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:

Экономическое обоснование замены вагонного замедлителя на первой тормозной позиции
Использование современных технических средств на сортировочных станциях позволяет ускорить продвижение вагонопотоков через сортировочные системы, повысить безопасность производственных процессов путем наибольшего исключения человеческого ...

Определение базы локомотива
Предварительно , где – коэффициент, равный 0,5…0,54 для экипажной части длиной до 20 м. Получим . ...

Размеры колесотокарного отделения
В зависимости от годовой программы ремонта вагонов выбирается площадь колесотокарного отделения Sкол из [10, таб. 9], а высота соответственно к подъемно-транспортным средствам [10, таб. 10]. Приведенные значения площадей могут уточняться, ...