Информационно-измерительная система оценки смазочного процесса в подшипниках двигателей внутреннего сгорания
Описание новой информационно-измерительной системы оценки смазочного процесса в подшипниках двигателей внутреннего сгорания. Оценка качества приработки подшипников коленчатого вала. Определение малоизносных режимов работы при пуске и под нагрузкой.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.04.2018 |
Размер файла | 151,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет
Информационно-измерительная система оценки смазочного процесса в подшипниках двигателей внутреннего сгорания
старший преподаватель Казаков А.В.
кандидат технических наук, доцент Калимуллин Р.Ф.
доктор технических наук, профессор Якунин Н.Н.
Аннотация
В статье приведено описание новой информационно-измерительной системы оценки смазочного процесса в подшипниках двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрены теоретические предпосылки работы данной системы. Описаны принципы разработки основных элементов системы. Направлениями использования системы являются оценка качества приработки подшипников коленчатого вала; диагностирование подшипников коленчатого вала; определение малоизносных режимов работы при пуске; определение малоизносных режимов работы под нагрузкой.
Ключевые слова: информационно-измерительная система, оценка, смазочный процесс, подшипники, двигатели.
Abstract
The article presents the description of new information-measuring system of the evaluation of lubrication in bearings of internal combustion engines. The theoretical operation of the system. Describes the principles of developing the basic elements of the system. Directions of use of the system is to evaluate the quality of the running of the crankshaft bearings; diagnosis crankshaft bearings; determining the wear little operating modes at the start; determination of the wear modes little load.
Keywords: information-measuring system, evaluation, process lubricant, bearings, engines.
Важным инструментом при разработке, модернизации и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания является экспериментальное исследование смазочных процессов в подвижных сопряжениях.
Известные методы исследования в большинстве своем требуют разборки и сборки двигателя, установки специальных датчиков или обработки деталей, что ведёт к повышенным материальным, трудовым и временным затратам. К тому же, ряд методов требует дорогостоящего оборудования, специальных средств защиты и высококвалифицированного персонала.
Необходим такой экспериментальный метод, который позволял бы достоверно и оперативно оценивать смазочный процесс в подвижных сопряжениях штатных двигателей, а не специально подготовленных к испытаниям. Новый метод может базироваться известных электрофизических методах и средствах трибомониторинга [1].
В Оренбургском государственном университете разработана информационно - измерительная система «Автоматизированная система оценки смазочного процесса» (АСОСП), позволяющая оперативно, достоверно и с малыми затратами ресурсов получать, отображать и хранить информацию о смазочном процессе. Техническая новизна разработки защищена охранными документами на результаты интеллектуальной деятельности [2]. смазочный подшипник двигатель коленчатый
Оценка смазочного процесса проводится по параметру относительной продолжительности существования смазочного слоя Eg. Структурная схема измерения представлена на рис. 1.
Устройство для контроля состояния подшипников 14 образуют два функциональных модуля - генератора сигналов 1 и детектора импульсов 15. Модуль генератора сигналов вырабатывает входной электрический сигнал с частотой fген и амплитудой напряжения Uген, который подается на блок цилиндров 5.
Рис. 1. Структурная схема замера параметра Еg АСОСП: 1 - модуль генератора сигналов; 2, 7, 10 - информационные шины; 3 - подшипники; 4 - коленчатый вал; 5 - блок цилиндров двигателя; 6 - токосъёмник; 8 - первичный преобразователь; 9 - частотный фильтр; 11 - блок счёта импульсов; 12 - устройство сопряжения; 13 - компьютер; 14 - устройство для контроля состояния подшипников; 15 - модуль детектора импульсов
Параметры выходного электрического сигнала зависят от смазочного процесса в каждом из подшипников вала. Если во всех подшипниках существует режим жидкостной смазки, и между трущимися поверхностями образуется диэлектрический смазочный слой, то сигналы проходят через подшипники без изменения своей частоты и амплитуды. При нарушении режима жидкостной смазки между трущимися поверхностями образуется металлический контакт, и теряется часть импульсов. При этом, общее количество потерянных за единицу времени импульсов пропорционально суммарной продолжительности нарушения режима жидкостной смазки в отдельных подшипниках. В итоге, импульсы, прошедшие через токосъемник 6, коленчатый вал 4, подшипники 3 и блок цилиндров 5, поступают на модуль детектора импульсов 15. На основе поступивших сигналов через устройство сопряжения 12 с компьютером 13 при помощи разработанного программного обеспечения определяется величина параметра , которая в реальном времени ф записывается с частотой 0,1 с в файл, и выводится на монитор в виде зависимости
Структурная схема показана АСОСП на рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема АСОСП
Модуль генератора сигналов (ГС) состоит из формирователя сигнала СИ, формирователя сигнала СП и генератора Г1. Опорную частоту системы вырабатывает генератор прямоугольных импульсов.
