Позвоните нам

+7 (921) 323-22-57

E-mail

info@tehtrans-d.ru

График работы

пн-пт: 08.00 - 18.00, сб-вс: вых.
16. 02. 2021   ·   Комментарии: 0   ·

Диагностика неисправностей рабочего процесса и регулировка работы силовых цилиндров газомотокомпрессоров 10 ГКНАМ и 10ГКМА.

Контроль рабочего процесса в силовых цилиндрах газомотокомпрессоров 10 ГКНАМ              и 10 ГКМА ведется по двум параметрам: температурам газа на выходе из цилиндров и максимальным давлениям сгорания газа в цилиндрах.

Температура газа на выходе из цилиндра непрерывно контролируется штатными термопарами, установленными на двигателе.

Максимальное давление сгорания газа в цилиндрах контролируется периодически, по мере необходимости. Для измерения давления обычно используются механические индикаторы типа «Майгак» или максиметры, последовательно устанавливаемые на индикаторные краны каждого цилиндра. Измерение давлений на 10-цилиндровом двигателе занимает до 20 минут.

Значения максимальных давлений и температур позволяют диагностировать некоторые неисправности и отклонения рабочего процесса, например, неработающая свеча зажигания, уменьшенная или увеличенная подача газа в силовой цилиндр. Для регулировки нового, или заведомо исправного газомотокомпрессора, этих данных достаточно.

Для выявления неисправностей рабочего процесса, регулировки или принятия решения о текущем ремонте, на газомотокомпрессорах, которые имеют большую наработку, больший эффект дает проведение индицирования цилиндров. Индикаторная диаграмма отражает изменения текущего давления   рабочего цикла и позволяет сравнивать процессы сжатия, воспламенения, горения, продувки в разных цилиндрах. Для  индицирования применяют специальные приборы с высокотемпературными электронными датчиками давления.

На газомотокомпрессорах  10 ГКНАМ  и 10 ГКМА  индицирование проводилось переносным комплексом «Магистраль» для диагностики рабочего процесса и регулировки цилиндровой мощности дизеля и газомотокомпрессора, который применяется также для индицирования тепловозных дизелей. Основную информацию комплекс получает от высокотемпературных датчиков давления газа, устанавливаемых на индикаторные краны силовых цилиндров газомотокомпрессора (Рис.1).

Рис.1 Высокотемпературные датчики давления газа в цилиндре, установленные на индикаторные краны газомотокомпрессора.

В районе маховика, рядом со штатными датчиками, на временном кронштейне устанавливается датчик угла поворота коленчатого вала (Рис.2).

Рис.2  Датчик угла поворота коленчатого вала.

Информация от датчиков, установленных на двигателе, передается в блок преобразования сигналов и далее в переносной компьютер, входящий в состав комплекса. Комплекс переноситься в двух кейсах. Время установки комплекса – 30 минут. Комплекс, подготовленный для работы изображен на рис.3.

Рис.3 Комплекс, подготовленный для работы.

Комплекс отображает на экране монитора:

– развернутую индикаторную диаграмму, усредненную по 14 рабочим циклам  (рис.4);-                 индикаторные диаграммы 14 последовательных рабочих циклов выбранного цилиндра;

-одновременно до 10 выбранных индикаторных диаграмм для сравнения в любой точке с помощью графического цифрового сканера (рис.5);

– сохраненные в архиве  данные по всем измерениям в соответствии с датой, временем, типом двигателя и порядковым номером измерения;

Рис.4 Индикаторная диаграмма, отображаемая на экране комплекса

В результате обработки индикаторной диаграммы определяются и отображаются на экране монитора:

– максимальное давление сгорания – Pz (МПа);

– индикаторное давление – Pi (МПа);

– индикаторная мощность – Ni (кВт);

– частота вращения коленчатого вала – n (об/мин ).

 

Рис.5 Одновременно несколько (до 10) развернутых индикаторных  диаграмм   для сравнения в любой точке с помощью  графического цифрового сканера.

  

        Характерные неисправности и отклонения параметров рабочего процесса, определяемые комплексом.

 

Неисправность свечи зажигания или отсутствие подачи газа в цилиндр.

 Рис.6

На рис.6 показан вид индикаторной диаграммы при неработающей свече зажигания или отсутствие подачи газа в цилиндр. Вспышка газа отсутствует, воздух в цилиндре сжимается и расширяется.

