The method of piston-cylinder-unit diagnosing by means of indirect assessment of engine compression by fsa 740 bosch appliance is considered. synthesis of direct and indirect methods of pressure measuring at the end of compression stroke allows to faster diagnosing in working order and for obtaining the primary diagnosis in case of defects detecting.


Область наук:
  • Механіка і машинобудування
  • Рік видавництва: 2010
    Журнал: Автомобільний транспорт

    Наукова стаття на тему 'Аналіз методу діагностування циліндропоршневої групи двигуна з використанням обладнання фірми Bosch'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз методу діагностування циліндропоршневої групи двигуна з використанням обладнання фірми Bosch»

    ?УДК 629.083: 621.431

    АНАЛІЗ МЕТОДУ ДІАГНОСТУВАННЯ циліндропоршневої групи ДВИГУНА З ВИКОРИСТАННЯМ ОБЛАДНАННЯ

    ФІРМИ BOSCH

    І.Ю. Сараєва, доцент, к.т.н., Д.В. Бекетов, студент, ХНАДУ

    Анотація. Розглянуто метод діагностування циліндропоршневої групи шляхом непрямої оцінки компресії двигуна приладом FSA 740 Bosch. Синтез непрямого і прямого виміру тиску в кінці такту стиснення дозволяє швидше проводити діагностування при справному двигуні і отримувати первинний діагноз при наявності несправності.

    Ключові слова: вимірювання, компресія, діагностика, непрямий метод, циліндропоршневая група.

    АНАЛІЗ МЕТОДУ ДІАГНОСТУВАННЯ ЦІЛІНДРОПОРШНЕВОЇ ГРУПИ двигун З Використання ОБЛАДНАННЯ ФІРМИ BOSCH

    І.Ю. Сараєва, доцент, к.т.н., Д.В. Бекетов, студент, ХНАДУ

    Анотація. Розглянуто метод діагностування ціліндропоршневої групи Шляхом непрямої ОЦІНКИ компресії двигуна приладнали FSA 740 Bosch. Синтез непрямого и прямого вимірювання тиску в кінці такту стіскування дозволяє швідше Проводити діагностування при справному двігуні й отрімуваті первинний діагноз за наявності несправності.

    Ключові слова: виміри, компресія, діагностика, непрямий метод, ціліндропоршнева група.

    ANALYSIS OF DIAGNOSTIC METHOD OF ENGINE PISTOL-CYLINDER-UNIT USING «BOSCH» EQUIPMENT

    I. Sa ^ eva, Associate Professor, Candidate of Technical Science,

    D. Beketov, student, KhNAHU

    Abstract. The method of piston-cylinder-unit diagnosing by means of indirect assessment of engine compression by FSA 740 Bosch appliance is considered. Synthesis of direct and indirect methods of pressure measuring at the end of compression stroke allows to faster diagnosing in working order and for obtaining the primary diagnosis in case of defects detecting.

    Key words: measurements, compression, diagnostics, indirect method, piston-cylinder-unit.

    Вступ

    В економіці сучасної держави автомобільний транспорт відіграє величезну роль. З кожним днем ​​автомобільний парк світу інтенсивно збільшується, головним чином за рахунок приватних легкових автомобілів. Функціональні можливості автотранспортного засобу в процесі експлуатації під впливом різних факторів погіршуються. У зв'язку з цим необхідно пе-

    періодичних виконувати комплекс операцій, які допоможуть виявити технічні несправності.

    З розвитком автомобільної техніки процес технічного діагностування отримав своє логічне продовження у вигляді розвитку автоматизованих систем контролю. Сучасне діагностичне обладнання дозволяє контролювати всі електронні системи автомобіля, включаючи комплексну систему управління двигуном. Однак су-

    ществует велика проблема в оцінці справності як двигуна в цілому, так і його окремих вузлів і агрегатів. Так, всіма відомі фірми-виробники діагностичного обладнання, BOSCH, MATCO, ZECA і інші - не дають можливості продіагно-стіровать деякі деталі двигуна внутрішнього згоряння, наприклад деталі циліндропоршневої групи.

    аналіз публікацій

    Для визначення стану ЦПГ двигуна за непрямими діагностичним параметрам застосовують спеціальні методи технічного діагностування двигуна. Комплексний аналіз методів технічної діагностики ЦПГ детально відображається в багатьох роботах.

    Климпуш О.Д. встановив залежності зміни потужності механічних втрат, амплітуди вібрації і температури відпрацьованих газів від зносу ЦПГ [1]. Однак чутливість цих параметрів до зносу ЦПГ незначна. Більш високою чутливістю відрізняються витрата масла, витоки стисненого повітря, прорив газів в картері двигуна і температура відпрацьованих газів. При граничних износах ЦПГ значення цих параметрів відрізняються від вихідних в 3-5 разів.

