Методы построения алгоритмов диагностирования элементов судовых дизелей на основе системного подхода

• Автор: Викулов, Станислав Викторович
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 312 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ: СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Значение, роль и место технической диагностики основных элементов судовых дизелей в системе технической эксплуатации

флота речного пароходства

1.2 Обзор и анализ работ по техническому диагностированию среднеоборотных и высокооборотных двигателей внутреннего
сгорания
1.3 Обзор и анализ методов и средств диагностирования двигателей внутреннего сгорания по параметрам работающего моторного масла

1.4 Обзор и анализ работ по методам оценки состояния элементов

линии коленчатого вала судовых дизелей

1.5 Обзор и анализ методов и средств диагностирования судовых

дизелей по крутильным колебаниям
1.6 Выводы по обзору. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
2.1 Системный анализ комплекса «судовой дизель - работающее моторное масло - валопровод судовой энергетической установки -система технической эксплуатации флота речного пароходства»
2.2 Теоретическое обоснование выбора комплекса диагностических параметров состояния трущихся деталей, работающего моторного
масла и систем дизеля
2.3 Математическое моделирование алгоритмов диагностирования
по параметрам работающего моторного масла и их функционирование в системе технической эксплуатации флота пароходства

2.4 Теоретические основы исследования информативности диагностических параметров
2.5 Теоретический анализ параметров крутильных колебаний
для диагностирования элементов валовой линии судового дизеля
2.5.1 Математическое моделирование расчёта собственных частот и форм крутильных колебаний валовой линии дизельной судовой энергетической установки
2.5.2 Теоретический анализ работы возмущающих моментов валовой линии дизельной судовой энергетической установки
2.5.3 Математическое моделирование вынужденных колебаний
валовой линии дизельной судовой энергетической установки
2.6 Общие закономерности построения математических моделей прогнозирования состояния основных элементов судовых дизелей
2.7 Основные результаты исследования. Выводы
ГЛАВА 3 МЕТОДОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИН ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ. ВЫБОР ЧИСЛА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Организация проведения опытных исследований
3.2 Методика проведения экспрессного спектрального анализа работающего моторного масла
3.3 Методики проведения физико-химических анализов работающего моторного масла
3.3.1 Определение содержания механических примесей работающего моторного масла
3.3.2 Определение водородного показателя, щелочного и кислотного чисел работающего моторного масла
3.3.3 Определение температуры вспышки работающего моторного
масла
3.3.4 Определение содержания воды в работающем моторном масле
3.3.5 Определение вязкости работающего моторного масла

3.4 Выбор числа объектов исследования для оценки их технического состояния по параметрам работающего моторного масла
3.5 Методика проведения измерений параметров крутильных
колебаний валовой линии при помощи комплекса БАГС-
3.5.1 Автоматизированный измерительно-вычислительный
комплекс БАГС-
3.5.2 Стендовая экспериментальная установка
3.5.3 Результаты стендовых измерений крутильных колебаний
валовой линии
3.5.4 Анализ амплитудно-частотной характеристики крутильных колебаний валовой линии судовой энергетической установки
3.6 Основные результаты исследования. Выводы
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
ПО ПАРАМЕТРАМ РАБОТАЮЩЕГО МОТОРНОГО МАСЛА
4.1 Математическое моделирование и результаты расчёта корректируемых диагностических нормативов дизелей Г
4.2 Математическое моделирование и оптимизация обучающегося алгоритма диагностирования состояния основных элементов
дизелей Г
4.3 Разработка методики прогнозирования остаточного ресурса цилиндровых втулок дизелей Г70-5 по средней концентрации
железа в работающем моторном масле
4.4 Разработка методики диагностирования состояния цилиндровых втулок дизелей Г70-5 по общей загрязнённости работающего
моторного масла
4.5 Основные результаты исследования. Выводы
ГЛАВА 5 РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫСОКООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
ПО ПАРАМЕТРАМ РАБОТАЮЩЕГО МОТОРНОГО МАСЛА

комплекс этих диагностических мероприятий? При этом, безусловно, нельзя опускать из виду, обсуждавшие выше финансовые проблемы.
Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время проблема разработки методов и средств безразборной оценки состояния судовых дизелей (мониторинга) с целью обеспечения их надёжности и ресурсосберегающей эксплуатации является весьма актуальной. Конечно, при этом не следует преувеличивать влияние диагностирования на существующие системы технического обслуживания и ремонта флота. Это, по мнению авторов работы [32], может привести к недооценке важности и перспективности регламентных обслуживаний и ремонтов многих механизмов, устройств и систем, обеспечивающих безопасность плавания судна.
Причины и характер отказов и неисправностей, лимитирующих надёжность и долговечность судовых дизелей речного и морского флота, достаточно подробно проанализированы и описаны в работах [33, 94, 110, 161, 167, 171]. Общепризнано, что ЦПГ является основным (критериальным) узлом, определяющим межремонтный период большинства ДВС (в том числе судовых дизелей), а коленчатый вал лимитирует ресурс двигателя в целом [17, 33, 59, 69, 74, 76, 80, 85, 94, 117, 126, 167, 171].
Наиболее полная, на наш взгляд, классификация методов диагностики состояния деталей ЦПГ судового дизеля приведена в работах [32, 94, 98]. Износ деталей этой группы приводит к повышению расходов топлива и смазки, снижению мощности, ухудшению пусковых характеристик двигателя и повышению температуры отходящих газов, что в конечном результате, значительно повышает эксплуатационные расходы.
С учётом широкого диапазона типов главных дизелей, эксплуатируемых на судах речного флота, в качестве объектов исследования нами рассматривались среднеоборотные (6ЧРН 36/45), повышенной оборотности (6NVD 26-АЗ) и высокооборотные (12ЧСН 18/20) дизели. Для обоснования выбора эффективных методов оценки технического состояния судовых дизелей в эксплуатации, создания на их основе моделей и алгоритмов диагности-