14.Техническая диагностика

Техническая диагностика (комплекс мероприятий по определению технического состояния деталей, узлов и агрегатов без их разборки) является важным техническим воздействием в системе ремонтно-профилактических работ. С помощью технической диагностики можно установить потребность в выполнении тех или иных операций (регулировочные, крепежные, замена смазочных материалов и деталей), фактический ресурс работы и основные эксплуатационные показатели автосамосвалов (Мощность, расход топлива, скоростные режимы). Техническая диагностика позволяет также избежать ненужных разборок, ликвидировать преждевременные ремонты, в значительной мере снизить простои подвижного состава и затраты на его ремонт. Наличие диагностических средств и их контролирующая способность определяют место диагностики в общем технологическом процессе ремонта и технического обслуживания. Наиболее перспективным является вариант, когда диагностика возводится в категорию основного технического воздействия, направленного на поддержание автосамосвалов в технически исправном состоянии, т. е. когда все виды ремонтных и профилактических работ выполняются по потребности в соответствии-с показаниями диагностических средств или установленными законами изменения параметров, отражающих техническое состояние деталей. Этого требует высокая стоимость узлов и агрегатов автосамосвалов и предъявляемые к ним высокие требования безотказности и долговечности. Кроме того, контроль технического состояния позволяет исключить предельный износ деталей и тем самым снизить затраты на их восстановление.

Контроль технического состояния автосамосвалов и прогнозирование ресурса их исправной работы можно осуществлять по результатам внешнего осмотра, а также на основе изучения комплексных характеристик (мощность, расход топлива, скоростные и тормозные параметры) и параметров отдельных систем, узлов и агрегатов (поэлементная диагностика). Внешний осмотр, являющийся субъективной оценкой, при квалифицированном исполнении имеет большое значение. Внешнему осмотру подвергаются главным образом узлы и системы с ярко выраженными признаками неисправностей, к которым относятся нарушение герметичности систем (подтекание масел, топлива, охлаждающей жидкости), резкое увеличение зазоров в сопряжениях, нарушение рабочего процесса двигателя, изменение первоначальной формы (прогибы, вмятины). Проверка герметичности систем, обнаружение изменений первоначальной формы деталей должны выполняться води телями перед началом смены и после ее окончания, т. е. при ежесменном обслуживании. Контроль же зазоров в сопряжениях по люфтам, стукам, шуму и вибрации, а также контроля рабочим процессом двигателя по цвету выхлопных газов требует высоких профессиональных знаний. Поэтому к такому контролю (наряду с водителями) должны привлекаться квалифицированные механики. Прослушивание работы деталей, узлов и агрегатов автосамосвалов должно производиться при различных режимах их работы. Это позволяет обнаружить нарушения в сопряжениях деталей двигателей. Неисправности в узлах трансмиссии и ходовой части также вызывают шумы, стуки и вибрацию, которые при хорошей квалификации водителя можно обнаружить. Например, износ зубьев шестерен выше допустимого износа или нарушение регулировки зацепления (главная передача) приводит к повышению шума. Износ игольчатых подшипников карданных валов вызывает характерные стуки при движении накатом. Аналогично проявляется ослабление крепления фланцев карданных валов. При резком изменении числа оборотов двигателей, а также на поворотах стуки в зоне дифференциала свидетельствуют о заедании сателлитов на крестовине или об ослаблении болтов чашки дифференциала. Имеют место также характерные стуки при увеличении зазора в зубчатом зацеплении рулевого механизма.