    Толстой В.А. в якості параметрів, що характеризують технічний стан ЦПГ, досліджував такі діагностичні параметри як витрата картерних газів, компресія, розрядження у впускному колекторі, витрата масла, температура відпрацьованих газів [2]. Було встановлено, що найбільшою інформативністю володіють прорив газів в картер, витрата масла і витоку стисненого повітря при положенні поршня на початку такту стиснення.

    Дослідження Жданівського Н.С. пов'язані з оцінкою загальної герметичності циліндра по швидкості наростання тиску повітря в ньому. Цей метод дозволяє визначити герметичність в положенні, яке відповідає максимальному зазору в сполученні поршень-гільза [3]. Швидкість зміни тиску повітря в циліндрі має максимальне значення при незначному куті повороту коленвала, приблизно 30 ° до ВМТ, як для нового, так і для гранично зношеного двигуна. Даному методу діагностування-

    ня по швидкості наростання тиску притаманні ті ж недоліки, які характерні для методу діагностування ЦПГ за допомогою компрессометра.

    В роботі Мітрохіна М.М. підкреслюється, що при поганому контролі якості збірки в сполученні циліндр-гільза у нового ЗІЛ-130 може коливатися в межах 0,06-0,13 мм, що істотно впливає на величину компресії двигуна [4].

    Фактори, що впливають на процес діагностування ЦПГ

    При діагностуванні двигуна, а саме деталей ЦПГ, найважливішим показником є ​​величина компресії. Компресія (від лат. Оошрге88ю - стиснення) - стиснення газу під дією зовнішніх сил для зменшення його обсягу, підвищення тиску і температури.

    При вимірі компресії слід враховувати ряд важливих факторів, які в значній мірі впливають на її величину:

    - температура двигуна - вона, підвищуючись, збільшує компресію, так як деталі краще прилягають один до одного, приймаючи розміри і взаємне положення, більше відповідні робочим;

    - масло, яке надійшло в камеру згоряння через напрямні втулки клапанів, поршневі кільця, систему вентиляції картера і ущільнення турбокомпресора, істотно підвищує компресію, так як надає уплотняющее дію;

    - паливо, яке надійшло в циліндр у вигляді крапель, навпаки, знижує компресію, так як розріджує і змиває масло з деталей і не робить ущільнюючого дії через малу в'язкості;

    - обороти колінчастого вала - чим вони більші, тим менше витоку через нещільності, тим вище компресія;

    - ступінь забруднення повітряного фільтра;

    - становище дросельної заслінки.

    Компресію вимірюють як з відкритою, так і з закритою дросельною заслінкою. При цьому кожен із способів дає свої результати і дозволяє визначати свої дефекти.

    Так, коли заслінка закрита, в циліндри, очевидно, надійде мало повітря, тому компресія буде низькою і складе близько

    0,6-0,8 МПа. Витоку повітря в цьому випадку можна порівняти з його надходженням в циліндр.

    Внаслідок цього компресія стає особливо чутливою до витоку - навіть при малих нещільності її значення падає в кілька разів. Ця посилка дозволяє зробити висновки чи припущення про наступні дефекти двигуна: не цілком задовільний прилягання клапана до сідла; зависання клапана, наприклад, через неправильну збірки механізму з гідроштовхачами; дефекти профілю кулачка розподільного вала в конструкціях з гідроштовхачами, в тому числі нерівномірний знос або биття тильного боку кулачка; Ні-герметичність, викликана прогаром прокладки головки або тріщиною в стінці камери згоряння.

    При вимірі компресії з відкритою заслінкою картина буде іншою. Велика кількість надійшов повітря і зростання тиску в циліндрі, звичайно, сприяють збільшенню витоків. Однак вони свідомо менше подачі повітря. Внаслідок цього компресія падає не настільки значно (приблизно до 0,8-0,9 МПа). Тому спосіб замірів з відкритою заслінкою краще підходить для визначення більш «грубих» дефектів двигуна, таких як поломки і прогари поршнів, поломки або зависання (закоксовиваніє) кілець в канавках поршня, деформації або прогари клапанів, серйозні пошкодження (задираки) поверхні циліндрів.

    В обох способах вимірювання бажано враховувати динаміку наростання тиску це допоможе встановити істинний характер несправності з більшою ймовірністю. Так, якщо на першому такті величина тиску, яка вимірюється компрессометром, низька (0,3-0,4 МПа), а при наступних тактах різко зростає, - це побічно свідчить про знос поршневих кілець. В такому випадку заливка в циліндр невеликої кількості масла (3-5 см3) відразу збільшить не тільки тиск на першому такті, а й компресію.