Для передачи данных и сопряжении ГС и входом частотомера имеется буфер, выполняющий функцию сопряжения и усилителя мощности - шинный формирователь (ШФ1, ШФ2 и ШФЗ).
Поскольку частота определяется путем счета импульсов за единицу времени, то в схеме присутствуют счетчики (СЧ1, СЧ2 и СЧЗ), которые программируются через ISА шину и УС. Счетчики имеют частоту счета более, чем 500 КГц и управляются формирователем временного интервала (ФВИ).
Формирователь временного интервала (ФВИ) вырабатывает временные интервалы, длительностью соответствующей точности измерения. Для формирования временных интервалов ФВИ имеется генератор с максимальной стабильностью частоты Г2.
Для сопряжения системы с шиной ISА служит устройство сопряжения (УС), которое обеспечивает обмен данных между ПК и системой. Обращение к системе через УС представляет собой обращение к порту, при этом, поскольку уже существуют используемые порты, номера портов уникальны (выбраны порты с адресами 0368 - 036F, так как эти порты не используются стандартными контролерами и платами расширения). Так как система не требует сверхбыстрой обработки принимаемых данных (асинхронного обмена), то прерывания ПК и прямой доступ к памяти не используется. Таким образом, УС включает в себя схему выбора адреса, формирователи шин адреса, данных и управления, к которым подключаются счетчики и формирователь временного интервала.
Принцип работы системы следующий. Генератор Г1 вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой 500 КГц, которые поступают на схемы формирователя сигнала СИ и формирователя сигнала СП. С выходов формирователей сигналов и генератора сигналы поступают на входы шинных формирователей.
С выходов ШФ1, ШФ2 и ЩФЗ сигналы поступают на входы счетчиков СЧ1, СЧ2 и СЧЗ. На входы разрешения счета поступает импульс с ФВИ, длительность которого равна времени подсчета импульсов. Счетчики за временной интервал отсчитывают количество импульсов приходящее на их вход. Доступ к счетчикам с системной шины осуществляется посредством УС. УС осуществляет запись данных и считывание информации счетчиков. Номер счетчика определяется УС в зависимости от сигналов системной шины. Управление ФВИ осуществляется также УС.
Для достижения большей чувствительности системы к входному сигналу, сигнализирующему наличие или отсутствие контакта в паре терния, увеличена частота генератора опорной частоты до 1 МГц. При этом формирователь СИ выполнен на триггере, выполняющем роль делителя пополам при отсутствии контакта.
Разработано УС компьютера с анализатором режимов трения [2]. В качестве системной магистрали выбрана ISA. Принято во внимание сочетание программных средств компьютера и жесткой логики УС с перенесением сложной обработки на компьютер. УС со встроенным частотомером выполнено на отдельной плате, и вставляется в слот ЭВМ.
Программное обеспечение написано на языках высокого уровня С++ 3.0 и Ассемблера.
Описанная информационно-измерительная система «Автоматизированная система оценки смазочного процесса» является основой разрабатываемой системы управления смазочными процессами в подвижных сопряжениях двигателей внутреннего сгорания.
