Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Громов Андрей Николаевич

Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля
<
Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Громов Андрей Николаевич. Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля : диссертация ... кандидата технических наук : 05.08.05.- Астрахань, 2003.- 142 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/2935-8

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния накопления данных о кон троле технического состояния ЦПГ СДВС 6

1.1. Анализ информации об отказах элементов ЦПГ СДВС 6

1.2. Методы накопления данных о повреждениях деталей ЦПГ СДВС и их обработка 12

1.3. Анализ требований международных конвенций к оценке технического состояния СДВС 16

1.4. Системы информационного обеспечения накопления данных и оценки технического состояния СДВС 21

1.5. Выводы. Постановка задачи исследований 30

Глава 2. Методы контроля технического состояния ЦПГ СДВС 32

2.1. Общие положения 32

2.2. Испытания СДВС 34

2.3. Безразборная диагностика элементов ЦПГ 40

2.3.1. Контроль плотности цилиндра 40

2.3.2. Контроль состояния поверхности втулки, поршня и клапанов 41

2.3.3. Диагностика головных и мотылевых подшипников 43

2.4. Дефектация элементов ЦПГ 44

2.4.1. Дефектация цилиндровых втулок 45

2.4.2. Дефектация поршней 47

2.4.3. Дефектация поршневых колец 48

2.4.4. Дефектация поршневых пальцев 49

2.5. Выводы по главе 50

Глава 3. Информационная модель технического состояния ЦПГ СДВС

3.1. ИМ испытаний '. 52

3.2. ИМ диагностики 58

3.3. ИМ дефектации 62

3.4. Выводы по главе 70

Глава 4. Расширение ИМ технического состояния ЦПГ СДВС 71

4.1. Обобщающий параметр 71

4.1.1. Анализ соответствия экспериментальным данным линеного уравнения регрессии обобщающего параметра П 79

4.2. Модель плотности ЦПГ 84

4.3. Корреляционное уравнение долговечности 90

4.4. Выводы по главе 97

Глава 5. Информационная система контроля технического состоя ния ЦПГ СДВС 98

5.1. База данных системы контроля технического состояния . 98

5.2. Входные и выходные формы базы данных 103

5.3. Система управления базой данных контроля технического состояния ЦПГ СДВС 107

5.4. Выводы по главе 113

Заключение 114

Список использованных источников 117

Приложение 1 123

Введение к работе

Рентабельность эксплуатации судна во многом определяется затратами на его техническое обслуживание и ремонт. Объем проводимого обслуживания и ремонта зависит от уровня контроля изменения технического состояния отдельных узлов и агрегатов. На сегодняшний день существует множество документов, регламентирующих процедуру контроля и предлагающих различные методы этого контроля [55, 56, 66, 68, 70, 71, 87]. Однако, как показывает анализ этих документов, их применение необходимо адаптировать к существующим условиям с целью использования современных информационных технологий [85]. Основным международным документом, регламентирующим требования к оценке технического состояния СДВС, является МКУБ (Международный кодекс управления безопасностью). В его рамках на основе требований Регистра и соответствующих РД [66, 67] контроль технического состояния дизеля проводится различными методами: испытания, диагностика состояния отдельных узлов и агрегатов, дефектация и т.п. Анализ этих методов показывает, что накопление данных об изменении технического состояния ведется (если ведется) с помощью различных журналов технического состояния и других «бумажных» носителей, что не позволяет производить качественную и оперативную оценку состояния дизеля. Эта информация весьма важна для судовладельца, так как позволяет прогнозировать изменение технического состояния и, соответственно, сроки очередного технического обслуживания, объемы и сроки ремонтов. Кроме того, данная ситуация затрудняет процедуру прохождения освидетельствований и получение заключения о техническом состоянии дизеля для предоставления инспекции Регистра.

