Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании ДВС. Способ оценки технического состояния ДВС заключается в том, что задают режимы работы двигателя, измеряют показатели состояния диагностируемых систем двигателя, определяют отклонения показателей состояния, проводят вычисления и по результатам оценивают техническое состояние двигателя. Причем в качестве показателей состояния принимают параметры пульсаций давления среды, при этом кривую пульсаций на входе и выходе фильтрующего элемента диагностируемой системы раскладывают в гармонический ряд и строят амплитудные и фазовые частотные характеристики в заданном диапазоне частот. Сравнение проводят в диапазоне наибольшей чувствительности измеряемых частот, в качестве результата определяют величину и скорость отклонения амплитудных и фазовых частотных характеристик от эталонных, полученных при условии наиболее эффективной работы системы, и по ним определяют остаточный ресурс работы двигателя. Технический результат заключается в повышении точности оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания. 1 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания.

Известны способы оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что задают режим работы двигателя, определяют отклонение показателей состояния от предельно допустимых, проводят вычисления и по результатам оценивают техническое состояние двигателя, причем в качестве показателей состояния принимают параметры пульсаций давления среды (авторское свидетельство №352169, кл. G 01 М 15/00).

Однако для таких способов характерна весьма низкая достоверность информации, поскольку ее получение основано на определении гидравлического сопротивления фильтров и скорости его изменения при установившихся режимах движения жидкости в системах двигателя. В связи с этим при неустановившихся режимах движения жидкости, давление на фильтрах и скорости его изменения в широких пределах, а значит и в оценке технического состояния двигателя и его систем.

Наиболее близкий из известных способов оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания заключается в следующем: задают режим работы двигателя, измеряют показатели состояния диагностируемых систем двигателя, определяют отклонения показателей состояния от предельно допустимых, проводят вычисления и по результатам оценивают техническое состояние двигателя. В качестве показателей состояния служат параметры пульсаций давления среды: частота, разность фаз пульсаций и скорость изменения разности этих пульсаций. Режим работы двигателя задают по частоте пульсаций давления среды на входе и выходе фильтров диагностируемых систем, а в качестве результата вычисляют произведение обратной величины указанной скорости на абсолютную величину отклонения текущего значения разности фаз от предельно допустимого (авторское, свидетельство №966525, М. Кл.³ G 01 М 15/00).

Однако для этого способа характерна весьма низкая достоверность информации, например неоднозначное определение разности фаз на рабочих частотах, кратных частоте рабочего процесса и частоте вращения коленчатого вала, а также существенную трудность представляет выделение основной гармоники на низких частотах. Согласно прототипа измеряются параметры на одной фиксированной частоте, как правило, на первой или второй гармониках. При этом диапазон измерения ϕ(ω) и А(ω) может быть очень мал и неточен. В связи с этим возникает неопределенность в выявлении причин изменения перепада давления на фильтрующем элементе в широких пределах, а значит и в оценке технического состояния двигателя и его систем.

Задача изобретения - повышение точности оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная задача достигается тем, что задают режимы работы двигателя, измеряют показатели состояния диагностируемых систем двигателя, определяют отклонения показателей состояния, проводят вычисления и по результатам оценивают техническое состояние двигателя. Причем в качестве показателей состояния принимают параметры пульсаций давления среды, с целью повышения точности, кривая пульсаций на входе и выходе фильтрующего элемента диагностируемой системы раскладывается в гармонический ряд и появляется возможность построить амплитудные и фазовые частотные характеристики в заданном диапазоне частот, а сравнение проводить в диапазоне наибольшей чувствительности измеряемых частот. В качестве результата определяют величину и скорость отклонения амплитудных и фазовых частотных характеристик от эталонных, полученных при условии наиболее эффективной работы системы, и по ним определяют остаточный ресурс работы двигателя.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достигнуть желаемый технический результат, а именно повысить точность оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, а следовательно, повысить их эксплуатационные и технико-экономические показатели за счет грамотно и в срок организованного профилактическое обслуживания агрегатов.

На чертеже представлена функциональная схема диагностирования двигателя, выполненная согласно предлагаемому способу.

Функциональная схема включает двигатель внутреннего сгорания 1, маслозакачивающий насос 2 с регулятором давления 3, масляный фильтр 4, масляный холодильник 5, измерители давления 6 и 7, блоки разложения 8 и 9, блок сравнения 10, вычислительное устройство 11.

В системе смазки масло нагнетается в главную масляную магистраль двигателя 1 через масляный фильтр 4 и холодильник 5 с помощью маслозакачивающего насоса 2, выход которого через регулятор давления 3 сообщен с входом для поддержания в системе заданной величины давления. На входе и выходе фильтра 4 установлены измерители давления 6 и 7, выходы которых через блоки разложения 8 и 9 присоединены к входам блока сравнения 10. Выход блока сравнения 10 присоединен к входу вычислительного устройства 11.

В процессе работы двигателя в системе смазки возникают пульсации давления масла на входе и выходе фильтра 4, измерение которых осуществляется измерителями давления 6 и 7. Электрические сигналы, уровни которых пропорциональны давлению, от измерителей давления 6 и 7 подаются в блоки разложения 8 и 9, где происходит разложение сигналов на гармонические составляющие ряда Фурье. В результате разложения согласно программе получают значения коэффициента передачи и фазового сдвига:

где k - номер гармоники;

ω_k - частота k-той гармоники;

А_k и A'_k - амплитуды сигнала k-той гармоники на входе и выходе фильтра соответственно;

ϕ_k и ϕ'_k - начальные фазы сигнала k-той гармоники на входе и выходе фильтра соответственно.

В блоке сравнения 10 по значениям A(ω_k) и ϕ(ω_k) согласно программе строятся амплитудные и фазовые частотные характеристики, которые по амплитуде и фазе сравниваются с эталонными. Вычислительное устройство 11 осуществляет обработку результатов сравнения, вычисляет скорость отклонения характеристик и накапливает информацию, необходимую для оценки технического состояния, и времени необслуживаемой работы двигателя и его диагностируемых систем. При этом может быть получена практически любая требуемая точность оценки технического состояния двигателя и его системы (в системах смазки и топливоподачи одни и те же), так как точность оценки по предлагаемому способу определяется кратностью гармоник разложения.

Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что задают режимы работы двигателя, измеряют показатели состояния диагностируемых систем двигателя, определяют отклонения показателей состояния, проводят вычисления и по результатам оценивают техническое состояние двигателя, причем в качестве показателей состояния принимают параметры пульсаций давления среды, отличающийся тем, что кривую пульсаций на входе и выходе фильтрующего элемента диагностируемой системы раскладывают в гармонический ряд и строят амплитудные и фазовые частотные характеристики в заданном диапазоне частот, а сравнение проводят в диапазоне наибольшей чувствительности измеряемых частот, в качестве результата определяют величину и скорость отклонения амплитудных и фазовых частотных характеристик от эталонных, полученных при условии наиболее эффективной работы системы, и по ним определяют остаточный ресурс работы двигателя.