Информационный портал

Добро пожаловать, у нас Вы найдете все о строительной технике, включая колесные и гусеничные экскаваторы, грейдеры, бульдозеры,  тракторы, скреперы, бетононасосы и прицепы.

 

Технология диагностирования

Разнообразие машин транспортного строительства вызывает необходимость в группировке сборочных единиц, подвергаемых диагностированию.

Двигатели внутреннего сгорания. Диагностирование двигателей внутреннего сгорания разделяют на общее и поэлементное. Общее диагностирование заключается в том, что оценивают тех­ническое состояние всего двигателя по некоторым обобщенным параметрам. Поэлементное диагностирование позволяет оценить техническое состояние отдельных сборочных единиц двигателя как с качественной, так и в ряде случаев с количественной стороны.

Общее диагностирование основано на анализах цвета выхлоп­ных газов, шумов, содержащихся в картерном масле примесей, а также на развиваемой двигателем мощности. Анализ выхлопных газов основан на существовании зависимости между техническим состоянием отдельных систем двигателя и цветом выхлопных га­зов (табл. 7.3).

Анализ развиваемых двигателем шумов связан с необходимо­стью его прослушивания. Механические шумы улавливаются доста­точно хорошо. Прослушивают двигатель при помощи механических и электронных стетоскопов в определенной последовательности. Обычно прослушивание начинают с правой стороны двигателя по всей высоте цилиндра, что позволяет установить величину зазора между поршнем и цилиндром, а также состояние шатуна и шатун­ного подшипника. Затем последовательно прослушивают двигатель на уровне верхней и нижней мертвых точек, что позволяет уста­новить наличие зазора между кольцами и поршневой канавкой, ослабление пальца по втулке верхней головки и износ вкладышей подшипников. В заключение устанавливают состояние дета­лей распределительного механизма, прослушивая двигатель со сто­роны распределительного вала.

При диагностировании технического состояния двигателя исхо­дят из того, что для новых двигателей считается допусти­мым содержание в масле следующего количества примесей, %:

Fe.......(10-׃30)10 - 4  Ni.......(1׃-2)10-4

Cr.......(0,l-׃-0,5)10 - 4  Si.......5-10-4

Pb.......1 . 10 - 4  Al.......(4׃-5)10 - 4

Sn.......(1-׃2)10 - 4 Си.......7-10-4

Для капитально отремонтированных двигателей допустимое коли­чество примесей увеличивается в 2 раза. Причем наличие желе­за свидетельствует об износе коленчатого вала, меди и свинца — подшипников, хрома — поршневых колец. Наличие в масле крем­ния свидетельствует о неисправностях уплотнений и фильтров.

Для диагностирования двигателя по содержанию примесей в картерном масле используют спектрографические установки МФО-3.

Обобщенным параметром, характеризующим техническое состо­яние двигателя, является развиваемая им эффективная мощность, которая может быть определена бестормозным методом. Этот метод применим в стационарных условиях и в составе мобильных установок. Сущность метода заключается в замере времени разгона двигателя электронным прибором ИМД-2.

Таблица 7.3. Зависимость между техническим состоянием систем двигателя и цветом выхлопных газов.

Техническое состояние систем двигателя

Цвет выхлопных газов

Неполное сгорание топлива; низкая компрессия; пере­охлаждение двигателя; выпадание вспышек из-за дефектов форсунок; износ топливного насоса; засорение фильтров тонкой очистки топлива

Белый цвет

Дефекты форсунок; закоксовывание поршневых колец; износ поршневой группы; наличие большого зазора между втулкой и стержнем клапана

Светло - или темно-синий цвет

Износ иглы распылителя форсунки; уменьшение угла опережения впрыска топлива

Коричневый или черный цвет

Недостаточная обкатка двигателя; залегание и закоксо­вывание поршневых колец; увеличение зазоров в сопряже­ниях поршневой группы

Сизый или светло-серый цвет

Прибор работает на основе следующих положений. Известно, что угловое ускорение вала двигателя можно определить по формуле:

е = М

l

 

где М— эффективный крутящий момент: М=N(где N— мощность двигателя;

w

w — частота вращения коленчатого вала);

l — момент инерции вращающихся частей, постоянный для конкретного двигателя.

В связи с тем что мощность двигателя должна замеряться при номинальной частоте вращения вала, ускорение замеряется в момент достижения номинальной частоты вращения, т. е. в послед­ние 0,1 с разгона. Отсюда

N = elw

Техническое состояние кривошипно-шатунного механизма может быть оценено определением количества газов, прорывающихся в картер, установлением величины компрессии в цилиндрах предва­рительной проверкой состояния подшипников коленчатого вала.

