Диагностика автомобильного двигателя (стр. 11 )

При использовании данной методики не всегда мож­но определить неисправное сопряжение/Однако, с точки зрения современных представлений о капитальном ре­монте двигателей в этом нет необходимости. Капиталь­ный ремонт производится в подавляющем большинстве обезличенно. Поэтому каждая деталь проходит дефек - товку.

СУЩНОСТЬ СПОСОБА

Капля отработанного картерного масла является но­сителем богатой и разносторонней информации о состо­янии двигателя. Если проследить и зафиксировать про­цесс изменения физико-химических свойств масла по времени, можно получить представление о закономерно­стях изменения технического состояния двигателя.

Установлено, что интенсивность поступления продук­тов износа в масло прямо пропорциональна скорости из­нашивания деталей двигателя. В то же время известно, что скорость изнашивания деталей зависит от многих факторов. Например, в процессе приработки детали из­нашиваются в несколько раз быстрее, чем при последу­ющей работе. Для двигателя, требующего ремонта в связи с износом основных деталей, также характерна высокая скорость изнашивания. Условия эксплуатации существенно влияют на скорость изнашивания. Чем тя­желее режим работы двигателя, тем интенсивнее он из­нашивается. Исключение составляют отдельные частные случаи, когда двигатель быстро изнашивается при ра­боте на малой нагрузке и неблагоприятных условиях сгорания топлива, например, на малых оборотах холос­того хода.

Следует обратить внимание на одну особенность, ко­торая имеет место при работе двигателя. Картерное мас­ло, как известно, с течением времени утрачивает свои физико-химические свойства и подлежит замене. Перио­дичность замены неодинакова для разных двигателей. В большинстве случаев она составляет от 3 до 10 тыс. км.

Величина концентрации продуктов износа в масле за­висит не только от скорости изнашивания, но и срока службы масла и условий его замены. После заливки свежего масла в систему смазки концентрация продук­тов износа в нем меняется по определенной закономер­ности. В начальный период времени работы двигателя на свежем масле абсолютная величина концентрации продуктов износа в нем невелика даже при высокой ско­рости изнашивания. В связи с этим заключение о техни­ческом состоянии двигателя по величине каких-либо определенных значений концентрации, не учитывающих срока службы масла, теряет всякий смысл. В этот пе­риод работы техническое состояние двигателя наилуч­шим образом характеризует интенсивность накопления продуктов износа в масле.

По достижений определенного предела величина кон­центрации продуктов износа стабилизируется. Поэтому после наступления стабилизации показателем техниче­ского состояния двигателя может служить не интенсив­ность накопления, а абсолютная величина концентра­ции продуктов износа.

Анализ факторов, влияющих на величину концентра­ции продуктов износа в масле, позволяет сделать вывод о том, что достоверность оценки технического состояния двигателя может быть значительно выше, если учиты­вать динамику изменения концентрации, соответствую­щую времени работы двигателя после очередной замены масла. При этом необходимо учитывать срок службы двигателя и условия эксплуатации.

Для диагностирования технического состояния двига­теля по динамике изменения концентрации железа в картерном масле, необходимо иметь следующие данные: результаты анализов серии последовательно отобранных проб масла (минимальное количество проб — 2—3); время работы двигателя (или пробег автомобиля) пос­ле очередной замены масла до отбора каждой пробы; общий срок службы двигателя; характеристики условий эксплуатации автомобиля.

Анализ проб масла может производиться любым из доступных способов определения концентрации железа или ферромагнитных продуктов износа в масле: спект­ральным, химическим, полярографическим или спосо­бом, основанным на использовании ферромагнитных свойств железа.

Разрушение поверхностей деталей из-за естественно­го износа происходит постепенно. В начале возникают микроочаги аварийных износов, которые практически не влияют на работоспособность сопряжения. Однако, начало возникновения разрушительных явлений может быть установлено по повышению содержания железа в картерном масле. Возрастание концентрации железа на­чинается за 3—4 тыс. км. до возникновения очагов ло­кального разрушения деталей.

В нашей стране в авторемонтном производстве широ­ко применяется система ремонтных размеров, которая позволяет многократно восстанавливать работоспособ­ность деталей с наименьшими затратами средств и этим самым значительно повышать их долговечность. Практи­чески, если своевременно подвергать детали восстанов­лению, их можно использовать в течение 3—4 межре­монтных периодов. Следовательно, использование метода диагностики двигателей по динамике изменения кон­центрации железа в масле, описанного выше, обеспечи*

© ф ® © ® ф ® * 1 ■ ,. © о / ® ® •К ® & , • шГ<	_ « О Ф о ®	i—/ I® ф		1
О ® ф о ь - rtn	О ' « в	е-	в	....... >	i
4 © CJ^-y - «/9 9 * с ву^ ® • • в/ • * © /в • «	• • • • •	VT^T	в / /о о о о • • •	в	9 о вв —в— • • • • •
Т. уГ*	• • • •	• • • •		"•« • V	■ • . ь
	О °о о°о о	о о о о О	о о о ООО	о ° О О и о О	о о °о О '
	° о о о о.9 „ft POO	О о о	о Л Ь 6 во®\в о	6 О о . в о © О О	О ------------ V о о о © о
	в в О в о	о о е о	©в®\ ® ® 4	о \ о о © 5	О о в я О

§ Щ5 £ т

т~4%

t 20

15

8 7 SO 0 3000 4500 6000 7000 Lkm Проьег автомобиля после очередной запены мосла в двигателе Рис. 22. Влияние срока службы двигателя на содержание железа в картерном масле: 1 — новый двигатель; 2 — после 10 тыс. км пробега; 3 — после 30 тыс. км пробега; 4 — после 60 тыс. км пробега; 5 — после 90 тыс. км пробега.

вает безаварийную работу и максимальную долговеч­ность агрегатов.

Для заключения о техническом состоянии двигателя необходимо знать закономерности изменения содержа­ния железа в масле по времени для нормального техни­ческого состояния и для характерных неисправностей.

« Л

Из рисунка 22 видно, как влияет общий срок эксплу­атации современного двигателя на содержание железа в картерном масле. Чем больше общий срок эксплуатации, тем лучше детали прирабатываются, условия трения

улучшаются и в масло попадает меньше железа. После пробега автомобиля с данным двигателем 80—90 тыс. км детали полностью прирабатываются, и дальнейшего уменьшения концентрации железа в масле не происхо­дит. Данные закономерности используются для построе­ния диагностических номограмм.

Наиболее характерными неисправностями являются: отказ фильтрующих элементов; ухудшение физико-хими­ческих свойств картерного масла; нарушение нормаль^ ной работы сопряжений «шейки коленчатого вала — вкладыш» и «гильза — поршень».

Отказ фильтрующих элементов сам по себе не сопро­вождается повышенным износом деталей. Но влияние фильтров на динамику изменения концентрации железа в масле очень велико.

Ухудшение свойств масла происходит сравнительно медленно и, по данным многих исследований, сопро­вождается линейной зависимостью возрастания концен­трации железа в масле.

На долю кривошипно-шатунного механизма прихог дится почти три четверти механических потерь двига­теля. Соответственно и продукты износа попадает в масло, главным образом, с деталей этого механизма. Поэтому нарушение условий трения в сопряжениях ци - линдропоршневой группы и подшипниках коленчатого вала существенно влияет на динамику изменения содер­жания железа в масле. Условия смазки подшипников коленчатого вала и деталей цилиндропоршневой группы существенно отличаются. Поэтому возникновение неис­правностей в каждой из этйх групп деталей сопровож­дается определенной закономерностью изменения кон­центрации железа в масле.

Все эти особенности позволяют конкретизировать за­ключение о техническом состоянии двигателя и прогно­зировать ресурс дальнейшей безотказной работы.

Диагностирование производится путем срътшт

к% / / / /2 3 /4 / " Пробег автомоьиля после очередной замены мосла в двигателе Рис. 23. Диагностическая номограмма. Изменение концентрации продуктов износа: 1 — при отказе масляного фильтра; 2 — при возникновении неисправности в подшипниках коленчатого вала; 3 — при ухудшении свойств масла; 4 — при нормальном техниче­ском состоянии.

а *

Lhm

графических зависимостей, получаемых для конкретного двигателя, с диагностической номограммой (рис. 23), которая строится на основании обобщения результатов массовых наблюдений за двигателями данной марки и содержит стандартные кривые, характерные для различ­ных состояний двигателя. Для упрощения и универсаль­ности номограмма дополняется таблицами оптимальных значений концентрации железа или ферромагнитных продуктов износа в масле (табл. 10, 11, 12). Под опти­мальными значениями концентрации подразумеваются усредненные значения, характерные для подавляющего большинства двигателей одной выборки, имеющих оди­
наковый общий срок эксплуатации и работающих в иден­тичных условиях.