Решить упомянутые проблемы возможно с использованием современных информационных технологий (так называемых CALS-технологий [85] - это непрерывная информационная поддержка жизненного цикла изделия). Хранение и обработка данных о параметрах технического состоянии дизеля с

помощью компьютера позволяет, используя современные средства удаленного доступа, всем заинтересованным лицам получить информацию в любое время и из любого места. Основу таких систем составляет информационная модель. Согласно определению, информационная модель (ИМ) - это набор величин, содержащий всю необходимую информацию об исследуемых объектах и процессах. Таким образом, ИМ технического состояния ЦПГ СДВС должна содержать всю необходимую информацию о техническом состоянии ЦПГ и параметрах изменения этого состояния.

Настоящая диссертационная работа направлена на создание информационной модели технического состояния на примере ЦПГ судового дизеля с использованием современных информационных технологий и различных методов контроля технического состояния ЦПГ.

Методы накопления данных о повреждениях деталей ЦПГ СДВС и их обработка

Эксплуатация двигателей судов флота рыбной промышленности регламентируется рядом нормативных документов, главными из которых являются Правила технической эксплуатации флота рыбной промышленности, Правила обслуживания судовых дизелей и ухода за ними, инструкции заводов изготовителей по обслуживанию дизелей.

Наряду с руководящей технической документацией, регламентирующей организацию судовой службы по обеспечению надлежащего технического состояния судов и судовых технических средств, успех технической эксплуатации определяется качеством ведения на судах систематического учета данных, характеризующих условия, режимы эксплуатации и техническое состояние судовой техники во времени. Для этой цели суда снабжаются судовыми журналами, в которых фиксируются действия судового экипажа по осуществлению технической эксплуатации.

Согласно Правилам, поддержание дизелей в нормальном техническом состоянии обеспечивается своевременным проведением работ по техническому уходу, осмотрам и замене изношенных деталей. Все выполненные работы, обмеры и замена деталей регистрируются в судовом журнале технического состояния и в журнале обмеров деталей дизеля с указанием наработки в часах от начала эксплуатации до дефектации и замены деталей. Это позволяет следить за происходящими изменениями в технической эксплуатации дизелей, обоснованно составлять ремонтную ведомость с учетом всех работ, которые предстоит выполнить во время ремонта.

Техническая эксплуатация судовой силовой установки находит отражение в машинном журнале, где регистрируются основные параметры работы механизмов, неисправности, выполненные профилактические и ремонтные работы.

Журналы технического состояния предназначены для регулярного отражения в них технического состояния соответствующих механизмов во времени с указанием наработки в часах от начала эксплуатации до списания механизма. В журналах регистрируют выявленные в эксплуатации и ремонте износы, отказы, выполненные при этом профилактические и ремонтные работы. На флоте рыбной промышленности в виде самостоятельного приложения к журналам технического состояния по соответствующим механизмам введены специальные журналы учета износов и зазоров основных деталей и узлов двигателей внутреннего сгорания [7]. Эти журналы предназначены для систематической регистрации результатов замеров износов и зазоров, отказов, замены деталей в экс плуатации и ремонтах с указанием наработки механизма и его отдельных деталей от начала эксплуатации до выполнения замеров, ремонта, замены деталей.В 1978 году был введен отраслевой стандарт «Надежность оборудования судов промыслового флота. Система сбора и обработки информации. Типовые формы учета информации и представления результатов обработки» [60]. Стандарт распространяется в том числе на главные и вспомогательные судовые двигатели. Для сбора и обработки информации о надежности судового оборудования предусматриваются следующие виды форм (по ГОСТІ 7526-72):- первичные формы учета эксплуатационной информации о надежности(первичные формы);- формы-накопители эксплуатационной информации (формы-накопители);- формы записи результатов анализа надежности.

Основными первичными формами учета являются вахтенные журналы и журналы технического состояния по видам судовой техники. Формами-накопителями являются:- рейсовый отчет об эксплуатационных качествах и отказах судового оборудования и расхода ЗИП (рейсовый отчет);- карта-накопитель информации о техническом обслуживании изделия;- карта-накопитель информации о ремонтах изделия.

