[go: up one dir, main page]

RU2447416C1 - Method of defining ice pressure at compression stroke end - Google Patents

Method of defining ice pressure at compression stroke end Download PDF

Info

Publication number
RU2447416C1
RU2447416C1 RU2010145419/28A RU2010145419A RU2447416C1 RU 2447416 C1 RU2447416 C1 RU 2447416C1 RU 2010145419/28 A RU2010145419/28 A RU 2010145419/28A RU 2010145419 A RU2010145419 A RU 2010145419A RU 2447416 C1 RU2447416 C1 RU 2447416C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
internal combustion
combustion engine
temperature
compression stroke
Prior art date
Application number
RU2010145419/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Цветков (RU)
Юрий Николаевич Цветков
Дмитрий Андреевич Крылов (RU)
Дмитрий Андреевич Крылов
Original Assignee
Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Санкт-Петербургский Государственный Университет Водных Коммуникаций"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Санкт-Петербургский Государственный Университет Водных Коммуникаций" filed Critical Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Санкт-Петербургский Государственный Университет Водных Коммуникаций"
Priority to RU2010145419/28A priority Critical patent/RU2447416C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2447416C1 publication Critical patent/RU2447416C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed method consists in that ICE is accelerated to normal opening rpm by means of additional power source. Said additional power source is disconnected, fuel feed to ICE is shut off and said additional sourced is connected again thereto. ICE cylinder pressure is measured simultaneously with cylinder surface temperature measurement. Measurements are made at two points. Taken-off values are used to plot pressure-to-temperature graph. Note here that compression pressure magnitude represents pressure on horizontal section of said graph.
EFFECT: higher accuracy.
2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению технического состояния двигателей внутреннего сгорания по давлению в цилиндрах в конце такта сжатия, и может быть использовано для диагностирования состояния поршневых машин косвенным путем.The invention relates to measuring technique, namely to determining the technical condition of internal combustion engines by pressure in the cylinders at the end of the compression stroke, and can be used to diagnose the condition of piston machines indirectly.

Измерение давления в конце такта сжатия проводят для оценки качества уплотнения цилиндро-поршневой группы ДВС, от которого зависит утечка газа из рабочего пространства и, как следствие, мощность двигателя и расход топлива и масла.The pressure measurement at the end of the compression stroke is carried out to assess the quality of the seal of the cylinder-piston group of the internal combustion engine, on which the gas leak from the working space and, as a consequence, the engine power and fuel and oil consumption depend.

Известен способ определения давления в конце такта сжатия (см. а.с. СССР №1059459, от 25.02.82, G0L 23/00), основанный на подаче под давлением в цилиндр обследуемого ДВС газа, предотвращающего воспламенение топлива, что позволяет с помощью датчика давления регистрировать давление в цилиндре на работающем двигателе.A known method for determining the pressure at the end of the compression stroke (see AS USSR No. 1059459, 02.25.82, G0L 23/00), based on the supply of gas under pressure in the cylinder of the internal combustion engine to prevent ignition of the fuel, which allows using the sensor pressure register the pressure in the cylinder while the engine is running.

Недостатком указанного способа является недостаточная точность определения давления сжатия, связанная с погрешностью из-за существенного влияния температуры стенок цилиндра на величину измеряемого параметра. Таким образом, для более точного измерения давления необходимо учитывать, при какой температуре производились измерения и температура какой точки цилиндра принималась за контрольное значение, что соответственно усложняет процесс измерения.The disadvantage of this method is the lack of accuracy in determining the compression pressure associated with the error due to the significant influence of the temperature of the cylinder walls on the value of the measured parameter. Thus, for a more accurate pressure measurement, it is necessary to take into account at what temperature the measurements were made and the temperature of which point of the cylinder was taken as the control value, which accordingly complicates the measurement process.

