Способ контроля технического состояния двигателя внутреннего сгорания

рэКзззтакР Оф+ фд кое значение коаИ 1-ГО ХИМИЧЕСмента в смазоче дизеля опредетипа во д г/г де КуК интенсивноств промежутоктекущими отбмасла, г; критиче центрац кого эл ном мас ленного долива маслемени междуми проб 9 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ АВТОРСНОМУ С(56 ) 1, Авторское свидетельство СССР Р 533797, кл. 6 01 И 15/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССР 9 666460, кл 0 01 к 4 15/00, 1976, (54 ) (57) СПОСОБ .КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКО" ГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО., СГОРАНИЯ, заключающийся в том, что периодически в моменты между доливками масла измеряют концентрации продуктов износа трущихся деталей, содержащихся в масле системы смаз-ки двигателя, определяют количество масла, долитого в систему после последнего отбора пробы, проводят обработку результатов, сравнивают. результат с критерием и по результату сравнения определяют показатель технического состояния двигателя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, а также для рас- ширения области его применения, измеряют концентрацию продуктов износа трущихся деталей, содержащихся в пробах отработанного масла, отобранных поййеньшей мере в двух точках масляной системы, в качестве критерия определяют критическое значение концентрации данного продук. та износа по формуле вность поступле) о химического элет 1-й детали диэер деленного типа щ од,ззпосЭ Гпричем 1 Я 1 = - Ч Р; у г/ч;3;:1 й 3Чъ -расчетная скорость изнавания -й детали мм/5; - площадь боковой поверхности 1-й детали, мм;- удельный вес 1-го химического элемента, г/ммР- процентное содержание )-гохимического элемента в1-й детали, Ъщо д - индекс определе ного типадвигателя, Во - количество д й, содержащих -й х кий элемент;аа втекущее значение интенеиз- Сености фильтрации масла,г/ч, определяемое по соотношению. Фаей, К 2 - значения концентраций1-го химического элемента замеренные вмасляной системе двигателя до и после1041893 Ьс - величина периодичности отбора проб масла, ч, и после этого определяют показатель технического состояния двигателя в целом по формуле концентрация )-го химического элементав чистомсмазочном масле, г/г, - концентрация )-го химического элемента в смазочноммасле дизеля, определеннаяв пробе масла, отобранной до фильтра, г/г;весовой коэффициент) - количество химических эле-.ментов, определяемых впробе масла. Ик(ЧЯП К -Ккр,:49 1 3Изобретение относится к энергети- технического состояния двигателя по ке и может быть использовано для укаэанной ниже причине. автоматического контроля двигателей,.Контроль технического состоянияпреимущественно внутреннего сгорания (ТС) газотурбинного двигателя (ГТД) (ДВС), в частности на судах. 5 .проводится путем замера концентраИзвестен способ контроля техничес- ций продуктов изнашивания трущихся кого состояния двигателя путем изме- деталей двигателя в системе смазки рения концентрации продуктов изнаши . Одновременно с этим измеряют коли 1вания трущихся деталей, содержащих- чество масла в и наработку двигателя ся в масле системы смазки, сравнения 10 с начала эксплуатации Г и после посизмеренной величины с донустимым зна- ледней смены масла Т По известной чением и последующей сигнализации для данного типа двигателя зависипри превышении измеренной величиной мости максимально допустимого для допустимого значения 1 . исправного двигателя уровня концент, Недостатком такого способа явля рации продуктов изнашивания трущих- ется то,.чтоон не может обеспечиться деталей от параметров работы двидостаточную надежность и точность гателя (щ,Г, 2 ) корректируют веконтроля технического состояния личину порога срабатывания порогодвигателя, поскольку имеет низкую вого звена О . В случае возникновения чувствительность к ненормальномунедопустимого изнашивания трущихся изнашиванию трущихся деталей в на деталей или недопустимой. утечки масчальный период эксплуатации из-за от- ла из системы смазки сигнал О, просутствия контроля количества масла порциональный величине концейтрации в системе смазки и наработки.двига- продуктов износа в системе смазки теля с начала эксплуатации и после становится больше, срабатывает поропоследней смены масла. 25 говое звено, . которое включает блок. Наиболее близок к предлагаемому, сигнализации, свидетельствующий о способ Контроля технического сос- ненормальной работе двигателя, тояния двигателя внутреннего сгора-данный способ контроля предназния 1 заключающийся в том что пе- начен в основном для определения риодически, в моменты между доливка ТС г о бинн й сило ы установок ми масла, измеряют концентрации продувкой износа трущихся деталей, согих.типов двигателей, например длядержащихся в масле системы смазки ДВС,приводит к снижению точности идвигателя, определяют количество надежности контроля дС, что опремасла, залитого в систему последую" 35, деляет также ограниченную областьщего отбора пробы, проводят обработ- использования способа-прототипа,ку результатов, сравниваЮт результат ,Это обусловлено следующими обстояс критерием и по результатам срав- тельствами. Процессы массообмена,нения определяют показатель техни- . протекающие в масляной системе ческого состояния двигателякого состояния двигателя 2 3 40 ДВС, значительно отличаются от поданньй способ контроля техническо- добных процессов в ГТД, поэтому для го состояния двигателя позволяет учета изменений концентрации для учесть количество масла в системе. исправного двигателя, вызванных ,смазки и наработку;двигателя с нача- : этими цроцессами, недостаточен зала эксплуатации и после последней 45 мер количества масла в системе смазсмены масла, но тоже не может обес-ки а, наработки двигателя с начала печить достаточную надежность и точ- эксплуатациии наработки двиганость контроля, а также имеет огра- теля после последней перед контрониченную область применения контроля лем смены масла с . Кроме того, кор- текущее значение интенсивности фильтрации, г/ч, определяемой по соотношению П К,-К. щ 11.