    Основне правило, яке слід пам'ятати: у більшості випадків результати вимірів компресії є відносними. Це означає, що в першу чергу необхідно спиратися на різницю в значеннях компресії у різних циліндрів, а не на саму її абсолютну величину.

    Аналіз і результати діагностування ЦПГ

    На сьогоднішній день різноманітність компонування і конструкції автомобільних двигунів ставлять непрості завдання при вимірюванні величини компресії. Найпоширенішим приладом для цих цілей є компрессометр, однак виникають великі проблеми при демонтажі свічок запалювання, а в деяких випадках доступ до них взагалі неможливий без часткового зняття навісного обладнання двигуна.

    Швидко і ефективно вимірюють компресію сучасні мотортестери. Ці прилади фіксують практично не тиск, а амплітуду пульсації електричного струму, споживаного стартером під час прокрутки,

    - адже чим вище тиск в циліндрі, тим більше витрати потужності стартера на обертання коленвала. Таким чином удасться одночасно виміряти компресію у всіх циліндрах всього за кілька оборотів, не вдаючись до вивертання свічок, що особливо важливо для багатоциліндрових двигунів; недолік мотортестера - одержувані результати виражаються у відносних одиницях, наприклад, у відсотках до циліндра, що працює краще. Лише найдорожчі мотортестери здатні вимірювати абсолютну величину компресії в кожному циліндрі, але це можливо тільки на основі великої кількості статистичних даних по конкретної моделі двигуна і їх зіставлення з дійсним тиском в циліндрі.

    При вимірі компресії необхідно дотримуватися наступних правил:

    - акумуляторна батарея повинна бути повністю заряджена, клеми НЕ окислені;

    - стартер повинен бути справний;

    - забезпечити наявність контакту в з'єднаннях датчиків.

    Основна перевага сучасних діагностичних Мотортестер - їх універсальність і можливість використовувати методи діагностики, пов'язані з електричними вимірами прямих або непрямих параметрів.

    Для визначення компресії непрямим методом використовувався діагностичний кому-

    плекс Bosch FSA 740, результати вимірювань наведені на рис. 1.

    Мал. 1. Результати діагностування двигуна ЛІБІ А6: а, Ь, с, е, е, f - циліндри двигуна, «...........» - позначення гра-

    ниці еталонних значень

    Непрямий метод вимірювання ЦПГ має ряд переваг:

    - вимірювання проводяться одночасно для всіх циліндрів двигуна при однаковому тепловому і нагрузочном режимі;

    - результати вимірювань наочні, виводяться у вигляді діаграм і відображають повну картину діагностування;

    - наявність еталонного коридору мінімальних і максимальних значень вимірюваної величини;

    - можливість безрозбірного і швидкого діагностування.

    Результати діагностування в цьому випадку абсолютно неінформативні, і без додаткових вимірів компрессометром нічого не можна сказати про стан ЦПГ (рис. 2).

    TOYOTA / RAV41 АСАЗШЗ / Зв 12AZ-FE |U •; НІ

    Частота обертання / хв 269

    Температура масла * С 67,4

    Напруга. акк. батареї У 12,1

    Струм стартера СН2 А |108,6

    стиснення

    45.7

    струм стартера

    В даному випадку відсутня еталонний коридор вимірюваної величини, реєструються тільки фактичні параметри і результати вимірів не несуть в собі ніякої діагностичної інформації. Ситуація ускладнюється тим, що відсутня формула перерахунку «А - МПа». Тому виникає необхідність проведення додаткових досліджень з визначення величини компресії непрямим методом.

    Для порівняння провели вимірювання абсолютної величини компресії компрессометром, були отримані наступні результати (табл. 1).

    Таблиця 1 Результати вимірювань

    Марка авто- биля Одиниці виміру Циліндри

    и 2 3 4

    VW Golf МПа І, 4 І, 44 1,41 І, 4

    А 32,2 36,4 39,5 34,4

    ВАЗ 2109 МПа 1,05 и 0,8 0,9

    А 40,5 43,6 39,5 45,7

    Мал. 2. Результати діагностування двигуна ТОУОТЛ ЯЛУ4: а, Ь, с, d - циліндри двигуна

    Аналізуючи результати, приходимо до висновку, що отримати універсальну математичну залежність для перерахунку сили струму в величину тиску не вийде, оскільки значенням 32,2 А при діагностуванні VW Golf відповідає тиск 1,41 МПа, а при діагностуванні автомобіля ВАЗ-2109 більшому значенню струму в 40,5 А відповідає менше значення компресії - 1,05 МПа.