Система может быть использована для решения комплекса задач ресурсосберегающей эксплуатации автомобилей. Так, разработан комплекс методик повышения долговечности автомобильных двигателей внутреннего сгорания в эксплуатации: оценки качества приработки подшипников коленчатого вала [3]; диагностирования подшипников коленчатого вала [4]; определения малоизносных режимов работы при пуске [5, 6]; определения малоизносных режимов работы под нагрузкой [7], определения малоизносных скоростных режимов движения автотранспортного средства [8].
Список литературы
1. Подмастерьев, К.В. Универсальные электронные средства трибомониторинга / К.В. Подмастерьев, Е.В. Пахолкин, В.В. Мишин // Гидродинамическая теория смазки - 120 лет: Труды Международного научного симпозиума. - Орел: ОрелГТУ. - 2006. - С.267 - 277.
2. Патент RU №66046 U1, МПК G 01 M 13/04. Устройство для контроля состояния подшипников / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко, С.Б. Цибизов, М.Р. Янучков (РФ). - №2007112656/22. - Заявлено 04.04.2007 - Решение о выдаче патента от 04.04.2007 г. - Опубл. 27.08.2007 г., Бюл. №24. - 3 с.: ил.
3. Калимуллин, Р.Ф. Совершенствование методики оценки качества приработки подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей / Р.Ф. Калимуллин, А.П. Фот, Н.Н. Якунин // Вестник Оренбургского государственного университета, 2006. - № 9. - С.335 - 342.
4. Калимуллин, Р.Ф. Разработка диагностического обеспечения подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей / Р.Ф. Калимуллин // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2012. - № 5 (64). - С. 101 - 108.
5. Калимуллин, Р.Ф. Оценка приспособленности автомобильных двигателей к режимам пуска и прогрева по параметрам смазочного процесса в подшипниках коленчатого вала / Н.Н. Якунин, Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко // Транспорт Урала. - 2008. - № 2. - С. 110 - 114.
6. Калимуллин, Р.Ф. Эффективность предпускового подогрева автомобильного двигателя / Р.Ф. Калимуллин // Вестник Сибирской автомобильно-дорожной академии. - 2015. - №1. - С. 11 - 17.
7. Калимуллин, Р.Ф. Методика оценки режимов работы автомобильного двигателя по критерию износостойкости подшипников коленчатого вала / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко, И.В. Тюняев, С.Б. Цибизов // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2013. - № 1(69). - C. 216 - 222.
8. Калимуллин, Р.Ф. Метод малоизносной эксплуатации автомобильных двигателей / Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко // Вестник Южно-Уральского государственного технического университета. Серия «Машиностроение». - 2016. - Т. 16. - № 1. - С. 16-27.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания, его устройство и особенности работы, преимущества и недостатки. Рабочий процесс двигателя, способы воспламенения топлива. Поиск направлений совершенствования конструкции двигателя внутреннего сгорания.
реферат [2,8 M], добавлен 21.06.2012История развития турбокомпрессоров и постройка образцов двигателей внутреннего сгорания. Использование турбонаддува у дизельных двигателей тяжёлых грузовиков. Основная задача промежуточного охладителя. Система зажигания и электронного впрыска топлива.
контрольная работа [241,3 K], добавлен 15.02.2012Рассмотрение термодинамических циклов двигателей внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объёме и давлении. Тепловой расчет двигателя Д-240. Вычисление процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения. Эффективные показатели работы ДВС.
курсовая работа [161,6 K], добавлен 24.05.2012Основная роль теплообменных аппаратов при работе современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Классификация теплообменных аппаратов ДВС. Охладители воды и масла. Водо-водяные и воздухо-водяные охладители. Охладители наддувочного воздуха ДВС.
реферат [611,2 K], добавлен 20.12.2013Характеристика дизельного топлива двигателей внутреннего сгорания. Расчет стехиометрического количества воздуха на 1 кг топлива, объемных долей продуктов сгорания и параметров газообмена. Построение индикаторной диаграммы, политропы сжатия и расширения.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 15.04.2011Анализ методов выбора стали для упрочнения стаканов цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Характеристика стали и критерии выбора оптимальной стали в зависимости от типа цилиндра: химический состав и свойства, термообработка, нагрев и охлаждение.