Наиболее близким аналогом предлагаемого решения является способ, распространенный в практике диагностирования ДВС, (см. учебник для ВУЗов авт. Луканина В.Н., Морозова К.А. и др., т.1 «Теория рабочих процессов». - М.: Высшая школа, 2007. - С.466-467). Известный способ основан на определении давления в конце такта сжатия путем одновременного измерения давления и температуры двигателя при проворачивании с помощью постороннего источника энергии коленчатого вала ДВС без подачи в последний топлива.The closest analogue of the proposed solution is the method common in the practice of diagnosing ICE (see textbook for universities Authors Lukanina V.N., Morozova K.A. et al., Vol. 1 "Theory of work processes." - M .: Higher School, 2007 .-- S.466-467). The known method is based on determining the pressure at the end of the compression stroke by simultaneously measuring the pressure and temperature of the engine while cranking the internal combustion engine crankshaft with an external source of energy without supplying fuel to the latter.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При помощи постороннего источника энергии двигатель внутреннего сгорания выводят на рабочий режим, затем перекрывают подачу топлива и с помощью того же источника поворачивают коленчатый вал прогретого двигателя. Посторонним источником энергии может служить электродвигатель, если диагностирование производят на стенде, описанном, например, в учебном пособии авт. Стефановского Б.С., Скобцева Е.А. и др. «Испытания двигателей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1972. - С.62-64, или стартер, если диагностируется двигатель автомобиля. По мере остывания ДВС компрессометром или датчиком давления измеряют давление и одновременно с ним температуру в конце такта сжатия. Известно, что при уменьшении температуры увеличивается вязкость смазочных материалов, что соответственно отражается на показаниях прибора, поэтому для получения неискаженных параметров необходимо поддерживать температурный режим стенок цилиндров постоянным. Однако в известном способе это условие не выполняется, а факт изменения свойств смазочных материалов при определении давления не учитывается.Using an external source of energy, the internal combustion engine is brought to the operating mode, then the fuel supply is shut off and the crankshaft of the heated engine is turned using the same source. An electric motor can serve as an extraneous source of energy, if the diagnosis is carried out on a stand described, for example, in the manual of author. Stefanovsky B.S., Skobtseva E.A. and others. "Tests of internal combustion engines. - M .: Mechanical Engineering, 1972. - S.62-64, or starter, if diagnosed with a car engine. As the ICE cools down, a pressure gauge or pressure sensor measures the pressure and at the same time the temperature at the end of the compression stroke. It is known that when the temperature decreases, the viscosity of the lubricants increases, which accordingly affects the readings of the device, therefore, in order to obtain undistorted parameters, it is necessary to maintain the temperature regime of the cylinder walls constant. However, in the known method, this condition is not satisfied, and the fact of changing the properties of lubricants in the determination of pressure is not taken into account.

Недостатком вышеописанного способа является недостаточная точность определения давления в конце такта сжатия из-за неучитываемого влияния на снимаемые параметры свойств смазочных материалов, изменяющихся при изменении температуры.The disadvantage of the above method is the lack of accuracy in determining the pressure at the end of the compression stroke due to the unaccounted for influence on the removed parameters of the properties of lubricants that change with temperature.

Заявляемый способ позволяет получить новый по сравнению с прототипом технический результат, заключающийся в повышении точности определения давления в конце такта сжатия с учетом влияния свойств смазочных материалов на величину снимаемых показаний.The inventive method allows to obtain a new technical result compared to the prototype, which consists in increasing the accuracy of determining the pressure at the end of the compression stroke, taking into account the influence of the properties of lubricants on the value of the readings.

Для достижения указанного технического результата используется следующая совокупность существенных признаков: в способе определения давления ДВС в конце такта сжатия, так же, как и в прототипе, двигатель внутреннего сгорания с помощью дополнительного источника энергии выводят на рабочий режим, затем отключают дополнительный источник, перекрывают подачу топлива в ДВС и вновь подключают к нему дополнительный источник энергии, после чего измеряют давление в цилиндре ДВС и одновременно с ним температуру на его поверхности, в отличие от прототипа замеры ведут в нескольких точках, по снятым значениям строят зависимость давления от температуры и за величину давления сжатия принимают давление на горизонтальном участке построенной зависимости.To achieve the specified technical result, the following set of essential features is used: in the method for determining the pressure of the internal combustion engine at the end of the compression stroke, as well as in the prototype, the internal combustion engine is put into operation using an additional energy source, then the additional source is turned off, the fuel supply is shut off in the internal combustion engine and again connect an additional energy source to it, after which the pressure in the internal combustion engine cylinder is measured and at the same time the temperature on its surface, unlike According to the measured values, the pressure is plotted against the temperature and the pressure on the horizontal section of the constructed dependence is taken as the pressure value.

