Вимірювальний комплекс для індикування дизельного двигуна в умовах експлуатації – тема

Індикаторна діаграма дизельного двигуна, одержувана в умовах лабораторних випробувань, відображає основну інформацію про перебіг робочого процесу дизеля і може бути використана з метою діагностування. У статті представлено розробку вимірювального комплексу для індикування дизеля в умовах експлуатації, а також наведено деякі результати, отримані за допомогою розробленого комплексу.

MEASURING COMPLEX FOR INDICATING A DIESEL ENGINE IN OPERATION

Індексатор діаграм дизельного інструменту, що міститься в лабораторних умовах, містить основні відомості про роботу дизельного інструменту і може бути використаний для diagnosing. Матеріали встановлюють розробку розподільчого комплексу для дизельного технічного знаходження під час виконання умов і реалізують деякі результати, отримані за допомогою розвиненого комплексу.

Текст наукової роботи на тему "Вимірювальний комплекс для індикування дизельного двигуна в умовах експлуатації"

ВИМІРЮВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ІНДИЦЮВАННЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА В УМОВАХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Іркутський державний технічний університет, 664074, Україна, м. Іркутськ, вул. Лермонтова, 83.

Ключові слова: дизель; індикаторна діаграма; Вимірювальний комплекс.

MEASURING COMPLEX FOR INDICATING DIESEL ENGINE IN OPERATION S.N. Krivtsov, Т.І. Крівцова

Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Росія.

7 фігур. 1 table. 6 джерел.

Key words: дизель engine; indicator diagram; measuring complex.

Дизельні двигуни внутрішнього згоряння сьогодні використовуються практично у всіх галузях народного господарства. В даний час підвищення експлуатаційної надійності, ресурсу та техніко-економічних показників дизелів стало однією з першочергових технічних проблем.

Вирішення цієї проблеми значною мірою залежить від своєчасного визначення технічного стану вузлів та деталей дизеля. Використання засобів технічної діагностики дизелів спрямоване на збільшення ресурсних характеристик та продовження міжремонтного періоду їх експлуатації. Якісна та своєчасна діагностика дозволить уникнути позапланових ремонтів двигунів та перейти від планово-попереджувальної системи ремонту до ремонту за технічним станом. Введення цієї системи дозволить зменшити експлуатаційні витрати та скоротити кількість непланових ремонтів. Якість функціонування дизельного двигуна, його техніко-економічні показники та надійність значною мірою визначаються характером перебігу процесу згоряння паливациліндрах. Практично будь-які відхилення процесу згоряння від нормального призводять або до механічних і теплових навантажень циліндрів, або до зниження економічних показників, порушення умов мастила, утворення.

відкладень на деталях двигуна тощо. Процес згоряння також визначає одну із суттєвих сторін функціонування дизеля. Характер процесу згоряння залежить від якості функціонування паливної апаратури, систем повітропостачання, стану деталей циліндропоршневої групи та ін.

Структурну схему приладу для індикування автомобільного двигуна представлено на рис. 1. Передача даних на персональний комп'ютер здійсню-

1 Кривцов Сергій Миколайович, кандидат технічних наук, доцент кафедри автомобільного транспорту, тел.: 89086619729, e-mail: [email protected]

Krivtsov Sergei, Candidate of technical sciences, Associate Professor of Automobile Transport Department, tel.: 89086619729, e-mail: [email protected]

2Кривцова Тетяна Ігорівна, кандидат технічних наук, доцент кафедри автомобільного транспорту, тел.: 89501116407, e-mail: [email protected]

Krivtsova Tatiana, Candidate of technical sciences, Associate Professor of Automobile Transport Department, tel.: 89501116407, e-mail: [email protected]

існує за допомогою аналого-цифрового перетворювача (ЦАП) Zet 210 виробництва ЗАТ «Електронні технології та метрологічні системи».

Як первинний перетворювач був використаний індуктивний датчик тиску ДДИ-21 (рис. 2). Вибір обумовлений сприятливими характеристиками для вимірювання швидкозмінних тисків у пневматичних та гідравлічних системах, у тому числі при високих температурах завдяки охолодженню. Основною перевагою цьогоперетворювача є працездатність при впливі на нього механічних вібрацій, ударних навантажень з прискоренням, а також його робота у прямому контакті не тільки з «чистими» середовищами, неагресивними по відношенню до

нержавіючої сталі, але й містять тверді частинки (пульпи, суміші з піском тощо). Аналіз частотної характеристики датчика підтвердив можливість використання для отримання індикаторної діаграми.

Принцип роботи датчика полягає в наступному: під впливом вимірюваного тиску робоча мембрана прогинається, що призводить до зміни комплексного опору робочої обмотки і, відповідно, розбаланс мостової схеми, що живиться змінним струмом від ЦАП плати Zet 210. Характеристики застосовуваного перетворювача тиску наведені в таблиці.

підсилювач сигналів гЕТ-410

---Сигнал розбалансу мосту

Живлення 2ЕТ-210 та передача сигналу на ПК (УББ)

Посилений сигнал розбалансу мосту

Мал. 1. Загальна схема підключення вимірювального обладнання

Мал. 2. Датчик тиску ДДІ-21: 1 – чутливий елемент (мембрана); 2 - магнітопровід; 3 - вимірювальна та еталонна котушки Основні технічні характеристики первинного перетворювача ДДІ-21

Контрольний тиск, МПа 16

Діапазон вимірюваних тисків, МПа:

максимальний 0 0 зс Ю 3! i0 4С >0 45

Показання датчика, мВ Рис. 6. Графік тарування датчика ДДІ-21

Метрологічні характеристики засобів вимірювань пропонованого комп'ютерного комплексу визначаються похибками первинних перетворювачів (тиску, частоти обертання), і навіть похибками аналого-цифрового перетворення. Як основні похибки вимірювань досліджуваних параметрів, виконаних на основі аналого-цифрового перетворення Аст, ми виділили:похибка, пов'язану зі зміщенням нуля; похибка, пов'язану з нелінійністю квантування; похибка коефіцієнта посилення; похибка квантування; температурну похибку. Крім цього, необхідно враховувати і динамічні похибки Адін, пов'язані з частотою опитування (дискретизації) вимірюваних сигналів і похибка, пов'язану з тимчасовою невизначеністю моменту початку відліку.

Сумарна похибка аналого-цифрового перетворення може бути знайдена як [4]

Дг = Аст + Адін, (2)

де Аст – статистична похибка; Адін – динамічна похибка.

Сумарна дисперсійна похибка розраховується як сума дисперсій статичної о2ст та динамічної о2дин похибок [4]:

о2! = Ост + о2дин. (3)

Знаючи число розрядів АЦП, максимальну та мінімальну амплітуди вимірюваних сигналів, можна визначити крок квантування:

де Атах - максимальна амплітуда вимірюваних сигналів; Амін - мінімальна амплітуда вимірюваних сигналів; п – число розрядів АЦП.

При рівномірному етапі квантування h похибка квантування дорівнює його половині:

Спектр шуму вхідного сигналу в діапазоні частот зміни 0

Свідоцтво про реєстрацію ЗМІ Ел № ФС77-52970