Контроль и диагностика процессов воздухоснабжения

Задача диагностики системы воздухоснабжения состоит в том, чтобы своевременно обнаруживать нарушения в работе ее отдельных элементов, что позволит избежать нежелательных последствий в работе двигателя, а определение степени изменения состояния элементов системы даст возможность обоснованно планировать профилактические работы [2, c. 173].

Излагаемые методы диагностики систем воздухоснабжения двигателей с турбонаддувом основываются на анализе эталонных и измеренных значений параметров, к числу которых относятся расход воздуха , давление и температура воздуха и газов, частота вращения турбокомпрессора и температура воды, поступающей в воздухоохладитель. Точки замеров перечисленных параметров показаны на рисунке 3.

Методы определения расхода воздуха. Расход воздуха является одним из основных параметров, характеризующих эффективность системы воздухоснабжения. Поэтому нахождение простого и достаточно точного метода его оценки в эксплуатации является необходимым условием реализации задач диагностики.

Существует ряд способов определения расхода воздуха на двигателе, из числа которых могут быть отмечены следующие: 1) посредством дроссельной шайбы (измерение); 2) на основе измерения динамического напора с помощью насадок Пито-Прандтля; 3) на основе анализа выпускных газов; 4) на основе измерения статических параметров воздуха в конфузоре компрессора.

1. Метод измерения расхода воздуха с помощью дроссельной шайбы является наиболее надежным и точным (погрешность не превышает +2%), но для его реализации на входе в компрессор необходимо устанавливать прямолинейную трубу длиной не менее 25 диаметров, что при больших размерах турбокомпрессоров и ограниченных пространствах машинного отделения бывает невозможно.

2. В основу второго метода определения расхода воздуха положена зависимость скорости потока, а с ней и расхода, от динамического напора. В коротких трубопроводах при турбулентном течении скорость потока по сечению существенно различна, и это вынуждает для достижения требуемой точности в 1–2% измерять динамический напор в 20 точках и более, что требует установки большого количества трубок Пито-Прандтля и ограничивает возможности этого метода.

3. Метод определения расхода воздуха по данным анализа выпускных газов широко применяется в судовых испытаниях, но его погрешность достигает 3,5% и, что самое важное, он трудоемок и при существующих средствах анализа газов не поддается автоматизации.

Наиболее простым и легко реализуемым, например, в судовых условиях является последний метод, основанный на определении расхода воздуха по перепаду статических давлений во входном патрубке (конфузоре) компрессора, измеряемых в его входном и выходном сечениях (рисунок 4, а). Предполагается, что в конфузоре – установившееся течение с однородными свойствами вдоль потока в каждом поперечном сечении.

На основании уравнения неразрывности расход воздуха через конфузор может быть определен по выражению

(5)

где – постоянная, включающая коэффициент расхода, плотность воздуха и др., предварительно определяемая при эксперименте; – перепад статического давления в конфузоре, измеряемый с помощью установленных в конфузоре датчиков, дающих погрешность не более 1% (рисунок 4, а) [2, c. 177].

Другое по теме:

Оборудование для обнаружения утечек и негерметичности
Герметичность надпоршневого пространства (один из основных показателей механического состояния двигателя) определяется по падению давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр через свечное отверстие (на бензиновом двигателе) или отверс ...

Назначение кузнечного отделения и расчет производственной программы ремонта
Кузнечное отделение предназначено для ремонта деталей вагонов способом пластической деформации, изготовления заготовок и инструмента. Общая годовая необходимость в поковках определяется по формуле: Qкуз = kкуз · αкуз · (qрем · Nв · ...

Технология обработки местных вагонов
Местными называются вагоны, с которыми на станции выполняются грузовые операции: выгрузка, погрузка или сортировка. По сравнению с транзитными вагонами местные вагоны подвергаются дополнительным маневровым операциям. В процессе роспуска ...