АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ СТАЦИОНАРНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
AUTOMATED DIAGNOSTIC SYSTEM OF STATIONARY DIESEL ENGINES

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для диагностики стационарных дизельных двигателей в условиях эксплуатации. Изобретение может быть использовано для повышения точности определения контрольных параметров технического фактического состояния двигателей и их отклонений от номинальных значений, диагностирования стационарного дизельного двигателя, автоматизированной оценки возможности дальнейшей эксплуатации, при одновременном снижении трудозатрат за счет автоматизации процесса измерения первичных величин и анализа полученных данных.
Известна автоматизированная система диагностики бензиновых автотракторных двигателей (а.с. RU 2007123233/06, G01M 15/04). Автоматизированная система основана на том, что в процессе проведения шести циклов операций "разгон-выбег" двигателя сигналы с датчика частоты вращения, датчика расхода топлива, датчика угла опережения зажигания, датчика давления поступают в устройство записи, состоящее из семи основных элементов (трех преобразователей уровня, инструментального усилителя, операционного усилителя, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и микроконтроллера), которое преобразует их в цифровой формат и передает в ПК. После этого полученная информация обрабатывается в ПК и результаты контроля представляются пользователю в виде цифровых значений диагностических параметров и графиков динамических скоростных характеристик двигателя. Однако эта система не позволяет автоматизированно оценить возможность дальнейшей эксплуатации и состояние двигателя. Кроме того, способ не позволяет оценить в полном объеме реальное состояние системы питания и смазки дизельных двигателей, отличающихся от бензиновых, как принципиально по способу воспламенения топливной смеси, так и конструктивно по устройству элементов подачи топлива.
Цель изобретения - повышение точности определения контрольных параметров технического фактического состояния дизельных двигателей, их отклонений от номинальных значений, автоматизированная оценка работоспособности дизельного двигателя при одновременном снижении трудозатрат за счет автоматизации процесса измерения первичных величин и анализа полученных данных.
Автоматизированная система диагностики стационарных дизельных двигателей состоит из устанавливаемых на испытуемом двигателе: датчика частоты вращения, датчика расхода топлива, датчика давления в цилиндре, дымомера, датчика вибрации, блока сопряжения датчиков (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) с персональным компьютером (ПК) и самого ПК (рис.1), где:
1 (ЕЕ) - датчик частоты вращения коленчатого вала, типа ДЧВ-2;
2 (АЕ) - датчик вибрации, типа ВС202;
3 (FE) - датчик расхода топлива типа ЭРСВ-011;
4 (РЕ) - датчик давления газов в цилиндре двигателя типа МИДА-ДИ52П;
5 (BE) - дымомер, типа «Инфракар Д-1»;
6 (АЦП) - 32-канальный аналого-цифровой преобразователь типа Е440 на базе цифрового сигнального процессора ADSP-2185M, предназначенный для преобразования аналоговых сигналов, полученных от датчиков в дискретную информацию для передачи в ПК;
7 (ПК) - предназначен для приема измерительной информации от АЦП, ее обработки в соответствии с заданными алгоритмами, визуализации результатов измерения и обработки, а также для хранения на магнитном носителе в цифровом виде. В качестве регистратора используется ПК, совместимый с ПК типа IBM;
8 - стационарный дизельный двигатель;
9 - синхронный генератор, предназначенный для преобразования механической энергии вращения коленчатого вала дизельного двигателя в электрическую энергию.
Автоматизированная система диагностики стационарных дизельных двигателей на базе персонального компьютера (ПК) предназначена для контроля технико-экономических показателей, работоспособности дизельного двигателя и оценки его фактического состояния.
e
Система для диагностических испытаний двигателей работает следующим образом: в процессе испытаний проводится трехкратное снятие нагрузочной характеристики двигателя, где аргумент нагрузки (N) изменяется от 0% до 100% нагрузки, ступенчато, с шагом 25%, в течение которого сигналы, снимаемые с первичных датчиков, установленных на двигателе, поступают в АЦП, который преобразует их в цифровой формат и передает в ПК. Вся полученная информация обрабатывается в ПК с помощью специальной программы и представляется в виде числовых значений параметров технического состояния и графиков нагрузочных характеристик двигателя. Также на основе полученных данных строится логическая модель возможности возникновения неисправностей, позволяющая оценивать фактическое состояние двигателя в реальном времени (рис.2).
В результате решения задачи диагностирования стационарного дизельного двигателя системой определяются нагрузочные характеристики, представляющие собой зависимости:
- технико-экономических показателей двигателя от нагрузочного режима;
- уровня вибрации от нагрузочного режима;
- часового расхода топлива от нагрузочного режима и времени;
- дымности от нагрузочного режима.
По вышеперечисленным зависимостям и по полученным показателям строится логическая модель, на основе которой рассчитываются показатели работоспособности и фактического состояния стационарного дизельного двигателя:
- коэффициент готовности системы;
- коэффициент технического использования;
- наработка на отказ;
- время восстановления системы после отказа;
- значимости измеряемых параметров в работоспособности системы (рис.3).
Устройство может быть использовано в качестве отдельного диагностического средства при плановом техническом обслуживании, поиске неисправностей и регулировке двигателей в условиях повседневной эксплуатации, на ремонтных предприятиях.