Методи діагностування

Складність конструкцій сучасних автомобілів і відповідальність за якість діагностичних досліджень зростають. Досягти потрібного рівня вірогідності і якості діагностичної інформації дають змогу сучасні методи діагностування. Методи діагностування поділяються на організаційні І технологічні. Організаційні методи визначають характер основних задач діагностування, застосування і вибір ЗД, алгоритми та програми діагностування.

Технологічні методи діагностування - це множина способів і прийомів подачі вхідних, реєстрації вихідних сигналів, вимірювання діагностичних параметрів і виявлення діагностичних ознак технічного стану. За застосуванням ЗД методи діагностування поділяють на два класи: органолептичні (суб'єктивні), інструментальні (об'єктивні).

Органолептичні методи включають прослуховування, огляд, перевірку дотиком і нюхом. Прослуховуванням виявляють місця і характер ненормальних стукотів, шумів, перебоїв у роботі двигуна, відмов у силовій передачі та ходовій частині (за шумом), нещільності (за шумом повітря, що проривається) і таке інше. Оглядом установлюють місця підтікання води, оливи, палива, колір випускних газів, диміння із сапуна, биття обертових частин, натяг ланцюгових передач тощо. Дотиком визначають місця і ступінь ненормального нагріття, биття, вібрації деталей, в'язкість, липкість рідини тощо. Нюхом виявляють за характерним запахом несправність зчеплення, витікання бензину, електроліту, підгоряння електропровідників тощо.

Інструментальні методи застосовують для вимірювання і контролю всіх параметрів технічного стану, використовуючи при цьому ЗД. За періодичністю методи діагностування поділяють на такі, що застосовують у плановому регламентованому і в позаплановому, заявковому порядках. Діагностуванням, виконаним згідно з планом, розв'язують задачі перевірки працездатності, а також визначення залишкового ресурсу агрегатів і машини в цілому. З цією метою з усієї сукупності діагностичних параметрів виділяють узагальнені, котрі обов'язково вимірюють під час ТО. Серед узагальнених г гурт ресурсних діагностичних параметрів, досягнення якими граничних значень, обумовлює капітальний ремонт ОД. До таких ресурсних параметрів відносяться витрата газів, що прориваються в картер, сумарний зазор у головках шатуна двигуна, коефіцієнт витрати рідини гідроприводу коробки передач тощо. Діагностування, виконане позапланово, у заявковому порядку, розв'язує задачу пошуку дефектів у тому разі, якщо за результатами вимірювань узагальненого параметра стану виявлено порушення працездатності складової частини серед множини інших.

Параметрами поглибленого діагностування (з метою пошуку дефектів) служать кут початку подачі палива, тиск, що створюється плунжерними парами, коефіцієнт подачі гідронасоса, втрати в розподільнику гідроприводу та інші. Методи діагностування, які застосовують до окремих типів АТЗ (вантажні й легкові автомобілі, автобуси), або до їх агрегатів і систем (ЦПГ, ГРМ, паливна апаратура двигуна, коробка передач тощо), відрізняються між собою параметрами, що вимірюються прийомами вимірювання й опрацюванням результатів.

За діагностичними параметрами усі методи поділяють на три групи, залежно від того, чи характеризує параметр робочий процес машини або її складової частини, супутній процес або безпосередньо структурний параметр. Методи діагностування за параметрами робочих процесів дають змогу перевіряти вихідні параметри АТЗ (потужність, економічність, продуктивність, якість роботи) і числові робочі характеристики його складових частин (фазові параметри паливоподачі і газорозподілу, тиск, швидкість переміщення, витрата тощо). Точність вимірювання цих параметрів досить висока тому, що переважно здійснюють пряме вимірювання контрольованої фізичної величини.

