RU2583176C1 - Method of diagnosing piston packing of internal combustion engine at indicator diagram - Google Patents
Method of diagnosing piston packing of internal combustion engine at indicator diagram Download PDFInfo
- Publication number
- RU2583176C1 RU2583176C1 RU2015109554/06A RU2015109554A RU2583176C1 RU 2583176 C1 RU2583176 C1 RU 2583176C1 RU 2015109554/06 A RU2015109554/06 A RU 2015109554/06A RU 2015109554 A RU2015109554 A RU 2015109554A RU 2583176 C1 RU2583176 C1 RU 2583176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- seal
- piston
- slf
- measured
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для диагностирования поршневых уплотнений ДВС при их эксплуатации.The invention relates to the field of testing internal combustion engines (ICE) and can be used to diagnose piston seals of ICE during their operation.
Известен способ диагностирования поршневого уплотнения ДВС по индикаторной диаграмме (патент RU 2532825 С2, 01.03.2013), заключающийся в том, что изменение состояния уплотнения определяют по изменению диагностического параметра от его эталонного значения, соответствующего новому уплотнению, до предельного значения, соответствующего неисправному уплотнению. В качестве диагностического параметра используют отношение абсолютных давлений р2/p1, где p1 - давление воздуха вне цилиндра на входе в двигатель без наддува или давление в ресивере наддувочного воздуха двигателя с наддувом на режиме диагностирования, p2 - давление, измеренное на индикаторной диаграмме в заданной точке процесса, происходящего в надпоршневом объеме на назначенном режиме диагностирования двигателя при отключенной подаче топлива в диагностируемый цилиндр. При этом точку измерения давления р2 задают на линии расширения не менее чем в одном и не более чем в двадцати пяти градусах поворота коленчатого вала (ПКВ) от верхней мертвой точки (ВМТ).A known method for diagnosing a piston seal of an internal combustion engine according to an indicator diagram (patent RU 2532825 C2, 03/01/2013), which consists in the fact that the change in the state of the seal is determined by the change in the diagnostic parameter from its reference value corresponding to the new seal to the limit value corresponding to the faulty seal. As a diagnostic parameter, the absolute pressure ratio p 2 / p 1 is used , where p 1 is the air pressure outside the cylinder at the engine inlet without pressurization or the pressure in the charge air receiver of the supercharged engine in the diagnostic mode, p 2 is the pressure measured on the indicator diagram at a given point in the process occurring in the over-piston volume at the designated engine diagnostic mode when the fuel supply to the diagnosed cylinder is turned off. In this case, the pressure measurement point p 2 is set on the expansion line in at least one and not more than twenty-five degrees of rotation of the crankshaft (PKV) from the top dead center (TDC).
В известном способе для получения эталонного значения диагностического параметра необходимо выполнить измерения в цилиндре с новыми деталями поршневого уплотнения. Еще отметим, что в известном способе, помимо измерения давления р2, которое служит источником информации о состоянии уплотнения, необходимо также выполнять измерение давления вне цилиндра p1.In the known method, in order to obtain a reference value of a diagnostic parameter, it is necessary to perform measurements in the cylinder with new parts of the piston seal. We also note that in the known method, in addition to measuring pressure p 2 , which serves as a source of information about the state of the seal, it is also necessary to measure pressure outside the cylinder p 1 .
Обязательность измерений в цилиндре с новыми деталями поршневого уплотнения и измерений давления воздуха вне цилиндра при каждом диагностировании - это недостатки способа, усложняющие его использование.The mandatory measurements in the cylinder with new parts of the piston seal and measurements of air pressure outside the cylinder for each diagnosis are the disadvantages of the method that complicate its use.
Задачей изобретения является усовершенствование известного способа диагностирования поршневого уплотнения ДВС по индикаторной диаграмме за счет устранения присущих ему недостатков.The objective of the invention is to improve the known method for the diagnosis of piston seals ICE indicator chart by eliminating its inherent disadvantages.
Задача решается следующим образом. Прототипом выбран способ, защищенный патентом RU 2532825 С2. В заявляемом способе, как и в прототипе, изменение технического состояния поршневого уплотнения контролируют по изменению диагностического параметра от его эталонного значения, соответствующего новому уплотнению, до предельного значения, соответствующего неисправному уплотнению.The problem is solved as follows. The prototype selected method is protected by patent RU 2532825 C2. In the inventive method, as in the prototype, the change in the technical condition of the piston seal is controlled by a change in the diagnostic parameter from its reference value corresponding to the new seal to the limit value corresponding to the faulty seal.