Для определения количества газов, прорывающихся в картер, прогревают двигатель, открывают маслозаливную горловину, за­крывают отверстие сапуна и отверстие под масломерную линейку пробками и подключают прибор КИ-4887-11. Для этого закрепляют на выхлопной трубе эжектор 1 или опускают наконечник выпускного трубопровода 2 во впускную трубу воздухоочистителя, вставляют конусный резиновый наконечник 7 впускного трубопро­вода 5 в отверстие маслозаливной горловины.

 

Рис. 7.1. Схема измерения количества газов, прорывающихся в картер, при помощи индикатора расхода газов КИ-4887-11:

1 — эжектор; 2 — выпускной трубопровод; 3 — дроссель; 4 — втулка шкалы расходомера; 5 — впускной трубопровод; 6 — водяной диффе­ренциальный манометр; 7 — резиновый наконеч­ник.

При работе дизеля на холостом ходу устанавливают номинальную частоту вращения коленчатого вала. Удерживая прибор в вертикаль­ном положении, поворотом наружной втулки дросселя 3 выравнивают уровни воды в левом и правом каналах дифференциального маномет­ра 6. Затем, медленно поворачивая втулку 4 за маховичок по часовой стрелке, добиваются такого положения, при котором уровень воды в среднем канале был бы на 15 мм выше уровня в правом

канале. Если после этого уровни воды в левом и правом каналах окажутся разными, то поворотом наружной втулки дросселя 3 их необходимо выровнять. Затем по шкале прибора определяют расход газа.

Повышенный расход картерных газов может вызываться по­вышенным износом деталей цилиндропоршневой группы.

Расход картерных газов следу­ет отнести к интегральным (сум­марным) оценочным показателям.

В практике эксплуатации воз­никает необходимость в определе­нии расхода картерных газов при одном декомпрессированном цилиндре, что позволяет определить техническое состояние одного ци­линдра. В этом случае исполь­зуют вакуум-анализатор КИ-5315 ГосНИТИ, который показывает величину вакуумметрического давления (разрежения) в надпоршневом пространстве. Использование прибора для указанной цели заключается в следующем. Вакуум-анализатор соединяют с надпоршневым про­странством, плотно вставляя его наконечник в отверстие для форсунки, и прокручивают коленчатый вал при помощи стартера или пускового двигателя. В момент движения поршня вниз на такте расширения в надпоршневом пространстве создается ваку­ум метрическое давление, под действием которого открывается впуск­ной клапан прибора. В результате этого вакуумметрическое давле­ние передается вакуумметру, что вызывает отклонение стрелки прибора на соответствующую величину.

Для этой же цели пользуются универсальным компрессометром, который позволяет замерить компрессию (давление конца сжатия) в каждом из цилиндров двигателя в отдельности.

Предварительно оценить техническое состояние подшипников коленчатого вала можно по давлению масла с помощью прибора К.И-4940 ГосНИТИ, который подключают к масляной магистрали параллельно рабочему манометру машины.

Давление масла фиксируют по манометру прибора сначала при номинальной, а затем при минимально-устойчивой частоте вращения коленчатого вала,

Основные параметры технического состояния механизма газо­распределения — плотность прилегания клапанов к гнездам, зазоры между стержнями клапанов и бойками коромысел, фазы газо­распределения и износ деталей (кулачков, подшипников вала и др.).

Диагностирование механизма газораспределения и его деталей носит качественный и количественный характер.

На неплотности в сопряжениях тарелок клапанов и гнезд головки указывает характерное шипение или свист воздуха в впускных и выпускных каналах головки или трубопроводах во время прокручивания коленчатого вала вручную.

Количественную оценку неплотности клапанов осуществляют при помощи индикатора КИ-4887-11 и компрессорно-вакуумной установ­ки. Для этого прокручивают коленчатый вал до прихода поршня первого цилиндра в ВМТ или в положение, соответствующее установочному углу опережения подачи топлива на такте сжатия. Стопорят коленчатый вал, включив любую из передач. Отверстия под форсунки у всех клапанов, кроме проверяемого, закрывают пробками. Выходной патрубок индикатора 1 подключают к крану 11 ресивера 12. В отверстие для форсунки проверяемого цилиндра устанавливают наконечник 3 распределительного рукава. Полностью открывают дросселирующее отверстие индикатора поворотом дроссе­ля и выходную щель поворотом крана 7.