Методи діагностування за параметрами супутніх процесів дають можливість побічно визначати ті ж параметри робочих процесів, а також структурні параметри деталей і спряжень, якщо їх не можна, чи недоцільно вимірювати безпосередньо. У цьому разі вимірюють також показники процесів, що генеруються зовнішніми ЗД. Це процеси вібрації і шуму, нагрівання, охолодження, розгону і зупинки обертових частин, наростання, або спад тиску оливи і повітря в момент пуску і зупинки механізмів, утворення забруднюючих речовин. Точність такого вимірювання діагностичного параметра нижча, ніж під час діагностування за параметрами робочих процесів.

Методи діагностування за структурними параметрами дають змогу прямими вимірюваннями, без розбирання ОД визначати знос деталей, зазори у їх спряженнях, регулювання. Це методи, які застосовують для вимірювання зносу шин, шківів, зазору у спряженнях, прогину важелів тощо. В основі цих методів лежить вимірювання геометричних параметрів, взаємного розміщення чи розмірів деталей на автомобілі, який не працює.

За режимом роботи ОД можна виділити методи діагностування на сталому, перехідному і статодинамічному режимах роботи. Діагностування на сталому режимі виконують для ОД, що працює на стаціонарному режимі за постійного швидкісного, температурного і силового навантаження. Діагностування на перехідному режимі роботи застосовують для вимірювання параметра у нестаціонарних умовах (розгін, вибіг, різке гальмування, зняття навантаження, прогрівання, або охолодження тощо).

Статодинамічний метод у процесі діагностування використовується з чергуванням сталого і перехідного режимів роботи ОД. Під час діагностування АТЗ застосовують, переважно, сталі режими, рідше - Перехідні і дуже рідко - статодинамічні. Із застосуванням електронних і автоматизованих ЗД діапазон останніх двох методів розширюється. З їх допомогою визначають технічний стан АТЗ та їх складових частин за параметрами кутового прискорення колінчастого валу двигуна (вимірювання потужності), швидкості збільшення і зменшення тиску в оливній магістралі (перевірка працездатності гідроприводу), час зупинки (оцінка працездатності силової передачі, оливної центрифуги) і таке інше.

Статодинамічний метод може бути реалізований тільки в автоматизованому ЗД тому, що вимірюють параметр у чітко заданих за черговістю сталому і перехідному режимах. Такі режими можуть бути використані, наприклад, при вимірюванні витрати палива, потужності і деяких інших параметрів під навантаженням, що створюється періодичним автоматичним відключенням одного або декількох циліндрів бензинового двигуна (дизеля).

За фізичною суттю методи діагностування поділяються на енергетичний, пневмогідравлічний, кінематичний, тепловий, віброакустичний, електромагнітний, оптичний, радіоактивний. Кожен метод призначений для контролю визначеного фізичного процесу І заснований на застосуванні певного фізичного явища. Класифікація за фізичною суттю дає найбільшу можливість виявити технічну характеристику конкретного методу діагностування. Фізичний процес характеризується зміною фізичної величини за часом. В основі енергетичного методу лежить фізична величина - сила, потужність; пневмогідравлічного - тиск; кінематичного - переміщення, прискорення, швидкість; теплового — температура, кількість тепла; віброакустичного - амплітуда коливань на визначених частотах.

Для вимірювання обраного діагностичного параметру застосовують різні первинні вимірювальні перетворювачі, на які впливає фізична величина. Вона перетвориться в іншу фізичну величину, зручну для вимірювань, або спостереження, тобто вхідний сигнал перетвориться у вихідний (зазвичай електричний). Вихідний сигнал, будучи відображенням вхідного, тобто первинної фізичної величини, містить вимірювані характеристики. В результаті опрацювання вихідного сигналу вимірюють, а потім реєструють діагностичні параметри.

Назву методу звичайно встановлюють саме по тому фізичному процесу, який впливає на чутливий елемент вимірювального засобу - первинного у вимірювальному ланцюзі елемента (тиск рідини - на мембрану; збільшення сили - на важіль вагового механізму; підвищення температури - на термопару; збільшення відстані - на шток, індикатора; коливання блоку двигуна - на п'єзоелектричний елемент віброперетворювача).