Основными формами записи результатов анализа надежности являются:- промежуточные (ежегодные) отчеты об эксплуатационных качествах изделия, оборудования и судна (промежуточный отчет);- итоговый (по окончании наблюдений за изделием) отчет об эксплуатационных качествах изделия, оборудования и судна (итоговый отчет).

Формы учета эксплуатационной информации предназначены для решения следующих задач:- текущая оценка показателей безотказности и выявление недостатков изделий судовой техники с целью разработки решений по ее совершенствованию;- определение расхода ЗИП в эксплуатации с целью корректировки ведомостей ЗИП; - совершенствование нормативов периодичности и объемов работ по ремонту и техническому обслуживанию оборудования, а также потребности ЗИП по категориям ремонта;- определение причин низкой надежности элементов оборудования и разработка мероприятий по его модернизации.

Взамен ГОСТа 17526-72 в 1987 году был разработан новый РД «Сбор и обработка информации о надежности изделий в эксплуатации» [67] в котором , в том числе, рассмотрены основные требования к методам сбора информации, вопросы состава регистрируемой информации, требования к ее обработке и анализу и т.д.Согласно требований РД сбор информации должен осуществляться на основании:- данных учета, проводимого эксплуатационными и ремонтными предприятиями;

Испытания СДВС

Целью проведения испытаний СДВС в эксплуатации является определение общего ТС дизельной установки и выяснение возможности улучшения основных характеристик путем проведения регулировок [15, 52, 61].