При закрытом распределительном кране 4 включают компрессор 10 и создают в ресивере разрежение 0,06—0,07 МПа, а в ре­сивере 9 — давление 0,20—0,25 МПа. Затем плотно прижимают конусный наконечник 2 впускного трубопровода индикатора 1 к выпускной трубе (при снятом фильтре очистки воздуха). Регулятором 8 устанавливают рабочее давление 0,2 МПа. После этого, открыв кран 4, при помощи крана 6 включают подачу воздуха в проверяемый цилиндр. Удерживая прибор в вертикальном положе­нии, определяют утечку воздуха в проверяемый цилиндр аналогично изложенному, применительно к определению количества газов, прорывающихся в картер.

Ориентировочно величины зазоров между стержнями клапанов и бойками можно оценить прослушиванием двигателя в зоне клапанной коробки. В случае чрезмерно больших зазоров в области клапанного механизма прослушиваются четкие металлические стуки при малой частоте вращения коленчатого вала.

Более точно оценивают величины зазоров непосредственным их замером.

Суммарный износ деталей механизма газораспределения можно определить по смещению угла начала открытия впускного клапана первого цилиндра в сторону запаздывания.

Рис. 7.2. Схема определения неплотностей клапанов механизмов газораспределения:

1 — индикатор расхода газов КИ-4887-11; 2, 3 — наконечники; 4, 6, 7, 11 — краны; акуумметр; 8 — регулятор давления; 9, 12 — ресиверы; 10 — компрессор.

 

Техническое состояние системы охлаждения характеризуется тол­щиной слоя накипи на поверхности нагрева, герметичностью соеди­нений системы, состоянием радиатора и паровоздушного клапана, а также натяжением ремня вентилятора.

Наличие и толщину слоя накипи устанавливают путем непо­средственного замера температуры наружной поверхности головки и блока цилиндров в наиболее напряженных местах. Этот способ оценки характеризуется относительной точностью. Герметичность соединений системы охлаждения устанавливают внешним осмотром

при работе двигателя. Более точным является опрессовка системы, сопровождаемая заме­ром падения давления в еди­ницу времени.

Состояние паровоздушного клапана контролируют по давле­нию начала открытия парового и воздушного клапанов при подаче сжатого воздуха.

Натяжение ремня вентилятора контролируют по величине его прогиба в средней части под дей­ствием определенного усилия. Ве­личину прогиба ремня определяют приспособлением. Для выполнения проверочных опера­ций планку1 приспособления накладывают на наружную по­верхность ремня, чтобы стержень 2 касался его в средней части. Затем нажимают рукой на динамометр 3 и по шкале определяют величину прогиба ремня, которая должна находиться в пределах 8 - 25 мм (для различных типов двигателя).

Техническое состояние системы смазывания характеризуется обобщенными параметрами: давлением масла в магистрали и его температурой. Эти два параметра взаимно связаны между собой. После пуска холодного двигателя в результате высокой вязкости давление масла в главной магистрали находится в пределах 0,4—0,5 МПа. По мере прогрева двигателя возрастает температура и уменьшается давление масла.

На давление и температуру масла также оказывает влияние износ деталей кривошипно-шатунного механизма.

Указанные показатели оценивают с использованием масляного манометра и дистанционного термометра, которые находятся на щитке приборов машины. Для этих же целей можно использовать прибор КИ-4940, который подключают к главной магистрали системы смазывания.

Техническое состояние системы питания карбюраторного двига­теля характеризуется давлением, развиваемым топливным насосом, уровнем топлива в поплавковой камере и герметичностью приборов, а также их соединений.

Давление, развиваемое топливным насосом, определяют маномет­рическим прибором К-436, присоединяемым в разъеме топливо­провода, соединяющего карбюратор с топливным насосом. Величи­на нормального давления для машин на базе автомобиля ЗИЛ находится в пределах 0,017—0,023 МПа. После остановки двигателя давление за 15 с должно упасть более чем на 0,005 МПа. В противном случае отмечается нарушение герметичности клапанов насоса или за­порной иглы карбюратора.

Уровень топлива в поплавковой камере проверяют при помощи стеклянной трубки, соединяемой с карбюратором через гибкий шланг. Согласно принципу сообщающихся сосудов высота уровня топлива будет равна расстоянию от плоскости разъема поплавковой камеры до уровня топлива в стеклянной трубке.

Герметичность приборов системы питания, а также их соеди­нений устанавливают внешним осмотром.

Техническое состояние системы питания дизеля характери­зуется давлением впрыска, качеством распыливания топлива, пода­чей подкачивающего насоса, пропускной способностью фильтров грубой и тонкой очистки топлива, подачей топливного насоса, неравномерностью подачи, а также степенью нечувствительности регулятора частоты вращения. Общими признаками неудовлетвори­тельной работы системы питания могут быть трудный пуск и не­устойчивая работа дизеля, дымность отработавших газов, пони­женная мощность и повышенный расход топлива.

