автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Мониторинг и расчет рабочего процесса судовых дизелей в эксплуатации

ОДЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ

^ е-

\ Варбанед Роман Анатольевич

УДК 629.12-8.004.5."001.5

ЮНШОРИНГ И РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

л-, а.

Специальность ,0ё-.04-.15'судовые энергетические установки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Одесса. - 1997

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в Одесском государственном морском университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ивановский Валерий Георгиевич

Одесский государственный морской университет, заведующий кафедрой "Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация"

Официальные, оппоненты: доктор технических наук,, профессор

Конаков Геннадий Алексеевич

Одесская государственная морская академия, заведующий кафедрой "Судовые дизельные установки и их ъехнинеская эксплуатация"

кандидат технических наук Довиденко Юрий Николаевич

судоходная компания UKMAR UKRAINE, суперинтендант

Ведущая организация; Украинский. государственный морской

технический, университет, г. Николаев

Защита состоится " !"?" ^¿¿¿сЦлд 1997 р. в часов на

заседании специализированного совета- К 0-5.11. 02 при ОГМУ по адресу: 270029, г.Одесса, ул.Мечникова 34.

С диссертацией, можно ознакомиться в библиотеке ОГМУ.

Автореферат рсзослан

Ученый секретарь специалиэированого сов> К 05.11.02,

кандидат технических на;

.1997 р.

Л. В..Князев

ОБЩАЯ ХАЕДКГЕРКСТШ®. КВОТЫ

ЛХТУЯЛЫЮСТЬ ЗЭ£Г., Двигателям дизельного типа отдаст предпочтение в связи с их высокой экономичностью и возможностью работы на'низкосортных и альтернативных топливах. Однако высокие экономические характеристики дизелей выдерживаются только в случае точной настройте* всех ретулируегяж параметров, в первую очередь топливной аппаратуры (ТА) и механизма фаз газораспределения (ФГР).

В условиях эксплуатации дизелей удельный эффективный расход топлива А, и количество вредных' выбросов в атмосферу ысекет значительно" презьшзть паспортные значения. Происходит это вследствие разрегулирования настроечных параметров под воздействием эксплуатационных факторов (температуры, вибрации, естественного износа) либо недостаточно точной их послереьюнтнсй регулировки.

Безаварийная и. эконсыидаая эксплуатация дизеля возможна только при тщательном контроле рабочего процесса, который позволяет определять его механическую и тепловую нагрузку а слссаных условиях эксплуатации судна.' Однако существующие метода контроля при использовании втаткых приборов не дают возможности глубоко проанализировать протекание рабочего процесса дизеля и оценить его техническое состояние.

• В настоянее время производится оборудование судов современной вычислительной техникой, ч-ю кояат позволить оптимально решать задачи, связанные с эксплуатацией дизельной энергетической установки.

В связи с вышесказанным. актуальной является задача создания компьютерной систем мониторинга и расчета рабочего процесса судовых дизелей, базирующейся на современных научных представлениях о процессах протекавши: в цилиндре дизеля. связь рлеояя с китзгггт прсвтдкжм*.

Работа проводилась в соответствии с приоритетными направлениям развития' науки и техники согласно Национальной программе исследований и использования ресурсов Азово-Черноыор-ского бассейна и других районов Мирового океана з период до 2000 года и её раздела ; х>екта "Внедрение форы и методов эко-ноьгий топливно-энергетических ресурсов на торговом флоте", а так же вопросам ресурсосберегаопих технологий согласно дополнению !?2 к приказу Министерства Образования Украины от 23.11.93 » 137.

*

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КССЛ£ДСВАЯИЯ. Разработка теоретической Сазы для создания программно-аппаратного комплекса, предназначенного для мониторинга и расчета рабочего процесса одновременно с определением параметров впрыска топлива и фаз газораспределения дизеля з эксплуатационных условиях.

Для достижения цели решены следующие задачи : ■ - разраоотан метод определения параметров рабочего процесса и теплонапряженности дизеля по индикаторным диаграммам в процессе его эксплуатации;

- проведено расчетно-анатипическое исследование влияния конструктивных и эксплуатационных характеристик судовых дизе-'лей'на параметры их рабочих процессов;

- создана экспериментальная установка по' исследованию рабочего процесса дизеля; {,

- проведено экспериментальное исследование влияния конструктивных и эксплуатационных характеристик дизеля на параметры рабочего процесса;

- разработан алгоритм определения верхней мертвой точки пориня (ВМТ) и последующей синхронизации диаграммы.