При очередном и ежегодном освидетельствованиях согласно [68] ГД и ВД подлежат проверке в действии на ходовых испытаниях. Продолжительность ходовых испытаний приведена в таблице 2.1. 1. Продолжительность ходовых испытаний может быть изменена инспектором в зависимости от технического состояния двигателя. 2. В общую продолжительность испытаний включено время, необходимое для испытаний на различных нагрузках, включая задний ход и минимально устойчивую частоту вращения, причем режим полной нагрузки (не менее 90 % номинальной мощности) должен составлять не менее 70 % общей продолжительности испытаний. Время, необходимое для прогрева механизма, в общую продолжительность испытаний не входит. 3. Продолжительность ходовых испытаний может быть изменена инспектором в зависимости от технического состояния двигателя. 4. В общую продолжительность испытаний включено время, необходимое для испытаний на различных нагрузках, включая задний ход и минимально устойчивую частоту вращения, причем режим полной нагрузки (не менее 90 % номинальной мощности) должен составлять не менее 70 % общей продолжительности испытаний. Время, необходимое для прогрева механизма, в общую продолжительность испытаний не входит. 5. Продолжительность заднего хода должна быть 15-30 минут. 6. Когда на швартовных испытаниях может быть обеспечена нагрузка ГД, соответствующая ходовым режимам (ВРШ, разгрузочные насадки на движитель, электродвижение), проверка ГД на ходовых испытаниях может не проводиться. 7. При вынужденной остановке двигателя в процессе испытаний вопрос о продолжении или повторении режима режима решает инспектор в зависимости от характера и причин остановки. 8. По окончании ходовых испытаний производится ревизия отдельных узлов и деталей, необходимость и объем которой устанавливается инспектором. Необходимость контрольных испытание после ревизии и их продолжительность определяется инспектором. При освидетельствовании могут использоваться результаты ходовых испытаний, проведенных после монтажа двигателя после очередного ремонта. В этом случае режимы испытаний для работы по винтовой и нагрузочной характеристике указаны соответственно в таблице 2.2. и 2.3. Объем измеряемых параметров зависит от группы двигателя [14]. Устанавливаются следующие группы дизелей:1- дизели с неконтролируемым в условиях эксплуатации рабочим режимом, с частотой вращения KB более 30 с" (1800 об/мин); 2- дизели без наддува, с частотой вращения KB от 25 с"1 (1500 об/мин) и более; 3- дизели с наддувом, с частотой вращения KB от 25 с"1 ( 1500 об/мин) и более; 4- дизели с частотой вращения KB от 41/6 с"1 (250 об/мин) до 25с"1 (250 об/мин) до 25 с"1 (1500 об/мин); 5- дизели с частотой вращения KB менее 41/6 с"1 (250 об/мин). Измеряемые параметры дизеля при испытаниях всех видов в зависимости от группы дизеля должны соответствовать указанным в таблице 2.4. При диагностировании ЦПГ определяется ее техническое состояние с установленной точностью [37]. Техническое состояние элементов ЦПГ характеризуется следующими признаками [6, 12, 33, 37, 66, 78, 104-109]: 1) плотностью цилиндра, связанной с износом колец и втулки или с поломкой и залеганием колец, а также состоянием посадочных поверхностей тарелок и седел всасывающих и выпускных клапанов ; 2) наличием повреждений или чрезмерных загрязнений втулки, поршня и поршневых колец; 3) состоянием головных и мотылевых подшипников, связанным с величиной износа вкладышей и цапф. Плотность цилиндра должна контролироваться через назначенные для каждого двигателя сроки следующими способами: 1) Измерением давления конца сжатия в цилиндре с помощью максиметра, механического индикатора или индикатора другого типа и сопоставлением его с эталонным значением. Поскольку давление конца сжатия в большей мере определяется давлением наддува, в качестве диагностического параметра принимается отношение рс/р; n t, где давление сжатия рс и наддува pi n t являются абсотлютными и рассчитываются путем суммирования замеренного и барометрического давления. Критерием неудовлетворительной плотности цилиндра является снижение отношения pc/pi n t на 6% по сравнению с эталонным значением. 2) Проверкой плотности с помощью пневмоиндикатора. Мерой плотности при этом является давление р2 за расходомерным устройством (рис.2.1), нормативное значение которого установлено для трех категорий ТС: хорошая плотность; удовлетворительная плотность; неудовлетворительная плотность. Наличие повреждений цилиндровой втулки, клапанов и поршня определяется путем осмотра этих узлов через форсуночное отверстие с помощью эндоскопа. Осмотр поверхности цилиндровой втулки и поршня рекомендуется производить через 1000-2000 ч при замене форсунок. Осмотр клапанов рекомендуется производить по истечении 70% срока, назначенного до переборки по расписанию, а также при проявлении признаков неисправности (повышении температуры выпускных газов с одновременным снижением среднего эффективного давления) при работе. Признаки хорошего состояния цилиндровой втулки и поршня: - рабочая поверхность втулки гладкая, покрыта тонким слоем масла, не имеет следов задиров и натиров; - головка (днище) поршня не имеет следов выгорания металла; - поршневые кольца хорошо приработаны, не имеют продольных рисок, подвижны в канавках, на кромках колец (за исключением верхнего) имеются валики масла. Признаки неудовлетворительного состояния цилиндровой втулки и поршня: - одно или несколько поршневых колец поломаны; - на кольцах имеются многочисленные риски, перекрывающие всю высоту кольца; - одно или несколько колец «залегли» или потеряли подвижность из-за скопления нагара в закольцевом пространстве; - на поверхности втулки и колец видны пропуски газов(сухая темная поверхность); - на днище поршня значительное выгорание металла или следы попадания воды; - на поверхности втулки - следы натиров и задиров. Признаки хорошего состояния по посадочным поверхностям клапанов: - посадочные поверхности тарелки клапана и седла чистые, имеют матовый оттенок; - на поверхности может быть небольшое число мелких, не соединенных между собой пятен. Признаки удовлетворительного состояния по посадочным поверхностям клапанов: - на посадочных поверхностях значительное число пятен и мелкие повреждения, не выходящие на края поверхности; мелкие пятна могут быть соединены между собой и образовывать сложный рисунок , не выходящий за границы посадочной поверхности. Признаки неудовлетворительного состояния по посадочным поверхностям клапанов: - пятна и мелкие повреждения соединены и полностью пересекают посадочную поверхность; - частичный или полный прогар посадочной поверхности; - крупные раковины и повреждения на посадочных поверхностях. Для определения зазоров в деталях ЦПГ применяют прибор ПЗ-1, разработанный ЛИИВТом. Схему его установки изображена на рис.2.2.

