Диагностика автомобильного двигателя (стр. 10 )

Имеются попытки использования в качестве оценоч­ного параметра при диагностировании технического со­стояния двигателей содержания негорючих примесей в картерном масле. Наиболее эффективная оценка техни­ческого состояния двигателя по параметрам картерного масла достигается в случае определения концентрации отдельных элементов продуктов износа в масле. Учиты-

Sn	Pb	Sb	Si	Mn	Mg	Ni	Cr	s	p
			1,2—	0,8—		0,5	0,3	0,15	0,2
			1,6	1,2
—	—	—	2,7	0,8	—	16,7	2,0	0,1	0,3
----	—	—	11—	—	0,8—	0,8—	—	—	—
			13		1,3	1,3
—	—	—	2,7—	0,6—	—	0,6—	0,2—	0,1	0,4—
			3,0	0,8		0,85	0,6		0,5
—	—	—	0,17—	0,5—	—	0,25	0,7—	—	—
			0,37	0,8		1,0
—	—	—	2,4	0,6	—	0,3	2,0	0,14	0,1
17,5—	_	_	0,8	1,0	_	_	_	_	_
22,5
.—	—	—	0,17—	0,8—	—	0,25	1,0—	—	—
			0,37	1,1			1,3
4,0	2,5	4,0	—	-

вая то обстоятельство, что процесс накопления продук­тов износа в масле является саморегулируемым, боль­шинство исследователей предлагают диагностирование производить по следующей схеме. Предварительно уста­навливаются стандартные максимально допустимые для нормального технического состояния двигателя значе­ния концентраций отдельных характерных элементов в картерном масле. В качестве таких служат легирующие элементы или составные части сплавов. Как видно из таблицы 9, для двигателей семейства ГАЗ характерным элементом для определения износа вставок гильз ци­линдров является никель, для поршней — кремний, для втулок верхних головок шатунов — медь.

Затем из системы смазки двигателя с определенной

периодичностью отбираются пробы масла, в которых од­ним из существующих способов определяют концентра­цию тех же элементов. Полученные значения сравнива­ются с максимально допустимыми. Превышение кон­центрации какого-либо из характерных элементов максимально допустимого значения свидетельствует о возникновении аварийных явлений в группе сопряжений, для которых данный элемент является характерным (в каждом конкретном случае это зависит от конструкции двигателя).

Из всех рассмотренных методов диагностики техни­ческого состояния двигателей внутреннего сгорания наи­лучшим образом определять скорость изнашивания со­пряженных деталей позволяет метод, основанный на ис­следовании содержания примесей в картерном масле. Скорость изнашивания является важнейшим критерием технического состояния сопряжения. Метод диагностики по параметрам картерного масла имеет явные преиму­щества даже перед таким совершенным методом, как виброакустический. Основные преимущества заключают­ся в высокой достоверности и возможности индивидуаль­ного диагностирования. При постановке диагноза полу­чаемые в результате замеров величины параметров мо­гут сравниваться не с усредненным для данной марки двигателя стандартным значением, а с конкретными показателями, характерными для обследуемого механиз­ма. Иными словами, при использовании рассмотренных ранее способов определения технического состояния дви­гателей первоначально косвенно определяются величины структурных параметров, главным образом, зазоров, а затем, на основании этих данных, делается предположе­ние об условиях трения в обследуемых сопряжениях. Метод диагностики технического состояния двигателей по параметрам картерного масла позволяет вначале сде­лать заключение о протекании процессов трения, а за­тем, на основании полученных данных, наиболее веро­ятными методами установить величины структурных параметров. Это весьма важное различие, так как неис­правность может возникнуть не только при достижении определенного максимально допустимого значения зазо­ра в сопряжении, но и при незначительном зазоре, на­пример, в случае засорения магистрали масляного насо­са и недостаточном поступлении масла. Следует также помнить, что главной целью диагностирования является не определение величины структурных параметров, а по­лучение заключения об исправности механизма, кото­рая зависит прежде всего от условий трения.

ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ ЖЕЛЕЗА В КАРТЕРНОМ МАСЛЕ

ВОЗМОЖНОСТЬ ДОСТОВЕРНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПО СОДЕРЖАНИЮ ЖЕЛЕЗА В КАРТЕРНОМ МАСЛЕ

Как указывалось выше, метод диагностики технического состояния двигателей по содержанию продуктов износа в картерном масле характеризует высокая достовер­ность оценки. Содержание продуктов износа в пробах масла определяется, главным образом, спектральным и химическим способами. При этом, в зависимости от кон­струкции и типа двигателя, от возможностей имеющегося оборудования, в каждой пробе определяется содержание от 6 до 16 характерных элементов продукта износа. Од­нако, при практическом использовании метода встреча­ется ряд трудностей, которые в условиях автотранспорт­ного предприятия или станции технического обслужива­ния не всегда удается преодолеть.

Сложность методики диагностирования заключается в следующем. При использовании химического или спектрального анализа в пробе масла определяется об­щее содержание какого-либо элемента, например, алю­миния, железа. В этом случае нельзя установить, явля­ется ли данное количество элемента продуктами износа или оно входит в состав исходного неработавшего мас­ла. Для смазки современных двигателей применяются масла с различными присадками. В частности, в них мо­гут быть те же элементы, которые поступают в масло в виде продуктов износа. Такие элементы, как цинк, барий, кобальт входят в масло в значительных количествах. В отдельных случаях с присадкой в масло вводится боль­шее количество какого-либо элемента, чем с продукта­ми износа. Поэтому нужно предусматривать анализ исходного масла. А при определении содержания продук­тов износа, необходимо учитывать первоначальный хи­мический состав масла. При работе двигателя присадка частично отфильтровывается, угорает. Затем, после до­ливки или замены масла, содержание этих элементов в присадке вновь увеличивается.

Сложность проведения анализа также препятствует широкому внедрению данного метода диагностики тех­нического состояния двигателей в условиях автотранс­портного предприятия.

Спектральный способ позволяет одновременно опре­делять содержание нескольких элементов, практически всех подлежащих определению. Но трудоемкость анали­за и в этом случае велика.

Существуют также фотоэлектрические установки для экспресс-анализа. Производительность их высокая, но широкому применению препятствует большая стоимость установок.

Для того, чтобы максимально упростить методику диагностирования, необходимо ограничить количество элементов, чтобы получение достоверного результата обеспечивалось минимальными затратами времейй й средств. Было установлено, что в большинстве случаев достаточно проводить анализ пробы масла на содержа­ние железа. Ибо в любом двигателе внутреннего сгора­ния по меньшей мере одна из двух сопряженных дета­лей состоит из железа. Существует также следующая закономерность: когда начинает ускоренно изнашивать­ся какая-либо деталь сопряжения, одновременно изна­шивается и работающая с ней в паре. Таким образом, если возникает неисправность, например, в цилиндро­поршневой группе, то в масло начинает интенсивно по­ступать алюминий с поршней и железо (чугун) с гильз цилиндров. Из рисунка 21 видно, что закономерность изменения концентрации железа в картерном масле по­добна аналогичным закономерностям для других харак­терных элементов — алюминия, свинца, хрома, меди и др. Весьма важным обстоятельством является то, что это подобие имеет место как в случае нормального со­стояния двигателя, так и при возникновении неисправ­ности. Кроме того, концентрация железа в масле обыч­но значительно выше остальных элементов. А чем выше концентрация, тем легче и точнее ее определить.

Железо ферромагнитно и для определения содержа­ния его в пробе масла можно использовать приборы и способы, основанные на взаимодействии магнитных мо­ментов пробы и прибора. Отличительной особенностью способов анализа, основанных на использовании подоб­ных приборов, так называемых магнитометров, является весьма высокая производительность и полная сохраняе­мость пробы.

Следует знать, что не все железо в продуктах износа ферромагнитно. Часть его попадает в масло в виде окис­лов. Но количественное соотношение металлического и неметаллического железа нетрудно установить, поэтому указанное обстоятельство не является препятствием для использования магнитометров.