- исследованы акустические сигналы, возникавшие при работе ТА и механизма газораспределения;

- разработаны метода, алгоритмы и создан программно-аппаратный комплекс для расчета и мониторинга рабочего процесса в цилиндре -дизеля.

науаная вэвязнд.

- разработаны математическая модель и алгоритм определения .основных параметров рабочего процесса дизеля и тепловыделения в рабочем цилиндре по индикаторным диаграммам, что является дальнейшим развитием методов расчета рабочего процесса дизеля в условиях реального времени;

' - разработан "метод бесфазовой синхронизации" - математический аппарат точного определения положения ВИТ поршня без использования специальных регистрационных датчиков (фазовых датчиков угла поворота коленчатого вала ПКВ);

- разработана методика регистрации с высокой достоверность» рабочего процесса дизеля по трем информационным каналам; давления газов в цилиндре, впрыска топлива и фазам газораспределения;

- разработаны иетоды и алгоритмы использования виброакустических сигналов доя определения параметров впрыска топлива и фаз газораспределения.

лрдпитазаг зышмхяь д внедрение еезхпыязш рлботя.

На основании проведенных расчетно-аналитических и экспериментальных исследований разработан прогргм-гно-апларатньй комплекс, предназначенный для практического использования, мониторинга и расчета рабочего- процесса- дизелей в эксплуатационных условиях. Практическая важность решения этой задачи подтверждена его внедрениями на следувдих объектах : т/х «Лев Толстой» (ЧМШ; т/х «Борис Полевой» (Украинское Дунайское морское пароходство); з/с «Гогланд», з/с «Херсоне» (ЧЕРАЗМОРПУТЬ); фирма «Экология транспорта» Научно-исследовательского института механики и прикладной матклатики Ростовского государственного университета; т/х «Натааэ-1» фирмы «Престиж»; т/х «Канев» Фирмы «ИККАЯ МДЯШЕ».

Материалы и результаты работы используются в учебном процессе в Одесском государственном морском университете при изучении дисциплин "Судовые дизели" и "Систем диагностирования'' студентами по специальности "Судовое энергетическое оборудование" .

ШШа£ ВШКД согстдттаа, Осношша. научные положения и результаты, представленные в диссертации, получены соискателем лично в период с 1993 по 1947 гг. На кафедре "Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация".

В двух из сеш печатных работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит:

- разработка метода определения параметров рабочего процесса судового дизеля в эксплуатационных условиях;

- разработка алгоритма *бесфазовой синхронизации";.

- разработка методики и алгоритмов определения фаз топли-воподачи и газораспределения;

- разработка структуры, алгоритма и программного обеспечения системы мониторинга и расчета параметров рабочего процесса судовых дизелей, в эксплуатации. |

апроеддая' работй. Результаты исследований докладывались на семинарах: Одесского политехнического университета "Применение вычислительной техники и математическое моделирование в науч-ньк исследованиях" в- 1954 г. г Одесского института сухопутных войск з 1997 г.; Научнс -исследовательского института механики и прикладной мзтематики Ростовского государственного университета е 1996 г.; Одесской государственной морской академии 1995-97 гг.? Украинского государственного морского технического университета г.Николаев в 1997 г.; Исследовательского про-

*

ектного центра кораблестроения "Украину г-Николаев в 199*7 т..-,; Проблемной лаборатории .тракторов и уОорочно-транспортных устройств Кинмашпрома Украины ,t..Одесса в 1997 г.; Украинского дунайского пароходства т..Измаил, а также 'на научно-технических конференциях ОШУ, проходивших в период с 1993 по 1997 г..

Действующие образцы системы Сыти представлены на международных выставках достижений морских технологий "Одесса-,200",, "Нева-95", "Одесса-96", ,чНева-97" (.получен диплом выставки) .и на международной выставке „достикй,чуй ¿компьютерных технологий

ПУБЛИКАЦИИ.

■Результаты исследований отражены а семи публикациях.