ИМ диагностики

ИМ диагностики - это набор диагностических параметров, характеризующих ТС ЦПГ СДВС. Структура такой модели определяется применяемым для диагностики ТС прибором. Рассмотренная ниже ИМ разработана из предположения, что в качестве диагностического прибора используется пневмоиндикатор, описанный во второй главе. В этом случае исходные данные ИМ будут включать следующие параметры:і - номер цилиндра дизеля; Pi - давление перед мерной шайбой, МПа; р2 - давление после мерной шайбы, МПа; Др=ргр2 - перепад давления, МПа. Выходные данные ИМ диагностики представляют собой оценку герметичности камеры сжатия цилиндра (Q): «хороший», «удовлетворительный», «неудовлетворительный». В общем виде для і - того цилиндра можно записать: ИМ диагностики герметичности камеры сжатия при использовании пневмоиндикатора в качестве диагностического прибора можно представить в виде схемы (рис. 3.3). Исходными данными при диагностике каждого из цилиндров (і), являются давления до (pi) и после (р2) мерной шайбы. В зависимости от величины давления р2 оценивается герметичность камеры сжатия данного цилиндра. Данная схема позволяет реализовать ИМ диагностики в следующем виде (табл.3.5-3.7).

Необходимо отметить, что приведенные исходные данные ИМ диагностики не учитывают некоторые подготовительные и вспомогательные операции: выбор мерной шайбы по диаметру цилиндра, установку перепада давления до и после шайбы, определение среднего арифметического нескольких измерений одного и того же цилиндра и т.п., все эти операции подробно рассматриваются в инструкции по пользованию прибором и других методических рекомендациях [66].

После ввода исходных данных ИМ диагностики производится их обработка (табл. 3.6). Основой такой обработки, как уже было отмечено ранее, является оценка величины давления после мерной шайбы при заданном перепаде давления Др до и после мерной шайбы. При этом необходимо учитывать, что при хорошем состоянии цилиндра не всегда удается достичь необходимого перепада в 0,15 МПа и в этом случае повышать давление до шайбы необходимо открытием игольчатого крана только до 0,5 МПа или при достижении давления р2 0,3 МПа.

ИМ дефектации - набор величин, характеризующий изменение конструктивных параметров деталей ЦПГ - размеров и характеров износов деталей. На основе этих данных определяется возможность дальнейшей эксплуатации деталей. Исходя из этого входными данными для ИМ служат параметры деталей, характеризующие основные параметры изнашивания деталей. Как уже было сказано во второй главе обмеры и определение износа деталей дизеля осуществляется в соответствии с разработанными заводом-изготовителем инструкциями, а при их отсутствии согласно [25, 70, 71, 87].

В основе ИМ дефектации лежит методика расчета срока службы, использованного и остаточного ресурсов деталей [71]. Поэтому исходные данные ИМ дефектации включают следующие параметры:U - текущее значение измеряемого параметра; U„p - предельное значение измеряемого параметра; U„ - начальное значение измеряемого параметра; v - скорость изнашивания; Т - наработка детали; R - остаточный ресурс детали по измеряемому параметру.

Значение параметров Unp, U„ определяются конструктивными особенностями детали и являются строго регламентируемыми заводом-изготовителем значениями, поэтому в ИМ их можно отнести к справочным. Значения v, Т, R - определяются условиями эксплуатации. Параметры ИМ дефектации связаны между собой следующими выражениями:

В общем виде ИМ дефектации можно представить в виде следующей схемы (рис.3.4). Исходными данными ИМ являются текущие значения контролируемого параметра (U). Эти данные сопоставляются с начальными (U„) и предельными (Unp) значениями параметров и с помощью зависимостей 3.10-3.11 определяются износ (U-U„), скорость изнашивания (v) и остаточный ресурс (R) детали по измеряемому параметру.