Отличие заявляемого способа от прототипа состоит в том, что в качестве диагностического параметра используют отношение абсолютных давлений ррсш/рсжт, где ррсш и рсжт - давления, измеренные на индикаторной диаграмме в заданных точках процесса, происходящего в надпоршневом объеме при отключенной подаче топлива в диагностируемый цилиндр, причем давление ррсш измеряют на линии расширения в точке, расположенной на заданном угловом расстоянии от ВМТ, составляющем не менее пяти и не более сорока градусов ПКВ, давление рсжт измеряют на линии сжатия в точке, расположенной на том же угловом расстоянии от ВМТ, а в качестве эталонного значения диагностического параметра, соответствующего новому уплотнению, принимают значение, равное единице. При этом наилучший результат диагностирования получают, задавая точку измерения давления ррсш на линии расширения не менее чем в пятнадцати и не более чем в двадцати пяти градусах ПКВ от ВМТ.The difference of the proposed method from the prototype is that as a diagnostic parameter, the ratio of absolute pressures p rssh / p srt is used , where p ss and p srt are pressures measured on the indicator diagram at predetermined points of the process occurring in the over-piston volume with the fuel supply switched off diagnosed in the cylinder, wherein the pressure p is measured on PdH expansion line at a point located at a predetermined angular distance from TDC of not less than five and not more than forty degrees PKV, pressure p measured at SLF lin and compressing at a point located at the same angular distance from top dead center, and as a diagnostic reference value parameter corresponding to the new seal, take a value of unity. In this case, the best diagnostic result is obtained by setting the point of measurement of the pressure p rss on the expansion line at least fifteen and no more than twenty-five degrees PKV from TDC.
Технический результат заключается в упрощении процесса диагностирования при реализации заявляемого способа. Упрощение достигается тем, что отпадает необходимость измерения эталонного значения диагностического параметра в цилиндре с новыми деталями поршневого уплотнения, а также измерения давления воздуха вне цилиндра, выполняемого при каждом диагностировании. Диагностирование выполняют, измерив давление в двух точках одной и той же диаграммы, записанной на диагностируемом цилиндре.The technical result consists in simplifying the diagnostic process when implementing the proposed method. Simplification is achieved by the fact that there is no need to measure the reference value of the diagnostic parameter in the cylinder with new parts of the piston seal, and also to measure the air pressure outside the cylinder, performed at each diagnosis. Diagnostics is performed by measuring the pressure at two points of the same chart recorded on the diagnosed cylinder.
В новом способе использованы выявленные свойства парных точек индикаторной диаграммы, записанной при отключенной подаче топлива в диагностируемый цилиндр. Парные точки расположены на одинаковом угловом расстоянии от ВМТ, одна из точек - на линии расширения, другая - на линии сжатия. В точке, расположенной на линии расширения (далее «чувствительной точке»), давление чутко реагирует на изменение технического состояния поршневого уплотнения. В другой, расположенной на линии сжатия (далее «нечувствительной точке»), давление на это изменение не реагирует. При новом уплотнении давление в парных точках практически одинаково. С ухудшением состояния уплотнения давление в чувствительной точке снижается, в нечувствительной остается неизменным. Отношение давления чувствительной точки к давлению нечувствительной точки Ррсш/Рсжт характеризует техническое состояние поршневого уплотнения в относительных единицах, составляя 0,95-1 при новом поршневом уплотнении и уменьшаясь по мере ухудшения состояния уплотнения.In the new method, the revealed properties of the paired points of the indicator diagram recorded with the fuel supply disconnected to the diagnosed cylinder are used. Paired points are located at the same angular distance from TDC, one of the points is on the extension line, the other is on the compression line. At a point located on the expansion line (hereinafter referred to as the "sensitive point"), the pressure is sensitive to changes in the technical condition of the piston seal. In another, located on the compression line (hereinafter referred to as the "insensitive point"), the pressure does not respond to this change. With a new seal, the pressure at the pair points is almost the same. With the deterioration of the state of compaction, the pressure in the sensitive point decreases, in the insensitive it remains unchanged. The ratio of the pressure of the sensitive point to the pressure of the insensitive point P pc / Pgt characterizes the technical condition of the piston seal in relative units, amounting to 0.95-1 with a new piston seal and decreases as the seal deteriorates.