СТРУКТУРА я СЗЬШ доеСЕРХЭДаи. Диссертация состоит .из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа состоит из 112 страниц р&н-рвного текста, 44 рисунков, 19 таблиц, 7 страниц списка :дотеературы из 68 наименований. В приложении приведены акты внедрения результатов работы, алгоритм и основные модули програ»адао-аппаратного диагностического комплекса.

схякиавяЕ. рабогш

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность задачи создания системы мониторинга и расчета рабочего :пр5у$сса дизеля в эксплуатационных условиях. Сформулирована JA£ffi> У основные направления исследований. ■

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приведен аналияиуежий обзор работ, посвя-иенкых расчету рабочего процесса .дизеля и работ • по расчетам . тепловыделения в процессе сгорания топлива^ Дано сравнение ре- ' зультатов расчета рабочего процесса при ¡разных способах расчета тепловыделения.

Приведен обзор современных систем ¡крвдьютерной .диагностики рабочего процесса судового дизеля. 3 недавнем простом производством подобных систем занимались в основном западные фирма. . В настоящее время интересные разработки в этой области появились в России. В число организаций, занимающихся исследованиями и разработкой систем контроля рабочего процесса, входят: . THANSAS MARINE, Центральный научно-исследовательский и проект. ко-конструкторский институт морского флота, KCS г. Сзнкт-Петербург и другие. В главе представлен обзор систем контроля параметров рабочего процесса дизелей.

БО БТОЕСЙ I7IABL гчг^гИ .t/ртодь: рз.тчетз- осыавиьы.. параметров рабочего процесса на Сазе обработки кривой давления газов

а цилиндр« дизеля. Расчет базируется на 1-м законе термодинамики, которьй применительно к цилиндру дизеля в разностном виде записывается: Л С?* = ДСГ + Д£. -г , (1) где для рассматриваемого элементарного участка А<р 'ПКВ: Л£>г -количество теплоты, вьшеленное при сгорании топлива; ли- изменение внутренней энергии газов в рабочем цилиндре; совершенная работа газов; Л<2Ж- количество теплоты, переданное через днище поршня, днище крышки цилиндра и втулку цилиндра. Составляхние уравнения (1) равны:

Л(2, = Ах^С» !

\и = МТЫ-М~СУ1Т>;

ДЛ = 500(/>, ♦ - Уц)! (2)

¿с* +(г, - гп)/„ 4(г, - +

где Дх- - относительная доля цикловой подачи топлива ?а, сгоревшего за период Др; цикловая подача топлива; Qн-

низшая теплота сгорания топлива; М- количество молей газов; с,- средняя мольная изохорная теплоемкость гагов; Г- температура газов; Уи- оОьем цилиндра; аг- коэффициент теплоотдачи от газов к стенке; 7„,ТП,Т,Г~ условные средние темг.ературы соответственно крьлаки, поршня, зеркала втулки; И- коэффициент; }-индекс, относящейся к началу интервала ¿<р; У + 1- индекс, относящийся к концу интервала . Количество теплоты, выделенное за период Др равно: ¿и- (\L/^■&L-^AQ„). Выделение теплом к концу интервала Л? равно: л,., = х, + , а средняя скорость тепловыделения на участке Др равна: -х,)/Ар .

Расчет тепловыделения основан на использовании .экспериментальной кривой давления газов в цилиндре. В расчете рабочего процесса характеристики тепловыделения определялись по методике И.И.Вибе. Задача решена методом последовательны}; приближений в автоматическом режиме поиска решения на ЭВМ. Критерием окончания цикла .итераций яаляется совпадение, с заданной точность», расчетной кривой давления газов в ш'-яиндре с окспери-ыентальной.

"С целью определения эффективных показателей работы двигателя использована формула профессора Г.А.Конакова для вычисления механического КПД дизеля на лсбых режимах при известном его значении на номинальном рева». При расчете теллозцяеле.чия

в цилиндре дизеля определены условные по теплопередаче температуры огневой поверхности днища поршня и днища крышки цидинд-ра.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ изложена методика определения параметров рабочего процесса и топливоподачи в режиме индицирования.

В таблице приведены основные параметры рабочего процесса, которые наиболее полно отражают качество его протекания и могут Сыть определены путем численного анализа индикаторной диаграммы.

