柴油机功率现场测试系统的设计与研究

发布时间：2020-11-07 18:09

　　柴油机作为石油钻修机的动力心脏,其工作状态直接影响钻修井作业运行的安全性和可靠性。功率作为评价柴油机动力性能的重要指标,在柴油机出厂和维修过程中,都需对其功率进行测量和评定。柴油机自身内部结构复杂,工作时缸体内部温度高、压强大、振动剧烈,经长时间作业后,其动力性能会逐渐下降,从而出现功率不足的现象。若柴油机的功率下降过多,将带来较大的安全隐患,须立刻停工对其进行检修。因此,为了保证钻修井机安全生产,非常有必要对柴油机功率测试进行研究。然而,柴油机功率测试技术在生产现场的推广应用面临两大困难:一是现有的成熟的功率测试仪器无法直接应用在作业现场;二是受限于现场柴油机工作环境,高精度的小型功率测试仪器的研制存在较大困难。因此,本文根据柴油机功率现场测试技术要求,开展柴油机功率测试关键技术研究及系统研制,并进行测试试验及结果分析。研究结果如下:(1)在柴油机无负荷测功技术基础上,针对柴油机当量转动惯量现有测试方法的不足,根据刚体定轴转动定律,提出了一种基于“倒拖法”的柴油机当量转动惯量测试新方法,分析了本测试方法的基本原理,进一步建立了柴油机平均功率计算模型。(2)根据生产现场布局特点及测试系统便携性要求,分别研制了基于“倒拖法”的柴油机当量转动惯量测试系统和柴油机瞬时转速信号采集系统,首先利用柴油机当量转动惯量测试系统开展了多种工况下的当量转动惯量测试试验,针对原始数据特征,建立了基于滑动平均原理的数据处理算法;然后利用柴油机瞬时转速信号采集系统进行了柴油机无负荷功率测试试验,建立了基于最小二乘法的线性拟合算法模型。(3)采用Visual C++语言编制了柴油机当量转动惯量数据处理软件,实现了当量转动惯量测试试验原始数据的高效处理计算,通过对计算得到的多组当量转动惯量值进行分析,得到了采样频率、加速范围等6项因素对测试结果稳定性的影响规律,对柴油机曲轴轴系的当量转动惯量进行理论计算,通过对比理论值与测试值,验证了本柴油机当量转动惯量测试方法的准确性;通过对柴油机无负荷功率测试试验数据进行线性拟合及平均功率计算处理,得到了柴油机的平均功率;最后,通过开展柴油机功率测试的台架试验,并将台架试验功率测试值与本测试系统功率测试值进行对比分析,验证了本功率测试方法的可行性和正确性。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE93
【部分图文】：

柴油机功率现场测试系统的设计与研究