RU213614U1 - Устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU213614U1 RU213614U1 RU2020126404U RU2020126404U RU213614U1 RU 213614 U1 RU213614 U1 RU 213614U1 RU 2020126404 U RU2020126404 U RU 2020126404U RU 2020126404 U RU2020126404 U RU 2020126404U RU 213614 U1 RU213614 U1 RU 213614U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- measuring
- exhaust windows
- coking
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009114 investigational therapy Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000117 poly(dioxanone) Polymers 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области двигателестроения, а точнее к диагностике, испытаниям и техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания.
Устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания дополнительно содержит информационно-измерительную систему топливоподачи, состоящую из блока диагностики, в который входят датчик расхода топлива, датчик расхода воздуха и датчик температуры выпускных газов, а также блок формирования корректирующего сигнала работы ДВС.
Предложенное устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания позволяет без разборки при проведении всех видов технического обслуживания диагностировать предельные отложения на выпускных окнах, для уменьшения воздействия на окружающую среду, улучшения технических и эксплуатационных характеристик, а также своевременного устранения технических неисправностей и корректировку неоптимальных режимов работы двигателей внутреннего сгорания.
Description
Полезная модель относится к области двигателестроения, а точнее к диагностике, испытаниям и техническому обслуживанию двигателей внутреннего сгорания.
Известно устройство для диагностирования предельных отложений на выпускных окнах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащее источник питания, регистратор и сигнализатор, выполненный в виде двух параллельно установленных в выпускных окнах пластин, одна из которых подключена к положительному, а другая-к отрицательному полюсам источника питания, с которым связан регистратор. [Патент РФ №1142749, МПК: F01M 15/00 Опубл. 28.02.1985. Бюл. №8. устройство для диагностирования предельных отложений на выпускных окнах двигателя внутреннего сгорания].
Данное устройство обладает рядом недостатков, таких как необходимость внесения существенных изменений в информационно-измерительную систему ДВС, конструктивное изменение выхлопной системы ДВС, большие трудозатраты, высокая стоимость внедрения.
Известно устройство, содержащее двигатель внутреннего сгорания с топливным насосом высокого давления, электронный регулятора чистоты вращения с блоком управления, датчиком частоты вращения и исполнительным устройством, а также модулятор, рычажную передачу и орган задания частоты вращения. [Марков В.А., Фурман В.В., Иванов В.А. Исследование системы автоматического регулирования частоты вращения тепловозного дизеля // Транспортное и энергетическое машиностроение.-2013. №8.-С. 54-63].
Недостатком данного устройства является узкая возможность информационно-измерительной системы и возможность контроля тех параметров ДВС, которые доступны только при прямом измерении и требуют затрат не соизмеримые с потерями от неисправности ДВС.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является расширение возможностей информационно-измерительной системы устройства, позволяющим в реальном времени регистрировать и обрабатывать большое количество параметров работы ДВС, что дает возможность производить измерения не наблюдаемых (не доступных прямому измерению) параметров, а по косвенным признакам путем контроля закоксованности выпускных окон без существенных изменений в информационно-измерительной системе ДВС, без изменения выхлопной системы ДВС, с наименьшими трудозатраты и невысокой стоимостью внедрения.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения закоксованности двигателя внутреннего сгорания, состоящий из органа задания частоты вращения, электронного регулятора частоты вращения который состоит из блока управления, датчика частоты вращения, исполнительного устройства, выход которого соединен с рычажной передачей, причем ее выход соединен с топливным насосом высокого давления, двигателя внутреннего сгорания, модулятор, выход которого соединен с электронным регулятором частоты вращения дополнительно введены блок диагностики, который состоит из датчиков расхода топлива, датчика расхода воздуха и датчика температуры выхлопных газов, выходы которых входят в информационно-измерительную систему в блок формирования корректирующего сигнала ДВС, который является выходом из информационно-измерительной системы.
Введение в устройство информационно-измерительной системы топливоподачи, состоящей из блока диагностики, позволяет в реальном времени регистрировать и обрабатывать такие параметры, как расхода топлива, расход воздуха, температура выпускных газов, а также корректировать работу ДВС.
Введение в устройство блока формирования корректирующего сигнала работы ДВС позволяет двигателю работать в заданном режиме без превышения максимальной мощности, чтобы не произошел перегрев выпускных окон и не возникло самовозгорание двигателя, все это позволит расширить функции системы.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема информационно-измерительной системы устройства для измерения закоксованности выпускных окон ДВС. Устройство для измерения закоксованности выпускных окон ДВС содержит ДВС 1 с ТНВД 2, электронный регулятор чистоты вращения 3 с блоком управления 4, датчиком частоты вращения 5 и исполнительным устройством 6, а также модулятор 7, рычажную передачу 8, орган задания частоты вращения 9, информационно-измерительную систему 10, состоящую из блока диагностики 11, в который входят датчик расхода топлива 12, датчик расхода воздуха 13, датчик температуры выпускных газов 14, а также блок формирования корректирующего сигнала работы ДВС 15.