Таблица

Основные параметры рабочего процесса, определяемые в режиме

дна гностировашя

Обозначение Параметр

Р,Л Среднее индикаторное давление, индикаторная

мощность цилиндра

п Частота вращения коленчатого вала двигателя

РсЧ'к Давление и угол начала самовоспламенения топ-

лива

Максимальное давление сгорания топлива и соот-

ветствующей угол ПКВ за ВМГ

Рс Максимальное давление сжатия

К Максимальная скорость нарастания давления при

сгорании

Л Степень повышения давления при сгорании

Ряр Давление на линии расширения

<Роп Действительный угол опережения впрыска топлива

Я* Продолжительность впрыска топлива

Угол, время эадеркки самовоспламенения топлива

л* <?а Угол закрытия впускного клапана*

«С Угол открытия выпускного клапана*

С Угол открытия впускного клапана*

л«* Угол закрытия выпускного клапана*

,ь ел Угол одновременного открытия впускных и выпу-

скных клапанов.* %

* Указанные параметры определяются, при наличии соответст-•еуя»1х механизмов на двигателе.

При проведении исследований использовались датчики давления SC350'Mega Syste.n, GT-20 Autronica, а также емкостные и тензометрические датчики давления и индуктивные датчики пере-ыецения, разработанные на кафедре ДВС ОГМУ.

Для записи диаграмм рабочего процесса в память компьютера применялся аналого-цифровой преобразователь DAS16/S12 PCMCIA "Computer Boards" с частотой преобразования и4Щ~100 КГц. При записи большого количества каналов и при индицировании высокооборотных дизелей фазовый сдвиг между каналами учитывался по формуле Aw -GnlUjtn, где п - частота вращения вала двигателя (об/мин]. В результате аналого-цифрового преобразования сигналов от датчиков, в память компьютера записывались временные реализации измеряемого процесса в виде функций у, - /(',), определенных в дискретных равноудаленных точках г,. Частота дискретизации исходного процесса подбиралась по формуле и", = блЛ/Лр, где к - количество входных каналов при заданном шаге сканирования ApsO .5°.

Для решения задачи интерполяции строилась общая интерполи-у

руюдая функция t\x) = У^рДл), коэффициенты at которой определя-

JA

лись- из условия fix,) = у,!./ = 0.....л). Для определения точек перегиба, экстремумов и для построения условных уравнений касательных 'производилось численное дифференцирование. В качестве интерполирующих функций применялись многочлены Лагракга записанные для случая при симметричных равноотстоящих узлах.

При анализе развернутых индикаторных диаграмм дизеля Р= /(?>) использовался метод приращенных объемов для расчета

I ■ р.., + р.

среднего индикаторного давления р,1*-^^,-——(У,., где т '

•s.tA *

количество участков разбиения индикаторной шгграьст.

При определении .частоты гргхсаяя ааяд датегатзячг выбиралось минимально необходимое количество максимумов рабочих циклоп Рпак, нзоСхояимых для оценки основкд:. параметров рабочего процесса с 3. В' этом случае по крайней мере один рабочий цикл (от НМТ до НМТ) и 2 участка ссатия будут представлены в записи полностью.

Известно, что давление на участках сжатия от р, до р'г noj-чиняется закону р= р.е", то есть является гладкой монетой - .Л возрастающей функцией, поскольку до р'с есе нет сгорания тот;.и-

1с

ва. Таким образом, независимо от качества протекания рабочего процесса и цикловой неравномерности эти участки для нескольких соседних циклов будут практически одинаковыми для одного цилиндра на установившемся режиме работы двигателя.

Если в реализации присутствует а циклов, то время рабочего цикла =(*, - х,)/(т-1)ц,да . Таким образом, частота вращения двигателя в минуту равна л = 601:!РМ , об/мин, где г - коэффициент тактности дизеля.

Данная методика определения частоты вращения вала двигателя по периоду между рабочими циклами не требует установки фазового датчика на маховике.

гг Определенно цемента

ом

накала самовоспламенения

топ." 'ва относительно

диаграмм сжатия-расши-I» рения (рис.1). Вторые производные й'р! ¿<р1 (кривые 1",2" и 3") имеют макси-ош мумы в точках р'<,,р'с,.рс, ■ Условие определения угла начала самовоспламенения

ом топлива

'тю

Рис. 1. Определения угла и давления начала самовоспламенения топлива: 1,2,3- гК<р) диаграммы рабочего процесса при различных углах опережения впрыска топлива; 2'- график ¡¡р!4р для рабочего процесса 2; -1- Сжатие-расширение без сгорания, личины определяются как максимальное давление цикла и соответствующий угол ПКВ. Для Оолыгинства эксплуатационных реазгмэа X > 1 и, следовательно, > рс . Таким образа, можно записать: П - - • Псиск максимального давления производэтея с

кагоы , обеспечиьаюдам заданную точность, sx.pl углов на уча-

Вторая производная 4'р!<!<?' рассчитывается для участка от <р = <р$Ршх (середина участка сжатия) до <? = с заданным шагом д<р по формуле численного дифференцирования.