Разная цикловая подача газа.

  Рис.7

На рис.7 показан вид индикаторных диаграмм с разным количеством газа, поступающим в цилиндр за рабочий цикл. Зеленая диаграмма соответствует большему количеству газа, красная – меньшему количеству газа, поступающему в цилиндр за рабочий цикл.

 

Изменение угла зажигания.

  Рис.8

На рис.8 красная диаграмма соответствует более раннему срабатыванию свечи зажигания. Свеча зажигания срабатывает в определенный момент углового положения коленчатого вала. При изменении угла зажигания свечи меняется момент начала вспышки газа в цилиндре. Максимальное давление горения также меняется.

 

Поздняя и ранняя подача газа в цилиндр.

Газ подается в цилиндр через газовпускной клапан (ГВК). Моменты открывания и закрывания ГВК связаны с угловым положением коленчатого вала. При более раннем открывании ГВК максимальное давление сгорания увеличивается, температура газа на выходе из цилиндра уменьшается. При позднем открывании ГВК максимальное давление сгорания уменьшается, температура газа на выходе из цилиндра увеличивается. На рис.9 красная диаграмма соответствует более раннему открыванию ГВК.

 Рис.9

 

 Описанные выше индикаторные диаграммы отражают отклонения рабочего процесса, которые устраняются заменой свечи зажигания или воздействием на регулировки угла зажигания и подачи газа.

     Ниже приведен пример распространенной неисправности, которую не может обнаружить штатная система контроля газомотокомпрессора. Для устранения данной неисправности требуется ремонт или замена отдельных узлов.

 

Неравномерная подача газа в цилиндр

В данном случае, газ подается в цилиндр неравномерно. На рисунках 10-1 – 10-8 представлены индикаторные диаграммы последовательных рабочих циклов, на рис10-9 – средняя за 14 циклов индикаторная диаграмма.

 Рис. 10-1

0

 Рис. 10-2

 Рис. 10-3

 Рис. 10-4

 Рис. 10-5

  Рис. 10-6

  Рис. 10-7

 Рис. 10-8

Рис. 10-9  усредненная индикаторная диаграмма за 14 циклов

 

На индикаторных диаграммах видно, как процесс сгорания заметно меняется от цикла к циклу:

– диаграммы 10-2, 10-3, 10-6, 10-8 – вспышка газа происходит поздно, газ догорает на выходе         из    цилиндра, температура газов будет высокой;

– диаграмма 10-4 соответствует правильному процессу горения, но максимальное давление          сгорания гораздо выше среднего по двигателю;

– диаграмма 10-5 максимальное давление очень высокое, видна  детонация в цилиндре;

– диаграммы 10-1, 10-7 – удовлетворительные;

– диаграмма  10-9 – средняя за 14 циклов.

 

В исправном двигателе газовпускной клапан открывается при определенном фиксированном угле поворота коленчатого вала. С этим углом связан момент срабатывания свечи зажигания. В  процессе подачи газа участвует механическая цепочка: связанный с коленчатым валом распредвал, толкатель, корамысло  и газовпускной клапан (рис.11). Диагностический комплекс «Магистраль» регистрирует до 14 последовательных рабочих циклов  и позволяет увидеть изменения рабочего процесса, происходящие от цикла к циклу. В исправном цилиндре процесс горения протекает стабильно, и индикаторные диаграммы разных рабочих циклов могут незначительно отличиться.

Рис.11 Толкатель, коромысло и газовпускной клапан.

 

На основании представленных диаграмм можно сделать следующие выводы:

  1. Температура газов на выходе из цилиндра меняется от цикла к циклу. Есть циклы «горячие», есть «холодные». Термопара,обладает инертностью и измеряет среднюю температуру,которая не отличается от температуры в других цилиндрах. Штатная система контроля двигателя не   видит отклонения в работе цилиндра.
  2. Индицирование двигателя показывает, что газ в цилиндре горит  неравномерно. Практически отсутствующее горение смеси сменяется резким увеличением горения и переходит в детонацию. Средняя мощность цилиндра меньше средней мощности по двигателю, но периодическое резкое увеличение  максимального  давления и возникающая детонация создают предпосылки для возникновения аварийной ситуации.
  3. Воздействием на штатные органы регулировки неравномерность подачи газа восстановить невозможно. Необходим ремонт системы подачи газа в цилиндр.