Фізичний процес може носити інформацію про робочий процес ОД, тому він може мати декілька діагностичних параметрів, що відображають роботу і стан окремих складових частин об'єкта. Наприклад, фізична величина - тиск у трубопроводі високого тиску системи живлення. Під час роботи двигуна цей тиск змінюється. Фізичний процес його зміни за період Т може мати вісім діагностичних параметрів, що характеризують роботу і стан основних деталей паливної апаратури.

Рис. 1.7 Характер зміни тиску в паливо проводі дизеля від тривалості процесу

Стан деталей паливної апаратури дизельного двигуна можна визначити пневмогідравлічним методом діагностування з використанням електронної апаратури й вмонтованого в паливопровід мініатюрного первинного вимірювального перетворювача тиску.

За швидкістю зміни фізичної величини під час вимірювання усі методи поділяються на діагностування з повільно- і швидкозмінним фізичними цроцесами. У повільнозмінному процесі постійно вимірюють фізичну величину, яка постійно змінюється. До таких величин відносяться всі структурні параметри, а також більшість характеристик робочих і допоміжних процесів, коли визначаються середні значення робочих параметрів; продуктивність, зусилля стиску, потужність під час гальмування на сталому режимі, витрати палива.

У більшості відомих неавтоматизованих ЗД реалізовано методи вимірювання параметрів за повільнозмінного фізичного процесу з періодом змін від декількох секунд до десятків хвилин. За швидкозмінного фізичного процесу швидкість зміни діагностичного параметра є дуже високою - від часток мілісекунди до кількох секунд. До таких фізичних процесів можна віднести віброакустичні, процеси зміни кутового прискорення колінчастого вала, вала силової передачі під час розгону або зупинки, тиску палива, оливи. Методи діагностування швидкозмінного фізичного процесу реалізують за допомогою електронних ЗД.

Для вимірювання визначеного діагностичного параметра необхідний відповідний спосіб опрацювання вихідного сигналу для заданого режиму роботи ОД. В одному випадку потрібно виміряти середнє, в іншому - максимальне значення фізичної величини, а в третьому - момент досягнення заданого значення. У зв'язку з цією метою, у кожному методі використовується кілька способів діагностування.

Одним із найстаріших є енергетичний спосіб діагностування, заснований на вимірюванні потужності, або амплітуди вихідного сигналу. Діагностичним параметром при цьому може бути температура (перепад температур), тиск, шум, вібрація і багато інших фізичних параметрів. Сучасним розвитком енергетичних способів є інформаційна частотна технологія, що припускає виділення з вимірюваного сигналу складових у визначених частотних діапазонах і подальший енергетичний аналіз виділених складових. Енергетичний спосіб при використанні ОД на сталому режимі роботи служить для оцінки технічного стану механізмів і систем, які виробляють, передають, або споживають енергію. Існує декілька різновидів такого діагностування: гальмовий, парціальний, диференціальний, безгальмовий. Енергетичний спосіб застосовують, у першу чергу, для визначення технічного стану двигунів внутрішнього згоряння за параметрами потужності. Гальмовий спосіб дає змогу визначати ефективну потужність, яка оцінюється мірою механічної енергії, отриманої в результаті згоряння палива в циліндрах, за реактивною силою або гальмовим моментом під час гальмування на стенді. Фізична величина - робота, а діагностичний параметр - сила. Під час діагностування ДВЗ його режим роботи є сталий, сила - практично постійна.