Задача определения р^ я <&г

может Сыть решена двумя способам.-!.

Способ 1. Искомые ве-

стке диаграмм а^Е, где Ур е ВЛ££ >£>•« • Этот способ может Сыть использован для тех дизелей, для которых типично плавное, Оез резких перепадов и детонации изменение давления вблизи 5МТ. Для многих среднеоборотных дизелей (СОД) в процессе исследования и по данным других авторов бьши зафиксированы резкие перепады давления в районе ВМТ, поэтому такой способ ыожет дать значительную погрешность.

Способ 2. Для Солее точной и объективной оценки р2 и применялся способ, осноаанный на построе(ши и последупаем анализе аппроксимирующего долинОша - математической надели

"верхушки" диаграммы. Мнсскитель выбирается таким, чтобы

линия $Рта* проходила посередине между р"с и Ртах . Коэффициенты аппроксимирующего полинома определяются, исходя из принципа КНК, для случая с нечеткьы количеством равноудаленных узлов» расположенных симметрично относительно некоторого вкСранього узла /0. Для зсех рассмотренных в процессе исследопания индикаторных диаграмм средняя квадратичная погрешность модели была меньше 3% лишь для лолиномоэ 4-й степени. Аппроксимирутеий полином имеет вид Р{р)=Ур'а,;к = 4. = . Вычисление коэффици-

енто'в полинома происходит в 2 этапа:

1) вычисление моментов 1<?'р, где А=0,1,2,3,4;

2) вычисление коэффициентов .

После расчета коэффициентов полинома, с заданной погрешностью мэделирупдего "верхукку" диаграммы, можно определить угол яр. как действительный корень уравнения Аа,<р' + + =0 на ин-

терзале <р е ВАЗЕ. После определения <ррг определяется и само значение

В случае сильных колебаний давления в районе ВКТ пср^нл "Способ 2" предпочтительней. Кроме того, использование второго способа для определения />, и <х>2 оправдано незначительном !п 1.2+1.5 раза) увеличением расчетного времени относительно первого способа при использовании математического сопроцессора.

Спределсгога »«злссимгя средней *т сгсроста иерзета-икх деплонкя гглсз гри с; срания театггзл.

Параметр с. оценивается как тангенс угла наклона касательной, проведенной з точке к аппроксимирующему полиному 2-Я степени, сбеспечизанаему эаданнуо погрешность приближения уз-

лов индикаторной диаграммы на участке от чр'с до <ррг. Для определения коэффициентов полинома по методу наименьших квадратов, применялись формулы, полуенные для случая при равноотстоящих узлах и выбранной центральной точке диапазона ВАЗЕ = <рр2 -<?р'с : £<рг1<?'р £<рр 1^1р-т.<ргр

"•""ОУ^-ЛЛУ'* * ^ " (V)'-КЬр' '

Максимальная скорость нарастания давления при сгорании: = ЦО = [РШ)],' = 2а,(ПРс + -

Необходимо отметить, что логрепности индуцирования, волновые и другие эффекты, возникающие в измерительной аппаратуре и •канале от камеры сгорания до датчика, могут существенно искажать и завышать »,. Поэтом-/ на практике для оценки механической жесткости чаще пользуется средней скоростью нарастания

■V

давления от до ^ : ». = —, где ¿р = рг-рс, Д=

СЬредепенго весетггяш дадде.чля ка ликии раазхрсшш (36' ПКВ за ЕМТ). После расчета БИТ и синхронизации диаграммы путем решения задачи интерполяции возможно определение давлений в любых точках диаграмм, как значение соответствующего интерполяционного полинома. Давление ре„ = рЛ выбрано в качестве одного из диагностических параметров, определяпдих качество сгорания топлива, некоторыми фирмами, разрабатывающими диагностические систем. Некоторые фирмы акцентирует внимание также на давлении эа 12* ПКВ за ЕЖ, что должно характеризовать наибольшее давление рабочего цикла. В любом случае определение давлений в лкСых точках диаграммы - задача решенная на стадии построения интерполяционного многочлена.