Неисправности могут определяться и по другим признакам. Например, о зазоре между накладками и тормозными барабанами можно судить по величине хода педали тормоза и по характеру торможения. Визуальная оценка цвета выхлопных газов позволяет приблизительно судить о причинах нарушения рабочего процесса двигателя, которые уточняются при поэлементной диагностике. Задача комплексного диагностирования состоит в своевременном контроле параметров, характеризующих согласованную работу узлов и агрегатов автосамосвалов при скоростных и нагрузочных режимах. К таким параметрам относятся мощность двигателя, расход топлива, состав выхлопных газов, шумовые характеристики основных агрегатов, коэффициент полезного действия трансмиссии, тормозной путь, замедление и др. Число параметров определяется структурно-следственной связью агрегатов и возможностью диагностической станции. Диагностирование по комплексным параметрам нашло применение на автомобильном транспорте общего пользования, когда контроль параметров осуществляется на специальных стендах с беговыми барабанами. Для большегрузных автосамосвалов предпочтительным является контроль их технического состояния по комплексным параметрам с помощью специальной встроенной бортовой аппаратуры и передвижных диагностических станций. При этом (помимо сокращения затрат на создание стационарных диагностических станций) отпадает необходимость в переездах автосамосвалов из карьера в автотранспортные цехи. Кроме того, диагностирование в реальных условиях эксплуатации позволит более точно определять неисправности и планировать технические воздействия для выявления конкретного узла или системы с нарушенной структурой сопряжений или другими неисправностями, проводится углубленный поэлементный (поузловой) контроль технического состояния. При поэлементной диагностике двигателей определяются мощность с одновременным анализом выхлопных газов и замером расхода топлива, давление в конце такта сжатия, расхода картерных газов и моторного масла. Для определения мощности двигателя непосредственно на автосамосвале можно использовать тормозные, бестормозные и парциальные методы. Тормозные методы основаны на применении внешних нагрузочных устройств, с помощью которых к коленчатому валу прикладывается необходимый момент сопротивления. Из существующих конструкций нагрузочных устройств (механических, гидравлических и электрических) для автосамосвалов применимы гидравлические и электрические. Причем гидравлические нагрузные устройства следует использовать для автосамосвалов с гидравлической трансмиссией, а электрические — для автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. В первом случае используется гидротрансформатор, во втором — генератор. Наиболее простым вариантом определения мощности бестормозным способом является метод, разработанный проф. Н. С. Ждановским. Сущность его заключается в том, что путем отключения подачи топлива к основному числу цилиндров (8—10) работающие цилиндры принимают на. себя мощность, идущую на преодоление сил трения всего двигателя. При этом учитывается, что мощность механических потерь при нормальном тепловом состоянии двигателей изменяется в небольших пределах, а эффективная мощность работающих цилиндров изменяется пропорционально частоте вращения коленчатого вала. При соблюдении определенных условий, основными из которых являются прогрев двигателя до нормального теплового состояния и приработка нового или отремонтированного двигателя, погрешность данного метода не превышает 5%. Для достижения большой точности применяют догрузочные устройства. Одним из вариантов догрузки является дросселирование газов на выпуске с помощью устройства, устанавливаемого на выхлопной трубе. Устройство состоит из небольшого ресивера для сглаживания пульсации газов, дроссельной заслонки и манометра. Однако следует учитывать, что при работе двигателя в бестормозном режиме противодавление на выхлопе не должно превышать 0,6—0,7 кгс/см^2. Для определения мощности двигателя в неустановившихся переходных режимах бестормозным методом можно использовать также метод, предложенный сотрудниками СибИМЭ В. А. Змановским, В. М. Лифшицом и др. Этот метод основан на измерении углового ускорения коленчатого вала в режиме свободного разгона от минимально устойчивой скорости вращения на холостом ходу до максимальной. Чем больше мощность, тем быстрее увеличивается угловая скорость коленчатого вала. Мощность определяют по угловому ускорению, измеряемому электронным прибором за определенный промежуток времени в интервале скорости вращения, близкой к номинальной. Парциальны й метод определения мощности двигателей непосредственно на автосамосвалах основан на сочетании бестормозного и тормозного методов. Это достигается выключением части цилиндров и догрузкой работающих цилиндров до режима, соответствующего максимальному массовому расходу топлива. При поочередном торможении (с помощью тормозного устройства) работающих цилиндров тормозная мощность составляет примерно 30% максимальной мощности двигателя. При скорости вращения вала, соответствующей максимальной мощности двигателя (при максимальном расходе топлива), доля механических потерь составляет около 10% максимальной мощности двигателя. Парциальный метод определения мощности обладает более высокой точностью по сравнению с бестормозными методами. Его погрешность не превышает 3—4%.

Расход топлива, анализ выхлопных газов, давление в конце такта сжатия, расхода масла определяются с помощью устройств, описание которых приведено ниже. Что касается анализа расхода картерных газов (газы, прорывающиеся в картер), то помимо конструкции устройства необходимо знать также метод определения. Объем газов, прорывающихся в картер, является показателем технического состояния цилиндро-поршкевой группы. Для определения этого параметра целесообразно использовать прибор КИ-4887-1 (разработан в ГОСНИТИ под руководством И. Г. Дынги), который позволяет отсасывать газы из картера через измерительную систему и проводить замеры при атмосферном давлении в картере. Благодаря этому полностью исключается утечка газов через неплотности картера и значительно повышается точность измерения. Чтобы определить объем газов, прорывающихся в картер из какого-либо конкретного цилиндра, его декопрессируют. Разность между объемами прорывающихся в картер газов при работе всех цилиндров и работе двигателей с одним декопрессированным цилиндром дает возможность судить о состоянии поршневой группы последнего. Помимо описанных выше методов диагностирования двигателей автосамосвалов необходимо применять также методы контроля технического состояния отдельных сопряжений (кривошипно-шатунного механизма, топливных насосов высокого давления, форсунок, газораспределительного механизма и др.). При этом наиболее перспективным является виброакустический метод, который наиболее эффективно может быть использован для поэлементного контро ля технического состояния сопряжений в узлах трансмиссии и других механизмов. Применение этого метода позволит не только с высокой точностью оценивать техническое состояние деталей, подверженных механическому износу, но и достаточно точно прогнозировать их остаточный ресурс. Виброакустический метод заключается в измерении зазоров в сопряжениях деталей по частоте и мощности вибрации. По частоте вибрации определяют источник виброакустического сигнала, по мощности — зазор в сопряжении. Трудности выделения спектра колебаний детали и замера мощности вибрации являются препятствием для широкого применения этого метода. Для частотного разделения сигналов необходимо знать частоту или период следования каждого из них. Частота следования импульсов от соударений различных деталей, как правило, отличается друг от друга. Этим объясняются различия в мощности вибрации, так как структурные параметры (зазоры в сопряжениях) не всегда одинаковы.