RU2797772C1 - Combustion chamber diagnostic device - Google Patents
Combustion chamber diagnostic device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797772C1 RU2797772C1 RU2022133921A RU2022133921A RU2797772C1 RU 2797772 C1 RU2797772 C1 RU 2797772C1 RU 2022133921 A RU2022133921 A RU 2022133921A RU 2022133921 A RU2022133921 A RU 2022133921A RU 2797772 C1 RU2797772 C1 RU 2797772C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control unit
- combustion chamber
- image recording
- endoscopic probe
- recording device
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптико-механического приборостроения, а именно - к технической эндоскопии, и может быть использовано для диагностики состояния камер сгорания поршневых двигателей авто- и мототранспорта, бензопил и вспомогательного оборудования, поршневых генерационных установок. The invention relates to the field of optical-mechanical instrumentation, namely to technical endoscopy, and can be used to diagnose the condition of the combustion chambers of reciprocating engines of motor vehicles and motorcycles, chainsaws and auxiliary equipment, reciprocating generating plants.
Для диагностики внутренних полостей двигателя без его разборки могут использоваться эндоскопы (бароскопы). При диагностике поршневых систем двигателей внутреннего сгорания специалист погружает голову видоискателя эндоскопа в камеру сгорания через резьбовое отверстие гнезда свечи головки двигателя в ручном режиме. Видеоматериал, собранный одним специалистом, может кардинально отличаться от материала другого специалиста. Стандартов или системного подхода для исследования видеоэндоскопами камеры сгорания поршневых двигателей автотранспорта нет. To diagnose the internal cavities of the engine without disassembling it, endoscopes (baroscopes) can be used. When diagnosing piston systems of internal combustion engines, a specialist immerses the head of the endoscope viewfinder into the combustion chamber through the threaded hole of the engine head spark plug socket in manual mode. The video material collected by one specialist can be radically different from the material of another specialist. There are no standards or a systematic approach for examining the combustion chamber of reciprocating motor vehicles with video endoscopes.
Известно изобретение «Технический видеоэндоскоп» (патент RU100305, МПК G02B23/00, опубл. 10.12.2010), содержащий дистальную часть в виде удлиненной цилиндрической пружины, на одном конце которой закреплена видеокамера с осветителем, а другой ее конец жестко скреплен с одним из концов несущей полугибкой секции в виде вытянутой и скрученной по спирали металлической ленты, на которую надета пластиковая оболочка, ряда одинаковых колец, каждое из которых имеет осевой и равномерно распределенные по окружности радиальные каналы, надетых на цилиндрическую пружину дистальной части и закрепленных неподвижно на одинаковом расстоянии друг от друга, а также приводных тросов, свободно пропущенных через соответствующие радиальные каналы всего ряда колец дистальной части, каждый из которых закреплен одним концом к поверхности кольца, смежной с видеокамерой, и управляющую часть в виде корпуса с осевым каналом, ручки управления с осевым гнездом и винтами натяжения приводных тросов, удлиненной цилиндрической пружины, на один конец которой одета и закреплена ручка управления, а другой ее конец вставлен и закреплен в осевом канале с одной стороны корпуса, а также ряда одинаковых колец управляющей части, каждый из которых имеет осевой и равномерно распределенные по окружности радиальные каналы, надетых на цилиндрическую пружину управляющей части и закрепленных неподвижно на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом в осевом канале с другой стороны корпуса закреплен неподвижно с помощью втулки другой конец несущей полугибкой секции, свободные концы приводных тросов, пропущенные через соответствующие радиальные каналы всех колец дистальной части. Данное решение позволяет проводить исследования камеры сгорания поршневого двигателя, но управление производится в ручном режиме, произвольно, что является недостатком данного изобретения, так как не обеспечивает полную повторяемость и воспроизводимость полученных данных, что соответственно снижает степень достоверности диагностики.The invention "Technical video endoscope" (patent RU100305, IPC G02B23/00, publ. 12/10/2010) is known, containing a distal part in the form of an elongated cylindrical spring, at one end of which a video camera with an illuminator is fixed, and its other end is rigidly fastened to one of the ends bearing semi-flexible section in the form of an elongated and spirally twisted metal tape, on which a plastic sheath is put on, a number of identical rings, each of which has axial and evenly distributed radial channels around the circumference, put on a cylindrical spring of the distal part and fixed motionless at the same distance from each other other, as well as drive cables freely passed through the corresponding radial channels of the entire row of rings of the distal part, each of which is fixed at one end to the surface of the ring adjacent to the video camera, and the control part in the form of a housing with an axial channel, control knobs with an axial socket and screws tension of the drive cables, an elongated cylindrical spring, on one end of which the control handle is dressed and fixed, and its other end is inserted and fixed in the axial channel on one side of the body, as well as a number of identical rings of the control part, each of which has an axial and evenly distributed along circle radial channels put on a cylindrical spring of the control part and fixed motionlessly at the same distance from each other, while in the axial channel on the other side of the body the other end of the semi-flexible section is fixedly fixed with a bushing, the free ends of the drive cables passed through the corresponding radial channels all rings of the distal part. This solution allows you to study the combustion chamber of a piston engine, but the control is performed in manual mode, arbitrarily, which is a disadvantage of this invention, since it does not provide full repeatability and reproducibility of the data obtained, which accordingly reduces the degree of diagnostic reliability.
