Способ определения технического состояния элемента системы выпуска Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

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), второй выпускной трубопровод 4, группу датчиков 5 измерения давления, установленных в точках 6 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 Ь.

В ведем координату X для впускного трубопровода. X 0 в точке 6 измерения давления; X -1 - расстояние от точки 6 измерения давления до входного сечения элемента системы выпуска.

о VJ

ю го о

1ЧЭ

Для второго выпускного трубопровода введем координату Y. Y 0 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 б 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 фаз давления между одной из точек измерения давлания 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 определяют волновые числа падающей, прошедшей и отраженных волн давления

Ki, К2, Кз. К4.

Обработку данных проводят по следующей методике.

Уравнения, описывающие распределение давлений Р(Х) во впускном и P(Y) в вы- nvr.KHOM трубопроводах имеют вид

P(X)Pi() + re-||C2(|-x)); P(Y)P2(e K3(L-Y) + Re4M(L-Y)

) (1)

где PI - амплитуда падающей на элемент волны давления;

Ki - волг свое число падающем чэ эле менты зслны;

г - коэффициент отражения элемента системы выпуска;

К - волновое число отраженной от элемента волны,

Р2 - амплитуда прошедшей через зле- мэнт волны давления;.

Кз - волновое число прешедшей через элеме.-;т волны давления:

R - коэффициент отражения от среза концевой трубы;

Кд - волновое число волны, отраженной от среза концевой трубы.

Решая уравнения (1) с использоранием полученных результатов измерений амплитуд волн дарления в точках б и 7, температур

0

5

0

5

0

5

К- Р2

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, определяют значения Pi и Р2, т.е. амплитуд падающей и прошедшей через элемент волн давления, волновые числа волн давления перед элементом системы, волновые числа волн давления за элементом системы, коэффициенты отражения элемента системы и плоскости отражения за элементом.

Комплексный коэффициент прохождения определяют по соотношению

(2)

где PI - комплексная амплитуда волны давления, падающей на элемент системы во впускном трубопроводе;

Р2 - комплексная амплитуда волны давления, прошедшей через элемент системы в выпускном трубопроводе.

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

Р2.-КР1- IKI e Pi.(3)

где 1К1 - модуль коэффициента прохождения, равный отношению амплитуд прошед- щшей 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 -т) от прошедшей через элемент волны давления и их связь через комплексный коэффициент прохождения с учетом выражений ОНЗ) принимает вид

Pi Pre KlO x) -Pi;(4)

P2 P2.e K3(L-v)

p2eIK3(L+m),ф

P2 K . PreiK3(L+m)

lKleucP1eIK30-+m).(6)

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

;.eHC3(L+n),(7)

Рц

где - --отношение амплитуд давлений

6 I в 11 и 6;

}Ы1 - 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, коэффици- ентов 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 фаз давления у между фиксированной точкой до элемента системы и фиксированной точкой после элемен- та системы определяют фазу А: 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.

7

о

Редактор Л. Гратилло

Составитель В. Золотое Техред М.Моргентал

Формула изобретения Способ определения технического состояния элемента системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, заключающийся 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 за элементом системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, по результатам измерения рассчитывают модуль коэффициента прохождения волн давления через элемент системы выпуска и по указанному параметру определяют его техническое состояние, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки технического состояния элемента системы выпуска, дополнительно измеряют сдвиг фаз 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 прохождения волн давления, характеризующего передаточную функцию элемента системы выпуска.

Ю 10 ij

&

Корректор А. Осауленко

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.