Abstrakt

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.

Autor (1)