Таблиця 2.6 Взаємозв'язок структурних і діагностичних параметрів паливної апаратури дизеля

Назва діагностичного параметра	Що характеризує
Залишковий тиск перед початком подачі палива	Стан нагнітального клапана і форсунки
Момент початку нагнітання палива	Стан кулачків вала паливної помпи, плунжера і розподільних шестірень
Тиск початку впорскування	Пружність пружини форсунки і знос торцевих поверхонь, на які опирається пружина
Момент початку впорскування	Стан приводу паливної помпи, паливопроводів високого тиску
Інтервал часу наростання тиску	Знос плунжерної пари насоса
Максимальний тиск	Регулювання пружини форсунки
Тривалість впорскування	Хід голки, пропускна здатність розпилювача
Інтервал часу спаду тиску	Стан плунжерної пари і спаду тиску пропускна здатність розпилювача форсунки

Парціальний спосіб, для якого ОД (наприклад, ДВЗ) працює з частиною виключених циліндрів, дає можливість випробовувати його на стендах малої потужності. Він також характеризується стаціонарним режимом і постійним рівнем діагностичного параметра. Диференціальний спосіб діагностування за ефективною потужністю, за якого вимірюється відхилення потужності від номінального значення по окремих циліндрах, аналогічний парціальному. Безгальмівний спосіб (без стенду) передбачає створювати навантаження на циліндри двигуна, які працюють, за рахунок виключених. За потребою створюють додаткове навантаження, наприклад, дроселюванням випускних газів, або оливи в гідроприводі машини.

Віброакустичний метод діагностування базується на вимірюванні параметрів вібрацій. Під час експлуатації АТЗ їх елементи зазнають переміщень, які змінюються в часі (вібропереміщення). Причинами виникнення вібропереміщень можуть бути циклічні, процеси (обертання роторів, валів, періодичні навантаження), власні коливання тощо. У загальному випадку вібропереміщення можна подати у вигляді накладених елементарних гармонічних коливань. В зв'язку з цим, основними параметрами вібрації є частота, віброприскорення, амплітуда, інтенсивність віброхвиль. Для задач; технічної діагностики частота вимірюється у діапазоні 0-30 кГц залежно від чутливості вимірювальної апаратури; віброприскорення з верхньою межею вимірювань - 1000 м/с; амплітуда віброколивань - весь діапазон вібропереміщень; інтенсивність віброхвиль - весь діапазон переносу енергії за одиницю часу (Вт/м).

Віброакустичний метод діагностування використовують при сталому режимі роботи ОД. Зміну віброакустичних параметрів подають у виді періодичних загасаючих коливань.

Вібраційний метод має три різновиди. Одним з них є частотна технологія, що припускає виділення з вимірюваного сигналу складових у визначених частотних діапазонах і подальший енергетичний аналіз виділених складових. Технологія частотного аналізу використовується не тільки для контролю і діагностування машин, але й для їх аварійного захисту. -

Іншим різновидом віброметоду є фазно-часова технологія, заснована на порівнянні форми сигналів, які вимірюються через фіксовані інтервали часу. Ця технологія успішно використовується для контролю стану машин зворотно-поступальної дії з декількома однаковими вузлами (циліндрами і поршнями), які навантажуються послідовно через однакові інтервали часу. Наприклад за формою сигналу вібрації двигуна автомобіля можна визначити якість роботи кожного з циліндрів. Порівняння форми сигналів з еталонною можна здійснювати за допомогою третього різновиду вібраційного методу - спектральної технології, заснованої на вузькосмуговому спектральному аналізі сигналів.

Перераховані вище інформаційні технології застосовувалися ще в XIX столітті для контролю працездатності парових машин. Лише остання, спектральна технологія, почала широко використовуватися в середині XX

століття після створення відносно простих аналізаторів спектру сигналів різної природи.

Розвиток ЗД і обчислювальної техніки в останні роки дозволили частково розв'язати проблеми контролю та діагностики з використанням систем моніторингу машин і устаткування на базі розглянутих віброметодів. Такі системи, орієнтовані на неперервний контроль діагностичних параметрів конкретної машини, мають спеціальні режими адаптації на початковому етапі експлуатації, коли дефекти найчастіше відсутні.

Паралельно із застосування систем моніторингу на базі вже існуючих методів у багатьох країнах велись пошуки нових методів аналізу сигналів для розв'язання діагностичних задач. Так, у 1968 році фахівцями Швеції був запатентований метод, який дав початок технології ударних імпульсів, зокрема щодо технології діагностики підшипникових вузлів.