Сущность способа заключается в том, что в отличие от прототипа, где давление сжатия определяют по показаниям, снятым в любой произвольной точке периода остывания двигателя, в предлагаемом способе для получения достоверных данных об указанном параметре берутся показания только на определенном участке. Так как давление сжатия, как указывалось выше, из-за влияния вязкости смазочных материалов, растет по мере уменьшения температуры ДВС, то полученные в известном аналоге параметры могут не соответствовать реальной характеристике технического состояния цилиндро-поршневой группы. В отличие от него в предлагаемом способе учитываются только те показания, которые не изменяются с изменением температуры, т.е. располагаются на горизонтальном участке зависимости давления от температуры.The essence of the method lies in the fact that, in contrast to the prototype, where the compression pressure is determined by the readings taken at any arbitrary point in the cooling period of the engine, in the proposed method, to obtain reliable data on the specified parameter, readings are taken only at a certain section. Since the compression pressure, as mentioned above, due to the influence of the viscosity of lubricants increases with decreasing temperature of the internal combustion engine, the parameters obtained in the well-known analogue may not correspond to the actual characteristic of the technical condition of the cylinder-piston group. In contrast, in the proposed method, only those readings are taken into account that do not change with temperature, i.e. are located on a horizontal plot of pressure versus temperature.

Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - повышение точности определения давления в конце такта сжатия - решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed method and the prototype showed that the task - improving the accuracy of determining the pressure at the end of the compression stroke - is solved as a result of a new set of features, which proves the conformity of the proposed invention with the patentability criterion of "novelty".

В свою очередь проведенный информационный поиск в области измерительной техники не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию «изобретательский уровень».In turn, the information search in the field of measuring technology did not reveal solutions containing individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that the proposed method meets the criterion of "inventive step".

Сущность указанного способа поясняется чертежом, гдеThe essence of this method is illustrated in the drawing, where

на фиг.1 представлена схема устройства, реализующего указанный способ;figure 1 presents a diagram of a device that implements the specified method;

на фиг.2 - график зависимости давления в конце такта сжатия от температуры стенок цилиндра.figure 2 is a graph of pressure at the end of the compression stroke on the temperature of the cylinder walls.

Для реализации способа используется устройство (фиг.1), состоящее из двигателя внутреннего сгорания 1, спаренного и приводимого в действие электродвигателем 2, датчиков давления 3, установленных в цилиндрах 4 ДВС 1 и выводящих значения давления от угла поворота коленчатого вала 5 на ПЭВМ 6, хромель-копелевых термопар 7, отображающих значения температур на измерителе температур 8 в районе верхней мертвой точки 9, клапана 10, установленного в топливопроводе 11, соединяющем ДВС 1 с топливным баком 12 и используемым для перекрытия подачи топлива в ДВС 1 при прокручивании двигателя от электродвигателя 2.To implement the method, a device is used (Fig. 1), consisting of an internal combustion engine 1, paired and driven by an electric motor 2, pressure sensors 3 installed in the cylinders 4 of the internal combustion engine 1 and outputting pressure values from the angle of rotation of the crankshaft 5 on the PC 6, chromel-kopel thermocouples 7, displaying the temperature values on the temperature meter 8 in the region of top dead center 9, the valve 10 installed in the fuel line 11 connecting the internal combustion engine 1 to the fuel tank 12 and used to shut off the fuel supply to the internal combustion engine 1 when scrolling the engine from the electric motor 2.

На фиг.2 изображена зависимость давления сжатия от температуры стенки цилиндра, которую можно представить в следующем виде:Figure 2 shows the dependence of the compression pressure on the temperature of the cylinder wall, which can be represented as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