Так как ИМ которую мы рассматриваем включает только детали ЦПГ -втулку, поршень и кольца, то ИМ дефектации ЦПГ можно представить в следующем табличном виде (табл.3.8).

После получения исходных данных ИМ дефектации проводится расчет параметров изнашивания деталей ЦПГ (табл. 3.10).

В случае отсутствия заводских данных по предельному износу (зазору) можно воспользоваться рекомендациями [71, 87], разработанными на основе корреляционного анализа данных наиболее распространенных дизелей (табл. 3.9).

По результатам обработки исходных данных (табл. 3.8 - 3.10) формируются выходные данные ИМ дефектации (табл. 3.11).

Разработанная ИМ дефектации содержит всю необходимую информацию для проведения дефектации деталей ЦПГ СДВС (втулки, поршня и поршневых колец). Данная ИМ позволяет оценивать состояние деталей ЦПГ на всех этапах эксплуатации и ремонта СДВС и прогнозировать сроки и объемы последующих ремонтов. ИМ дефектации может быть применена как одна из составных частей при разработке компьютерных систем контроля ТС ЦПГ СДВС.1. Разработанные информационные модели испытаний, диагностики идефектации ЦПГ СДВС содержат всю необходимую информацию:для определения объемов и параметров испытаний СДВС при очередных испытаниях и ходовых испытаниях, проводимых после монтажа двигателя при очередном ремонте (табл.3.1 - 3.4);для оценки герметичности камеры сжатия при условии использовании в качестве диагностического прибора пневмоиндикатора (табл. 3.5 - 3.7);для проведения дефектации деталей ЦПГ СДВС: втулки, поршня и поршневых колец (табл.3.8 - 3.11).2. При расширении круга решаемых задач представленные выше ИМ могут быть соответственно расширены и дополнены.3. Описанные ИМ могут быть применены как основа при разработке информационной системы контроля ТС ЦПГ СДВС. Глава 4. Расширение ИМ технического состояния ЦПГ СДВС.Разработанная в предыдущей главе информационная модель позволяет накапливать данные и оценивать техническое состояние ЦПГ СДВС на всех этапах эксплуатации и обслуживания дизеля: испытания после монтажа или ремонта, диагностика состояния во время эксплуатации, дефектация деталей ЦПГ при ремонте СДВС. Однако созданная модель не является окончательным вариантом подобной системы и может быть дополнена процедурами накопления и обработки других характеристик технического состояния ЦПГ. Рассмотрим некоторые возможные пути расширения возможностей созданной модели.

Модель плотности ЦПГ

Описанный во второй главе метод контроля герметичности камеры сжатия цилиндра СДВС с помощью пневмоиндикатора и ИМ диагностики, разработанная в разделе 3.2, дает качественную оценку состояния цилиндра на момент замера, но не позволяет отследить и спрогнозировать динамику изменения плотности. В связи с этим невозможна количественная оценка состояния цилиндров. Решением описанной проблемы является накопление данных измерений герметичности цилиндра в течение всего периода эксплуатации комплекта поршневых колец (ресурса колец), построение кривой изменения плотности цилиндра с данными кольцами и ее сравнение с эталонной кривой. С этой целью разработана модель изменения плотности цилиндра, позволяющая построить эталонную кривую на всём периоде эксплуатации одного комплекта поршневых колец. В основу модели положена зависимость тестового давления пневмоиндикатора в цилиндре от площади суммарного зазора в узле «поршень-кольцо-втулка» (зазор в ЦПГ) при поддержании постоянным перепада давлений на дроссельной шайбе пневмоиндикатора [81]. В этом случае расход воздуха через дроссельнуюшайбу при поддержании на ней перепада АР =0,15 - 0,2 МПа подсчитывают по формуле:гдеАР —Р\ 2 - перепад давления на дроссельной шайбе, МПа.

