Диагностирование технического состояния дизеля в эксплуатации на основе идентификации быстропротекающих рабочих процессов

• Автор: Коньков, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 414 с. : ил.

ОПЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЯ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИИ ЗА БЫСТРОПРОТЕКА-ЮЩИМИ РАБОЧИМИ ПРОЦЕССАМИ!

1.1 Получение диаграмм рабочих процессов в условиях эксплуатации

1.1.1. Индикаторная диаграмма внутрицилиндрового процесса

1.1.1.1. Получение индикаторнойщиаграммы с помощью,механических индикаторов

1.1.1.2. Получение индикаторной диаграммы с помощью электрических индикаторов

1.1.1.3. Косвенные методы получение'индикаторной диаграммы

1.1.2. Диаграмма рабочего процесса в линии высокого давления топлива

1.1.2.1. Измерение давления в ЛВД с установкой датчиков с собственной измерительной мембраной
1.1.2.2. Измерение деформации трубопровода
1.1.2.3. Косвенные методы измерения давления в ЛВД
1.1.3. Преобразователи давления
1.1.3.1. Пьезоэлектрический датчик давления
1.1.3.2. Схемотехника пьезоэлектрических преобразователей
1.1.3.3. Тензоэлектрический датчик давления
1.1.3.4. Схемотехника тензоэлектрических преобразователей
1.1.4. Отметчики угла поворота коленчатого вала
1.1.4.1. Магнитные датчики
1.1.4.2. Оптические датчики
1.1.4.3. Эксплуатационные характеристики датчиков
1.1.5. Искажения ИД, вносимые индикаторным каналом
1.2. Существующие подходы к диагностическому анализу диаграмм рабочих процессов
1.2.1 Диагностирование дизеля по параметрам рабочего процесса
1.2.2. Диагностирование топливной аппаратуры дизеля по параметрам процесса впрыскивания
1.3. Выводы по первой главе
1.4. Цель и задачи работы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДА КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДИЗЕЛЯ
2.1. Классификация задач идентификации
2.1.1. Формальная постановка задач идентификации
2.1.2. Задача непараметрической (структурной) идентификации
2.1.3. Задача параметрической идентификации

2.2. Классические методы непараметрической идентификации
2.3. Прямые методы параметрической идентификации
2.3.1. Прямая идентификация статического объекта с линейно входящими параметрами
2.3.2. Прямая идентификация статического объекта с применением методов статистической обработки
2.4. Беспоисковые алгоритмы идентификации с адаптивной моделью .
2.4.1. Общая структура алгоритма в пространствах сигналов
2.4.2. Общая структура алгоритма в пространствах состояний
2.4.3. БАИАМ эвристического происхождения с дискретным временем
2.4.4. БАИАМ с оптимальной настройкой модели
2.5. Поисковые цифровые алгоритмы идентификации с адаптивной моделью
2.5.1. Общая структура алгоритмов ПАИАМ
2.5.2. Определение градиента методом синхронного детектирования
в ПАИАМ
2.5.3. Структура непрерывного градиентного ПАИАМ с синхронным детектированием
2.5.4. Цифровые градиентные ПАИАМ с синхронным детектированием
2.5.5. Цифровые алгоритмы с глобальным и комбинированным поиском
2.6. Обоснование выбора стратегии и алгоритма разрабатываемого метода количественной оценки параметров технического состояния дизеля по результатам наблюдения за быстропротекающими рабочими процессами
2.6.1. Основные понятия объекта диагностирования в рамках задачи параметрической идентификации
2.6.2. О линейности объекта идентификации (диагностирования)
2.6.3. О режиме идентификации
2.6.4. Влияние оцениваемых параметров на выходной сигнал
2.6.5. Влияние оцениваемых параметров на целевую функцию
2.6.6. Выбор целевой функции
2.7. Обобщенная структурная схема метода количественного оценивания параметров технического состояния-дизеля
2.7.1. Структурная схема метода
2.7.2. Этапы практической реализации метода
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДИЗЕЛЯ
3.1. Математическая модель процессов в цилиндре двигателя
3.1.1. Состояние проблемы математического описания горения топлива в цилиндре дизеля

3.1.2. Модель тепловыделения Н.Ф. Разлейцева
3.1.3. Методика расчета индикаторной диаграммы на участке сжатия.
3.1.4. Методика расчета индикаторной диаграммы на участке горения
и расширения
3.2. Математическая модель процесса впрыскивания топлива дизельной* топливной аппаратурой разделенного типа
3.2.1. Состояние проблемы математического описания впрыскивания топлива дизельной топливной аппаратурой разделенного типа
3.2.1.1. Статический метод расчета
3.2.1.2. Метод гидродинамического подобия'
3.2.1.3. Динамический метод расчета
3.2.1.4. Уточнения описания граничных условий
3.2.2. Модель и методика исследования динамики подвижных элементов топливной аппаратуры на трехмерной модели течения топлива
3.2.2.1. Общие сведения о программе COSMOSFIoWorks и методе конечных объемов
3.2.2.2. Методика расчета характеристик проточной части топливного насоса высокого давления
3.2.2.3 Методика расчета характеристик проточной части форсунки
3.2.3. Коэффициенты, определяющие физические свойства топлива
3.2.3.1. Плотность
3.2.3.2. Вязкость
3.2.3.3. Сжимаемость
3.2.3.4. Теплоемкость
3.2.3.5. Теплопроводность
3.2.3.6. Скорость звука
3.2.4. Методика расчета процесса впрыскивания на опрессовочном стенде
4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРИ ДИАГНОСТИРОВАНИИ ЦПГ ДИЗЕЛЯ И ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ
4.1. Идентификация технического состояния ЦПГ дизеля
4.1.1. Аппаратурное оснащение экспериментов и объекты исследования
4.1.2. Вектор варьируемых параметров
4.1.3. Структурная схема, целевая функция и алгоритм идентификации
4.2. Идентификация технического состояния топливной аппаратуры при испытании на опрессовочном стенде
4.2.1. Обоснование выбора статической модели течения топлива в проточной части стенда
4.2.2. Объект исследований и экспериментальная установка

вода, частично компенсируется за счет диаметрального расположения обеих половин промежуточного элемента, если сигналы преобразователей включены аддитивно. Однако, такая компенсация, как отмечают и сами авторы, не может обеспечить достаточную точность измерений.
Пожалуй, наиболее удачным для условий эксплуатации вариантом съемного датчика деформации топливопровода является прибор (рис. 1.11), разработанный фирмой AVL (Австрия) - AVL Clamp-On Trandsduser (преобразователь на зажиме).
Чувствительным элементом датчика является пленка 3 обладающая пьезоэлектрическими свойствами. Такими свойствами обладают, например, фторсодержащие полимерные пленки [68, 144]. Обе поверхности пленки металлизируются для возможности съема разности потенциалов. В представленной конструкции датчика в качестве отрицательного электрода используется форсуночная трубка, связанная электрически с внутренней поверхностью пьезопленки через медную фольгу 4. Поэтому обязательным условием является зачистка поверхности трубки от окислов непосредственно перед измерением. Наружная (положи-
Рис.1.11. Датчик деформации трубопровода на основе пьезопленки: 1 - корпус; 2 - амортизатор; 3 - пьезопленка; 4 - внутренний электрод; 5 - наружный электрод