где рс - давление в конце такта сжатия; pжд - жидкостная составляющая давления в конце такта сжатия; Т - температура, ргр - граничная составляющая давления. Составляющая ржд - это доля давления рс, обеспечиваемая уплотняющим действиям слоя смазочной жидкости (масла) между поверхностью втулки цилиндра и поршневыми кольцами; величина ржд определяется вязкостными свойствами моторного масла, т.е. является функцией температуры. Составляющая ргр - это та доля давления рс, которая обеспечивается зазорами между кольцами и стенкой цилиндра, а поэтому определяется состоянием трущихся поверхностей и толщиной адсорбированного слоя масла - граничной пленки - на поверхностях трения втулки цилиндра и колец; давление ргр от температуры не зависит. В качестве значения, характеризующего давление в конце сжатия, принимается значение ргр, соответствующее горизонтальному участку зависимости рс(Т), т.е. параллельному оси абсцисс.where p c is the pressure at the end of the compression stroke; p railway - the liquid component of the pressure at the end of the compression stroke; T is the temperature, p gr is the boundary component of pressure. P train component - is the proportion of the pressure p s, the sealing effect provided by the lubricating fluid layer (oil) between the cylinder sleeve surface and the piston rings; the value of p is determined railway viscosity properties of engine oil, i.e. is a function of temperature. The constituent p gr is the fraction of pressure p c provided by the gaps between the rings and the cylinder wall, and therefore is determined by the condition of the rubbing surfaces and the thickness of the adsorbed oil layer — the boundary film — on the friction surfaces of the cylinder bushing and rings; pressure p gr does not depend on temperature. As a value characterizing the pressure at the end of compression, the value of p gr corresponding to the horizontal section of the dependence p c (T) is taken, i.e. parallel to the abscissa axis.

Пример реализации способаAn example implementation of the method

Определение давления в конце такта сжатия в цилиндрах дизеля марки Д120 проводилось специалистами Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций в лабораторных условиях. Испытания проводились на дизельном стенде, оснащенном трехфазным асинхронным электродвигателем 2, вал которого спарен с коленчатым валом 5 дизеля 1. Давление газов в цилиндрах измеряли с помощью датчиков давления 3, а температуру стенок цилиндров с помощью хромель-копелевых термопар 7. Дизель 1 был выведен на заданный режим, затем остановлен, при этом была перекрыта подача топлива из топливного бака 12 клапаном 10, после чего включен электродвигатель 2 на проворачивание коленчатого вала 5 дизеля 1. При проворачивании по мере остывания дизеля периодически регистрировали давление рс через ПЭВМ 6 и соответствующую температуру Тцил стенок цилиндров в районе верхней мертвой точки 9. По снятым показаниям была построена зависимость рсцил) (фиг.2). Как видно из графика, давление сжатия имеет постоянную величину на участке от 120° до 95°. Далее по мере остывания оно начинает возрастать в силу влияния на него вязкости масла. Таким образом, для данного примера величина 4,60 МПа соответствует точному значению давления сжатия, по которому с большей объективностью можно судить о техническом состоянии цилиндро-поршневой пары ДВС.The pressure at the end of the compression stroke in the cylinders of the D120 diesel engine was determined by specialists of the St. Petersburg State University of Water Communications in laboratory conditions. The tests were carried out on a diesel bench equipped with a three-phase induction motor 2, the shaft of which is paired with the crankshaft 5 of diesel 1. The gas pressure in the cylinders was measured using pressure sensors 3, and the temperature of the cylinder walls using chromel-kopel thermocouples 7. Diesel 1 was brought to predetermined mode, then stopped, while the fuel supply from the fuel tank 12 was shut off by the valve 10, after which the electric motor 2 was turned on to crank the crankshaft 5 of diesel 1. When cranking as the diesel cools down, the pressure p c was periodically recorded through a PC 6 and the corresponding temperature T cyl of the cylinder walls in the region of the top dead center 9. According to the readings, the dependence p c (T cyl ) was constructed (Fig. 2). As can be seen from the graph, the compression pressure has a constant value in the area from 120 ° to 95 °. Further, as it cools, it begins to increase due to the influence of oil viscosity on it. Thus, for this example, 4.60 MPa corresponds to the exact value of the compression pressure, which can be used to judge the technical condition of the cylinder-piston ICE pair with greater objectivity.

Изложенное выше позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The above allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims (1)