Известно изобретение «Устройство для диагностирования степени износа внутренних цапф поворотных лопаток кольцевой ступени турбомашины» (патент RU2193175, МПК G01M13/00, F01D25/00, опубл. 20.11.2002), включающем стержень. Стержень выполнен жестким, на нем закреплены коромысло, переходная втулка, снабженная кронштейном с индикатором, а также поворотная втулка с цанговым зажимом. При этом поворотная и переходная втулки, а также стержень и коромысло образуют между собой плоские шарнирные соединения, причем коромысло выполнено с фиксирующими выступами. Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении достоверности диагностирования за счет возможности количественной оценки степени износа элементов поворотных лопаток при остановке турбомашины или при регламентном обслуживании газотурбинных двигателей. Недостатком предложенного устройства является необходимость физического контакта измерительного прибора с лопаткой.The invention "Device for diagnosing the degree of wear of the internal pivots of the rotary blades of the annular stage of a turbomachine" (patent RU2193175, IPC G01M13/00, F01D25/00, publ. 20.11.2002), including a rod, is known. The rod is made rigid, a rocker arm, an adapter sleeve equipped with a bracket with an indicator, and a rotary sleeve with a collet clamp are fixed on it. In this case, the rotary and adapter bushings, as well as the rod and the rocker arm, form flat hinged joints between themselves, and the rocker arm is made with locking projections. The technical problem that the invention solves is to increase the reliability of diagnosis due to the possibility of quantifying the degree of wear of the elements of the rotary blades when the turbomachine is stopped or during routine maintenance of gas turbine engines. The disadvantage of the proposed device is the need for physical contact of the measuring device with the blade.
За прототип выбрано изобретение «Эндоскопическая система и способ для обследования газовых турбин» (патент RU 2610973, МПК F01D21/00, F01D25/00, G02B23/24, опубл. 17.02.2017), содержащая эндоскоп и устройство обработки данных, причем эндоскоп содержит устройство записи изображений и выполнен с возможностью передачи записей изображений от устройства записи изображений изнутри газовой турбины к устройству обработки данных. Эндоскопическая система выполнена с возможностью позиционирования и ориентирования в газовой турбине эндоскопа с устройством записи изображений, введенного в газовую турбину определенным образом. При этом эндоскопическая система содержит вращательное устройство для вращения по меньшей мере одного вала газовой турбины, управляемое устройством обработки данных, позиционирующее устройство с электронным управлением для позиционирования и/или ориентирования эндоскопа в газовой турбине определенным образом и выполнена с возможностью автоматического определения положения и/или ориентации эндоскопа в газовой турбине путем обработки записей изображений, при этом позиционирующее устройство выполнено с возможностью последующего использования полученных данных о положении для позиционирования и ориентирования эндоскопа. Однако в данном изобретении не раскрывается точность позиционирования исполнительных механизмов позиционирующего устройства и их датчиков, а также допустимые отклонения. Данное изобретение имеет погрешность в получении данных, что обусловлено наличием устройства компенсации нарушения масштаба, а обработка изображений предпочтительно включает в себя коррекцию записей изображений. The invention "Endoscopic system and method for examining gas turbines" (patent RU 2610973, IPC F01D21/00, F01D25/00, G02B23/24, publ. recording images and is configured to transfer the image recordings from the image recording device from inside the gas turbine to the data processing device. The endoscopic system is configured to position and orient in the gas turbine an endoscope with an image recording device introduced into the gas turbine in a certain way. At the same time, the endoscopic system contains a rotary device for rotating at least one shaft of the gas turbine, controlled by a data processing device, an electronically controlled positioning device for positioning and/or orienting the endoscope in the gas turbine in a certain way and is configured to automatically determine the position and/or orientation an endoscope in a gas turbine by processing the image records, wherein the positioning device is configured to subsequently use the received position data for positioning and orienting the endoscope. However, this invention does not disclose the positioning accuracy of the actuators of the positioning device and their sensors, as well as the tolerances. The present invention has an error in data acquisition due to the presence of a scale mismatch compensation device, and the image processing preferably includes correction of the image records.