При проведении периодических (1000-2000 ч) измерений плотности цилиндра площадь проходного сечения дроссельной шайбы /] и перепадпневмоиндикатора. Коэффициенты истечения / и jn2, а также показатель адиабаты воздуха можно принять постоянными [81].

Следовательно, изменение значения -«2 при диагностике дизеля будетопределяться увеличением суммарного зазора в ЦПГ f2 вследствие изнашивания поршневых колец, канавок поршней и втулки. Изнашивание колец и канавок поршней приводит к увеличению зазоров в замке и узле «кольцо-канавка», а изнашивание втулки - к увеличению расстояния стенки втулки до дна поршневой канавки. Отсюда уравнение изменения площади проходного сечения суммарного зазора в ЦПГ в функции наработки выглядит следующим образом:Dc(t) - определяется уравнением (4.18), это уравнение изменениядиаметра цилиндровой втулки в функции наработки (уравнение изнашивания цилиндровой втулки);/2(0 - определяется уравнением (4.19), это уравнение изменения зазора в замке поршневого кольца.

Уравнения Dc(t) и /2(0 составляются на основе статистической информации по средним монтажным зазорам и скоростям изнашивания деталей дизелей [70]:- с - средний построечный или номинальный диаметр цилиндра, мм; D - средняя скорость увеличения диаметра втулки в верхнем поясе (определяется на основе статистической информации по средним скоростям изнашивания деталей ЦПГ [70, 71]), мм/тыс.ч;t - наработка комплекта поршневых колец с момента их установки.где/ - средний монтажный зазор в замке поршневого кольца, мм; V/ - средняя скорость увеличения зазора в замке поршневого кольца(определяется на основе статистической информации по средним скоростям изнашивания деталей ЦПГ [70, 71]), мм/тыс.ч.

Итак, в общем виде модель изменения плотности цилиндра в функции наработки выглядит следующим образом:P2(t)На основе приведенной модели создана программа расчета эталонной кривой (см. приложение 4) в системе "Mathcad"[50]. Результаты расчета для дизелей 6ЧНСП18/22, 8NVD36 представлены на рисунках 4.2, 4.3.?2, МПа t,TbIC4. эталонная (расчетная) кривая; экспериментальные данные. проведении измерений на дизелях находившихся в эксплуатации [6]. Как видно из рисунка разработанная математическая модель хорошо совпадает с экспериментальными данными. При разработке модели были приняты следующие допущения: - не учитывается влияние герметичности клапанов на плотность цилиндра; - не учитывается увеличение овальности цилиндровой втулки в процессе работы дизеля (расчетные исследования показали, что увеличение овальности втулки в допускаемых источником [6] пределах, не влияет на плотность); - предполагается, что при проведении замеров эксплуатируется один комплект колец без замены хотя бы одного из них; - при проведении всех измерений на конкретном дизеле используется дроссельная шайба с одним и тем же проходным сечением; - коэффициенты истечения //, и jU2, а также показатель адиабаты к принимаются постоянными на время эксперимента. Применение разработанной модели при эксплуатации дизелей позволит контролировать изменение плотности ЦПГ и прогнозировать срок службы поршневых колец и группы в целом. Кроме того, накопление данных замеров пневмоиндикатором позволит избежать ошибочных оценок состояния ЦПГ, когда после длительной наработки «вдруг» улучшается плотность ЦПГ (например, из-за загрязнения канала индикаторного крана). Или, когда после установки нового комплекта поршневых колец и обкатки дизеля состояние цилиндров оценивается как хорошее, но через небольшой промежуток времени (задолго до проведения очередного измерения) наблюдается прорыв газов в картер, вследствие изнашивания некачественных поршневых колец, с которыми цилиндр очень быстро прошел путь от «хорошего» до «неудовлетворительного» состояния. Разработанная модель позволит выявить ошибочность хорошей оценки результатов измерений. Еще одним направлением расширения ИМ диагностики может быть следующее. В цилиндропоршневой группе наибольшим ресурсом обладает

Похожие диссертации на Информационная модель технического состояния цилиндропоршневой группы судового дизеля