В прототипе изменение давления, происходящее при ухудшении состояния уплотнения, отслеживают от значения, измеренного в чувствительной точке при новом уплотнении. В заявляемом способе для той же цели используют значение, измеряемое в нечувствительной точке при текущем состоянии уплотнения. Выигрыш - отсутствие необходимости в проведении измерений при новом уплотнении.In the prototype, the change in pressure that occurs when the state of the seal deteriorates is monitored from the value measured at the sensitive point with the new seal. In the inventive method for the same purpose, use the value measured at an insensitive point in the current state of the seal. Winning - no need to take measurements with a new seal.
В прототипе результаты измерения в чувствительной точке, получаемые при новом уплотнении и при текущем состоянии уплотнения, приводят к одинаковым условиям сравнения, измеряя давление воздуха и используя в качестве диагностического параметра отношение давления в чувствительной точке к давлению воздуха. В заявляемом способе необходимые измерения осуществляют в одинаковых условиях, поэтому отсутствует необходимость в проведении измерений давления воздуха вне цилиндра, что упрощает процесс диагностирования.In the prototype, the results of measurements at a sensitive point, obtained with a new seal and with the current state of the seal, lead to the same comparison conditions by measuring air pressure and using the ratio of pressure at the sensitive point to air pressure as a diagnostic parameter. In the inventive method, the necessary measurements are carried out under the same conditions, therefore, there is no need for measurements of air pressure outside the cylinder, which simplifies the diagnosis process.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. У двигателя, работающего на установившемся режиме, отключают подачу топлива в диагностируемый цилиндр. В диагностируемом цилиндре записывают индикаторную диаграмму, развернутую по углу вращения коленчатого вала, любым предназначенным для такой записи индикатором. На диаграмме измеряют давление в двух заданных точках. Вычисляют отношение давления чувствительной точки к давлению нечувствительной точки. Получают численную характеристику текущего состояния поршневого уплотнения - диагностическое отношение, обозначаемое символом "k". Идеальному техническому состоянию уплотнения соответствует значение k=1. По мере ухудшения состояния значение k уменьшается. По имеющимся данным предельно допустимое значение k находится примерно в районе 0,75-0,8. Значения ниже 0,75 присущи уплотнениям, чье состояние приближается к аварийному.The inventive method is as follows. For an engine operating in steady state, the fuel supply to the diagnosed cylinder is turned off. In the diagnosed cylinder, an indicator diagram is recorded, rotated by the angle of rotation of the crankshaft, by any indicator intended for such recording. The diagram measures the pressure at two given points. The ratio of the pressure of the sensitive point to the pressure of the insensitive point is calculated. A numerical description of the current state of the piston seal is obtained — a diagnostic relation denoted by the symbol “k”. The ideal technical condition of the seal corresponds to k = 1. As the condition worsens, the value of k decreases. According to available data, the maximum permissible value of k is approximately in the region of 0.75-0.8. Values below 0.75 are inherent to seals whose condition is near emergency.
На фигуре 1 представлены фрагменты четырех индикаторных диаграмм, записанных в диагностируемых цилиндрах дизелей при отключенной подаче топлива. На фрагментах отмечены диагностические точки: чувствительные (справа от ВМТ на расстоянии 15 градусов ПКВ) и нечувствительные (слева от ВМТ на расстоянии 15 градусов).The figure 1 presents fragments of four indicator diagrams recorded in the diagnosed diesel cylinders with the fuel off. Diagnostic points are marked on the fragments: sensitive (sensitive to the right of the top dead center at a distance of 15 degrees PCV) and insensitive (to the left of the upper center at a distance of 15 degrees).
Фрагмент «а» принадлежит диаграмме, записанной в цилиндре дизеля после замены цилиндровой втулки, поршня и поршневых колец, то есть после обновления и обкатки всех деталей, составляющих поршневое уплотнение. На фрагменте видно, что давление в диагностических точках практически одинаково. Численная характеристика технического состояния уплотнения k составляет 0,97.Fragment “a” belongs to the diagram recorded in the diesel cylinder after replacing the cylinder sleeve, piston and piston rings, that is, after updating and running in all the parts that make up the piston seal. The fragment shows that the pressure at the diagnostic points is almost the same. The numerical characteristic of the technical state of the seal k is 0.97.