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения, является недостаточная точность позиционирования эндоскопа, нестабильная воспроизводимость полученных данных обследования, зависимость полученных результатов от квалификации оператора, низкая возможность унифицирования и стандартизации процесса эндоскопии камер сгорания поршневых двигателей.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the present invention, is the insufficient accuracy of the positioning of the endoscope, the unstable reproducibility of the obtained examination data, the dependence of the obtained results on the qualifications of the operator, the low possibility of unifying and standardizing the process of endoscopy of piston engine combustion chambers.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности и воспроизводимости получаемых результатов, повышение точности диагностики, повышение производительности, возможность унификации, стандартизации и автоматизации процесса эндоскопии камеры сгорания поршневых двигателей.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability and reproducibility of the results, increase the accuracy of diagnosis, increase productivity, the possibility of unification, standardization and automation of the process of endoscopy of the combustion chamber of piston engines.
Технический результат достигается за счет того, что аппарат диагностики камеры сгорания, содержащий блок управления и эндоскопический зонд с устройством записи изображения, выполненный с возможностью передачи записи изображения в блок управления, согласно изобретению эндоскопический зонд выполнен в виде полой шпильки, наружная резьба которой соответствует стандартному шагу резьбы резьбового отверстия гнезда свечи головки двигателя, на дистальном конце которой закреплены устройство записи изображения и осветитель, а на проксимальном конце которой расположены гайка, посредством которой производят опускание и подъем эндоскопического зонда по заданной траектории согласно шага резьбы резьбового отверстия гнезда свечи головки двигателя, и блок управления.The technical result is achieved due to the fact that the diagnostic apparatus for the combustion chamber, containing the control unit and the endoscopic probe with an image recording device, configured to transfer the image recording to the control unit, according to the invention, the endoscopic probe is made in the form of a hollow pin, the external thread of which corresponds to the standard pitch of the threaded hole of the engine head spark plug socket, at the distal end of which the image recording device and the illuminator are fixed, and at the proximal end of which there is a nut, by means of which the endoscopic probe is lowered and raised along a predetermined trajectory according to the thread pitch of the threaded hole of the engine head spark plug socket, and a block management.
Настоящее изобретение иллюстрируется чертежами на фиг. 1 (продольный разрез) и фиг. 2 (вид сверху).The present invention is illustrated in the drawings in FIG. 1 (longitudinal section) and FIG. 2 (top view).
Заявленный аппарат диагностики камеры сгорания представляет из себя эндоскопический зонд в виде полой шпильки 3, на дистальном конце которой жестко закреплены видеокамера 7 (или другое устройство записи изображения) и осветитель 8. При этом наружная резьба шпильки 3 соответствует стандартам резьбы для свечей автомобиля. На проксимальном конце шпильки 3 расположена гайка 2 для опускания и подъема эндоскопического зонда посредством вкручивания и выкручивания шпильки 3 в гнездо свечи двигателя гаечным ключом (не показано). В полости 4 шпильки 3 расположены силовой провод 5, который обеспечивает питание видеокамеры 7 и осветителя 8 от аккумулятора (не показан) и провод 6 для передачи изображения от видеокамеры 7 в блок управления 1. Над гайкой 2 располагается блок управления 1 с аккумулятором (не показан). Блок управления 1 содержит карту памяти для записи переданных изображений и разъем 10 для подключения к персональному компьютеру и вывода изображения на экран. Для удобства позиционирования эндоскопического зонда перед началом обследования и регистрации положения видеокамеры 7 в процессе обследования верхняя часть корпуса блока управления 1 от нулевой отметки 11 проградуирована на сектора 9 с шагом в 45°. The claimed apparatus for diagnosing a combustion chamber is an endoscopic probe in the form of a
Пример осуществления изобретения.An example of the invention.
