, кг/с.м

0,0824 0,1635

О, 1095

0.114

0,1188

0,1171

0,1277 °

0,1363

0,024 0,1677

0,1367,0,1287

15 13

Экономический эффект от использования изобретения достигается путем экономии топлива, получаемой вследствие обеспечения эффективности воздухоснабжения, уменьшения затрат времени и средств на ремонт и техническое обслуживание, сокращения простоев объектов, использующих ди— зельный привод.

Формула изобретения

Устройство диагностирования технического состояния элементов газо воздушного тракта дизеля, состоящее из первичных и вторичных измерительных преобразователей параметров давления, температуры и массового расхода рабочего тела на входе и выходе каждого i-ro элемента, а также частоты вращения ротора турбокомпрессора и вала дизеля, блока обработки первичной информации, блока сравнения полученных признаков с их эталонными значениями и блока представле59699

16 ния диагностической информации по результатам сравнения, причем выходы первичных и вторичных измерительных преобразователей подключены к блошку обработки первичной, который связан с блоком представления диагностической информации, через блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я

1О тем, что, с целью повышения точности диагностирования, распознавания вида неисправностей и их комбинаций, в состав устройства дополнительно включены блок коррекции, блок адап IS тации; блок программируемой автономной памяти и. блок определения структурных параметров, включенный последовательно с блоком коррекции в связь блока обработки первичной информа20 ции с блоком связи, блок адаптации входом связан с выходом блока обработки первичной информации, а выхо- дом — с блоком программируемой автономной памяти, подключенным к друго25 му входу блока коррекции.

17

)359699

Продолжение таблицы

Йараметры

Ре7>0им работы двигателя

Т T . 1

1 2 3 4

О, 1362

O,10) 6

О, I ) 46

0,1084

0,1088

0>1267

0,)ЗЗ

o,)з)з

0,))86

О !224

0 1246

0,) 426

О, 136

0,)27!

0,)292

0,1289

0,1294

19 Ац

20 А>6

0,0826

0,0833

0,08)72

0,0815

0,1663

0,1644

0>1358

0,1627

0,)37I

О,!347

21 Аа

22 А 606

23 А, 24 Аб

25 А»

О, 165

0,08245 О,!648 0,1348

0,1376 0,10825

0,08103 0,1625

О> )443

О, 1235

0,1377 0,1368

0,13)8

1,0)4

0> 893

0 8048

0,0851 О, 166

26 F >

27 F%i м

0,96

l 014

0>997

1,0007

1,003

l iOl l

0,983! 077

0,955

1,012

1,003 0,994

28 Ри

1,010

1,001.

0,994 t0

1,012

1,004

1,023

29 Ft), 1,025

0,9907

I >006

О 864

ЗО Р„

3I F, 0,992 1 >011 в

1,012

1,006

О 944

32 Fs, 33 F3 i

34 д

35 д„

36 Д„

1,011

1,03!

0,984

0 8866

0,990

0,003

0,982

-0,01!

-0,014

-0 >012

О 04

0,03

0,027

0 03

O,0I7 -0,0007

-0,977

О 045

-0>01

-0,006

-0,003 0,003

-0,003

-0,006

-0,012

-0>01!

37 Д))

З8 д

-О >023

-0,005

0,03

0,028

-0,025 . 0,0093

0,0295

О 0,47

0 7767

0 0>86

-0,0)3

О, 008.

-0,006

0,016

0,03

0 136

-0,011

39 д

40 д, 4! д, 0,04

О 056 . 0,013

-0,03) 0,0!8

0,01

0,03

О )134

О 067

Составитель Н.Патрахальцев

Редактор Л.Повхан Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик

Заказ 6149/46 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

0,992

0,895

0 938

1,004

0,9884

0,9906

0,987

0,933

0>008

О, 105

0,062

-0,004

0,0116

0,0094

0,9705

0,953

О 8633

О 9014

-0,014

О 107

О 095

"0,001