У 1978 році російськими вченими розроблено технологію для діагностування багатьох видів вузлів роторних машин, відому як технологія огинаючої кривої. Ця технологія набула широкого поширення у багатьох країнах. Суть її полягає в аналізі коливань потужності сигналу, що вимірюється. Вона може застосовуватися для високочастотного сигналу, потужність якого змінюється значно повільніше, ніж його період. Оскільки потужність сигналу визначається огинаючим значенням, ця технологія заснована саме на аналізі такої кривої високочастотного сигналу. На рис. 3.2 приведена форма високочастотного сигналу, а також спектр огинаючої, у якому чітко видно гармонійну складову, що зумовлює періодичну зміну потужності первинного сигналу.

Найбільші успіхи методу огинаючої кривої, як і методу ударних імпульсів, досягнуті стосовно до задач діагностики підшипників кочення.

Основні методи віброакустичної діагностики розраховані на виявлення дефектів, які зароджуються у вузлах машин і устаткування. Дефекти, які виявляються за характером впливу на вібрацію і шум ОД можуть бути розділені на три основні групи. До першої відносяться дефекти, поява яких змінює характеристики коливальних сил, що є причиною виникнення вібрації і шуму. Другу групу становлять дефекти, що не змінюють характеристики коливальних сил, а лише механічні властивості вузлів, у яких вони діють. До третьої групи відносяться дефекти, які зумовлюють зміну механічних властивостей вузлів і конструкції, по яких поширюється вібрація.

Методи функціональної діагностики дають змогу ефективно виявляти дефекти першої групи. Методи тестової діагностики ефективніше працюють під час пошуку дефектів третьої групи. Дефекти другої групи можуть виявлятися методами як функціональної, так і тестової діагностики. Якщо ж дефекти мають властивості першої і другої груп, то для їх виявлення використовують методи функціона-чьної діагностики. І, нарешті, дефекти всіх трьох груп на останніх етапах свого розвитку впливають на сигнали вібрації або шуму і тому можуть бути виявлені до моменту виникнення аварійно ситуації системами моніторингу віброакустичного стану машин устаткування.

На початковому етапі розвитку віброакустичної діагностики її найбільші успіхи були пов'язані з діагностикою деталей ЦПГ ДВЗ. Під час експлуатації АТЗ через визначені інтервали часу у двигуні формуються ударні імпульси, зумовлені особливостями згоряння палива, роботою поршнів і клапанів. Порівняння, зумовленої ударами, вібрації різних циліндрів за часом, формою й амплітудою дає можливість виявити дефекти ЦПГ, систем газорозподілу й запалювання. Це можна зробити за допомогою найпростішої апаратури, а саме, давача вібрації й осцилографа. Порівняння параметрів ударних імпульсів за формою між собою дає можливість досить просто діагностувати вузли, які є їх джерелом. Але одночасно ці імпульси вкрай утруднюють аналіз вібрації, що порушується іншими вузлами, наприклад, підшипниками колінчастого вала. Тому під час діагностування ДВЗ не обмежуються використанням лише віброакустичних технологій.

Рис. 1.8 Сигнал високочастотної випадкової вібрації:

що порушується силами тертя і спектр його згинальної: а, б - для бездефектного підшипника; в - для підшипника зі зносом поверхні кочення

У подальшому вібродіагностика стала розвиватися у напрямку аналізу вібрацій, які збуджуються силами тертя. Сили тертя і, відповідно, збуджена ними високочастотна вібрація, у справних підшипниках являють собою

випадкові процеси з постійною за час вимірювання потужністю. У разі виникнення дефектів поверхонь тертя з'являється періодична зміна потужності цих процесів, тобто з'являється амплітудна модуляція сил тертя і високочастотної вібрації.

