Способ определения технического состояния элемента системы выпуска

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследованиях и испытаниях систем выпуска двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение точности оценки технического состояния элемента системы выпуска и определения его акустических характеристик. Цель достигается тем, что при прохождении через систему выпуска волн давления измеряют величины амплитуд давления в двух и более фиксированных точках и сдвиг фаз давления между этими точками перед элементом системы выпуска, а также величины амплитуд давления в двух фиксированных точках и сдвиг фаз давления между этими точками за элементом системы выпуска, измеряют температуру и скорость потока на участках измерения давления до и после элемента системы, дополнительно измеряют сдвиг фаз давления между одной из фиксированных точек перед одной из фиксированных точек за элементом системы выпуска и по результатам измерений вычисляют комплексный коэффициент прохождения волн давления, характеризующий передаточную функцию элемента выпуска, а последнюю используют для оценки технического состояния элемента выпуска. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТ ИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)л G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4741622/06 (22) 26.09.89 (46) 23.08.91, Бюл. М 31 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ" (72) К.В.Чернышев, П.Н.Кравчун и В,В.Турмачев (53) 621,43-001.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1474503, кл. G 01 М 15/00, 1987, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТА СИСТЕМЫ ВЫПУСКА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследованиях и испытаниях систем выпуска двигателей внутреннего сгорания, Целью изобретения является повышение точности оценки технического состояния элемента системы выпуска и определения его акустических характеристик, Цель достигается

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при исследованиях и испытаниях систем выпуска двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение точности оценки технического состояния элемента системы выпуска, На чертеже дана схема установки для реализации предлагаемого способа.

Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, установленный на стенде (не показан), первый впускной трубопровод

2, глушитель 3 (элемент системы выпуска), sTopoA выпускной трубопровод 4, датчиков 5 измерения давления, установ, А,„, 1672262 А1 тем, что при прохождении через систему выпуска волн давления измеряют величины амплитуд давления в двух и более фиксированных точках и сдвиг фаэ давления между этими точками перед элементом системы выпуска, а также величины амплитуд давления в двух фиксированных точках и сдвиг фаз давления между этими точками за элементом системы выпуска, измеряют температуру и скорость потока на участках измерения давления до и после элемента системы, дополнительно измеряют сдвиг фаз давления между одной из фиксированных точек перед одной из фиксированных точек за элементом системы выпуска и по результатам измерений вычисляют комплексный коэффициент прохождения волн давления, характеризующий передаточную функцию элемента выпуска, а последнюю используют для оценки технического состояния элемента выпуска. 1 ил, ленных в точках б и 7 измерения давления, датчики 8 и 9 измерения скорости и температуры потока, установленные на первом впускном трубопроводе, группу датчиков 10 давления, установленных в точках 11 и 12 измерения давления, датчика 13 и 14 измерения скорости и температуры потока в выпускном трубопроводе.

Точки 6 и 7 измерения давления взаимно смещены на расстояние а, точки 11 и 12 измерения давления — на расстояние 0.

Введем координату Х для впускного трубопровода, Х - 0 в точке 6 измерения давления; Х - I — расстояние от точки 6 измерения давления до входного сечения элемента системы выпуска.

1672262

Для второго выпускного трубопровода введем координату Ч. Y = О в точке 11 измерения давления Y = L — расстояние от точки 11 измерения давления до среза концевой трубы (плоскости отражения). Y=

- -m — расстояние от точки 11 измерения давления до выходного сечения элемента системы.

Способ осуществляют одновременным измерением амплитуд давления в точках 6 и

7 измерения давления до элемента системы и в точках 11 и 12 измерения давления после элемента системы выпуска и сдвига фаз давления между точками 6 и 7 до элемента и точками 11 и 12 после элемента системы выпуска и дополнительно измеряют сдвиг фаэ давления между одной из точек измерения давления до элемента (например, точкой 6) и одной из точек измерения давления после элемента системы выпуска (например, точкой 11), А также с целью определения волновых чисел падающей, прошедшей и отраженной волн давления на участках измерения давления до (в точках 8 и 9) и после (в точках

13 и 14) элемента системы выпуска измеряют скорости и температуру отработавших газов. По измеренным параметрам определяю- волновые числа падающей, прошедшей и отраженных волн давления

K1, Yz, Кз, М. :брЖотку данных проводят по следующей методике.

