Устройство экспресс-диагностики синхронных, параллельных турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания Российский патент 2021 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к испытаниям машин и двигателей, в частности синхронных, параллельных турбокомпрессоров, применяемых для наддува двигателей внутреннего сгорания, и может найти широкое промышленное применение при проведении экспресс-диагностики турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания.

Известен стенд для испытания турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, содержащий технологический компрессор с регулируемым приводом, выполненный в виде двигателя внутреннего сгорания, входную магистраль, компрессор испытуемого турбокомпрессора, выходную магистраль, турбину испытуемого турбокомпрессора, отводной патрубок выходной магистрали, вращающуюся заслонку с приводом, регулируемый дроссель с механизмом управления, струйный смеситель, пассивный канал смесителя, трубопровод, выпускной коллектор двигателя внутреннего сгорания, активный канал смесителя. На стенде установлены датчики давления воздуха на входе в компрессор испытуемого турбокомпрессора, на выходе из компрессора испытуемого турбокомпрессора, на входе в технологический компрессор, на выходе из дизеля, на выходе из технологического компрессора, на входе в турбину испытуемого турбокомпрессора, на выходе из турбины испытуемого турбокомпрессора; датчики температуры на входе в компрессор испытуемого турбокомпрессора, на выходе из компрессора испытуемого турбокомпрессора, на входе в технологический компрессор, на выходе из дизеля, на выходе из технологического компрессора, на входе в турбину испытуемого турбокомпрессора, на выходе из турбины испытуемого турбокомпрессора; датчики расхода воздуха на выходе из дизеля, на выходе из компрессора испытуемого турбокомпрессора; датчики частоты вращения турбокомпрессора, технологического компрессора, модуль аналогового ввода, коммутатор, блок обработки информации, запоминающее устройство, преобразователь интерфейса и устройство вывода информации (см. патент RU 2495394 С1, опубликовано: 10.10.2013, бюл. №28).

Недостатком данного стенда является:

сложная и габаритная конструкция, не позволяющая проводить экспресс-диагностику турбокомпрессоров непосредственно на двигателе внутреннего сгорания транспортного средства;

необходимость проведения операций по демонтажу турбокомпрессора с двигателя внутреннего сгорания для проведения технического диагностирования, в том числе при вероятности его работоспособного состояния;

отсутствие возможности одновременного проведения технического диагностирования нескольких турбокомпрессоров, устанавливаемых на двигателе внутреннего сгорания.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Техническим результатом предлагаемого устройства является сокращение времени необходимого для определения диагностических параметров турбокомпрессоров (давление и температура воздуха после компрессорной части, температура газов перед турбинной частью турбокомпрессора) за счет исключения необходимости их стендовых испытаний путем возможности одновременного проведения экспресс-диагностирования двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров непосредственно на двигателе внутреннего сгорания, исключая при этом неисправность цилиндропоршневой группы двигателя по температуре отработанных газов перед турбинными частями турбокомпрессоров с каждого блока цилиндров по температуре нагрева корпуса турбинных частей, и давлению газов в картере двигателя, без демонтажа синхронных, параллельных турбокомпрессоров с двигателя.

Технический результат достигается тем, что на устройстве экспресс-диагностики (параллельных) турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания, содержащем датчик температуры воздуха после компрессорной части, датчик температуры корпуса турбинной части, датчик давления воздуха после компрессорной части турбокомпрессора, предназначенные для снятия параметров наддува одного из двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров, устройство вывода информации, дополнительно установлены датчик температуры воздуха после компрессорной части, датчик температуры корпуса турбинной части, датчик давления воздуха после компрессорной части турбокомпрессора, предназначенные для снятия параметров наддува второго из двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров, два быстросъемных адаптивных блока (на каждом из которых размещаются по одному из вышеперечисленных датчиков температуры и давления воздуха после компрессорных частей турбокомпрессоров), отдельно стоящий датчик давления газов в картере двигателя внутреннего сгорания, блок-модуль обработки и преобразования сигналов от измерительных датчиков. Все датчики давления и температуры соединены через блок-модуль обработки и преобразования сигналов (который включил в себя модуль аналогового ввода и коммутатор с блоком обработки информации), с устройством вывода информации на котором установлено необходимое прикладное программное обеспечение (которое позволяет исключить использование отдельного преобразователя интерфейса).

Наличие данных элементов обеспечивает возможность проведения экспресс-диагностики турбокомпрессоров непосредственно на двигателе внутреннего сгорания транспортного средства, позволяет исключить демонтаж турбокомпрессоров с двигателя внутреннего сгорания при их работоспособном состоянии, дает возможность одновременного экспресс-диагностики синхронных, параллельных турбокомпрессоров, установленных на двигателе внутреннего сгорания с визуальным отображением данных на устройстве вывода информации. Это позволяет, при помощи сравнения с максимально допустимыми эталонными параметрами наддува различных модификаций двигателей внутреннего сгорания, проводить экспресс-диагностику синхронных, параллельных турбокомпрессоров, с целью определения необходимости проведения их технического обслуживания, а также возможности их дальнейшей безаварийной эксплуатации.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства экспресс-диагностики синхронных, параллельных турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания.