Оптичні методи діагностування. Найпростішим способом виявлення несправностей деталей є візуальний огляд. У важко доступних місцях він утруднений. Тому для виявлення дефектів у таких ситуаціях застосовують спеціальні оптичні прилади - технічні ендоскопи. Приклад застосування технічних ендоскопів в автосервісі - огляд і визначення технічного стану циліндрів двигуна й агрегатів трансмісії без попереднього розбирання. Ендоскопія двигуна проводиться з метою якісної оцінки величини зносу і виявлення поломок у деталей циліндро-поршневої групи. Легко виявляються прогар і ушкодження клапанів, днищ поршнів, головки блоку і прокладки головки блоку з боку камери згоряння. За слідами оливи на стержнях і тарілках клапанів, у камері згоряння, краях днища поршня встановлюють ступінь зносу поршневих кілець. Це далеко не повний перелік прикладів застосування оптичної ендоскопії у діагностиці технічного стану автомобіля.

Застосування оптичних методів для діагностики автомобільних двигунів не обмежується ендоскопією. Спеціальні системи дозволяють заглянути у середину кожного циліндра працюючого двигуна і спостерігати за ходом процесу згоряння палива. Світлове випромінювання, шо виникає при згоранні палива в циліндрах, несе величезну кількість діагностичної інформації. Його реєстрація І відповідне опрацювання дають змогу робити висновок про ступінь зношеності деталей, порушення у роботі систем керування двигуном, потребу відповідних регулювань конкретного двигуна.

в організації оперативного діагностичного контролю, оцінці рівня технічної експлуатації, технічного стану ОД важливе місце належить методам і засобам аналізу відпрацьованої оливи. Наприклад, аналіз проб оливи з картера ДВЗ і відкладень в оливоочисниках виконується з метою визначення кількісного вмісту продуктів зношування деталей, забруднень і домішок, які потрапляють в оливу і ззовні, а також елементів, що входять у паспортний склад оливи.

Концентрації заліза, алюмінію, кремнію, хрому, міді, свинцю, олова й інших характерних елементів в оливі дають змогу робити висновки про швидкість зношування деталей. За концентрацією заліза в оливі, що відпрацювала, можна оцінити швидкість зношування гільз циліндрів, шийок колінчастих валів, поршневих кілець, за концентрацією алюмінію — про швидкість зношування поршнів тощо.

Складники фунтового пилу (кварц, кальцій, оксиди алюмінію тощо) характеризують стан повітряного й оливного фільтрів, а також стан і роботу оливоочисних пристроїв. Наприклад, погана робота повітроочисника, або порушення герметичності повітряного тракту спричинює проникнення в циліндри великої кількості абразивних часток, які зумовлюють різке зростання зносу деталей. За зміною вмісту елементів, що входять у первісний комплекс

оливних присадок {барій, фосфор, сірка, молібден), можна оцінювати придатність оливи.

Для кількісного визначення продуктів зносу у відпрацьованій оливі існує декілька методів: спектрального аналізу, калориметричні, індукційні, радіоактивні тощо. Практично найбільший інтерес представляють перших три. Відрізняючись високою інформативністю та універсальністю, метод спектрального аналізу за характерним спектром, який можна спостерігати під час спалювання проби оливи в зоні електричного розряду (прямий метод), дає змогу оцінювати вміст в оливі елементів зносу, сторонніх домішок, присадок. Спектри реєструються фотографуванням (спектрографи), або за допомогою фотоелементів (квантометри).

Для діагностування автомобільних двигунів застосовують прямі методи спектрального аналізу. Найбільшого поширення набув різновид його - метод обертового електроду, у цьому методі верхнім електродом служить графітовий стрижень, а нижнім - графітовий диск, що під час обертання захоплює оливу зі спектральної ванночки І подає в зону електричного розряду.

Для аналізу картерної оливи пробу відбирають, коли частки зносу знаходяться в завислому стані (на прогрітому і працюючому агрегаті), через отвір щупа за допомогою шприца. Якщо пробу беруть з оливної магістралі, то необхідно попередньо злити частину оливи (0,5-Іл), а після відбору проби повернути злиту частину в картер. Періодичність відбору проб залежить від мети діагностування. Для контролю під час обкатування двигуна може бути взято кілька проб при переході з одного режиму обкатування на іншій.

