Способ определения мощности дизеля, связанного с гидропередачей Советский патент 1992 года по МПК G01L3/24 G01M15/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области диагно- стирования дизелей тепловозов с гидропередачей.

Для решения задач по оценке технического состояния тепловоза с гидропередачей в условиях эксплуатации и качества проведенных ремонтов необходимо иметь представление о величине полной эффективной мощности. развиваемой тепловозным дизелем. Измерение мощности дизелей тепловозов с гидропередачей представляет собой сложную техническую задачу, кото рая до настоящего времени практически не решена.

Существующие способы решения этой проблемы основаны на определении мощности двигателей косвенным способом, т.е. путем измерения соответствующих параметров двигателя с последующим определением его эффективной мощности по аналитическим зависимостям.

Известен способ определения мощности двигателей по расходу топлива, согласно которому в процессе испытаний измеряют расход топлива на холостом ходу двигателя и под нагрузкой, а мощность двигателя определяют по формуле

X

СО

(

GT.X

v

)i

(п

где Ре - мощность двигателя;

GT расход топлива, измеренный при работе двигателя под нагрузкой;

GT.X - расход топлива, измеренный при работе двигателя на холостом ходу;

V и о.- постоянные коэффициенты, зависящие от конкретных особенностей двигателя.

Недостатки этого способа: значительная погрешность при измерении мощности дизелей с газотурбинным наддувом, так как коэффициенты V и «в значительной степени зависят от давления наддува; использование, коэффициентов V и а , для определения значений которых необходимо проводить исследования для каждого конкретного случая использования этого способа при определении мощности соответствующего типа дизеля ; необходимость использования при определении мощности двигателей тепловозов с гидропередачей специальной системы измерения расхода топлива, которую можно применить только на специальных испытательных станциях.

Существует способ определения эффективной мощности двигателей внутреннего ..сгорания, по которому измеряют давление наддува при работе двигателя вхолостую при номинальной частоте вращения, а значение мощности корректируют умножением на коэффициент

К а ехр (Ь

Plnt.x

(2)

где а и о - заданные коэффициенты, которые выбирают из пределов 1,0-1,1 и 1,1-1,2 соответственно в зависимости от типа двигателя;.

Pint x - давление наддува при работе двигателя вхолостую на номинальной частоте вращения;

Pint.o - давление наддува при работе двигателя под нагрузкой.

В данном способе к двигателю подключают прибор для измерения мощности в режиме свободного разгона, пускают и прогревают двигатель до нормального теплового состояния и измеряют мощность, ус- танавливают номинальную частоту вращения коленчатого вала и измеряют Plnt.x.

Величину Pint.o определяют на исправном двигателе путем непосредственного измерения этого параметра при различных значениях расхода топлива (мощности) с отклонениями от номинального значения в пределах+10%.

Недостатками этого способа являются его сложность, связанная с измерением значения мощности, его последующей корректировкой и определением поправочного коэффициента, так как для определения поправочных коэффициентов а и b необходимо проводить достаточно сложные исследования и расчеты в случае использования этого способа для каждого типа дви0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

гателя; недостаточная точность, связанная с тем, что давление наддува измеряется при работе дизеля вхолостую на номинальной частоте вращения, а не под нагрузкой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения мощности- дизеля тепловоза с гидропередачей, заключающийся в том, что при техническом обслуживании или при постановке на текущий ремонт в депо тепловоза с гидропередачей запускают двигатель, затормаживают колесные пары тормозными колодками и кратковременно (в течение 20- 80с .чтобытемпература маслаtn непры- сила допустимой т.Доп 90°С) нагружают дизель работой гидропередачи в режиме торможения, т.е. в таком режиме, когда турбинное колесо гидротрансформатора, связанное с колесными парами, заторможено, а насосное приводится во вращение от дизеля. При этом измеряют абсолютное давление наддува Pint с учетом барометрического (атмосферного). Затем измеряют частоту вращения щ коленчатого вала дизеля. После этого го определяют величину эффективной мощности дизеля по формуле

Ре -а0 + aiPmt fЈp- а2(Р.п,)2, (3)

где Зо, ai, аг - опытные коэффициенты, которые выбирают из пределов 500-550, 750- 800 и 100-120 соответственно, в зависимости от типа дизеля;

К-опытный коэффициент, который выбирают из пределов К 4-6 в зависимости от типа дизеля;

По - номинальная частота вращения коленчатого вала дизеля.

Давление наддува состоит из двух составляющих: Pint + Ра, где избыточное давление наддува; Pa - барометрическое давление.

Способ позволяет проводить контроль мощности дизеля тепловоза с гидропередачей, например, при текущем ремонте с учетом технического состояния дизеля.

Недостатками этого способа являются его низкая точность и трудности, связанные с использованием опытных коэффициентов, имеющих довольно широкий диапазон измерения, а также его излишняя сложность, связанная с измерением частоты вращения коленчатого вала, которая не оказывает влияния на изменение значения эффективной мощности на предельной позиции контроллера машиниста.