Ухсявта^ анализ вибролоатргше 2Д.

На установках по исследованию ТА кафедры СЭУ и ТЭ ОГМУ автором работы были записаны и исследованы детектированные виб-родиаграымы различных узлов ТА малооОоротных и среднеоборотных дизелей (ДКРН 74/160-3, ЧН 25/34 и №048).

На первом этапе исследований производилась оценка информативности виброакустических сигналов различных узлов ТА во время впрыска, которая показала, что наиОольшей инфор^ативностьо обладать виОродазгрсамц, записанные с торца форсунки к загл^гс-хи напротив отсечного окна (рис,2, диаграАаи 1 и 2) . В момгнт прохождения плунжеров отсечного окна возникают колеОак!Я давления топлива в от сочной полости ГКВД (диаграмма 4) и одновременно возникает первый виСрсимпульс на заглуске. Далее, в мо~

мент подъема иглы (диаграмма 51 и удара ее об верхний упор возникают колебания на торце форсунки (диаграмма 1, первый импульс) . В момент подъема иглы виден характерный перегиб на диаграмме давления в ТНВД (диаграмма 3).

Такой перегиб, харак-теризусЕ31й незначительное падение давления в топливной системе высокого давления , особенно отчетливо проявляется у ысххкых малооборотных дизелей с форсунками большой производительности.

В системах диагностики фирмы Ли tronica AS этот факт используется для определения ксъгента начала впрыска топлива (действительного угла опережения впрыска). Однако известно, что для многих СОД и ВОД на эксплуатационных режимах подъем иглы не вызывает существенного падения давлэ-давления ТНЗД имеет гладкую форму. В этом случае математическая обработка диаграммы давления ТНВД не позволит определить момент подъем иглы. В момент отсечки топлива ка заглушке возникаю колебания давления большой г.мллитуды (диаграмма 4) . В этот момент полость высокого давления соединяется с полостью низкого давления подкачки и возникает волновой процесс. Для снижения интенсивности волно-эого процесса, вызкзаадего повышенную ыеханкческуо напряженность и вакуумнуэ коррозию узлов топливной систем: пр;1меня:от спецнзлькьга демпферы. Несмотря на это, вибродатчик погзваля^т четко регистрировать колебания в момент отсечки (диаграмма второй импульс). В момент посадки иглы возникает морей вибро-импулье (диаграыма 1). Сазы передкга фгортоа гкорсимпульсоэ определяются с пометы) анализа первых прсиззодпда ко-

торые имеет ыакезелумы в этих течках.

Рис.2. Вибрсдиаграммы впрыска. ния во всей магистрали и диаграмма

1. 4 / / \ I ■ ]

г и !/. \ I .. и

2. 1

Рис.3. Лефектадая демпфера колебаний топлива в ■ результате отсечки: 1-перемещения иглы; 2-дав-ление в отсечной полости ТНВД; 3-давление топлива в ТНВД; 4-вибродиаграмма заглушки ТНВД напротив отсечного окна.

г плпу

/I ^"-•■л^'-у / \

Рис.4. ВиОродиаграыма дробного впрыска топлива: Х-переыетение иглы; 2-дзвление топлива в ТНВД; 3-давление топлива в форсунке; А- виородиаграмма торца форсунки.

Функцз-й времени в функции ДО Д?) • Обычно эта задача

Таким о&раэом, использование в л Орода а грам-ы впрыска дает в з~ можность определить геометрический и действительный углы опережения впрыска топлива, угол впрыскивания по форсунке и продолжительность подачи топлиза по ТНВД.

