Poszukiwanie relacji dignostycznych pomiędzy uszkodzeniami wkanale spalin wylotowych silnika o ZS a szybkozmienną temperaturą spalin

• Autorzy: Puzdrowska Patrycja
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Temperatura spalin wylotowych tłokowego silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym, mierzona w charakterystycznych przekrojach kontrolnych jego układu cieplno-przepływowego, może stanowić cenne źródło informacji diagnostycznej o stanie technicznym elementów ograniczających wydzielone w ten sposób przestrzenie robocze, wraz z układem turbodoładowania, ale także jego układu zasilania paliwem i wymiany czynnika roboczego. W standardowych układach pomiarowych silników okrętowych wyposażonych w impulsowy układ turbodoładowania temperaturę spalin mierzy się na wylocie z poszczególnych cylindrów oraz przed i za turbiną turbosprężarki, stosując do tego celu tradycyjne termopary o znacznej inercyjności pomiarowej (stałe czasowe rzędu dziesiątych części sekundy i więcej). Oznacza to, że do dalszych analiz diagnostycznych przyjmuje się wartość uśrednioną okresowo zmiennego przebiegu temperatury strumienia spalin wylotowych opuszczających poszczególne cylindry silnika, strumienia spalin w kanale zbiorczym zasilającym turbinę i strumienia spalin w kanale wylotowym turbiny. W niniejszym artykule zaproponowano nowe podejście do zagadnienia informacyjności diagnostycznej temperatury spalin wylotowych silnika o ZS, rozszerzając jej obserwacje o dynamikę zmian w zakresie czasu trwania jednego cyklu roboczego. Celem badań realizowanych na stanowisku laboratoryjnym silnika Farymann Diesel typu D10 było określenie relacji diagnostycznych pomiędzy stanem drożności kanału spalin wylotowych i wytypowanymi wzorcami miar szybkozmiennego sygnału temperatury spalin wylotowych. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń wyznaczono następujące cechy dynamiczne zarejestrowanego sygnału: maksymalną amplitudę chwilowych wartości temperatury spalin wylotowych (wartość międzyszczytowa), szybkość jej wzrostu i spadku oraz jednostkową entalpię spalin wylotowych w obrębie jednego cyklu pracy silnika. Analiza porównawcza danych liczbowych charakteryzujących zarejestrowane szybkozmienne przebiegi temperatury spalin wylotowych jednoznacznie wskazuje oczekiwane konsekwencje termodynamiczne częściowej utraty drożności kanału wylotu spalin silnika badawczego. Przewiduje się dalsze rozwinięcie programu badań eksperymentalnych, w celu wyznaczenia macierzy diagnostycznej wspomagającej wnioskowanie diagnostyczne o stanie technicznym silnika o ZS, na podstawie pomiarów i analizy szybkozmiennej temperatury spalin wylotowych.

Słowa kluczowe

PL

silnik o ZS; temperatura spalin wylotowych; badania diagnostyczne

• Wydawca: Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Gdańsk University of Technology
• Czasopismo: Journal of Polish CIMEEAC
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 14, no 1
• Strony: 165--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Puzdrowska Patrycja

• Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa, Katedra Siłowni Morskich i Lądowych, 80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12, tel.: [phone]

Bibliografia

• [1] Brown, C., Kee, R.J., Irwin, G.W. et al. (2008) Identification applied to dual sensor transient temperature measurement. UKACC Int Control Conference. Manchester.
• [2] Jaremkiewicz, M. (2011) Odwrotne zagadnienia wymiany ciepła, występujące w pomiarach nieustalonej temperatury płynów. Rozprawa doktorska. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków.
• [3] Jaremkiewicz, M., Taler, J., (2016) Inverse determination of transient fluid temperature in pipelines. Journal of Power Technologies, 96(6), p. 385-389.
• [4] Korczewski, Z., (2018) Badania efektywności energetycznej nowo produkowanych paliw żeglugowych z zastosowaniem silnika diesla. Journal of Polish CIMEEAC Vol.13,1/5, s.53-64.
• [5] Korczewski, Z. (2015) Exhaust gas temperature measurements in diagnostics of turbocharged marine internal combustion engines. Part I. Standard Measurements. Polish Maritime Research, 22/1(85), p. 47-54.
• [6] Korczewski, Z. (2016) Exhaust gas temperature measurements in diagnostics of turbocharged marine internal combustion engines. Part II. Dynamic Measurements. Polish Maritime Research. 23/1(89), 68-76.
• [7] Korczewski, Z., (2017) Diagnostyka eksploatacyjna okrętowych silników spalinowych –tłokowych i turbinowych. Wybrane zagadnienia. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej. Gdańsk.
• [8] Korczewski, Z. (2018) The method of energy-efficiency investigations of the newly produced marine fuels through the application of a diesel engine. Materiały Konferencji MAPE, Explo-Ship 2018. Zawiercie.
• [9] Korczewski, Z., Puzdrowska, P. (2015) Analytical method of determining dynamic properties of thermocouples used in measurements of quick – changing temperatures of exhaust gases in marine diesel engines. Combustion Engines, 162(3), p. 300-306.
• [10] Korczewski, Z., Zacharewicz, M. (2012) Alternative diagnostic method applied on marine diesel engines having limited monitoring susceptibility. Transactions of the Institute of Measurement and Control, 34(8), p. 937-946.
• [11] Korczewski, Z., Zacharewicz, M. (2007) Diagnostyka symulacyjna układu turbodoładowania okrętowego tłokowego silnika spalinowego. Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, 2(169).
• [12] Marszałkowski, K., Puzdrowska, P. (2015) A laboratory stand for the analysis of dynamic properties of thermocouples. Journal of Polish CIMEEAC, 10(1), p. 111-120.
• [13] Olczyk, A.(2007) Koncepcja pomiaru szybkozmiennej temperatury gazu z uwzględnieniem dynamicznej składowej temperatury. Pomiary Automatyka Kontrola, 53 Bis/9, 576-579.
• [14] Puzdrowska, P. (2016) Determining the time constant using two methods and defining the thermocouple response to sine excitation of gas temperature. Journal of Polish CIMEEAC, 11(1), p. 157-167.
• [15] Puzdrowska P. (2018) Metoda wyznaczania stałej czasowej termopary na podstawie pomiaru szybkozmiennej temperatury spalin wylotowych silnika o ZS. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Vol. 108, s. 115-133
• [16] Puzdrowska, P. (2018) Signal filtering method of the fast-varying diesel exhaust gas temperature, Combustion Engines, nr. 175(4), s.48-52.
• [17] Rudnicki J., Puzdrowska P., Marszałkowski K. (2017) Osłona termopary chłodzona wodą jako narzędzie zapobiegające zakłóceniom zewnętrznym podczas pomiarów temperatur szybkozmiennych spalin w kanale wylotowym silnika okrętowego, Journal of Polish CIMAC. -Vol. 12., nr. 1, p. 97-104.
• [18] Zacharewicz, M. (2009) Metoda diagnozowania przestrzeni roboczych silnika okrętowego na podstawie parametrów procesów gazodynamicznych w kanale zasilającym turbosprężarkę. Rozprawa doktorska. AMW, Gdynia.