курсовая работа [177,7 K], добавлен 26.12.2010Структурные схемы системы автоматического регулирования частоты (САРЧ) вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Конструктивная и функциональная схемы САРЧ ДВС. Принципы регулирования, уравнение переходного процесса двигателя.
контрольная работа [531,1 K], добавлен 07.01.2013Описание двигателя внутреннего сгорания как устройства, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. Сфера использования этого изобретения, история разработки и усовершенствования, его преимущества и недостатки.
презентация [220,9 K], добавлен 12.10.2011Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя внутреннего сгорания и действующих в нем усилий. Его устройство и схема равнодействующих моментов. Расчет сил инерции. Диаграмма износа шатунной шейки коленчатого вала. Способы уравновешивания его значений.
контрольная работа [108,6 K], добавлен 24.12.2013Изучение особенностей процесса наполнения, сжатия, сгорания и расширения, которые непосредственно влияют на рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания. Анализ индикаторных и эффективных показателей. Построение индикаторных диаграмм рабочего процесса.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 30.10.2013Общая характеристика судового дизельного двигателя внутреннего сгорания. Выбор главных двигателей и их основных параметров в зависимости от типа и водоизмещения судна. Алгоритм теплового и динамического расчета ДВС. Расчет прочности деталей двигателя.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.06.2014Определение напряженно-деформированного состояния цилиндрической двустенной оболочки камеры сгорания под действием внутреннего давления и нагрева. Расчет и определение несущей способности камеры сгорания ЖРД под действием нагрузок рабочего режима.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.10.2011Постановка задачи расчета вала. Определение силы реакций в подшипниках, эпюры на сжатых волокнах. Построение эпюры крутящих моментов. Определение суммарных реакций в подшипниках, их грузоподъемности по наиболее нагруженной опоре и его долговечности.
курсовая работа [111,3 K], добавлен 26.01.2010Преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания. Назначение, характеристика и элементы кривошипно-шатунного механизма; принцип осуществления рабочего процесса двигателя.
презентация [308,4 K], добавлен 07.12.2012Общее местоположение описываемого предприятия, его организационная структура. Поршень двигателя внутреннего сгорания: конструкция, материалы и принцип работы. Описание конструкции и служебное назначение детали. Выбор режущего и мерительного инструментов.
отчет по практике [3,3 M], добавлен 14.05.2012Характеристика дизельного двигателя, история развития и деятельности предприятия по производству двигателей внутреннего сгорания. Схема технологического процесса изготовления шкива. Устройство токарного станка, контрольный и мерительный инструменты.
отчет по практике [889,1 K], добавлен 28.11.2010Понятие автомобиля, его сущность и особенности внутреннего устройства. Классификация автомобильных двигателей, их виды и характеристика. Назначение, состав, устройство и условия работы кривошипно-шатунного механизма. Основные дефекты и их устранение.
курсовая работа [410,2 K], добавлен 02.04.2009Расчет основных параметров двигателя ЗИЛ-130. Детали, механизмы, модели основных систем двигателя. Количество воздуха, участвующего в сгорании 1 кг топлива. Расчет параметров процесса впуска, процесса сгорания. Внутренняя энергия продуктов сгорания.
контрольная работа [163,7 K], добавлен 10.03.2013Особенности процесса впуска действительного цикла. Влияние различных факторов на наполнение двигателей. Давление и температура в конце впуска. Коэффициент остаточных газов и факторы, определяющие его величину. Впуск при ускорении движения поршня.
лекция [82,3 K], добавлен 30.05.2014Коррозионно-механическое изнашивание цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания. Изнашивание рубашек валов и центробежных водяных насосов, деталей оборудования пищевой промышленности. Геометрия поверхности как функция процесса обработки.
реферат [1,7 M], добавлен 09.11.2009