Диагностика автомобильного двигателя (стр. 14 )

Для второй и третьей категорий условий эксплуата­ции содержание продуктов износа в картерном масле выше, чем для первой, соответственно в 1,5 и 2,2 раза. Эти коэффициенты необходимо учитывать при исполь­зовании табличных данных. Рассмотренный способ ди­агностики позволяет легко осуществлять индивидуаль­ный подход при определении технического состояния двигателя. Это является, несомненно, одним из наибо­лее важных достоинств способа.

Методика диагностирования технического состояния двигателя по динамике изменения концентрации продук­тов износа в масле практически является универсаль­ной. Для каждого типа и марки двигателя необходимо вначале построить стандартные кривые и разработать таблицы. Подобная методика может быть использована для диагностирования не только двигателей, но и прочих механизмов, имеющих масляный картер. Сюда могут быть отнесены трансмиссии: коробки передач, главные передачи, раздаточные коробки. Методика диагностиро­вания этих агрегатов упрощается ввиду отсутствия в их конструкции ^фильтрующих элементов.

МЕТОДИКА ОТБОРА ПРОБ МАСЛА

Определять содержание продуктов износа в картерном масле желательно без его переливания из одной емко­сти в другую, так как часть ферромагнитных продук­тов износа неизбежно оседает на дне и стенках первой емкости. Это обусловливает значительные погрешности измерения. Пробы необходимо отбирать непосредствен­но в ту лабораторную посуду, в которой они будут под­вергаться анализу.

Материал и емкость посуды должны подбираться с учетом специфики работы с магнитометром (материал посуды не должен влиять на точность измерений, не должен быть ферромагнитным или диамагнитным; для обеспечения возможности тщательного перемешивания пробы перед анализом емкость посуды должна прибли­зительно вдвое превышать нужный для проведения ана­лиза объем пробы). В качестве посуды могут служить стандартные стеклянные пробирки диаметром 16 мм, высотой 150 мм и емкостью 20—25 мл. Пробирки дол­жны быть чистыми. Проверка на чистоту после сушки заключается в контроле их на отсутствие ферромагнит­ных частиц. Пробирка считается подготовленной, если при поднесении ее к датчику прибора шкала не окло - нится.

Пробы должны отбираться либо из той части карте­ра, где примеси распределены равномерно, либо из мас­ляной магистрали. Для этой цели на масляной маги­страли можно предусмотреть специальный краник. При отсутствии краника пробы можно отбирать через отвер­стие для маслоизмерятельного щупа при помощи поли­хлорвиниловой трубки и медицинского шприца.

При отборе пробы непосредственно из картера конец трубки, через которую отсасывается проба, должен быть погружен в масло на 30—35 мм. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы трубка не была опущена дб Дна

\

поддона картера (осадок на дне содержит железа во много раз больше, чем основной объем).

Плотность продуктов износа значительно больше плотности масла. Поэтому после остановки двигателя они быстро оседают. В результате этого в верхнем слое пробы концентрация продуктов износа снижается. Для обеспечения минимальной погрешности измерения про­бу необходимо отбирать не позднее, чем через 10 минут после остановки двигателя. Погрешность измерения при этом не превысит 5%. Удобнее всего пробу отбирать после возвращения автомобиля с линии или сразу же по прибытии его на станцию технического обслужива­ния.

После доливки масла концентрация продуктов изно­са в нем механически уменьшается. Но в течение 3—4 часов работы двигателя после доливки уровень концен­трации восстанавливается. Поэтому пробу нужно отби­рать не раньше, чем через 4 часа после доливки масла.

Периодичность отбора проб масла должна согласо­вываться с установленным режимом технического обслу­живания и проведения диагностических операций. Дан­ный метод позволяет сделать заключение о техническом состоянии двигателя в течение 3—4 минут. Поэтому да­же ежедневное диагностирование не представляет труд­ностей. Однако, в этом нет необходимости. Достаточно отбирать пробы и подвергать их анализу при каждом техническом обслуживании № 1, то есть через 2000— 3500 км пробега. При этом не следует стремиться под­гонять периодичность отбора проб к какому-либо округ­ленному значению пробега. Результаты анализов проб масла используются для построения кривых в прямо­угольной системе координат по методике диагностирова­ния, учитывающей динамику изменения содержания про­дуктов износа в масле. Данная методика позволяет с одинаковым успехом учитывать любое значение пробегу одежду двумя последовательными отборам^ про&"

АНАЛИЗ ПРОБ МАСЛА

Для определения концентрации продуктов износа в кар­терном масле могут применяться несколько способов ко­личественного анализа.

Весовой анализ основан на выделении определяемого вещества в виде осадка, по весу которого вычисляется его концентрация. Весовой способ дает результаты вы­сокой точности, так как взвешивание производится с точ­ностью до 1 мзу но чрезвычайно трудоемок из-за боль­шого числа операций: фильтрования, растворения на­вески, оседания, промывки осадка, высушивания, взвешивания.

Объемный анализ заключается в точном измерении объемов растворов, содержащих эквивалентные коли­чества реагирующих между собой веществ, причем кон­центрация одного из растворов точно известна. По этим данным вычисляют количество исследуемого вещества. Преимущество объемного анализа по сравнению с весо­вым заключается в том, что он менее трудоемок и быстрее выполним.