Заявленное изобретение используют при обследовании камеры сгорания, которое проводят через резьбовое отверстие гнезда свечи головки двигателя. Применение заявленного изобретения позволяет плавно опускать эндоскопический зонд по заданной траектории, которую определяет шаг резьбы резьбового отверстия гнезда свечи головки двигателя, фиксируя при этом положение устройства записи изображения. Перед проведением обследования предварительно подбирают размер и шаг резьбы полой шпильки 3 под данные конкретного двигателя - стандартизированные в автомобилестроении диаметры свечной резьбы: М10х1 (мотоциклы; бензопилы, газонокосилки), М12х1,25 (мотоциклы), М14х1,25 (автомобили, все свечи типа «А»), М18х1,5 (свечи типа «М», «тракторные» свечи, свечи для газопоршневых ДВС и др.). Длину эндоскопического зонда подбирают в зависимости от глубины стакана головки блока двигателя, длины резьбы свечи головки блока двигателя и высоты камеры сгорания. Длина резьбовой части зонда (длина шпильки 3) должна быть не меньше, чем сумма этих трех параметров для возможности обеспечения вращения, опускания и подъема аппарата диагностики. The claimed invention is used when examining the combustion chamber, which is carried out through the threaded hole of the socket of the engine head spark plug. The application of the claimed invention allows the endoscopic probe to be smoothly lowered along a given trajectory, which is determined by the thread pitch of the threaded hole of the engine head spark plug socket, while fixing the position of the image recording device. Before the examination, the size and thread pitch of the
Перед началом обследования аппарат диагностики камеры сгорания устанавливают в гнездо свечи головки двигателя и выставляют на нулевой градус 11 относительно передней части автомобиля. Опускание и подъем эндоскопического зонда (шпильки 3) в камеру сгорания производят путем поворота гайки 2 посредством гаечного ключа; целесообразно применять трещоточный динамометрический ключ. Шпильку 3 опускают в камеру сгорания путем поворота гайки 2 с определенным шагом, согласно существующего шага резьбы гнезда свечи, и фиксируют данные с видеокамеры 7 относительно проградуированных секторов 9, что позволяет идентифицировать повреждения в определенных точках и сравнивать с записями изображений, полученных при предыдущих обследованиях. Before starting the examination, the combustion chamber diagnostic apparatus is installed in the engine head spark plug socket and set to zero
При вращательном опускании эндоскопического зонда (шпильки 3) подсветка 8 освещает камеру сгорания. Видеокамера 7 по проводу 6 передает данные в блок управления 1 для записи и архивирования. Силовой провод 5 обеспечивает питание осветителя 8 и видеокамеры 7 от аккумулятора. При необходимости к блоку управления 1 через разъем 10 подключают персональный компьютер и изображение от видеокамеры 7 по проводу передачи данных 6 транслируется на экран компьютера в режиме реального времени. Видеокамера 7 направлена на боковую стенку камеры сгорания и позволяет идентифицировать заводской хон, царапины и видимые повреждения. Расчет количества витков и угла вращения, фиксируемом по секторам 9, позволяет определить точное местоположения выявленных дефектов камеры сгорания. При подъеме эндоскопического зонда (шпильки 3) запись изображения дублируется в обратном порядке. Опускание и подъем заявленного аппарата диагностики по заданной траектории согласно стандартного шага резьбы свечного отверстия обеспечивает системность обследований, получение воспроизводимых и повторяющихся данных при многократных обследованиях камеры сгорания поршневого двигателя.During the rotational lowering of the endoscopic probe (pin 3), the
Таким образом, использование заявленного изобретения позволяет создать точную картину повреждений камеры сгорания, например, автомобильного двигателя. На основе многократных исследований возможно оценить перспективы роста повреждений и планировать выполнение ремонтных работ в штатном режиме. Полученные данные результатов обследования не зависят от квалификации оператора, так как перемещение эндоскопического зонда относительно камеры сгорания производится по одной и той же траектории. Данные обследования могут быть обработаны цифровым программным продуктом для сравнения и поиска закономерностей как одного двигателя одного производителя, так и линейки двигателей различных производителей. Сравнение эталонных данных с записью изображения исследуемого объекта позволяет формировать динамику повреждаемости внутренней полости камеры сгорания двигателя.Thus, the use of the claimed invention allows to create an accurate picture of the damage to the combustion chamber, for example, an automobile engine. Based on multiple studies, it is possible to assess the prospects for damage growth and plan for the implementation of repair work in the normal mode. The data obtained from the survey results do not depend on the qualifications of the operator, since the movement of the endoscopic probe relative to the combustion chamber is carried out along the same trajectory. The survey data can be processed by a digital software product to compare and search for patterns both in one engine of one manufacturer and in a line of engines from different manufacturers. Comparison of the reference data with the recording of the image of the object under study makes it possible to form the dynamics of damage to the internal cavity of the engine combustion chamber.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2797772C1 true RU2797772C1 (en) | 2023-06-08 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2006594C1 (en) * | 1988-05-10 | 1994-01-30 | Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" | Method and device for diagnosis of condition of nozzle and working blades of multi-stage turbomachines secured in webs |
