СПОСОБ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ДИЗЕЛЯ Российский патент 2001 года по МПК G01M15/00 

Описание патента на изобретение RU2162213C1

Изобретение относится к технике диагностирования дизельных двигателей и используется для оценки остаточного ресурса дизеля, например, с целью своевременного выявления и предупреждения его отказов.

Известен способ оценки остаточного ресурса работы дизеля, включающий регистрацию величины наработки дизеля от начала эксплуатации или от капитального ремонта, определение величины параметра технического состояния дизеля, соответствующего зарегистрированной нароботке, и определение остаточного ресурса по двум указанным величинам и по заданным номинальному и предельному значениям параметра технического состояния дизеля (см. В.М. Михлин. Управление надежностью сельскохозяйственной техники. - М.: Колос, 1984, с. 5-6, 104-105).

В известном способе в качестве параметров технического состояния используют параметры, которые характеризуют состояние отдельных элементов, механизмов или узлов дизеля (например, зазор в соединении гильза-поршень или износ соединения клапан-гнездо и т.п.), но не дизеля в целом. Из этого вытекает недостаток известного способа, заключающийся прежде всего в том, что невозможно оценивать остаточный ресурс дизеля в целом по какому-либо одному описанному в этом способе параметру. С другой стороны, если определить известным способом остаточные ресурсы основных составных частей дизеля, используя для этого соответствующие параметры их технического состояния, то можно получить определенную информацию об остаточном ресурсе дизеля в целом, однако такой метод оценки явно слишком трудоемок и непроизводителен.

Задача настоящего изобретения заключается в создании такого способа оценки остаточного ресурса работы дизеля, который обеспечил бы достаточно достоверную оценку этого ресурса в условиях эксплуатации, при техническом обслуживании или текущем ремонте дизеля без больших затрат времени и труда.

Указанная задача достигается тем, что в способе оценки остаточного ресурса работы дизеля, включающем регистрацию величины наработки дизеля от начала эксплуатации или от капитального ремонта, определение величины параметра технического состояния дизеля, соответствующего зарегистрированной наработке, и определение остаточного ресурса по двум указанным величинам и по заданным номинальному и предельному значениям параметра технического состояния, согласно изобретению в качестве параметра технического состояния дизеля используют удельный расход топлива дизелем, величину которого, соответствующую зарегистрированной наработке, определяют косвенно по величине дымности отработавших газов дизеля, измеренной на его максимальных холостых оборотах или в режиме максимальной мощности при номинальной частоте коленчатого вала дизеля или в режиме свободного ускорения.

При этом величина q удельного расхода топлива может быть определена по зависимости
q = K(Nt - Nн) + qн, (1)
где K - коэффициент, зависящий от типа дизеля и условий его эксплуатации;
Nt - измеренная дымность отработавших газов дизеля;
Nн - номинальное значение дымности отработавших газов;
qн - номинальное значение удельного расхода топлива.

Удельный расход топлива дизелем (т.е. количество потребленного дизелем топлива на единицу произведенной дизелем работы, измеряемое обычно в граммах на киловатт-час) является основным параметром, характеризующим топливно-энергетические показатели дизеля - экономичность его работы и производительность машины, на которой он установлен, и по сравнению с другими техническими параметрами является основным параметром, интегрально учитывающим все основные особенно регулируемые параметры дизеля. Это самый информативный параметр, характеризующий практически все неисправности дизеля, поэтому использование его в качестве параметра технического состояния дизеля позволяет в достаточной степени достоверно оценить остаточный ресурс дизеля в целом.

Непосредственное измерение удельного расхода топлива дизелем сопряжено с определением его максимальной мощности и расхода топлива на режиме максимальной нагрузки при номинальной частоте вращения коленчатого вала, что может быть обеспечено только на испытательном стенде. Поэтому для проведения таких измерений необходимо снять дизель с машины и установить его на стенд, что в условиях эксплуатации, при техническом обслуживании и текущем ремонте дизеля связано с большими и неоправданными затратами времени и средств.

Экспериментальные исследования показали, что характер динамики дымности отработавших газов дизеля в процессе его эксплуатации мало чем отличается от характера динамики удельного расхода топлива, и существующую методику оценки остаточного ресурса по техническим параметрам можно использовать для определения остаточного ресурса по дымности отработавших газов. При этом в качестве номинальных значений дымности следует принять ПДК показателя дымности для новых дизелей согласно действующим ГОСТ, а в качестве предельных значений дымности - гостированные ПДК при эксплуатации дизеля.

Опытным путем выявлена тесная связь между удельным расходом топлива и дымностью отработавших газов дизеля. Эта связь характеризуется коэффициентом корреляции, равным 0,95 - 0,98. Поэтому вместо непосредственного измерения удельного расхода топлива для оценки остаточного ресурса дизеля можно измерять дымность отработавших газов дизеля, а величину удельного расхода топлива определять косвенно через измеренную дымность по вышеуказанной зависимости. Величину дымности отработавших газов дизеля достаточно оперативно и просто измеряют специально предназначенным для этого прибором - дымомером, например типа КИД-2.