Уравнения, ".писывающие распределение. давлений PfX) во впускном и P(Y) e выи;скном трубопроводах имеют вид

p 2 ) р (IK I(l — X) 2 -IK2(l — Х)) . р(у)- p2 (I.iK2(L V) + pK IKX(Y)) (2) где P1 — ал,плитуда падающей на элемент волны давления;

К1 — вол овое число падающей на эле менты волнь(;

r — коэффициент отражения элемента системы выпуска;

K;» — волновое число отраженной от элемента волны;

Рг — амплитуда прошедшей через элемент волны давления;.

K3 — волновое число прсшедшей через элел1е. т волны давления:

R — коэффициент отражения от ср"=за концевой трубы;

K4 — волновое число волны, отраженной от среза концевой трубы, Решая уравнения (1) с использованием полученных результатов измерений амплитуд волн даг ления в точках 6 и 7, температур

P =P1 Е "1(-X)i = -P

Р =P Å ° )1Ч—=)кз(— ч) р IK3(L + m);

Р К . Р .11кз((. + m) е 2К3(L + (4) 40

45 (6) Тогда отношение комплексных амплитуд давлений, например, в точках 11 и 6 принимает вид

Р11

Рб

= IKte

11 . ФВ,11

Ря

IK1l + -1К21

Р11 где

Ре в очках 1 — отношение амплитуд давлений

1и6; и скоростей потока в точках 8 и 9 на впускном трубопроводе и измерений амплитуд давлений в точках 11 и 12, температур и скоростей потоков в точках 13 и 14. опреде5 ляют значения Р1 и Рг, т.е. амплитуд падающей и прошедшей через элемент волн давления, волновые числа волн давления перед элементом системы, волновые числа волн давления за элементом системы, коэф10 фициенты отражения элемента системы и плоскости отражения за элементом.

Комплексный коэффициент прохождения определяют по соотношению

Рг

15 Тг1 (2) где Р1 — комплексная амплитуда волны давления, падающей на элемент системы во впускном трубопроводе;

Рг — комплексная амплитуда волны дав20 ления, прошедшей через элемент системы в выпускном трубопроводе.

Уравнение, описывающее комплексную амплитуду волны, прошедшую через элемент системы, имеет вид

Рг=КР1= i i е" Р1 где l К I — модуль коэффициента прохождения, равный отношению амплитуд прошедщшеи и падающей на элемент волн давления; к — фаза коэффициента прохождения, Давление во входном сечении элемента (X = I) от падающей на элемент волны и давление в выходном сечении элемента (Y =

-m) от прошедшей через элемент волны давления и их связь через комплексный коэффициент прохождения с учетом выражений (1)-(3) принимает вид

1672262

Составитель В. Золотов

Редактор Л. Гратилло Техред М.Моргентал Корректор A. Осауленко

Заказ 2831 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Ь.11 — измеренный сдвиг фаз давлений между точками 11 и 6, Полученное выражение (7) представляет собой комплексное уравнение с неизвестной к, которое может быть решено стандартными методами с использованием известных величин волновых чисел во впускном и выпускном трубопроводах. амплитуд давления падающей и прошедшей через элемент волн давления, коэффициентов отражения элемента системы и плоскости отражения за элементом системы. Таким образом, при определенных известными методами амплитудах, волновых числах волн давления во впускном и выпускном трубопроводах и коэффициентах отражения и дополнительным измерением сдвига фаэ давления умежду фиксированной точкой до элемента системы и фиксированной точкой после элемента системы определяют фазук комплексного коэффициента прохождения волн давления через элемент системы выпуска. По комплексному коэффициенту прохождения волн давления через элемент системы выпуска оценивают техническое состояние элемента системы выпуска и проводят настройку системы по фазовым характеристикам, Формула изобретения

Способ определения технического состояния элемента системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, заключающийся

5 в том, что измеряют амплитуды волн давления в двух и более фиксированных точках и сдвиг фаз давления между этими точками перед элементом системы выпуска и в двух и более фиксированных точках

10 за элементом системы выпуска двигателя внутреннего сгорания. ro результатам измерения рассчитывают модуль коэффициента прохождения волн давления через элемент системы выпуска и по указанному

15 параметру определяют его техническое состояние, отличающийся тем, что. с целью повышения точности оценки технического состояния элемента системы выпуска, дополнительно измеряют сдвиг фаз

20 волн давления между одной из фиксированных точек перед и одной из фиксированных точек за элементом системы выпуска и используют измеренный параметр для определения комплексного коэффициента

25 прохождения волн давления, характеризующего передаточную функцию элемента системы выпуска.