Диагностирование цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания тестовым методом
Diagnostics of the cylinder-piston group of the internal combustion engine using the test method

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

исследование, эксперимент, двигатель, системы, цилиндропоршневая группа, реализация тестов, точность, чувствительность, research, experiment, engine, systems, cylinder-piston group, test implementation, accuracy, sensitivity

АННОТАЦИЯ

Авторы: Гриценко Александр Владимирович, Чокой Степан Андреевич, Малькова Елена Вячеславовна, Караулов Артем Вячеславович

Автомобильный парк в современном мире непрерывно совершенствуется. Основой технических и технологических изменений его систем является ужесточение нормативов выбросов отработавших газов. На всей территории Российской Федерации действует стандарт ЕВРО-5, тогда как в ряде стран к 2025 году предполагается внедрение норм ЕВРО-7. Переход на новый стандарт предполагает существенное повышение прецизионности деталей систем при высоком качестве топливно-смазочных материалов, расходных материалов и запчастей. Однако в эксплуатации часто наблюдается несоответствие качества расходных материалов, что приводит к резкому снижению ресурса прецизионных элементов и систем, в частности к которым относится цилиндропоршневая группа. Износ цилиндропоршневой группы сопровождается изменением параметров воздухоподачи в отдельных точках при реализации тестовых воздействий. Целью представленного исследования является разработка тестового метода контроля технического состояния цилиндропоршневой группы на основе анализа чувствительности выходного параметра – массового расхода воздуха. Массовый расход воздуха – легко контролируемый параметр при использовании штатного электронного блока управления. Тестовые режимы обеспечиваются прибором ДБД-3 за счет отключения цилиндров и отдельных импульсов топливоподачи. Тесты в перспективе легко реализуются штатным электронным блоком управления с учетом последовательности прописанного алгоритма. При реализации экспериментальной работы была выбрана матрица эксперимента и входные параметры: степень износа цилиндропоршневой группы R и частота вращения коленчатого вала n. Вариация входных параметров эксперимента составила: R = 14…32 %; n = 1500…3200 мин^–1. Максимальное значение массового расхода воздуха составило 228 кг/час при максимальной степени износа цилиндропоршневой группы R = 32 %. Рост массового расхода объясняется существенно менее благоприятными условиями для поддержания той же самой частоты вращения коленчатого вала ДВС. Полученные в результате обработки эксперимента уравнения регрессии (на основе четырех функций при R² = 0,97…0,99) с высокой достоверностью описывают изменение параметра Q_В. Анализ чувствительности показывает на ее наибольшую величину при максимальных частотах вращения коленчатого вала ДВС – 3,95 кг/час. Таким образом, представленный в статье метод показал высокую функциональность при его реализации на современных ДВС.

Abstract:

NAME: Diagnostics of the cylinder-piston group of the internal combustion engine using the test method
AUTOR: Gritsenko Alexander Vladimirovich, Chokoi Stepan Andreevich, Malkova Elena Vyacheslavovna, Karaulov Artem Vyacheslavovich

The vehicle fleet in the modern world is constantly being improved. The basis for technical and technological changes in its systems is the tightening of exhaust emission standards. The EURO-5 standard is in force throughout the Russian Federation, while in a number of countries it is planned to introduce EURO-7 standards by 2025. The transition to a new standard involves a significant increase in the precision of system parts with high quality fuels and lubricants, consumables and spare parts. However, in operation there is often a discrepancy in the quality of consumables, which leads to a sharp decrease in the service life of precision elements and systems, in particular which include the cylinder-piston group. The wear of the cylinder-piston group is accompanied by a change in air supply parameters at individual points during the implementation of test actions. The purpose of the presented research is to develop a test method for monitoring the technical condition of a cylinder-piston group based on an analysis of the sensitivity of the output parameter – mass air flow. Mass air flow is an easily controlled parameter by using a standard electronic control unit. Test modes are provided by the DBD-3 device by turning off the cylinders and individual fuel supply pulses. In the future, tests can be easily implemented by a standard electronic control unit, considering the sequence of the prescribed algorithm. During the implementation of the experimental work, the experimental matrix and the input parameters were selected: the degree of wear of the cylinder-piston group R and speed of crankshaft rotation n. The variation of the input parameters of the experiment was: R = 14…32 %; n = 1500…3200 min^–1. The maximum value of the air mass flow rate was 228 kg/h with the maximum degree of wear of the cylinder-piston group R = 32 %. The increase in mass flow rate is due to significantly less favorable conditions for maintaining the same frequency of rotation of the crankshaft in Internal Combustion Engine (ICE). The regression equations obtained as a result of processing the experiment (based on four functions with R² = 0.97…0.99) describe the change in the Q_w parameter with high reliability. Sensitivity analysis shows its greatest value at the maximum rotational frequencies of the crankshaft in ICE – 3,95 kg/h. Thus, the method presented in the paper has shown high functionality when it is implemented on modern internal combustion engines.