При диагностировании двигателя необходимо убедиться в от­сутствии воздуха и воды в системе питания. С этой целью про­качивают систему. Затем определяют, нет ли воды в топливе, вывернув спускную пробку топливного фильтра и спустив отстой в приготовленную емкость. Вода будет заметна на дне емкости. После этого проверяют давление впрыска и качество распыливания топлива форсунками.

В случае снижения мощности дизеля проверяют функционирова­ние системы топливоподачи низкого давления. Для этого пускают дизель и при работе на максимальном скоростном режиме нагру­жают его до достижения номинальной частоты вращения коленчатого вала. Затем, вывинтив сливной вентиль, наблюдают за струей вытекающего топлива. Топливо должно вытекать под напором, а струя должна быть непрерывной и не содержать пузырь­ков воздуха. При слабом напоре возникает необходимость в проверке состояния фильтра тонкой очистки топлива, перепускного клапана и подкачивающего насоса.

Состояние этих приборов проверяют при помощи устройства КИ-4801, которое состоит из манометра 2 со шкалой О—0,4 МПа, корпуса 6 с рукояткой, трехходового крана 7, двух шлангов 4 с наконечниками и удлиненных штуцеров 3. В рукоятке имеется вентиль 5, предназначенный для удаления воздуха.

Один из наконечников устройства присоединяют к системе перед фильтром тонкой очистки, а другой — после фильтра. Проверку ведут при максимальной подаче топлива. Переключая трехходовой кран, измеряют давление за фильтром и перед фильтром. О состоянии фильтрующих элементов судят по перепаду измеренного давления.

При давлении топлива за фильтром ниже 0,04 МПа проверяют состояние перепускного клапана, для чего останавливают дизель, устанавливают вместо рабочего клапана контрольный и снова, пустив дизель, устанавливают прежний режим работы. В том случае, если давление за фильтром превысит прежнее значение, клапан заменяют.

Рис. 7.4. Диагностирование при помощи устройства КИ-4801 фильтра тонкой очи­стки топлива, перепускного клапана и подкачивающего насоса:

1 — фильтр тонкой очистки топлива; 2 — манометр; 3 — удлиненные шту­цера; 4 — шланги; 5 — вентиль; 6 — корпус; 7 — трехходовой кран.

 

Давление перед фильтром, развиваемое подкачивающим насосом поршневого типа, должно быть не ниже 0,08 МПа, в противном случае насос заменяют. У шестеренчатого насоса при давлении ниже 0,06 МПа регулируют перепускной клапан.

Не снимая форсунки с дизеля, ее диагностируют приспособлением КИ-9917 и автостетоскопом ТУ 11 БеО-033. Процесс диагностирования заключается в том, что к проверяемой форсунке приспособление подключают при помощи накидной гайки топливопровода высокого давления. При нажатии на рычаг 1 плунжер нагнетает топливо из резервуара 5 через открывшийся нагнетательный клапан в топливопровод высокого давления 3. При освобождении рычага плунжер под действием пружины возвращается в исходное положе­ние, а нагнетательный клапан закрывается. В этот момент надплунжерное пространство заполняется свежей порцией топлива.

Благодаря поступлению топлива в топливопровод высокого давления и повышению давления до соответствия усилию затяжки пружины форсунки начнется впрыск топлива. Давление начала подъема иглы распылителя проверяют по максимальному отклонению стрелки манометра 4, делая 35—40 перемещений рычага в минуту.

Рис. 7.5. Приспособление КИ-9917 для проверки форсунок:

1—рычаг; 2—корпус; 3—топливопровод высокого давления; 4—манометр; 5—резервуар для топлива; 6— поршень; 7— ручка; 8— пружина.

 

Для проверки качества распыливания топлива нагнетают топливо со скоростью 70—80 перемещений в минуту и, приставив наконечник автостетоскопа к корпусу форсунки, прослушивают звук впрыска. Впрыск должен сопровождаться четким, хорошо прослушиваемым прерывистым звуком. Более точные результаты могут быть получены при диагностировании форсунок на приборе КИ-562.

Прецизионные пары топливного насоса диагностируют при по­мощи устройства КИ-4802, состоящего из манометра 1 со шкалой 0—40 МПа, топливопровода 2 высокого давления и корпуса 3 с рукояткой 4. Внутри рукоятки размещен предохранительный клапан, служащий для предотвращения порчи манометра.

Смотрите также:

 
< Пред.   След. >