Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Тепловые двигатели

Диссертационная работа:

Соловьев Дмитрий Евгеньевич. Разработка метода диагностирования дизеля в условиях эксплуатации с использованием неустановившихся режимов работы : Дис. ... канд. техн. наук : 05.04.02 : Москва, 2004 139 c. РГБ ОД, 61:04-5/1968

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 5

Основные, принятые в работе, определения 7

ВВЕДЕНИЕ 10

ГЛАВА 1. Анализ работ, посвященных разработке и исследованию ме
тодов диагностирования дизеля в условиях эксплуатации 12

  1. Необходимость диагностирования технического состояния дизеля в условиях эксплуатации 12

  2. Методы диагностирования дизеля с использованием неустановившихся режимов работы , 14

  3. Применение разгонов и выбегов дизеля при диагностировании его

технического состояния 16

1.4. Влияние переходных процессов в системах дизеля на его выход
ные показатели '.' 18

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ 21

ГЛАВА 2. Теоретические основы диагностирования дизеля с исполь
зованием неустановившихся режимов - режимов разгонов и выбегов 24

2.1. Принципы диагностирования технического состояния дизеля с ис
пользованием режимов разгонов и выбегов 24

  1. Дискретное диагностирование 24

  2. Диагностирование по форме внешней скоростной характеристики 28

2.1.3. Алгоритм проведения операций диагностирования при разгоне
30

2.2. Диагностирование при режимах выбега 31

2.3. Анализ переходных процессов в системах дизеля, влияющих на ре
зультаты диагноза, при использовании режимов разгона и выбега 33

  1. Переходные процессы в линиях низкого давления и методы их устранения 33

  2. Переходные процессы в линиях высокого давления топлива 35

2.4. Разработка методов определения степени влияния п. п. в системах
дизеля на результаты диагноза 47

  1. Математическое моделирование НУР дизеля при квазистатическом представлении переходного процесса 48

  2. Математическое моделирование НУР дизеля при учёте переходных процессов втопливной аппаратуре .„51

2.5. Блок-схемы алгоритмов математического моделирования неуста
новившегося режима работы дизеля , , 54

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 56

ГЛАВА 3. Основные методические положения экспериментального и
расчётного исследования 57

  1. Основные методы и средства измерения параметров и показателей работы дизеля при диагностировании 57

  2. Основные методические положения 68

  3. Стенды и приборы 70

  4. Оценка погрешностей измерений и обработки результатов ...74

  5. Определение достоверных характеристик разгона и выбега .. ,78

  6. Методика определения моментов инерции двигателя и

установки 81

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 82

ГЛАВА 4 Результаты расчётно - экспериментальных исследовании 84
4.1. Исследование метода диагностирования на режимах разгона дизе
ля без потребителя 84

  1. Исследование метода диагностирования на режимах разгона дизеля с потребителем, но без нагрузки 90

  2. Исследование метода диагностирования на режимах разгона дизеля с потребителем и с нагрузкой 93

  3. Исследование метода диагностирования на режимах выбега дизеля с нагрузкой и без нагрузки 106

  4. Определение изменений крутящего момента, связанных с п. п. в топливной аппаратуре 119

выводы по главе 4 129

заключение 131

список литературы 133

приложения :

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВМТ — верхняя мёртвая точка.

ГТН — газотурбонагнетатель.

ДВС —двигатель внутреннего сгорания.

ЛВД - линия высокого давления топливной системы.

ЛНД — линия низкого давления топливной системы.

НК — нагнетательный клапан ТНВД.

НМТ — нижняя мёртвая точка.

НУР - неустановившийся режим работы двигателя.

П. п. - переходный процесс.

РНД - регулирование начального давления топлива в ЛВД топливной системы перед очередным циклом впрыскивания.

САР — система автоматического регулирования.

ТК - турбокомпрессор.

ТА — топливная аппаратура.

УР — установившийся режим.

U, Iyer, Н-М'С2 - момент инерции двигателя, установки с двигателем.

Кь - критерий стабильности топливной аппаратуры.

п, 1/мин - частота вращения коленчатого вала.

Рнач, Рост, МПа - начальное и остаточное давления топлива в линии высокого давления.

t, с, - текущее время.

t„p., с, - время приёмистости.

Ttq, Тс, Тмех, Н-м - крутящие моменты двигателя, сопротивления (потребителя) и механических потерь.