Система работает следующим образом.
Устройство для измерения закоксованности выпускных окон ДВС работает на основе оценки системы неравенств:
где, a1, a2, a4, b1, b3, b4, с2, с3, a4-настроечные коэффициенты которые необходимо подбирать в зависимости от марки двигателя, D3-значение закоксованности в процентах.
Реализация блока диагностики закоксовоности выхлопных окон представлена в виде структурной схемы фиг. 2, в которой &-блок логического сравнения «И», ⊗-сложение. Остальные обозначения соответствуют переменным в неравенстве (1).
Блок диагностики закоксованности выпускных окон работает в реальном времени и обрабатывает параметры системы, получает данные с датчиков расхода топлива, воздуха и температуры выхлопных газов. Далее с помощью простейших математических операций реализует вычисление значений в соответствии с уравнением (1) (для всех трех неравенств) и в блоках D3 производится сравнивание полученных результатов с заданным значением предельной закоксованности. После блоков сравнения информация передается в битовом формате (false или true) в блок логического сравнения "И" и если все три логических сигнала имеют значение "true" на выходе блока "И", означающее превышение порога закоксованности выпускных окон, подается сигнал на индикатор аварийного режима двигателя и в блок формирования корректирующего сигнала работы ДВС.
Сигнал корректировки работы ДВС передается в блок управления для формирования сигнала для занижения подачи топлива, тем самым, не давая двигателю превысить максимальную мощность, чтобы не произошел, перегрев выпускных окон и не возникло самовозгорания двигателя.
Состав информационно-измерительной системы устройства приведен в таблице 1.
Проверка работоспособности алгоритма диагностики закоксованности выпускных окон в составе физической информационно-измерительной системы устройства контроля состояния двигателя проведена на газодизельной установке на базе двигателя Д-242.
Полные статистические исследования параметров ДВС характеризуют протекание рабочих процессов в нем относительно эффективной мощности Ne. В основе приведенных исследований лежат парные корреляционные коэффициенты (ПКК) и парные дисперсионные отношения (ПДО) переменных. Параметры, которые отражают состояние ДВС по эффективной мощности Nв зависят от следующих переменных: цикловой подачи топлива (x1), удельного расхода топлива (bв), среднего индикаторного давления (Pi), расхода воздуха (Gb), периода задержки воспламенения (
), температуры отработанных газов (ТОГ).
В таблице 2 приведены результаты исследования изученных признаков с учетом ПДО, ПКК.
Анализ дисперсионных отношений эффекта взаимодействия показывает, что набольшее взаимодействие наблюдается между переменными: (6-7)→0,715; (7-8)→0,518; (8-9)→0,518; (11-13)→0,165; (15-16)→0,838.
Значения дисперсионных отношений эффектов влияния взаимосвязей для этого набора переменных: (1-3)→0,36; (6-7)→0,44; (13-15)→0,615.
Для определения среднего индикаторного давления имеются трудности при снятии параметров, поэтому его можно исключить из дальнейшего анализа и заменить расходом воздуха, так как между ним и расходом воздуха наблюдается взаимодействие (8-9)→0,518.
Для исследования взаимосвязи закоксованности выпускных окон с удельным расходом топлива, расходом воздуха и температурой отработанных газов, разработана программа, где за выходной параметр у взят параметр - закоксованность выпускных окон (х4), а за входные x1 - удельный расход топлива (bв), х2 - расход воздуха (Gb), х3 - температура отработанных газов (ТОГ).
В ходе вычислений получены результаты, которые представлены в виде распечатки окна программы и показаны на фиг. 3.
Взаимосвязь между выходом (у) и входными параметрами следующая: (окно ResM) парные дисперсионные отношения x1 - 0.381, х2 - 0,816, х3 - 0.687; эффект взаимодействия x1х2 - 0.364, х1х3 - 0,743, х2х3 - 0.305, х1х2х3 - 0,414.
В окне расчетов (CorrXY) приведены оценки корреляционной взаимосвязи, из которых видно, что хорошая корреляция между параметрами у и х2 - 0,881, и x1 и х3 - 0,774, а также х1х2 - 0,515, х2х3 - 0,287, что дает основание не использовать для построения модели одну из переменных x1 или х3, x1 или х2. Так, как параметр xi имеет сильный эффект корреляции с параметрами Х2 и хз его можно исключить из модели. Также оценка множественных дисперсионных отношений составляет MDO=0,958, что дает основание говорить о возможности построения модели с погрешностью до 5%.
Из анализа парных дисперсионных отношений, эффектов взаимодействия и эффектов корреляции, следует, что предпочтительная модель будет иметь функциональную аддитивную зависимость следующего вида у=f(х2,x3)
Предложенное устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания позволяет без разборки при проведении всех видов технического обслуживания диагностировать предельные отложения на выпускных окнах, для уменьшения воздействия на окружающую среду, улучшения технических и эксплуатационных характеристик, а также своевременного устранения технических неисправностей и корректировку неоптимальных режимов работы двигателей внутреннего сгорания, расширение функции системы и увеличение надежности оборудования на 5-10%.
Claims (1)
- Устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания, состоящий из органа задания частоты вращения, электронного регулятора частоты вращения, который состоит из блока управления, датчика частоты вращения, исполнительного устройства, выход которого соединен с рычажной передачей, причем ее выход соединен с топливным насосом высокого давления, двигателя внутреннего сгорания, модулятор, выход которого соединен с электронным регулятором частоты вращения, отличающееся тем, в устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания дополнительно введены блок диагностики, который состоит из датчиков расхода топлива, датчика расхода воздуха и датчика температуры выхлопных газов, выходы которых входят в информационно-измерительную систему в блок формирования корректирующего сигнала ДВС, который является выходом из информационно-измерительной системы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU213614U1 true RU213614U1 (ru) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1142749A1 (ru) * | 1983-08-05 | 1985-02-28 | Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Автоматизированных Систем Управления Транспорта Газа | Устройство дл диагностировани предельных отложений на выпускных окнах двигател внутреннего сгорани |
| EP2366882A1 (en) * | 2008-12-08 | 2011-09-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | System for controlling soundness of diesel engine fuel and method for assessing soundness of diesel engine fuel |
| RU2511801C2 (ru) * | 2012-04-26 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" | Способ диагностики двигателя внутреннего сгорания |
| US20150136079A1 (en) * | 2012-07-27 | 2015-05-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Detection of Coking in the Intake Tract of an Internal Combustion Engine |
| RU2693151C2 (ru) * | 2016-05-03 | 2019-07-01 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Способ измерения количества твердых частиц в отработавших газах |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1142749A1 (ru) * | 1983-08-05 | 1985-02-28 | Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Автоматизированных Систем Управления Транспорта Газа | Устройство дл диагностировани предельных отложений на выпускных окнах двигател внутреннего сгорани |
| EP2366882A1 (en) * | 2008-12-08 | 2011-09-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | System for controlling soundness of diesel engine fuel and method for assessing soundness of diesel engine fuel |
| RU2511801C2 (ru) * | 2012-04-26 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" | Способ диагностики двигателя внутреннего сгорания |
| US20150136079A1 (en) * | 2012-07-27 | 2015-05-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Detection of Coking in the Intake Tract of an Internal Combustion Engine |
| RU2693151C2 (ru) * | 2016-05-03 | 2019-07-01 | Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк | Способ измерения количества твердых частиц в отработавших газах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gritsenko et al. | Theoretical underpinning of diagnosing the cylinder group during motoring | |
| US9784644B2 (en) | Engine error detection system | |
| KR100385002B1 (ko) | 엔진배기가스정화장치의진단방법및장치 | |
| US10088388B2 (en) | Engine error detection system | |
| CN101598070B (zh) | 用于获得内燃机气缸中燃烧开始的方法和装置 | |
| US20110154821A1 (en) | Estimating Pre-Turbine Exhaust Temperatures | |
| RU2010112235A (ru) | Способ проверки степени старения катализатора на борту транспортного средства | |
| CN101892918B (zh) | 利用汽缸压力传感器进行的燃料喷射及燃烧故障诊断 | |
| Varbanets et al. | Improvement of diagnosing methods of the diesel engine functioning under operating conditions | |
| CN111089729A (zh) | 用于借助固体声音传感器对组件维护预告的方法和系统 | |
| EP3561475B1 (en) | Combustion analysis apparatus for large-sized low-speed engine and method for determining combustion state of engine using the same | |
| RU213614U1 (ru) | Устройство для измерения закоксованности выпускных окон двигателя внутреннего сгорания | |
| CN106574530B (zh) | 发动机的控制装置 | |
| CN101375044A (zh) | 识别发动机气体组成的方法 | |
| Nanjundaswamy et al. | Advanced RF particulate filter sensing and controls for efficient aftertreatment management and reduced fuel consumption | |
| CN105224730A (zh) | 一种高压共轨电控柴油机原始no2排放量预测方法 | |
| CN109681336B (zh) | 一种转子发动机电控单元控制方法 | |
| CN116738151B (zh) | 基于大数据的企业能耗碳排放监测核算方法及系统 | |
| CN108350826B (zh) | 内燃机控制装置 | |
| Hountalas et al. | Evaluation of a new diagnostic technique to detect and account for load variation during cylinder pressure measurement of large-scale four-stroke diesel engines | |
| CN113985765B (zh) | 一种燃油工程机械工作状态监测系统及监测方法 | |
| DONMEZ et al. | Modelıng of NOx Emmıssıons in Internal Combustıon Engıne | |
| RU2665142C1 (ru) | Способ полетной диагностики узлов турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков | |
| Chauvin et al. | Real-time combustion parameters estimation for HCCI-diesel engine based on knock sensor measurement | |
| Ding et al. | Effects of injection timing on nonlinear dynamics of the combustion process in the lean-burn premixed natural gas engine |