Колориметрический анализ относится к оптическим способам физико-химического анализа и оснотзан на том, что между интенсивностью окраски раствора и его кон­центрацией в большинстве случаев существует прямая пропорциональность: чем интенсивнее окраска раствора, тем больше его концентрация. Этот анализ проводится путем сравнения окраски раствора исследуемого веще­ства с окраской стандартного раствора того же веще­ства.

Колориметрическим способом можно определять ма­лые количества окрашенных веществ или таких веществ, которые при реакции с определенными реактивами дают окрашенные соединения.

Дальнейшим развитием колориметрического способа является фотоколориметрический, отличающийся более высокой точностью и хорошей воспроизводимостью. При­менение колориметрического и фотоколориметрического способов для анализа масла позволяет относительно просто и точно определить концентрацию железа в мас­ле. Определение концентрации других элементов этими способами затруднено.

Полярографический анализ — основан на изучении процессов окисления или восстановления на ртутном или других электродах. Этим способом можно определить природу и концентрацию веществ.

Анализ производится на основании поляризационных кривых — полярограмм, получаемых при помощи по - лярографов. Полярограммы выражают зависимость силы тока от приложенного напряжения, которое постепенно увеличивается, пока не достигнет потенциала выделения вещества. При этом ионы разряжаются и сила тока, возрастая, достигает предельной величины, прямо про­порциональной концентрации вещества в растворе. Раз­ряд ионов приводит к уменьшению концентрации в при - электродном слое. Затем, вследствие диффузии концен­трация выравнивается.

Для определения содержания металлических продук­тов износа в маслах могут быть использованы визуаль­ные полярографы. При этом содержание железа, свинца, олова, меди и хрома может быть определено с точно­стью до 5—10%. Следует отметить, что, несмотря на достоинства колориметрического и полярографического способов анализа, применение их для экспресс-диагно - стйки затруднено ввиду большой трудоемкости прове­дения анализа.

Спектральный анализ — физический способ количе­ственного и качественного анализа состава веществ, ос­нованный на изучении его спектров. Принцип действия всех спектральных приборов сводится к тому, что излу­чения волн различных длин при прохождении через спектральный прибор пространственно разделяются по длинам волн.

Для анализа картерных масел используются эмис­сионные виды спектрального анализа, основанные на изучении спектров излучения. При этом проба масла сжигается в газовом пламени или в электрическом раз­ряде.

Эмиссионный анализ дает элементарный состав про­бы, ибо пламя и разряд разрушают химические соеди­нения. Концентрации отдельных элементов определяют­ся путем измерения интенсивности характерных спект­ральных линий и сравнения их с интенсивностью линий элемента основы и специально приготовленных эталонов.

Способ спектрального анализа обладает высокой чувствительностью и точностью, но весьма трудоемок. В этом нетрудно убедиться, рассмотрев пример практиче­ского применения данного способа с использованием трех эталонов.

Для большинства современных отечественных двига­телей характерными элементами являются железо, алю­миний, свинец, медь и хром. Поэтому эталоны для ана­лиза необходимо готовить в виде пятикомпонентной сме­си химически чистых окислов этих элементов на основе окисла магния. Реактивы для приготовления эталонов используются с таким расчетом, чтобы содержание определяемых элементов в виде примеси в каждом из них было в пределах 10~3—10~4%.

В качестве внутреннего стандарта может быть ис­пользован кобальт. Концентрация его в эталонах дол­жна быть такой, чтобы почернения линий сравнения бы­ли сопоставимы с почернениями линий элементов и в то же время спектр элемента сравнения был не слишком интенсивен и богат линиями.

Съемка спектров может производиться на кварцевом спектрографе ИСП-22 или ИСП-28. В качестве источни­ка света пригоден дуговой генератор ДГ-2. Съемка про-

Таблица 13. Название элемента / Аналитическая линия Линия сравнения Интервал определяемой концентрации в золе, % Длина волны в ангстремах Потенци­ал воз­буждения в электро - новольтах Длина волны в ангстремах Потенци­ал воз­буждения в электро - новольтах Железо 2410,52 5,25 Кобальт 2408,75 5,76 0,05 —2,0 2599,57 5,68 фон — 0,005 -1,0 Медь 3247,54 3,82 фон — 0,003 —1,0 3273,96 3,78 фон — 0,005—1,0 2824,37 5,78 фон —- 0,6 —2,0 Алюми­ 3082,16 4,02 фон ___ 0,03 —2,0 ний 2652,49 4,66 Кобальт 2567,34 5,0 0,01 —1,0 Свинец 2833,07 4,37 фон ___ 0,0001—0,03 2873,32 5,63 фон — 0,06 —2,0 Хром 3014,76 5,08 фон — 0,0005—0,03

изводится на спектральные фотопластины чувствитель­ностью 22 единицы (ГОСТ 2817-50). Пластина поме­щается по центру кассеты, регистрируя область 3500— 2230 ангстрем. Это обеспечивает определение концен­трации необходимых элементов по указанным в табли­це 13 аналитическим парам линий.