Зависимость между удельным расходом топлива дизеля и дымностью отработавших газов дизеля была установлена при измерении удельного расхода топлива на режиме максимальной мощности дизеля при номинальной частоте вращения его коленчатого вала и при измерении дымности отработавших газов на максимальных холостых оборотах коленчатого вала дизеля или на режиме максимальной мощности при номинальной частоте вращения коленчатого вала или на режиме свободного ускорения. Так, для двигателя СМД-21 были получены следующие значения коэффициента K:
на максимальных холостых оборотах дизеля K = 1,8;
на режиме максимальной мощности при номинальной частоте вращения коленчатого вала K = 2,1;
на режиме свободного ускорения K= 2,6.

Как известно, технический ресурс изделия - это его наработка от начала эксплуатации или от капитального ремонта до перехода в предельное состояние, установленное нормативной документацией. Наработкой изделия называют продолжительность или объем работы изделия к какому-либо моменту времени. Наработку измеряют в моточасах, километрах, гектарах или других единицах. Остаточный ресурс изделия - это его наработка от момента контроля параметра технического состояния изделия до момента достижения этим параметром предельного значения. Под предельным значением параметра технического состояния изделия понимают его экстремальное (максимальное или минимальное) значение, которое может иметь работоспособное изделие (или его часть).

При осуществлении предложенного способа используют следующую известную зависимость для определения остаточного ресурса работы изделия

где tост - остаточный ресурс работы дизеля;
tк - регистрируемая наработка дизеля на момент контроля, т.е. на момент оценки остаточного ресурса;
Uп - предельное отклонение параметра технического состояния дизеля;
Uк - отклонение параметра технического состояния на момент контроля;
α - показатель степени функции. Величину этого показателя, зависящего от конструктивных особенностей дизеля, находят заранее на основе обработки статистической информации об изменении параметра технического состояния совокупности двигателей.

В предложенном способе в качестве параметра технического состояния дизеля используют величину q удельного расхода топлива и в качестве величин Uп и Uк используют соответственно величины:
Qп - предельное отклонение величины удельного расхода топлива;
Qк - отклонение величины удельного расхода топлива на момент контроля.

При этом по определению Qп = qп - qн, a Qк = qt - qн,
где qп - предельная величина удельного расхода топлива;
qt - величина удельного расхода топлива на момент контроля.

Таким образом, зависимость (2) для предложенного способа принимает вид

Далее, т. к. величину qt определяют в предложенном способе по дымности отработавших газов, используя зависимость (1), то остаточный ресурс дизеля можно определить по формуле

На основе указанных зависимостей для удобства могут быть разработаны соответствующие номограммы.

Пример 1.

Дизель СМД-21 после капитального ремонта отработал 250 мото-ч. На момент контроля дымность отработавших газов дизеля, измеренная на максимальных холостых оборотах, составила 27,4%. Таким образом, tк = 250 мото-ч; Nt = 27,4%. Согласно нормативной документации предельные и номинальные значения удельного расхода топлива составляют соответственно qп = 258,3 г/кВт·ч и qн = 237 г/кВт·ч, а номинальное значение дымности - Nн= 25%; α = 0,9. Используя зависимость (4), получим

Пример 2.

У дизеля ЯМЗ-8423.10 на момент контроля после наработки tк = 1200 мото-ч дымность, измеренная на режиме свободного разгона, составила Nt = 57,0%. Номинальный qн и предельный qп расходы топлива составляют соответственно 237,8 и 261,5 г/кВт·ч, а номинальное значение дымности Nн = 49,0%. Коэффициент К = 2,0. Используя зависимость (4), получим
т

Похожие патенты RU2162213C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2000
  • Черноиванов В.И.
  • Северный А.Э.
  • Колчин А.В.
  • Каргиев Б.Ш.
  • Филиппова Е.М.
RU2175439C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИКЛОВОЙ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ 1998
RU2161725C2
ИЗМЕРИТЕЛЬ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1998
RU2137095C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2002
  • Черноиванов В.И.
  • Северный А.Э.
  • Колчин А.В.
  • Каргиев Б.Ш.
  • Емельянов Г.Г.
  • Забалуев Т.И.
RU2212025C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ 2002
  • Черноиванов В.И.
  • Северный А.Э.
  • Колчин А.В.
  • Каргиев Б.Ш.
  • Доронин Д.В.
  • Забалуев Т.И.
RU2222785C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Черноиванов Вячеслав Иванович
  • Дунаев Анатолий Васильевич
RU2479830C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Черноиванов Вячеслав Иванович
  • Дунаев Анатолий Васильевич
RU2479831C2
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПРИБОРОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ НА РАБОТАЮЩЕМ ДВИГАТЕЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Кочуров Алексей Алексеевич
  • Зуб Дмитрий Владимирович
  • Козлов Сергей Александрович
RU2455519C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИКЛОВОЙ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬНОМ ДВИГАТЕЛЕ 2002
  • Черноиванов В.И.
  • Северный А.Э.
  • Колчин А.В.
  • Каргиев Б.Ш.
  • Васильев И.В.
  • Доронин Д.В.
RU2223413C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА 2000
  • Черноиванов В.И.
  • Северный А.Э.
  • Колчин А.В.
  • Каргиев Б.Ш.
  • Филиппова Е.М.
RU2160855C1