Тлнд tq раз - крутящий момент дизеля, форсированного повышением давления в ЛНД, полученный в режиме разгона.

Трпл ц раз - крутящий момент дизеля, форсированного применением системы с РНД, полученный в режиме разгона.

V„a4» V0CT, мм3 - начальный и остаточный объёмы в ЛВД топливной системы.

АР„ач, о МПа — отклонение начального (остаточного) давления при НУР дизеля в сравнении с его значением в сходственных циклах У Р.

5Ртч, ост> МПа - нестабильность начального (остаточного) давления при УР дизеля.

о, 1/с - угловая скорость вращения вала,

є, єр, єв, І/с - угловое ускорение вращения коленчатого вала, угловое ускорение при разгоне, при выбеге..

Основные, принятые в работе, определения

Установившийся режим работы дизеля — режим работы, когда все параметры и показатели работы двигателя в течение заданного промежутка времени сохраняют практическое постоянство, т. е. в своем, например, по-цикловом изменении не выходят за пределы неравномерности, нестабильности, свойственной ДВС, как машине циклического действия.

Неустановившийся режим работы дизеля - режим работы, при котором по меньшей мере один из параметров или показателей его работы в течение заданного промежутка времени изменяется по величине, т. е. в своём изменении выходит за пределы нестабильности или неравномерности, свойственной данному двигателю при его установившемся режиме работы.

Переходный процесс в системе дизеля - процесс монотонного (с возрастанием или с убыванием) изменения параметра или показателя работы системы в процессе неустановившегося режима работы дизеля.

Режим свободного разгона - режим увеличения частоты вращения вала дизеля под действием увеличения подачи топлива (смещения рейки ТНВД), протекающий без внешней нагрузки на двигатель.

Режим сброса нагрузка - режим разгона дизеля,.увеличения частоты вращения при данном постоянном положении рейки ТНВД в результате отключения нагрузки, сброса нагрузки.

Режим свободного выбега - замедление частоты вращения вала дизеля от режима холостого хода в результате отключения подачи топлива.

Выбег под нагрузкой — режим, для которого исходным был режим работы дизеля с заданной нагрузкой. Осуществляется выключением подачи топлива.

Разгон под нагрузкой - режим разгона, проводимый под нагрузкой, с потребителем мощности. Осуществляется увеличением подачи топлива на исходном режиме с подключённым потребителем.

Отказ в работе - изменение параметра или показателя работы двигателя, происходящее в период эксплуатации и приводящее к отклонению паспортных показателей работы двигателя за допустимые пределы.

Постепенный отказ - постепенное нарастание неисправности в условиях эксплуатации, вызванное, например, естественным износом деталей и узлов двигателя.

Неожиданный (внезапный) отказ в работе — неожиданное отклонение параметров и показателей работы двигателя от паспортного уровня, приводящее к недопустимому отклонению показателей работы двигателя.

Диагностирование двигателя - операции, проводимые в процессе эксплуатации, с целью выявления отклонений показателей работы двигателя от паспортных или допустимых. Цель диагностирования - своевременное выявление отказа в работе, прогнозирование ожидаемого момента появления отказа.

Приёмистость двигателя - способность двигателя быстро "набирать обороты", увеличивать скорость вращения, скорость движения потребителя.

Приспособляемость — способность двигателя принимать увеличивающуюся нагрузку без существенного снижения частоты вращения вала.

Неравномерность работы - отклонение параметров или показателей

' і

работы от среднего уровня, свойственного данному двигателю. (Неравномерность работы по цилиндрам).

Нестабильность работы - колебание параметров работы от цикла к циклу, (нестабильность начального давления от цикла к циклу).

Условное отрицательное остаточное (начальное) давление. Условная величина, полученная расчётом по соотношению

9
рішч,ост= 7}—; гДе ат— сжимаемость топлива в ЛВД, VMar -

ат ' * маг

объём магистрали, ЛВД, AV - величина свободного объёма в ЛВД (отрицательное значение).

Введение к работе:

В условиях эксплуатации параметры и показатели работы двигателя и его агрегатов меняются с течением времени, в конечном итоге выходя за пределы, допустимые для дальнейшей эксплуатации. Отклонение показателей работы двигателя от предусмотренных паспортом, техническими условиями на эксплуатацию, приводят к потере производительности, повышению расхода топлива, повышению токсичности и дымности выбросов, снижению моторесурса двигателя, могут привести к аварийной ситуации и т. д. Для исключения неожиданных отказов, аварийных ситуаций, для прогнозирования появления и развития условий появления внезапных отказов, необходимо проведение диагностирования технического состояния двигателя в течение эксплуатации.