    Номенклатура показників пристосованості до діагностування включає в себе:

    - середню оперативну трудомісткість або середню оперативну тривалість ТСР даного виду діагностування;

    - коефіцієнт безрозбірного діагностування.

    Середня тривалість діагностування ЦПГ і герметичності клапанів двигуна в основному залежить від кількості циліндрів і особливості конструкції двигуна в плані зручності проведення монтажних робіт. Для чотирициліндрових двигунів цей час становить 20 хв, для шестициліндрових - 30 хв при прямому методі вимірювання (компрессометром).

    При діагностуванні непрямим методом з використанням мотортестера, наприклад, фірми BOSCH, цей час скорочується

    в 3-5 разів і становить близько 5 хвилин незалежно від кількості циліндрів двигуна.

    Однак при виявленні втрати компресії або тенденції до зниження оборотів колінчастого вала, процес діагностування та постановки діагнозу з використанням мотор-тестера може затягнутися на невизначений час.

    Коефіцієнт безрозбірного діагностування визначається відношенням числа контрольованих параметрів об'єкта, для яких не потрібне проведення демонтажних робіт, до загальної кількості контрольованих параметрів [5]:

    Б.Д

    П.,

    (1)

    де Пк - число контрольованих параметрів даного виду діагностування; Пн - загальне число контрольованих параметрів.

    При визначенні герметичності камери згоряння двигуна ГОСТ 23435-79 [6] повинні перевірятися наступні структурні параметри: зазор між поршнем і кільцем по висоті канавки, зазор в стиках поршневих кілець, зазор між циліндром і поршнем у верхньому поясі, зазор між сідлом і головкою клапана, тобто всього 4 контрольованих параметра.

    З усіх перерахованих вище несправностей тільки прогар клапана у двигуна внутрішнього згоряння дає падіння тиску в камері згоряння при прокручуванні стартером. Отже, коефіцієнт безрозбірного діагностування непрямого методу по опору прокручування стартера для ЦПГ бензинового двигуна становить 0,25.

    висновки

    1. Не існує універсальної кореляційної зв'язку між опором прокручування стартера і величиною компресії. Такий зв'язок може спостерігатися тільки в межах однієї заданої системи «аккуму-ром-стартер-двигун».

    2. При використанні мотортестера фірми BOSCH час діагностування ЦПГ двига-

    теля вигідно скорочується в 3-5 разів і становить близько 5 хвилин незалежно від кількості циліндрів двигуна.

    3. Коефіцієнт безрозбірного діагностування 0,25, тобто низька інформативність діагнозу, є істотним недоліком методу діагностування з використанням мотортестера фірми BOSCH.

    література

    1. Климпуш О. Д. Дослідження і вибір ді-

    агностичний параметрів автомобільних двигунів сімейства ЯМЗ: авто-реф. дис. на здобуття вченого. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.22.10 «Експлуатація автомобільного транспорту» / О. Д. Климпуш. - К., 1973. - 28 с.

    2. Толстой В. А. Дослідження параметрів і

    методів діагностики циліндропоршневої групи карбюраторних двигунів: автореф. дис. на здобуття вченого. ступеня канд. техн. наук: 05.22.10 «Експлуатація автомобільного транспорту» / В.А. Толстой. - М., 1972. - 29 с.

    3. Діагностика автотракторних двигунів. -

    2-е изд., Перераб. і доп. / Під ред. Н.С. Жданівського. - Л.: Колос, 1977. -264 с.

    4. Мітрохін М.М. методи совершенствова-

    ня контролю потокової збірки ремонтованих двигунів: автореф. дис. на здобуття вченого. ступеня канд. техн. наук: 05.22.10 «Експлуатація автомобільного транспорту» / М.М. Мітрохін.

    - М., 1987. - 18 с.

    5. ГОСТ 26656-85. Технічна діагностика.

    Контролепрігодность. Загальні вимоги. - Натомість ГОСТ 23563-79, ГОСТ 24029-80, РД-50-489-84; введений

    01.01.1987. - М.: Изд-во стандартів, 1987. - 16 с.

    6. ГОСТ 23435-79. Технічна діагностика.

    Двигуни внутрішнього згоряння поршневі. Номенклатура діагностичних параметрів. - Введено вперше

    01.01.1979. - 1979. - 8 з.

    Рецензент: М.А. Подригало, професор, д. Т. Н., ХНАДУ.

    Стаття надійшла до редакції 7 жовтня 2010 р.


    Ключові слова: виміру / компресія / діагностика / непрямий метод / циліндропоршневая група / виміри / компресія / діагностика / непрямий метод / ціліндропоршнева група / measurements / compression / diagnostics / indirect method / piston-cylinder-unit

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити