Вопрос 1.: Формирование вибраций двигателя внутреннего сгорания

Тема: ВИБРОАКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА МАШИН

Все физические процессы в механизмах и системах машин сопровождаются колебаниями. В поршневом двигателе внутреннего сгорания вибрации формируются шатунно-кривошипным механизмом, топливоопрыскивающей систе­мой, газораспределительным механизмом, процессом сгора­ния, впуском и выпуском, а также различными вспомога­тельными механизмами.

От неуравновешенности центробежных и инерционных сил вращающихся и возвратно - поступательно движущихся масс двигатель колеблется относительно остова с частотой, кратной частоте вращения коленчатого вала. Наиболее ва­жны с точки зрения виброакустической диагностики, упру­гие колебания от ударов сопряженных деталей.

Переменные нагрузки в элементах механизмов при нали­чии между сопряженными деталями зазоров приводят к уда­рам этих деталей, что вызывает вибрации деталей механиз­мов и всего двигателя. Например, перекладка поршня с од­ной стороны гильзы на другую заканчивается соударением. При ударе одной детали о другую изменяется скорость, а, следовательно, и количество движения за весьма малый промежуток времени.

Чем больше зазор в сопряженных деталях, тем больше скорость в момент удара и соответственно энергия или ин­тенсивность виброимпульсов, формируемых рассматривае­мыми сопряженными деталями.

Выделение и формирование вибрационных диагности­ческих параметров. Один из наиболее простых виброаку­стических параметров — общий уровень вибрации в дефектационных зонах двигателя. Для диагностирования меха­низмов по общему уровню вибраций необходимо знать среднее значение общего уровня для начального и предельно изношенного состояния. Исследования показали, что по общему уровню вибрации в дефектационных зонах двигателя можно диагностировать многие механизмы. Однако погреш­ность определения фактических зазоров будет высокой.

При исследовании колебательных процессов пьезоэлек­трический датчик ускорений преобразует механические ко­лебания деталей в электрический сигнал. Специальной электронной виброакустической ап­паратурой сложное колебание тока разлагается на со­ставляющие.

Сущность аппаратурного спектрального анализа вибра­ций в том, что поочередно выделяются полосы спектра коле­баний блока двигателя с последующим определением мощ­ности процесса и усреднением по времени. Определяя энер­гию вибрации каждой выделенной полосы с достаточно боль­шим временем интегрирования, в сумме получим статисти­ческую мощность процесса в заданном диапазоне частот.

Анализ вибраций основных механизмов двигателя. При работе или прокручивании двигателя внутреннего сгорания в результате ударных нагрузок в подвиж­ных сочленениях формируются вибрационные импульсы. Формирование вибраций импульсного характера с опреде­ленной периодичностью и частотным заполнением характер­но для многих механизмов и сопряжений двигателя, напри­мер ЦПГ, подшипниковых узлов, клапанного механизма газораспределения, топливной аппаратуры и др.

Анализ многочисленных исследований показывает, что колебательные процессы двигателей внутреннего сгорания на установившемся режиме работы или прокручивания мож­но допустить как стационарные.

Повышение точности виброакустических методов диаг­ностирования машин связано с изучением динамических ха­рактеристик объектов, определением оптимальных зон ус­тановки датчиков (приемников) выходных диагностических сигналов, выбором методов обработки колебательного про­цесса и режима работы двигателя, обеспечивающих макси­мальное выделение полезного информативного сигнала с минимальными помехами от непроверяемых механизмов.

Дата добавления: 2014-01-04