Устройство устанавливается на двигатель внутреннего сгорания 1 с синхронными (параллельными) турбокомпрессорами 2 и содержит два быстросъемных адаптивных блока 3 с комплектами датчиков измерения контролируемых параметров, два датчика температуры воздуха 4 после компрессорных частей, два датчика давления воздуха 5 после компрессорных частей, два датчика температуры корпуса 6 турбинных частей турбокомпрессоров, отдельный датчик давления газов 7 в картере двигателя внутреннего сгорания, блок-модуль обработки и преобразования сигналов от измерительных датчиков, устройство вывода информации (электронный планшет, ноутбук) с установленным прикладным программным обеспечением. Все датчики давления и температуры соединены через блок-модуль обработки и преобразования сигналов с устройством вывода информации.

Устройство экспресс-диагностики синхронных, параллельных турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

На устройстве вывода информации по средствам установленного прикладного программного обеспечения вводятся эталонные максимально допустимые параметры давления и температуры воздуха после компрессорных частей, температуры корпусов турбинных частей турбокомпрессора, давления газов в картере двигателя (в зависимости от модификации двигателя, на котором установлены синхронные (параллельные) турбокомпрессоры).

Производится демонтаж соединительных рукавов (резиновых манжет), размещенных между синхронными турбокомпрессорами 2 и воздуховодами со стороны охладителя наддувочного воздуха. На место соединительных рукавов устанавливаются два быстросъемных адаптивных блока 3 с комплектами датчиков измерения контролируемых параметров 4 и 5. На турбинных частях синхронных, параллельных турбокомпрессоров устанавливаются датчики температуры 6. В технологическое отверстие в крышке маслозаливной горловины на двигателе монтируется датчик давления газов в картере двигателя 7. В целях снижения сопротивления воздуха в системе питания двигателя воздухом демонтируется воздушный фильтр. Блок-модуль обработки и преобразования сигналов от измерительных датчиков подключается к устройству вывода информации, на котором запускается прикладное программное обеспечение, позволяющее визуально отображать величины измеряемых параметров наддува.

Производится пуск двигателя, в результате чего синхронные турбокомпрессоры 2 начинают нагнетать воздух в цилиндры двигателя внутреннего сгорания 1. Устанавливается необходимая частота вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 1. Сигналы с датчиков 4, 5, 6 и 7 поступают на блок-модуль обработки и преобразования сигналов от измерительных датчиков, где преобразовываются в цифровой код. После чего информация поступает на устройство вывода информации, где с помощью установленного прикладного программного обеспечения информация обрабатывается и по средствам специального интерфейса визуально отображается на экране устройства вывода информации для сравнения контролируемых параметров, диагностируемых синхронных, параллельных турбокомпрессоров 2, с ранее введенными предельно допустимыми величинами эталонных параметров наддува.

Предлагаемое устройство экспресс-диагностики синхронных, параллельных турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания обеспечивает оперативное проведение экспресс-диагностики непосредственно на транспортном средстве с визуализацией и регистрацией промежуточных и результирующих данных, что позволяет определить техническое состояние синхронных, параллельных турбокомпрессоров, сделать заключение о возможности (невозможности) их дальнейшей эксплуатации, исключает проведение операций по ненужному демонтажу работоспособных турбокомпрессоров. Вследствие чего возможно снизить число неплановых ремонтов до 10% и повысить эффективность работы синхронных, параллельных турбокомпрессоров на 10-15%.

Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к испытаниям машин и двигателей, в частности синхронных, параллельных турбокомпрессоров. Техническим результатом является сокращение времени, необходимого для определения диагностических параметров турбокомпрессоров. Технический результат достигается тем, что на устройстве экспресс-диагностики параллельных турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания, содержащем датчик температуры воздуха после компрессорной части, датчик температуры корпуса турбинной части, датчик давления воздуха после компрессорной части турбокомпрессора, предназначенные для снятия параметров наддува одного из двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров, устройство вывода информации, дополнительно установлены датчик температуры воздуха после компрессорной части, датчик температуры корпуса турбинной части, датчик давления воздуха после компрессорной части турбокомпрессора, предназначенные для снятия параметров наддува второго из двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров, два быстросъемных адаптивных блока, отдельно стоящий датчик давления газов в картере двигателя внутреннего сгорания, блок-модуль обработки и преобразования сигналов от измерительных датчиков. Все датчики давления и температуры соединены через блок-модуль обработки и преобразования сигналов с устройством вывода информации, на котором установлено необходимое прикладное программное обеспечение. 1 ил.

Устройство экспресс-диагностики синхронных, параллельных турбокомпрессоров двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик температуры воздуха после компрессорной части, датчик температуры корпуса турбинной части, датчик давления воздуха после компрессорной части турбокомпрессора, предназначенные для снятия параметров наддува одного из двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров, устройство вывода информации, отличающееся тем, что на устройстве дополнительно установлены датчик температуры воздуха после компрессорной части, датчик температуры корпуса турбинной части, датчик давления воздуха после компрессорной части турбокомпрессора, предназначенные для снятия параметров наддува второго из двух синхронных, параллельных турбокомпрессоров, два быстросъемных адаптивных блока, отдельно стоящий датчик давления газов в картере двигателя внутреннего сгорания, блок-модуль обработки и преобразования сигналов от измерительных датчиков, все датчики давления и температуры соединены через блок-модуль обработки и преобразования сигналов с устройством вывода информации, на котором установлено необходимое прикладное программное обеспечение.