Варто проводити аналіз оливи під час діагностування перед ремонтом АТЗ, або перед технічним обслуговуванням. Особливо важливим є аналіз відпрацьованої оливи під час ТО-2 коли виконують її нову заміну. У цьому разі можна оцінити вміст елементів зносу й у відкладеннях фільтрів.

Безгальмівні методи визначення тягових показників автомобільних двигунів за режимом діагностування класифікуються на статичні і динамічні. Принцип безгальмівних методів заснований на використанні як навантаження механічних втрат самого двигуна. У багатьох випадках для підвищення вірогідності діагностування застосовують довантаження двигуна, наприклад, способом дроселювання відпрацьованих газів у випускному тракті.

Найпростіші методи безгальмівного навантаження - за нерівномірністю обертання колінчастого вала ДВЗ, у тому числі метод навантаження за рахунок вимикання циліндрів. Останній знайшов найбільше застосування у засобах діагностування двигунів і системи електроустаткування легкових автомобілів.

Усе більшого поширення набуває динамічний метод оцінки тягових характеристик двигунів за кутовим прискоренням колінчастого вала, який вимірюється в режимі вільного розгону і зупинки, його перевагами є простота, невисока вартість і низька трудомісткість діагностування.

Основним показником технічного стану деталей ЦПГ прийнято вважати витрату картерної оливи. Однак, відсутність достатньо точного експрес-методу визначення цього показника не завжди дає змогу об'єктивно оцінювати зношеність деталей. Відомі й інші методи оцінки загального технічного стану деталей ЦПГ. До них відноситься, наприклад, вимірювання тиску газів у картері, за допомогою водяних манометрів; концентрації барвника бензину (червоного судану IV) у картерній оливі тощо. Однак, з їх допомогою не можна визначати технічний стан кожного циліндра окремо.

Найбільшого поширення набув метод визначення кількості газів, що прориваються в картер, і характеризують рівень зношеності деталей ЦПГ. Однак, через порівняно високий опір виходу газів з картера і, отже, за наявності в картері надлишкового тиску, частина газів іде в атмосферу через зношені манжети колінчастого вала й інші нещільності.

Витрата оливи і кількість газів, що прориваються в картер, є інтегральними оцінками технічного стану деталей ЦПГ. На практиці зустрічаються випадки порушення нормальної роботи окремих циліндрів, що можуть спричинити вихід з ладу двигуна. Тому разом із загальною перевіркою ЦПІ^ необхідно перевіряти і стан кожного циліндра окремо тому, що нерідко спостерігаються поломки або закоксовування окремих поршневих кілець, утворення подряпин на поверхнях окремих циліндрів тощо. Порівняльну оцінку технічного стану будь-якого із циліндрів можна дати за різницею між витратою газів, отриманою декомпресуванням, і середньою витратою газів, що одержана з декомпресування кожного з інших циліндрів. Якщо різниця буде незначною, то стан всіх циліндрів є однаковим. Якщо ж вона велика, то це свідчить про аварійний стан окремого циліндра.

Порівняльну оцінку технічного стану циліндрів можна провести також за рівнем компресії в них (тиску в кінці такту стиску). Однак при цьому необхідно враховувати нещільності клапанів ГРМ. У надмірно зношеного двигуна витік газів у картер при роботі на максимальному швидкісному режимі становить лише 3-4% від загальної витрати повітря двигуном. Тому тиск кінця такту стиску в даному разі падає незначно. Компресію рекомендується визначати при пускових обертах колінчастого вала: у цьому разі прорив газів у картер у зношеного двигуна становить 35-45% від загальної витрати повітря, а в нового двигуна - лише 10-12%.