Фрагмент «б» принадлежит диаграмме, записанной в цилиндре, отработавшем порядка 7000 часов без замены деталей поршневого уплотнения. Численная характеристика технического состояния уплотнения k=0,91.Fragment “b” belongs to the diagram recorded in the cylinder, which worked for about 7000 hours without replacing the parts of the piston seal. The numerical characteristic of the technical state of the seal is k = 0.91.
Фрагмент «в» принадлежит диаграмме, записанной в цилиндре, отработавшем около 15000 часов без замены деталей поршневого уплотнения. Численная характеристика технического состояния уплотнения k=0,8.Fragment “c” belongs to the diagram recorded in the cylinder, which worked for about 15,000 hours without replacing the parts of the piston seal. The numerical characteristic of the technical state of the seal is k = 0.8.
Фрагмент «г» принадлежит диаграмме, записанной в цилиндре дизеля, приобретенного с неизвестной наработкой и с повышенным выбросом картерных газов, признаком неблагополучного состояния поршневых уплотнений. Численная характеристика технического состояния диагностированного уплотнения k=0,67.Fragment “g” belongs to the diagram recorded in the cylinder of a diesel engine acquired with an unknown operating time and with an increased emission of crankcase gases, a sign of the poor condition of the piston seals. The numerical characteristic of the technical condition of the diagnosed seal is k = 0.67.
На фигуре 2 показано влияние заданных координат диагностических точек на численную характеристику технического состояния уплотнения - диагностическое отношение. На горизонтальной оси графика - заданные значения координат диагностических точек. На вертикальной - значения диагностического отношения. Линии отображают зависимость величины диагностического отношения от координат диагностических точек при различном техническом состоянии поршневого уплотнения. Совокупность линий позволяет проследить реакцию диагностического отношения на изменение состояния уплотнения при различных координатах диагностических точек.The figure 2 shows the effect of the specified coordinates of the diagnostic points on the numerical characteristic of the technical condition of the seal - the diagnostic ratio. On the horizontal axis of the graph - the specified values of the coordinates of the diagnostic points. On the vertical - the values of the diagnostic relationship. The lines show the dependence of the value of the diagnostic relationship on the coordinates of the diagnostic points for various technical conditions of the piston seal. The set of lines allows you to trace the response of the diagnostic relationship to a change in the state of compaction at various coordinates of the diagnostic points.
При координатах точек, близких к ВМТ, например, в пределах 3 градусов, значения диагностического отношения мало отличаются от единицы даже в уплотнении с аварийным состоянием. При координатах точек от 5 до 40 градусов реакция диагностического отношения на изменение состояния уплотнения достаточно заметна и может быть использована для диагностирования. Однако район наибольшей реакции, иными словами наибольшей чувствительности диагностического отношения к состоянию уплотнения, располагается между 15 и 25 градусами ПКВ.At the coordinates of points close to TDC, for example, within 3 degrees, the values of the diagnostic ratio do not differ much from unity even in compaction with an emergency state. At the coordinates of points from 5 to 40 degrees, the reaction of the diagnostic relationship to a change in the state of compaction is quite noticeable and can be used for diagnosis. However, the region of the greatest reaction, in other words, the greatest sensitivity of the diagnostic relationship to the state of compaction, is between 15 and 25 degrees PCV.
