Визначення тиску в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння авто-мобіля шляхом установлення тензометричних датчиків
Анотація
Виконано аналіз відомих способів відображення та їх вартості, це дозволило зробити висновок, що методи прямого і непрямого відображення мають ряд серйозних недоліків. Запропоновано методику діагностування стану двигуна внутрішнього згоряння за значенням тиску газів у циліндрах двигуна. Визначено, що тиск газів у циліндрах двигуна є найбільш інформативним діагностичним параметром, що характеризує стан його поршневої частини. Обробка індикаторних діаграм дозволяє отримати відомості про якість робочих процесів досліджуваного двигуна, встановити значення його індикаторних показників, оцінити технічний стан двигуна внутрішнього згоряння, якість регулювання, економічність, шумові та вібраційні показники й екологічну чистоту. Зазначено, що реалізація методу непрямого відображення полягає в тому, що під гайку або болт кріплення головки блока циліндрів поміщають датчик тиску, який являє собою сталеву шайбу із закріпленими на ній тензорезисторами. Зусилля, що виникають від дії сил тиску газів у циліндрі двигуна, передаються через головку блока циліндрів шпилькам або болтам кріплення головки блока циліндрів до самого блока. При цьому датчик тиску сприймає ті ж самі зусилля, перетворюючи їх на електричний сигнал. Таке рішення істотно спрощує пристрій датчика і робить його конструкцію універсальною. Наведено описання принципу роботи пристрою та складових процесу вимірювання й обробки отриманих даних. Подано схему підключення та обґрунтовано працездатність запропонованого способу отримання інформації про внутрішньоциліндрові процеси на прикладі реальних вимірювань і обробки отриманих даних. З’ясовано, що результати виконаних розрахункових досліджень свідчать про придатність запропонованої методики розрахунку для моделювання внутрішньоциліндрових процесів двигунів внутрішнього згоряння, в тому числі й сучасних.
Посилання
[2]. Бабошин, А.А. & Малышев, В.С. (2009). Анализ ме-тодов измерения давления в цилиндрах ДВС и обосно-вание необходимости разработки методов косвенного индицирования. Автотранспортное предприятие, 9,
42-44.
[3]. Citron, S., O'Higgins, J., Chen, L. (1989). Cylinder by Cylinder Engine Pressure and Pressure Torque Waveform Determination Utilizing Speed Fluctuations. SAE Technical Paper, 890486. doi:10.4271/890486.
[4]. Lapuerta M., Armas, O. & Hernández, J.J. (1999). Di-agnosis of DI Diesel combustion from in-cylinder pressure signal by estimation of mean thermodynamic properties of the gas. Applied Thermal Engineering, 19(5), 513-529. doi:10.1016/S1359-4311(98)00075-1.
[5]. Brown, T.S. & Neill W.S. (1992). Determination of En-gine Cylinder Pressures from Crankshaft Speed Fluctuations. Journal of Engines, 101(3), 771-779. www.jstor.org/stable/44611250.
[6]. Payri, F., Olmeda, P., Guardiola, C. & Martín, J. (2011). Adaptive determination of cut-off frequencies for filtering the in-cylinder pressure in diesel engines combustion analysis. Applied Thermal Engineering, 31(14-15, 2869-2876. doi:10.1016/j.applthermaleng.2011.05.012.
[7]. Isaev, A. & Shchelkunov, A. (2008). Low frequency hydrophone calibration with using tensometric pressure sen-sor. The Journal of the Acoustical Society of America, 123(5), 1880-1882. doi:10.1121/1.2933907.
[8]. Бабошин, А.А. (2012). Результаты исследования ме-тода косвенного индицирования поршневых двигателей внутреннего сгорания. Автотранспортное предприятие, 8, 42-46.
[9]. Scafati, F.T., Lavorgna, M., Mancaruso, E. & Vaglie-co, B. (2018). Use of in-Cylinder Pressure and Learning Circuits for Engine Modeling and Control. Nonlinear Systems and Circuits in Internal Combustion Engines, 5,
55-71. doi:10.1007/978-3-319-67140-6_5.
[10]. Svete, A., Bajsić, I. & Kutin, J. (2018). Investigation of polytropic corrections for the piston-in-cylinder primary standard used in dynamic calibrations of pressure sensors. Sensors and Actuators A: Physical, 274, 262-271. doi:10.1016/j.sna.2018.03.019.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