Способ определения давления двигателя внутреннего сгорания в конце такта сжатия, заключающийся в том, что ДВС (двигатель внутреннего сгорания) с помощью дополнительного источника энергии выводят на рабочий режим, затем отключают дополнительный источник, перекрывают подачу топлива в ДВС и вновь подключают к нему дополнительный источник энергии, после чего измеряют давление в цилиндре ДВС и одновременно с ним температуру на его поверхности, отличающийся тем, что замеры ведут в нескольких точках, по снятым значениям строят зависимость давления от температуры и за величину давления сжатия принимают давление на горизонтальном участке построенной зависимости. The method of determining the pressure of the internal combustion engine at the end of the compression stroke, which consists in the fact that the internal combustion engine (internal combustion engine) with the help of an additional energy source is put into operation, then the auxiliary source is turned off, the fuel supply to the internal combustion engine is shut off and the additional energy source is reconnected to it and then measure the pressure in the cylinder of the internal combustion engine and at the same time the temperature on its surface, characterized in that the measurements are taken at several points, according to the values taken, the dependence of pressure and temperature are taken as the pressure on the horizontal section of the constructed dependence.
RU2010145419/28A 2010-11-08 2010-11-08 Method of defining ice pressure at compression stroke end RU2447416C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145419/28A RU2447416C1 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Method of defining ice pressure at compression stroke end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145419/28A RU2447416C1 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Method of defining ice pressure at compression stroke end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2447416C1 true RU2447416C1 (en) 2012-04-10

Family

ID=46031770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010145419/28A RU2447416C1 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Method of defining ice pressure at compression stroke end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2447416C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU297886A1 (en) * Б. А. Улитовский METHOD FOR PREDICTING THE TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
SU1059459A1 (en) * 1982-02-25 1983-12-07 Karminskij Valerij D Method and device for measuring pressure in internal combustion engine indication
US5712424A (en) * 1996-03-25 1998-01-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for measuring diesel engine cylinder pressure
US5786531A (en) * 1997-02-27 1998-07-28 General Motors Corporation Compression ratio measurement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU297886A1 (en) * Б. А. Улитовский METHOD FOR PREDICTING THE TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
SU1059459A1 (en) * 1982-02-25 1983-12-07 Karminskij Valerij D Method and device for measuring pressure in internal combustion engine indication
US5712424A (en) * 1996-03-25 1998-01-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for measuring diesel engine cylinder pressure
US5786531A (en) * 1997-02-27 1998-07-28 General Motors Corporation Compression ratio measurement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.Н.Луканина, К.А.Морозов, А.С.Хачиян и др. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов. - М.: Высшая школа, 2007, с.462-467. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gritsenko et al. Theoretical underpinning of diagnosing the cylinder group during motoring
Shen et al. Tribological and sealing performance of laser pocketed piston rings in a diesel engine
Zavos et al. Tribology of new thin compression ring of fired engine under controlled conditions-a combined experimental and numerical study
Mohamed Performance analysis and condition monitoring of ICE piston-ring based on combustion and thermal characteristics
Goryacheva et al. Development of method for calculating and experimentally evaluating tribological parameters of piston-cylinder tribosystem of diesel engine
Caruana et al. Further experimental investigation of motored engine friction using shunt pipe method
CN209460080U (en) A multifunctional reciprocating material friction and wear and piston ring sealing test machine
RU2447416C1 (en) Method of defining ice pressure at compression stroke end
Gore et al. Measurement of in-cylinder friction using the floating liner principle
Söchting et al. The effect of load and viscosity on the minimum operating oil film thickness of piston-rings in internal combustion engines
CN205300933U (en) Internal -combustion engine piston surface oil film testing platform
GB2497344A (en) Device and method to determine engine friction losses
Caruana et al. Further experiments on the effect of bulk in-cylinder temperature in the pressurized motoring setup using Argon mixtures
Mistry et al. Study of tribological parameters on SI Engine-A case study
JP2013032726A (en) Abnormality diagnostic device for internal combustion engine
CN104769274A (en) A liquid detection system of an internal combustion engine
RU2690998C1 (en) Method for evaluation of technical condition of cylinder-and-piston group of internal combustion engine
Rohr Experimental and theoretical investigations of lube oil performance and engine friction
RU2460984C2 (en) Method of estimating thermal engine health
Law et al. A new floating-liner test rig design to investigate factors influencing piston-liner friction
Mufti et al. Technique of simultaneous synchronized evaluation of the tribological components of an engine under realistic conditions
Paltrinieri et al. Testing the performance of an innovative high speed external gear pump as a reliable hydraulic power unit for automotive robotized transmissions
RU2534640C2 (en) Evaluation of ice cylinder-piston assembly operating conditions
RU146519U1 (en) TRIBOMETER FOR CYLINDER PISTON GROUP
CN107923817B (en) Operate the method for piston-mode motor and the structure of detection cylinder cover gasket failure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181109