Полезность заявляемого способа состоит в следующем. Часть судовых, тепловозных и промышленных ДВС оборудована стационарными устройствами, предназначенными для записи индикаторных диаграмм, или обслуживается переносными устройствами, предназначенными для той же цели. С помощью упомянутых устройств периодически записывают и обрабатывают индикаторные диаграммы. Результаты обработки используют, в частности, для диагностирования состояния поршневых уплотнений. Применение заявляемого способа при обработке индикаторных диаграмм существенно упрощает получение качественного диагноза состояния поршневых уплотнений, на основе которого можно осуществлять их своевременный ремонт.The usefulness of the proposed method is as follows. Some ship, diesel and industrial ICEs are equipped with stationary devices designed to record indicator diagrams, or served by portable devices designed for the same purpose. Using these devices, indicator charts are periodically recorded and processed. The processing results are used, in particular, for diagnosing the condition of piston seals. The application of the proposed method in the processing of indicator charts greatly simplifies the receipt of a high-quality diagnosis of the state of piston seals, on the basis of which it is possible to carry out timely repairs.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109554/06A RU2583176C1 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Method of diagnosing piston packing of internal combustion engine at indicator diagram |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015109554/06A RU2583176C1 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Method of diagnosing piston packing of internal combustion engine at indicator diagram |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2583176C1 true RU2583176C1 (en) | 2016-05-10 |
Family
ID=55959824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015109554/06A RU2583176C1 (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Method of diagnosing piston packing of internal combustion engine at indicator diagram |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2583176C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078324C1 (en) * | 1994-09-22 | 1997-04-27 | Сибирский физико-технический институт аграрных проблем СО РАСХН | Method and expert system for checking condition of internal combustion engines |
| US6810320B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-10-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Apparatus and method of combustion diagnosis/control in internal combustion engine |
| RU2532825C2 (en) * | 2013-03-01 | 2014-11-10 | Михаил Григорьевич Рыбаков | Diagnostics method of piston packing of internal combustion engine as per indicator diagram |
| RU2534640C2 (en) * | 2013-02-12 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Evaluation of ice cylinder-piston assembly operating conditions |
-
2015
- 2015-03-18 RU RU2015109554/06A patent/RU2583176C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078324C1 (en) * | 1994-09-22 | 1997-04-27 | Сибирский физико-технический институт аграрных проблем СО РАСХН | Method and expert system for checking condition of internal combustion engines |
| US6810320B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-10-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Apparatus and method of combustion diagnosis/control in internal combustion engine |
| RU2534640C2 (en) * | 2013-02-12 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Evaluation of ice cylinder-piston assembly operating conditions |
| RU2532825C2 (en) * | 2013-03-01 | 2014-11-10 | Михаил Григорьевич Рыбаков | Diagnostics method of piston packing of internal combustion engine as per indicator diagram |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BR112019010019A2 (en) | engine health diagnostic apparatus and method, system, engine health diagnostic system installation method, and, computer readable media | |
| US8751097B2 (en) | State estimation, diagnosis and control using equivalent time sampling | |
| KR20160085217A (en) | System and method for detecting reciprocating device abnormalities utilizing standard quality control techniques | |
| US20160160779A1 (en) | Prognostic Engine System and Method | |
| KR102063974B1 (en) | Engine misfire diagnosis system and method using discrete Fourier transform and analysis of fluctuation of engine speed with linear component removed | |
| CN106948959B (en) | Method for determining the health of a cylinder in a reciprocating piston engine | |
| NO160268B (en) | DEVICE FOR DENSITY MEASUREMENT OF AN ENGINE. | |
| CN115481655A (en) | Cylinder leakage fault diagnosis method based on digital twinning and transfer learning | |
| CN108603455B (en) | Method and device for determining the air flow into the intake manifold of a two-stroke motor | |
| RU2583176C1 (en) | Method of diagnosing piston packing of internal combustion engine at indicator diagram | |
| US6481266B2 (en) | Process for cylinder-selective leakage testing of the combustion chambers in a combustion engine | |
| US20160169140A1 (en) | In-Range Sensor Fault Diagnostic System and Method | |
| RU2579304C1 (en) | Method of producing indicator diagram for internal combustion engines indirectly | |
| RU2681294C1 (en) | Compressograph and dynamic compressograph method | |
| RU2532825C2 (en) | Diagnostics method of piston packing of internal combustion engine as per indicator diagram | |
| Pawletko et al. | Influence of gas channels of medium speed marine engines on the accuracy of determination of diagnostic parameters based on the indicator diagrams | |
| RU2735049C2 (en) | Diagnostic method of internal combustion engine | |
| RU2735970C1 (en) | Method of diagnosing a piston internal combustion engine | |
| RU2534640C2 (en) | Evaluation of ice cylinder-piston assembly operating conditions | |
| JP2011111906A (en) | Diagnostic device for cylinder pressure sensor | |
| JP2007146729A (en) | Device and method for measuring oil consumption quantity | |
| RU2479831C2 (en) | Method of defining ice sleeve assembly residual life | |
| RU2550235C2 (en) | Diagnostic device of gas distributing mechanism of internal combustion engine | |
| RU194297U1 (en) | Device for assessing the technical condition of the cylinder-piston group of an internal combustion engine | |
| RU2669445C2 (en) | Method of producing indicator diagram indirectly for internal combustion engines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190319 |