Наиболее прогрессивными методами диагностирования являются такие, которые позволяют оценивать состояние двигателя, практически не выводя его из технической эксплуатации. Диагностирование такого типа проводится как правило на эксплуатационных режимах, а последние для автотракторных двигателей на 90 - 95% являются неустановившимися. Применение неустановившихся режимов (НУР) для диагностирования двигателя полезно также потому, что получаемые результаты наиболее близко соответствуют показателям работы двигателя в условиях реальной эксплуатации.

В то же время, результаты диагностирования двигателя на неустановившихся режимах обычно сравнивают с эталонными, которые получены в заводских условиях, преимущественно на установившихся режимах (УР). Такое сравнение может оказаться некорректным, т. к. результаты диагноза, полученные при НУР, отличаясь от результатов, полученных при УР, совсем не обязательно свидетельствуют о нарушениях в работе систем двигателя, а лишь являются свидетельством того, что рабочие процессы при УР и НУР могут существенно отличаться. Следовательно, используя диагностирование

при НУР, необходимо знать особенности рабочих процессов двигателя в этих условиях и их учитывать в результатах диагноза. Либо необходимо принимать соответствующие меры, исключающие влияние особенностей НУР на результаты диагностирования.

Во многих случаях при испытаниях двигателей и их диагностировании применяются сложные специальные стенды, позволяющие имитировать работу двигателя в соответствующих условиях эксплуатации. В то же время, целый рад неустановившихся режимов может быть осуществлён без применения специальных нагрузочных устройств, т. е. сравнительно простыми средствами. К таким режимам относятся режимы разгона и выбега. Т. е. режимы, при которых двигатель нагружается инерционными силами, для чего не требуется применение специальных тормозных устройств.

Применение таких НУР для испытаний и диагностирования технического состояния двигателя существенно снижает время, необходимое для этой процедуры. Особенно эффективно применение таких методов при использовании соответствующих автоматизированных электронных систем с устройствами расчёта результатов и. т. д.

В настоящей работе проведена разработка метода, способа (т. е. в конечном итоге алгоритма и программы) проведения процедур диагностирования дизеля, позволяющих в результате получить данные о протекании внешней скоростной характеристики дизеля, как наиболее полной информации о его техническом состоянии. Разработанный способ учитывает особенности рабочих процессов в системах дизеля при неустановившихся режимах работы, что позволяет сравнивать полученные результаты с эталонными, полученными в заводских условиях, на испытательных стендах при установившихся режимах.

Подобные работы
Маркелов Андрей Александрович
Диагностирование дизеля по результатам расчетно-экспериментального исследования индикаторной диаграммы в условиях рядовой эксплуатации
Медведев Евгений Владимирович
Повышение эффективности неустановившихся режимов работы дизеля 8Ч13/14 добавкой сжиженного нефтяного газа к топливу
Тиняков Алексей Николаевич
Влияние конструктивного исполнения деталей цилиндропоршневой группы и режимов работы тепловозных дизелей на старение моторного масла
Тимошенко Денис Владимирович
Исследование и улучшение динамических качеств переходных режимов работы комбинированных двигателей внутреннего сгорания
Федоров Андрей Анатольевич
Моделирование теплофизических процессов критических режимов работы трибосопряженных элементов автомобильных дизелей
Ахмедзянов Дмитрий Альбертович
Имитационное моделирование неустановившихся режимов работы авиационных ГТД с элементами систем управления
Гайсин Эльмир Маликович
Повышение топливной экономичности тракторных дизелей регулированием режимов их работы пропуском подачи топлива
Чистяков Александр Юрьевич
Исследование межцикловой нестабильности процессов топливоподачи дизелей при работе на режимах малых подач и частот вращения
Коробицин Николай Анатольевич
Анализ влияния показателей газотурбинных установок на базе конвертированных авиационных двигателей на эффективность их работы в автономном режиме и в составе электростанций
Новиков Лев Анатольевич
Снижение токсичности и вредных выбросов дизелей при работе на переходных режимах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net