Диагностирование цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания по параметрам картерных газов

Перечень чертежей:

1. Чертеж операционно-технологической карты на диагностирование по параметрам картерных газов дизелей с турбокомпрессором (ТКР) и закрытой системой вентиляции картера (формат А1). Указан алгоритм поиска неисправностей.
2. Схема вентиляции картера закрытого типа в дизельном двигателе с турбонаддувом (формат А1), указаны позиции: 1 -распределитель газов системы вентиляции в сборе, 2 - клапан системы вентиляции, 3 - дренажный масляный шланг, 4 - контрольный клапан, 5 - масляный поддон, 6 - всасывающий коллектор , 7 – турбокомпрессор, 8 - шланг вентиляции, 9 - всасывающая труба, 10 - от воздушного фильтра, 11 - внутрикартерные газы, 12 - свежий воздух, 13 – масло
3. Схема теоретических предпосылок метода диагностирования по динамике изменения давления картерных газов (формат А1).

Степень изношенности:

- поршневых колец;

- поршней;

- цилиндров;

- шеек коленвала;

- подшипников коленвала;

- впускные клапана;

- выпускные клапана

Структурные параметры:

-   зазор в сопряжении поршень - гильза цилиндра;

-   зазор в сопряжении верхняя канавка поршня -

  компрессионное кольцо;

-   зазор в замке поршневых колец;

-   подвижность поршневых колец;

-   целостность (отсутствие трещин) гильз цилиндров;

-   целостность (отсутствие кавитационных разрушений)

  посадочного пояска гильз цилиндров.

Признаки износа:

- потеря мощности;

- плохой запуск двигателя;

- перебои в работе;

- детонации и стуки в двигателе;

- повышенный расход масла на угар;

- повышенный расход картерных газов;

- загрязнение масла продуктами износа;

- дымление.

Снижение уплотняющей способности приводит к следующим негативным явлениям:

-   увеличению прорыва газов из надпоршневого пространства в полость картера, что обуславливает снижение давления в конце такта сжатия, падении мощности при полной нагрузке, усиленное старение картерного масла и сокращении его срока службы;

-   увеличению расхода масла из-за попадания его в камеру сгорания, угара и уноса в атмосферу в составе отработавших газов;

-   ускорению скорости изнашивания цилиндропоршневой группы по причине повышения теплонапряженности деталей вследствие того, что кольца, омываемые горячими газами, хуже отводят тепло от поршня к гильзе;

-   снижению срока службы деталей и узлов других систем двигателя, например, форсунок - закоксовываются распылители из-за интенсивного нагарообразования вследствие попадания на них большого количества масла.

4. графические результаты экспериментов (формат А1):

• Измерение расхода картерных газов двигателей с различной наработкой и измерением микрометража износов гильз цилиндров
• Изменение значения расхода картерных газов при смене моторного масла
• Измерения расхода картерных газов от нагрузки на двигатель
• Зависимость мгновенного максимального значения расхода картерных газов от углового ускорения двигателя
• Зависимость расхода картерных газов от температуры двигателя Д-240
• Измерения расхода картерных газов на различных скоростных режимах работы двигателя
• Диагностика двигателя по параметрам расхода и давления картерных газов
• Влияние качества моторного масла на расход картерных газов
• Изменение объемного расхода картерных газов по постепенному прогреву двигателей ЯМЗ-238 различной наработки
• Расход картерных газов на режимах разгона двигателя

Дополнительные материалы: на 54 печатных листах Word даны пояснения к чертежам:

1. Анализ методов и средств диагностирования цилиндро-поршневой группы (ЦПГ)

• Проблемы диагностирования дизельного двигателя.

Основные места утечек воздуха из камеры сгорания. а) зазор между кольцами и поверхностью цилиндра или зазор в замке колец; б) зазор по торцевым поверхностям колец и канавок поршней; в) зазор между седлом и клапаном; г) зазор между поврежденной прокладкой и плоскостью головки или блока; д) в трещину в стенке камеры сгорания

• Анализ продуктов износа в эксплуатируемом масле
• Методы измерения мгновенного расхода масла на угар

Основные причины повышенного расхода масла:

1. Наружная течь масла через сальники, прокладки, уплотнители.
2. Некачественное присоединение фланца патрубка отсоса картерных газов к корпусу воздушного фильтра (попадание масла в воздушный фильтр) в двигателях с рециркуляцией картерных газов.
3. Абразивный износ цилиндров, поршневых колец, поршней, направляющих втулок.
4. Износ поршневых колец (без износа цилиндров), завышенный тепловой зазор колец, совпадение замков колец в линию, неприлегание колец к "зеркалу" цилиндров, большой зазор по высоте колец в канавках поршней.
5. Задиры, риски, натиры и прочие дефекты на "зеркале" цилиндров.

• Метод анализа виброакустических данных
• Анализ температурных параметров
• Время пуска и мощность двигателя
• Прорыв газов в картер двигателя

2. Теоретические предпосылки предлагаемого метода диагностирования дизельного двигателя

• Критерии выбора параметра диагностирования

Основные структурные параметры, по которым имеют место отказы цилиндропоршневой группы дизелей при эксплуатации:

-        зазор в сопряжении поршень - гильза цилиндра;

-        зазор в сопряжении верхняя канавка поршня - компрессионное кольцо;

-        зазор в замке поршневых колец;

-        подвижность поршневых колец;

-        целостность (отсутствие трещин) гильз цилиндров;

-        целостность (отсутствие кавитационных разрушений) посадочного пояска гильз цилиндров.

Признаками, свидетельствующими об износе или поломке деталей ЦПГ, многие источники называют: потеря мощности; плохой запуск двигателя; перебои в работе, детонации и стуки в двигателе; повышенный расход масла на угар; повышенный расход картерных газов; загрязнение масла продуктами износа; дымление и т.д. Исходя из этого, приводится множество методов и средств проверки технического состояния цилиндропоршневой группы. О техническом состоянии цилиндропоршневой группы двигателя судят по давлению в конце сжатия (компрессии).

• Основные показатели неисправности дизельного двигателя
• Роль уплотнения цилиндров на прорыв газов
• Влияние физико-динамических процессов в двигателе на параметры картерных газов
• Влияние тепловых условий на величину зазоров диагностируемых сопряжений
• Влияние моторного масла на прорыв газов в картер двигателя

3. Результаты экспериментов

• Результаты исследований влияния факторов, влияющих на параметры картерных газов
• Принятие решений по результатам диагностирования по параметрам картерных газов
• Оценка времени, затрачиваемого на операции диагностирования и измерение диагностических параметров

Вывод:

1. В ходе опытов получены зависимости расхода картерных газов кроме технического состояния ЦПГ от таких факторов как температура двигателя, нагрузка, качество моторного масла, режимы работы двигателя.
2. Параметр давления картерных газов в двигателях со свободной системой вентиляции картерного пространства мало информативен. По пульсациям давления нельзя определить техническое состояние отбельных цилиндров, так как наблюдается пульсация общего давления в картере, вызванное колебаниями объема картерного пространства.
3. По параметрам расхода картерных газов можно определять техническое состояние не только ЦПГ, но и ТКР, при его наличии. Для этого надо измерения расхода картерных газов проводиться на различных частотах вращения двигателя.
4. Представлено поэтапное время проведения измерений расхода картерных газов, даны рекомендации по доработке прибора КИ-28292 для измерения параметров картерных газов.

В программе: Компас 3D V