зочном масле, г/г;1- концентрация -го химичес-кого элемента в смазочноммасле дизеля, определеннаяв пробе масла, отобранной 40до фильтра, г/г;А -,весовой коэффициент, а. - количество химических элементов, определяемых впробе масла. 4 При этомЙ" " сред Ф ий р -ой аи мм иус контролируе тали, мм; контролируемой- первоначальное среднестатическое значение радиусаконтролируемой детали, мм;- конечное среднестатистическое значение радиуса контролируемой детали послевыработки двигателем своегоресурса, мм;Т - ресурс двигателя между пла-.ново-предупредительными ре-монтами, ч. О йф( - "-д-) 0 51) где К ; К- значения , концен траций)-го химического элемент а , замеренные в масля ной системе двигателя 1 0 до. и после Фильтра соответственно , г /г ; 0 - производительность мас- Нляного насоса, г/ч; Ю - текущее значение интенсивности долива масла,15 г/ч,а фь, где д - интенсйвность долива масла в промеяуток времени между текущими отборами проб масла, г; д с - величина периодичности отбора проб масла, ч, и после этого, определяют показатель технического состояния двигателя в целом по формуле На чертеже изображена блок-.схемаустройства, позволяющего осуществить,предложенный способ.Блок-схема устройства состоит изблока 1 оптимизации периодичностиотбора проб масла, реле времени 2,датчиков концентраций 3 и 4, блокакоррекции 5, датчика 6 количествамасла, блока 7 статистической обработки данных, блока"сравнения 8,блока 9 количественной, оценки технического состояния (ТС ) двигателя,блока сигнализации 10, При этомблок 1 оптимизации периодичностиотбора проб связан с реле времени 2,управляющие сигналы от которого подаются на датчики 3 и 4 концентрацийпродуктов износа, Выработанные имисигналы, а также сигналы с датчикаколичестве масла 6 подаются в блоккоррекции 5, одновременно с этим вэтот блок поступают сигналы изблока 7 статистической обработкиданных, Полученные сигналы, пропорциональные концентрациям химическихэлементов, входящих в продуктыизноса, из блоков 3 и 4 и откорректированные пороговые значения этихвеличин из блока 5 поступают в блоксравнения 8, который соединен сблоком сигнализации 10 и блоком количественной оценки ТС.9, который,в свою очередь, связан с реле времени 2.П р и м е р. (выполнение автоматического контроля ТС двигателя преимущественно для ДВС). Проводятавтоматический контроль ДВС типаМ 50,При эксплуатации контролируемых.дизелей на вход реле времени 2 изблока 1 оптимизации периодичностиотбора проб поступает сигнал о величине периодичности отбора проб, всоответствии с которым выбирается нужный интервал времени, через которыйдатчики концентраций 3 и 9, установленные до и после масляного фильтраи подсоединенные к реле времени 2,производят замеры концентраций контролируемых,химических элементов ивырабатывают пропорциональные им электрические сигналы Е) и Е . Эти сигналы подаются в блок коррекции 5, накоторый одновременно с этим с блока 7статистической обработки данных идатчика 6 количества масла подаетсяйн 4 ормация о количестве масла, израсходованного (долитого) в системупосле последнего отбора пробы, среднестатистических величинах интенсивностей поступления рассматриваемыххимических элементов от контролируемых трущихся деталей, а также величинах производительности масляногонасоса и периодичности отбора пробмасла.1041893 ьк 3 0 оставител ехред В.й Н. Патрахальцевкорей Корректор А. Зимоко Редак имохина Заказ 7117/43 ВНПодписно Тираж 873" ИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и откр 3035, Москва, Ж, Раушская наСС ий 4 илиад 811 П "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Откорректированный критерий тех;нического состояния определяется по Формуле. Для рассматриваемого .типа двигателя величины откорректированныхкритических значений концентрацийсоставляют Ге=25 х 10 е г/г, Сг1610 Ь г/г, Сц = 1510 г/г,А 1 = 1210 ьг/г.1Предварительно установлено,что эти химические элементы характеризуют ТС.(износ) гильз цилиндров(Ге); поршневых колец (бг), юбокпоршня (А 1) и вкладышей подшипниковколенчатого вала (6 о), которые лимитируют ресурс ДВС и определяютего ТС.Полученные сигналы, пропорциональные концентрациям химических эле ментов от датчика 3, расположенногоперед фильтром, и откорректированныезначения критерия ТС из блока 5 подают в блок сравнения 8. В случае,.если текущие значения концентрации 25меньше откорректированных крите-.риальных значений, информация поступает в блок 9 количественной оценки.показатель его ТС .по формуле 4Е Я,. К,-К"р П К.Полученное значение критерия заносится в запоминающее устройство блока количественной оценки ТС.или, в случае необходимости, выносится на цифропечать, а на реле времени :2 подается обратный сигнал и устройство продолжает работу по рассмотренной программе.В случае, если.хотя бы одно иэ текущих значений концентраций контролируемых химических элементов равно или больше их пороговых значений, включается блок сигнализации 10, свидетельствующий о ненормальной работе двигателя, который служит основанием для его остановки и устранения причин неисправности.Таким образом, позволяет повн- сить надежность й точность контроля, а также расширить область применения способа на другие типы механизмов данного класса,