Технічний стан кожного циліндра окремо рекомендують оцінювати і за нещільністю, обумовленою витоком повітря, яке подають під тиском у циліндр непрацюючого двигуна. Ця нещільність характеризується сумарною площею зазорів, через які проникає стиснене повітря з надпоршневого простору в картер двигуна. Вона залежить від зношеності деталей ГЩГ. клапанів ГРМ, прокладки і головки циліндрів. Виміряти нещільність окремих циліндрів, тому визначають сумарну нещільність, яку прийнято називати відносною. З цією метою застосовують пневматичні калібратори. За їх допомогою можна давати лише порівняльну оцінку технічного стану циліндрів. Вони легко виявляють задири робочої поверхні гільзи, поломку

поршневих кілець, тріщини в гільзі, або на днищі головки, прогоряння прокладки, обгоряння тарілки клапанів.

Загальний недолік методів визначення технічного стану деталей ЦПГ - труднощі в оцінюванні ступеня зношеності окремих деталей, а, отже, і у прийнятті рішення щодо виду ремонту й обсягу ремонтних робіт. Ними характеризують технічний стан деталей ЦПГ в цілому, або в окремих циліндрах.

Для визначених режимів роботи однотипних двигунів за рівнем енергії вібрацій блоку циліндрів, що вимірюється поблизу в.м.т. у смузі частот коливання гільзи, можна визначити зазор між гільзою і поршнем. Недоліком цього способу вважають неможливість встановлення зносу поршневих кілець, а також труднощі відділення корисних сигналів від завад, що виникають від інших джерел коливань. Нагар і відкладення смол у зоні поршневих кілець знижують силу удару поршня до гільзи, що впливає на точність показів віброакустичних приладів.

За параметрами вібрацій можна визначати знос поршневих кілець за висотою. Під час обертання колінчастого вала кільця, пересуваючись у канавках поршня під впливом сил інерції, вдаряються об стінки канавок і вібрують. Потужність вібрації кілець при визначеному швидкісному режимі роботи двигуна пропорційна зазорам між кільцями і канавками.

Система живлення дизелів вимагає особливої точності встановлення діагнозу, оскільки більшість несправностей дизельних ДВЗ виникають через дефекти зношування прецизійних деталей паливної апаратури. Зноси мають різний характер, відповідно до умов роботи деталей, якості палива. Це впливає на стійкість роботи дизеля, особливо на яловому ходу.

Визначальним видом зношування є гідроабразивне. У паливі завжди є тверді механічні частки. Сучасні фільтри тонкого очищення палива не в змозі відокремити частки менші 0,002 мм. Передбачений технологією відстій палива не завжди здійснюється в умовах експлуатації, а частки менші 0,001 мм утримуються у паливі у зваженому стані навіть після тривалого відстою. В результаті зносу плунжерних пар знижується циклова подача і росте нерівномірність паливоподачі секціями помпи. Це погіршує техніко- економічні показники дизеля, збільшує вібрацію, викликає інтенсифікацію зносу. Надмірні зноси приводять до погіршування якості впорскування палива. У цьому разі дизель стає непрацездатним. Тому періодично паливні помпи дизелів підлягають діагностуванню і регулюванню на стаціонарних стендах. Щоб встановити, які елементи апаратури впливають на стабільність її роботи, на практиці розглядають осцилограми процесу впорскування. Осцилограми отримують під час дослідження паливоподачі за допомогою осцилографів, давачів тиску і підсилювачів. Таруючи давачі перед дослідженням та використовуючи тимчасові оцінки осцилографа, опрацьовують осцилограми й отримують відносно точну уяву про величини діагностичних параметрів і закономірності їх зміни.

Діагностування системи живлення бензинових двигунів здійснюють за параметрами: питома витрата палива, подача паливної помпи, вміст

шкідливих компонентів у відпрацьованих газах. Сучасні системи впорскування бензину є так інтегровані з іншими системами двигуна (запалення, охолодження, подачі повітря), що визначати їх технічний стан за названими параметрами неможливо. З цією метою застосовують загальне діагностування ДВЗ, або самодіагностику на основі кодів несправностей.

Дата добавления: 2014-01-04