Вопрос 2. Диагностирование цилиндро-поршневой группы двигателя

Динамика двигателя и формирование вибрации в зоне цилиндров. При работе или прокручивании двигателя про­исходит перекладка поршня в зазоре с одной стороны гиль­зы на другую, в результате на гильзу действует ударная нагрузка — основной источник колебания гильзы цилиндра. Наиболее интенсивный удар при перекладке поршня возни­кает вблизи ВМТ, так как величина нормальной боковой силы имеет здесь наибольшее значение. Удар в этом слу­чае направлен в сторону, противоположную вращению ко­ленчатого вала.

При работе или прокручивании коленчатого вала поршневые кольца под действием силы давления газов перекладываются и ударяются о горизонтальные стенки канавок. Основная причина вибрации колец – увеличение зазора между канавкой поршня и кольцом по высоте.

При вращении коленчатого вала силы инерции в шатунно – кривошипном механизме восемь раз за цикл изменяют знак, и кольцо перемещается от одной стенки канавки к другой. Перекладываясь в зазоре, кольцо ударяется в торцовую поверхность канавки поршня, которая вибрирует. Интенсивность или энергия вибрации колец при определенном скоростном режиме прокручивания будет изменяться пропорционально зазорам между кольцами и канавками.

Теоретические исследования динамики цилиндро-поршневой группы показывают, что перекладка поршня в зазоре происходит в две фазы. В первой нижняя часть поршня перемещается и поршень вращается относительно оси цилиндра до удара в противоположную сторону гильзы. Во второй фазе поршень вращается относительно кольца до встречи и удара верхней части юбки поршня о гильзу.

Теоретический анализ показывает, что при работе или прокручивании коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания с увеличением зазора пропорционально возрас­тает интенсивность удара и соответственно изменяются ин­тенсивность или энергия вибрации импульсов, формируемых перекладкой поршня, а также временные параметры этих импульсов. Выделяя информативные виброимпульсы по времени и частоте с последующим измерением его пара­метров, можно определить зазор между поршнем и гильзой цилиндра и другие структурные параметры цилиндро-поршневой группы двигателя.

Виброакустические характеристики, определяющие со­стояние цилиндро-поршневой группы двигателя. При диаг­ностировании цилиндро-поршневой группы по виброаку­стическим характеристикам большое значение имеет правильная установка датчика вибропреобразователя на по­верхности блока двигателя. Датчик необходимо устанав­ливать в такие зоны блока, которые обеспечивали бы полу­чение максимальной информации от проверяемого узла при минимальном влиянии помех от других сопряжений и меха­низмов двигателя. Для определения зон, излучающих мак­симальный полезный сигнал от перекладки поршня, про­ведены исследования деформаций и вибраций гильз цилиндров тракторных дизелей и вибрационных каналов блока. Это позволило установить для ряда тракторных дизелей диагностические зоны установки датчиков.

При частотном и временном выделении сигнала, характе­ризующего техническое состояние цилиндро-поршневой группы, важно выбрать такой скоростной режим работы дви­гателя, когда можно максимально выделять импульсы вибра­ции проверяемого сопряжения с минимальным формирова­нием импульсов от непроверяемых механизмов. Такой скоростной режим необходимо использовать для выделения импульсов, формируемых перекладкой поршня в зоне ВМТ.

Выбором режима работы дизеля можно установит наиболее благоприятные условия, повышающие помехоустой­чивость и достоверность информации проверяемого сопря­жения.

Дата добавления: 2014-01-04