| US20050199832A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-15 | Siemens Westinghouse Power Corporation | In situ combustion turbine engine airfoil inspection |
| US20100128116A1 (en) * | 2007-10-30 | 2010-05-27 | Olympus Corporation | Endoscope apparatus |
| RU123985U1 (en) * | 2012-09-06 | 2013-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВИЛДИС Технологии" | TECHNICAL ENDOSCOPE |
| RU2610973C2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-02-17 | Люфтганза Техник Аг | Endoscopic examination system and method of gas turbines examination |
| RU2686393C2 (en) * | 2013-12-20 | 2019-04-25 | Сафран Хеликоптер Энджинз | Endoscope and method for use thereof |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2006594C1 (en) * | 1988-05-10 | 1994-01-30 | Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" | Method and device for diagnosis of condition of nozzle and working blades of multi-stage turbomachines secured in webs |
| US20050199832A1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-15 | Siemens Westinghouse Power Corporation | In situ combustion turbine engine airfoil inspection |
| US20100128116A1 (en) * | 2007-10-30 | 2010-05-27 | Olympus Corporation | Endoscope apparatus |
| RU2610973C2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-02-17 | Люфтганза Техник Аг | Endoscopic examination system and method of gas turbines examination |
| RU123985U1 (en) * | 2012-09-06 | 2013-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВИЛДИС Технологии" | TECHNICAL ENDOSCOPE |
| RU2686393C2 (en) * | 2013-12-20 | 2019-04-25 | Сафран Хеликоптер Энджинз | Endoscope and method for use thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101944962B1 (en) | Inspection system for a combustor of a turbine engine | |
| US4139822A (en) | Eddy current probe for inspecting interiors of gas turbines, said probe having pivotal adjustments and a borescope | |
| KR101952059B1 (en) | System and method for automated optical inspection of industrial gas turbines and other power generation machinery with articulated multi-axis inspection scope | |
| EP2888577B1 (en) | System and method for visual inspection and 3d white light scanning of off-line industrial gas turbines and other power generation machinery | |
| US11813745B2 (en) | Mobile robot for inspecting a turbomachine | |
| JP2014528794A (en) | Endoscopic inspection system and corresponding method for inspecting a gas turbine | |
| US8922640B2 (en) | System and method for automated optical inspection of industrial gas turbines and other power generation machinery with articulated multi-axis inspection scope | |
| US4331029A (en) | Method and apparatus for measurement of engine ignition timing | |
| US9715100B2 (en) | Blade inspection system | |
| EP0355968A2 (en) | Method and apparatus for diagnosing machines | |
| WO2009152851A1 (en) | Cylinder diameter measurement | |
| JPH11160286A (en) | Turbine blade inspecting apparatus and method for inspecting turbine blade | |
| US5335061A (en) | Endoscope holding apparatus for inspecting the interiors of a reciprocating engine and rotary engine having ignition plug holes, endoscope apparatus including the endoscope holding apparatus and inspecting method | |
| SG185745A1 (en) | Systems and methods for inspecting large engine cylinder liners | |
| JP2015526642A (en) | Optical inspection system and method for off-line industrial gas turbines and other generators in rotating gear mode | |
| RU2797772C1 (en) | Combustion chamber diagnostic device | |
| CN113302650A (en) | Method and device for inspecting parts that are difficult to access | |
| GB2036363A (en) | Inspecting Stator Vanes | |
| US6643946B1 (en) | Bearing clearance detector | |
| JP6126928B2 (en) | Cylinder liner sliding surface inspection jig and wear inspection device | |
| US7349083B2 (en) | Rotary borescopic optical dimensional mapping tool | |
| EP0385321A2 (en) | Endoscope holding apparatus for inspecting reciprocating engines and rotary engines having ignition plug holes, endoscope including endoscope holding apparatus and inspecting method | |
| CN113063792B (en) | Visual inspection equipment and method for surface defects of main journal and crank pin of crankshaft | |
| CN220110660U (en) | Inside inspection device of filter bag | |
| CN112262022B (en) | Mobile robot for inspecting a turbomachine |