Дефекты демпфера отсечных колебаний проявляется на вибродиа-грамме 2 в виде характерных вторичных импульсов, как показано на рис.3. Ненормальное впрыскивание топлива, являющееся ' следствием различных дефектов ТА, таюзсе проявляется на вибродиаграьме в виде искажения ее формы и уменьшения пл слада под ней (рис.4). В случае установки виСродатчика на крышке цилиндра или на торце форсунки двигателя с клапанным типом газораспределения акустические колебания, возникающие при посадке клапана на седло, также проявляются на виСродиаграмме в виде отдельных импульсов в начале сжатия и после ВМТ на такте всасывания (посадка выпускного клапана четырехтактного дизеля). Характерно наличие дробного импульса при нечеткой посадке клапана или при раэОалансировке мостика привода двухклапанной системы.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАЗА посвякена разработке алгоритмов функционирования компьютерной системы мониторинга рабочего процесса. В первую очередь исследованы возможности с нхронизации индикаторных диаграмм, ю есть перезод диаграмм из по углу поворота коленчатого зала решается с помощью независимых от

Диоержац!я присвячена питаниям роэробки теоретично! бази для проектузання комл'ютерно! системи мон1торингу й розрахунку -робсчого процесу дизеля. В робот1 розвивасться новий П1дх1д до 1ндиц1с®ання .й розрахунку робочого процесу за трьома -±нформац1йними каналами: тиск rasia у щ«индр1, впорск палива i фази газорозпогйлу. Розроблеко метод синхрон1зацИ дааграм робочого процесу .шляхом чисельного анализу криво! тиску raaiB у робочому цил!ндр1, без використання фазового датчика на маховику даигуна. Еозроблено методику визначення геометричних i д1йсних фаз палиаопадач! й оперативно! оценки техн1чного стану пализно! апаратури Сез зпровадкення до етстеми високого тиску. Розроблено методику „визначення фаз роботи механазму газороз-поддлу й оцанки йаго тгехн1чного стану. OchobhI результата роботи реализована автором при проектуваннн! системи комп'ютер-но! диагностики EEPAS, яка в тепер!икий час використовуеться кллькома суднохАдними кампан!ями для регулсвання и контролю техн1чкого стану -головних i допом1^них дкзел1в.

Кшочса! словам суднсш! диэелз., робочий процес, imsmiicsaH-ня, синхрсназаидя, пзливоподача, фази газорхззподалу.

Varbanets R.A. Performance analysing system of diesel in operation mode. - Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 05.04.15 -ship power plants.- The Odessa State Maritime University, Odessa, 1997.

The thesis is devoted to problems of designing of a diesel engine performance analysing system. A new concept in indication of work process is elaborated. The throe information channels developed" pressure of gases in the cylinder, fuel injection and gas distribution phases. With the purposes of creation of a portable diagnostic system, the method of a vorking process diagram synchronizing not using a phase gauge on turning wheel of an engine is developed. The technique of an operative evaluation of, a technical condition both valid angles of an advancing and duration of fuel injection with "the help of contact vibro sensor, without introduction in a high fuel pressure system is developed. The technique of definition of a technical condition and phases of work of the distribution mechanism in dyr.amics with tie help of contact vibro sfensor is developed, The main results of the work have found an industrial utility. It is the computer

diagnostics systein DEPAS, whicîi is now used Ъу the sevecal marine companies for adjustment and r.onitoring of a techni_al condition of main and auxiliary diesel engines.

Key words: diesel engine, vorking process, indication, synchronizing, fuel injection, gas distribution phases.

Варбанец P.A. Мониторинг и расчет рабочего процесса судовых дизелей в эксплуатации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.15 - судовые энергетические установки. - Одесский государственный морской университет, Одесса, 1997 г.

Диссертация посвящена вопросам разработки теоретической базы для проектирования компьютерной системы мониторинга и расчета рабочего процесса дизеля. В работе развивается новый подход к индицированию рабочего процесса по трем информационным каналам: давление газов в цилиндре, впрыск топлива и фазы газораспределения. Разработан метод синхронизации диаграмм рабочего процесса без"использования фазового датчика на маховике двигателя. Разработана методика оперативной оценки технического состояния, действительных углов опережения и длительности впрыска топлива с поюдью контактного виОродатчика без внедрения в систему высокого давления. Разработана методика определения технического состояния и фаз работы ыеханизда газораспределения в динамике с помощь» контактного виОродатчика. Основные результаты работы реализованы авторов при проектировании системы компьютерной диагностики DEPAS, которая s настоящее время используется несколькими судоходными компаниями для регулировки и контроля технического состояния главных и вспомогательных дизелей.

Ключевые, слова: судовые дизели, рабочий процесс, индициро-. вание, синхронизация, топливоподача, фазы газораспределения.