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ДИЗЕЛЯ

Изобретение относится к технике диагностирования дизельных двигателей и используется для оценки остаточного ресурса дизеля. Изобретение позволяет без значительных затрат времени и труда оценить остаточный ресурс дизеля в условиях его эксплуатации, при техобслуживании или текущем ремонте. Регистрируют величину наработки tk от начала эксплуатации или от капитального ремонта и на максимальных холостых оборотах дизеля или в режиме максимальной мощности при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля или в режиме свободного ускорения измеряют дымность Nt отработавших газов дизеля, соответствующих зарегистрированной наработке. По величине измеренной дымности определяют удельный расход qt топлива дизелем на момент контроля, используя зависимость qt = К · (Nt - Nн) + qн, где К - коэффициент, зависящий от типа двигателя и условий его эксплуатации; Nt - измеренная дымность отработавших газов; Nн - номинальное значение дымности отработавших газов; qн - номинальное значение удельного расхода топлива. Величину остаточного ресурса tост дизеля определяют по зависимости где qп - предельное значение удельного расхода топлива; а - показатель степени функции. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 162 213 C1

1. Способ оценки остаточного ресурса работы дизеля, включающий регистрацию величины наработки дизеля от начала эксплуатации или от капитального ремонта, определение величины параметра технического состояния дизеля, соответствующего зарегистрированной наработке, и определение остаточного ресурса по двум указанным величинам и по заданным номинальному и предельному значениям параметра технического состояния дизеля, отличающийся тем, что в качестве параметра технического состояния дизеля используют удельный расход топлива дизелем, величину которого, соответствующую зарегистрированной наработке, определяют косвенно по величине дымности отработавших газов дизеля, измеренной на максимальных холостых оборотах дизеля или в режиме максимальной мощности при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля или в режиме свободного ускорения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину удельного расхода топлива определяют по зависимости.

q = K ·(Nt - Nн) + qн,
где K - коэффициент, зависящий от типа двигателя и условий его эксплуатации;
Nt - измеренная дымность отработавших газов;
Nн - номинальное значение дымности отработавших газов;
qн - номинальное значение удельного расхода топлива.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2162213C1

МИХЛИН В.М
Управление надежностью сельскохозяйственной техники
- М.: Колос, 1984, с
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
RU 2070719 C1, 20.12.1996
Способ определения остаточного ресурса двигателя внутреннего сгорания 1989
  • Андрусенко Евгений Николаевич
SU1682853A1
СПОСОБ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ 1992
  • Залитис Владимир Александрович
  • Финогенов Александр Александрович
  • Кузнецов Александр Анатольевич
RU2034260C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЯ 1992
  • Кузькин Вилорий Григорьевич
  • Толмачев Александр Викторович
  • Красавин Владимир Александрович
RU2049321C1
RU 2064172 C1, 20.07.1996
Способ определения наработки двигателя внутреннего сгорания транспортной машины и устройство для его осуществления 1989
  • Иофинов Самуил Абрамович
  • Волошин Юрий Петрович
  • Арановский Михаил Матвеевич
  • Демидов Валентин Петрович
  • Фокин Георгий Анатольевич
SU1636707A1
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1991
  • Громогласов Н.М.
  • Шолкин В.Г.
  • Громогласов М.Н.
RU2034259C1
Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания 1991
  • Козицкий Валентин Мефодьевич
  • Лысенко Михаил Петрович
  • Шевцов Юрий Дмитриевич
SU1814044A1
US 4539841 A, 10.09.1985
Устройство для тепловой обработки тонкодисперсной сырьевой смеси 1977
  • Соловушков Николай Евгеньевич
  • Хохлов Валентин Кузьмич
  • Аксельрод Залман Львович
  • Нелидов Виталий Александрович
SU652426A2
JP 57160041 A, 10.02.1982.

RU 2 162 213 C1

Авторы

Михлин В.М.

Колчин А.В.

Айдемиров О.М.

Филиппова Е.М.

Даты

2001-01-20Публикация

2000-02-18Подача