Введение к работе
Актуальность тегэд. Анализ процесса видимого сгорания топлива в цилиндра дизеля подвижного состава - вааная проблема диагностирования. Регламентом установлена необходимость периодической проверки давлешій конца сжатая и сгорания в цилиндре, температуря зыхлопньЯ газов. Получаемые результаты недостаточно информативны, о чем свидетельствуют имепциеся данные о перерасходах топлива, об отказах в работе узлов и деталей цкликдро-поршкевой группы СЦПГ> дизелей, составляющие до 50 всех порч двигателя'тепловоза,, дизеля рефрижераторного подвижного состава.
Вместе с тел, используя имевшиеся данные о характере изменения давления газов за цикл, шино весьма существенно повысить уровень знаний о качестве функционирования двигателя. В частности определить моменты начала и конца кадимого сгорания, положение «дкеимука интенсивности его, что позволит наладить рабочий процесс, пизысить его экономичность.и надежность.
Для решения этой задачі необходимо исследовать скорость выделения теплоту в цилиндре ДВС.
До сих пор не решены даже принципиально некоторые ваяний для теорій и парктики положения, например вопрос о том, как,, имея ха-рактеристики тепловыделения, найти по ним момент скончания ёядйыо-го сгорания, продолжительность процесса сгорания. Анализ показывает, что зачастую сгорание не заканчивается в цилиндра а процессе расиирения.
Существующие способы определения іфивихтепловцделения из индикаторных диаграмм являются настолько сложный! и неоперативное, отстакцимі от момента испытания двигателя, что ставит под вопрос вообще возможность диагностирования ДЗС по кривы;! тепловыделения. Только создание оперативных методой контроля характеристик тепловыделения может гарантировать практическое использование их для диагностики.
Создании оперативных методов контроля работы дизелей подвижного состава служит настоящая работа.
Ц-елью работы является разработка, на базо термодинамического анализа процессов пронсходяз?!Х в цилиндре, методов достоверного (с анализом погреикостеи) контроля таких показателей работы газов, как обцих качественных характеристик завнсикости интенсивности тепловыделения от угла поворота крнвопапа (наличие и количество максицумов кривой
скорости тепловыделения); количественных характеристик - вєліїчин
фазовых углов отого процесса (соответствующих началу ч концу сго
рания, максимуму скорости выделения теплоти); создание и исследо
вание работы электронной аппаратуры, оперативно осуществляюцей конт
роль на теплсвогшх ДБС н двигателях рефрижераторного подвижного сост
. „ . последовательно,
liflp. достижения атой цели необходтес^еШйть~таедущйь задачі:
-
Произвести-термодинамический анализ внутрицилиндрового процесса на основании граничних моделей.индикаторных диаграмм с целью разработки принципиальной и конструктивной схем реализации кривой интенсивности тепловыделения на экране осциллографа.
-
Разработать метод ручного 'и машинного определения момента окончания видимого процесса подвода тєшіотн в цилиндре.
-
Исапедорать зависимости интенсивности тепловыделения в цилиндре от показателя адиабаты рабочего тела.
-
Составить математическую модель работы датчика смещения поршня с целью, анализа -возможности создания унифицированной аппаратуры, исследущей процесс сгорания.
-
Разработать принципиальную и конструктивную схемы автоматического определения продолжительности видимого сгорания в цилиндре двигателя.
-
Исследовать-методические и конструктивные погрешности, имеющие место при регистрации скорости тепловыделения.
-
Разработать рекомендации по внедрению результатов расчетнс-теоретического исследования и опытного образца регистратора скорск сти тепловыделения.
Научную'новизну работы представляют:
-
Применение граничных аналитических моделей индикаторных диаграмм для анализа методов регистрации процесса тепловыделения.
-
Разработанная методика определения момента окончания видимого сгорания в цилиндре Д8С.
-
Созданная методика количественного анализа скорости тепловыделения в цилиндре ДВС.
-
Универсальная схема для аппаратурного определения и визуальной реализации функции интенсивности тепловыделения, фазовых углов процесса видимого сгорания, среднего индикаторного давления и др.
-
Разработанная методика определения погрешностей реализации функции тепловыделения.
-
Нелинейная математическая недель работы датчика смещения поршня.
Практическую ценность работы представляют;
-
Расчетные методики анализа процесса, тепловыделения.
-
Рекомендации по определении момента окончания видимого сгорания в цилиндре ДВС.
-
Алгоритма, блок-схеш к программы расчета погрешностей реализации кривых интенсивности тепловвделения, а также некоторое ереднеинтегральннх характеристик двигателя.
-
Опытный образец регистратора скорости тепловвделения в цилиндре, позволяющий контролировать качество процесса тепловыделения при заводеких или депоЕских испытаниях.
Реализация рзботы.Результаты исследований приняты к внедрению в CMST АО "Лвдиновотеплсвоз"» Внедрены методики, математическая модель, блок-схема, алгоритми и nporpaimj расчета на ЭВМ. Ожидаемый экономический офрект от внедрения методик, програші и аппаратуру составит 1,5».«2 % сэкономленного топлива.
Апробация и публикация результатов исследований.
Основные разделы работы доложены и обоуадены на заседании Всесоюзного научно-технического семинара по ДВС в ШГТУ им. Н.Э.Баумана, Москва, 1990 г., на Всесоюзной научно-технической конференции по актуальным проблемам развития ДВС и дизельных установок в ЦП ВИТО им. А.Н. Крылова, Ленинграде 1990 г.,'на Всесоюзной научно-технической конференції'/! по методам и средствам диагностики технических средств к.-д. транспорта в СмМЇГ, Омск, 1989 г., на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ГГУПС, Ростов-на-Дону, 1989, 1990, 1991, 1992 гг.
По материалам диссертации опубликовано четыре печатные работы (из них де9 в центральной печати) и получены два авторских свидетельства 9» Ї76393І и І8І5607.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов, списка литературы из 70 наименований, о том числе g иностранных источников, и одного прилояенкя. Она изложена на 78 страницах основного машинописного текста и 143 страницах е иллюстрациями, таблицами, оглавлением, сішеком литературы и прилояеииями.
