Методы, оборудование и технология диагностирования двигателя ТТМ

При любом виде диагностирования проводят осмотр и опробование двигателя пуском, оно предусматривает визуальное обнаружение подтеканий масла, топлива, охлаждающей жидкости, оценку легкости пуска, дымления на выпуске, прослушивание его работы с целью обнаружения резких шумов, стуков, оценку равномерности и устойчивости работы и др. Проверка позволяет выявить очевидные дефекты двигателя.

Более точно мощность двигателя определяют при помощи стенда тяговых качеств или бесстендовыми методами.

При помощи стенда тяговых качеств мощность двигателя определяют одновременно с диагностированием автомобиля по мощностным и экономическим показателям. Для этого, измерив колесную мощность автомобиля N_к при максимальном крутящем моменте вала двигателя или при максимальной мощности, вычисляют соответствующую мощность двигателя с учетом механических потерь в трансмиссии автомобиля и стенде по формуле

.

В бесстендовых методах в качестве нагрузки используют сопротивление части выключенных из работы цилиндров испытуемого двигателя или же силы инерции его масс при разгоне.

1. Метод выключения из работы цилиндров заключается в замере снижения скорости вращения коленчатого вала двигателя под нагрузкой, создаваемой поочередным выключением из работы его цилиндров. Для этой цели (после прогрева до нормальной температуры) у дизелей прекращают подачу топлива в очередной цилиндр, а у карбюраторных – отключают от него зажигание. Выключенные цилиндры нагружают двигатель за счет компрессии. Чем ниже мощность отключенного цилиндра, тем меньше при его отключении снижается частота вращения коленчатого вала. Сравнивая снижение частоты вращения вала с нормативом, выявляют цилиндры двигателя, не развивающие установленной мощности, и находят ее потери в процентах. Затем суммируют полученные результаты и таким образом определяют мощностные показатели двигателя в целом.

2. Метод определения мощности двигателя по его разгонной характеристике без нагрузки. Заключается в измерении интенсивности ускорения коленчатого вала при полной подаче топлива от минимально устойчивой частоты его вращения на холостом ходу до максимальной. При этом нагрузка двигателя осуществляется за счет сил инерции его движущихся масс, являющихся для данного двигателя постоянной величиной.

В случае отклонения мощности двигателя от нормы производят поэлементное диагностирование систем и механизмов двигателя.

Диагностирнование цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и газораспределительного механизма (ГРМ) осуществляется следующими методами: по компрессии; по утечкам сжатого воздуха из цилиндров двигателя; прорыву газов в картер двигателя; угару масла, параметрам картерного масла.

1. Компрессию двигателя, т. е. давление в конце такта сжатия в каждом из его цилиндров, измеряют манометром, вращая коленчатый вал с установленной частотой. Чтобы получить достоверные результаты, необходимо компрессию определять на прогретом двигателе, а частоту вращения коленчатого вала принимать такой, какую для данного двигателя обеспечивает исправная заряженная батарея.

В зависимости от степени сжатия минимально допустимая компрессия для карбюраторных двигателей составляет 440 … 780 кПа, а для дизельных – около 2 МПа. Резкое снижение компрессии (на 30 … 40%) свидетельствует о поломке колец залегании их в поршневых канавках или неплотном закрытии (прогорании) клапанов. Компрессию измеряют при помощи компрессометра (манометра, фиксирующего максимальный показатель) или компрессографа.

2. Утечки сжатого воздуха из цилиндра в положении, когда его клапаны закрыты, характеризуют износ колец, потерю ими упругости, их закоксовывание или поломку, износ цилиндра или стенок поршневых канавок, потерю герметичности клапанов и прокладки головки цилиндров. Состояние двигателя проверяют при помощи прибора К-69М или К-72. Пользуясь этим прибором, поочередно впускают сжатый воздух в цилиндры через отверстия для свечей зажигания при закрытых клапанах и измеряют утечки воздуха по показаниям манометра прибора.

Наличие в цилиндре неплотностей вызывает утечку из него воздуха и уменьшение давления воздуха в камере, регистрируемое манометром. Для удобства пользования прибором по манометру определяют не давление, а относительную утечку воздуха в процентах по отношению к ее максимальному значению.

Утечки воздуха через клапаны двигателя, указывающие на их неисправности, обнаруживают визуально по колебаниям пушинок специального индикатора, который устанавливается в свечные отверстия цилиндров, соседних с проверяемым цилиндром. Утечки через прокладку головки цилиндров определяют по пузырькам воздуха, появляющимся в горловине радиатора.

3. Угар масла определяют по количеству доливаемого масла в процессе эксплуатации. Он зависит от износа колец и герметичности клапанов. Кроме того, возможны утечки масла. Допустимая норма угара масла составляет не более 4% от расхода топлива. Повышенный угар масла сопровождается заметным дымлением на выпуске (при прогретом двигателе).

Недостатками указанного метода являются: трудность учета величины угара масла в эксплуатации, зависимость расхода масла не только от износов колец, но и от износов направляющих втулок клапанов и утечек через соединения.

4. Прорыв газов в картер зависит только от износа деталей ЦПГ двигателя, увеличиваясь в соответствии с пробегом автомобиля. Объем прорывающихся газов измеряют газовым счетчиком или же газовым расходомером. Газовый счетчик присоединяют к маслоналивной горловине, а картер герметизируют (закрывают вентиляционную трубку и отверстие для маслоизмерительного щупа). Прорыв газов измеряют на стенде тяговых качеств под нагрузкой, соответствующей максимальному крутящему моменту двигателя.

5. Диагностирование по параметрам картерного масла дает возможность определить темп изнашивания деталей двигателя, качество работы воздушных и масляных фильтров, герметичность системы охлаждения, а также годность самого масла. Для этого необходимо периодически отбирать из картера пробы масла, измерять концентрацию в нем кремния и продуктов износа, определять вязкость и содержание воды. Превышение допустимых норм концентрации в масле металлов укажет на неисправную работу сопряженных деталей: превышение нормы содержания кремния – на неисправность фильтров, присутствие воды – на неисправность системы охлаждения, а пониженная вязкость позволит судить о годности масла. Этот метод применяют при диагностике двигателей карьерных самосвалов и внедорожных автомобилей.

Для диагностирования двигателя по концентрации продуктов износа в картерном масле (каждого металла в отдельности) применяют спектральный анализ, обладающий весьма высокой чувствительностью.

Спектральный анализ заключается в следующем. Пробу картерного масла сжигают в высокотемпературном пламени вольтовой дуги и регистрируют спектр при помощи спектрографа или автоматизированной фотоэлектрической установки. Пары продуктов износа дают линейчатый спектр, который подвергают качественному и количественному анализу.

Качественный анализ состоит в обнаружении спектральных линий, свидетельствующих о присутствии в картерном масле металлов изнашивающихся деталей, а количественный – в определении интенсивности почернения спектральных линий. В современных спектральных установках все эти процессы автоматизированы. В ходе эксплуатации на каждый автомобиль ведут график изменения уровня концентрации продуктов изнашивания металлов наиболее ответственных деталей двигателя (например, цилиндров – Fe, поршней – А1, колец – Сr, подшипников коленчатого вала – Рb), а также следят за концентрацией кремния, вязкостью и другими параметрами масла.

Таким образом, наблюдая за темпом изнашивания основных деталей, за появлением в масле кремния и пригодностью масла, заблаговременно выявляют отказы механизмов и систем и прогнозируют ресурс работы двигателя.

Дата добавления: 2015-07-19