Целью изобретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения эффективной мощности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения мощности дизеля, связанного с гидропередачей, затормаживают турбинное колесо гидропередачи и измеряют абсолютное давление наддува Pint при положении рычага управления топливоподачей, соответствующем полной мощности дизеля, а мощность Рв дизеля вычисляют из аналитического выражения

Ре-( 1,295 + 17,97 Pint - 12,54 F2nt

1.295 + 17,97 Pinto 12,54 P2r

nto

)Pe.o

(4)

где Pe.o - паспортная величина полной мощности испытуемого типа дизеля, установленная для заданной нормированной величины Pint.o абсолютного давления над- дува.

Предлагаемый способ является результатом исследований влияния давления наддува на эффективную мощность дизелей различных типов. Так, для дизелей 6ЧН21/21(211Д-2),8ЧН26/2б(6Д49), 8ЧН26/26(7-6Д49), 8ЧН26/26(17ПДГ-2), 8ЧН26/26(18ДГ),6ЧН31/33(Д50М), 8ЧН26/26(200ДГ) с использованием метода узловых точек получена инвариантная характеристика, описывающая влияние абсолют-, ного давления наддува Pint на относительное значение эффективной мощности Ре, которая имеет следующий анали- вид:

Ре -1,295+ 17,97- Pmt-12,54 Pint2 (5)

Для зависимости (5) получены следующие критерии адекватности: индекс корреляции I 0,983 и критерий Фишера F 1288, которые указывают на высокую степень корреляционной связи между Ре и Pint для рассматриваемых типов дизелей.

Инвариантность функции Ре f(Pint) свидетельствует об информативности .давления наддува и доказывает возможность определения значения эффективной мощности по измеренной величине абс.олютио- го давления наддува.

Абсолютное давление наддува состоит

/{б)

из двух составляющих

Pint-Pint 36+ Рз,

где Pint - избыточное давление наддува;

Ра - атмосферное давление.

Отличие предлагаемого способа состоит в повышении точности и снижении трудоемкости определения эффективной мощности дизеля.

Способ определения мощности дизеля, связанного с гидропередачей, заключается в следующем.

При проведении плановых восстановлений тепловозов с гидропередачей запускают дизель, затормаживают турбинное колесо гидропередачи и измеряют абсолютное давление наддува Pint при положении рычага управления топливоподачей, соответствующем полной мощности дизеля, а мощность дизеля Ре вычисляют из аналитического выражения

р ,- 1.295 + 17,97 Pint - 12.54

- 1,295 + 17,97 Pinto 12.54

)Ре.

О)

J5 где Pe.o паспортная величина полной мощности испытуемого типа дизеля, установленная для заданной нормированной величины Pinto абсолютного давления наддува.

20 Техническим преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является возможность определения мощности по измеренной величине давления наддува без проведения дополнительных

25 исследований по расчету значений опытных коэффициентов.

Экономическим преимуществом данного способа является значительное сокращение материальных, трудовых и

Зо энергетических ресурсов, так как предложенный способ дает возможность оценивать техническое состояние дизелей тепловозов с гидропередачей без их разборки, а также своевременно и качественно

35 осуществлять их ремонт/Контроль мощности дизелей тепловозов с гидропередачей способствует переходу от системы планово- предупредительных восстановлений к системе плановых восстановлений по

40 фактическому техническому состоянию. Формула изобретения Способ определения мощности дизеля, связанного с гидропередачей, заключающийся в том, что запускают дизель, заторма45 живают турбинное колесо гидропередачи и измеряют абсолютное давление наддува Pint, по величине которого вычисляют мощность дизеля Ре. отличающийся тем, . что. с целью повышения точности и сниже50 ния трудоемкости, абсолютное давление наддува измеряют при положении рычага управления топливоподачей, соответствующем полной мощности дизеля, а мощность дизеля Ре вычисляют из аналитического вы55 раже ния

pe(- 1.295 4- 17.97 Pint - 12.54

fnt

- 1,295 + 17.97 Pinto 12,54 Pthto

)Pe.c

где Ре.о- паспортная величина полной мощ- ленная для заданной нормированной вели- ности испытуемого типа дизеля, установ- чины Pint.o абсолютного давления наддува.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к диагностированию дизелей тепловозов с гидропередачей. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости определения эффективной мощности дизеля. Для определения мощности дизеля измеряют абсолютное давление наддува Pim при положении рычага управления топливо- подачей, соответствующем полной мощности дизеля, а мощность дизеля Ре вычисляют из аналитического выражения р ( 1.295 + 17,97 Plnt 12.54 ч re k-;2- е- Л ОПС -L. IT . Ю СЛ DfL - 1,295 + 17,97 Pmto 12.54 .O где Ре.о - паспортная величина полной мощности испытуемого типа дизеля, установленная для заданной нормированной величины Pint абсолютного давления наддува. ь чЭ (Л