2.2 Диагностирование двигателя КамАз -740

Двигатель является наиболее сложным и важным агрегатом автомобиля. Работа его зависит от технического состояния его механизмов и систем, которые, воздействуя между собой, обеспечивают требуемый уровень выходных параметров – мощность, крутящий момент, частоту вращения коленчатого вала, расход топлива и масла.

Как показывают исследования автомобильных дизелей в автохозяйствах, значительная часть их работает с существенными нарушениями рабочего цикла, что приводит не только к понижению мощности и топливной экономичности, но и к ускоренному износу. Понижение мощности до 15-20% по субъективным наблюдениям по внешним признакам не всегда можно обнаружить. Изменение технического состояния элементов одной системы двигателя приводит, как правило, к нарушениям в работе взаимодействующих с ней механизмов и систем. Поэтому правильно оценить техническое состояние узла или системы можно только после устранения неисправностей в этих механизмах и системах для исключения их влияния в процессе постановки диагноза.

Таблица1 Примерное распределение встречающихся неисправностей между системами и механизмами двигателя

Наименование систем и механизмов	Распределение неисправностей, %	Распределение рудоемкости, %
Цилиндропоршневая группа	13	23
Кривошипно-шатунный механизм	12	17
Газораспределительный механизм	7	7
Система питания	18	10
Система охлаждения	4	2
Система смазки	1	1

Из таблицы 1 видно, что из общего количества неисправностей двигателя, большая часть падает на системы зажигания и электрооборудования, систему питания, цилиндропоршневую группу, кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы. Наибольший процент трудовых затрат приходится и на устранение неисправностей перечисленных систем и механизмов. Наиболее типичные неисправности двигателя, их признаки и рекомендуемые способы устранения приведены в таблице 2.

Симптомы и диагнозы основных неисправностей двигателя

Симптом (признак неисправности)	Возможный диагноз неисправности	Способ устранения отказа (неисправности)
Двигатель не развивает полной мощности	Недостаточная компрессия	Проверить компрессию в каждом цилиндре. Притереть и отрегулировать клапаны и заменить или отрегулировать изношенные детали цилиндропоршневой группы
	Повреждение приборов системы питания	Выявить и устранить неисправности
	Перегрев или переохлаждение двигателя	Проверить натяжение ремня вентилятора, работу термостата и состояние радиатора
Повышенный расход топлива и масла	Износ поршневых колец, поршней и цилиндров	Заменить изношенные детали
	Повреждение приборов системы питания	Выявить и устранить неисправности
	Закрыты нагаром маслоотводные отверстия в поршне	Выявить и устранить неисправности
	Повышенный уровень масла в картере	Проверить уровень масла в картере и слить избыточное масло
Стуки в двигателе	Износ коренных и шатунных подшипников, поршневых пальцев и втулок	Заменить изношенные детали
	Большой зазор между клапанами и толкателями	Проверить и отрегулировать зазор
	Поломка пружин клапанов	Заменить пружины
	Детонационные стуки	Проверить угол опережения впрыска топлива. Удалить нагар в камере сгорания. Залить топливо с большим цетановым числом
Двигатель не пускается	Повреждения или нарушения регулировки в системе питания	Выявить и устранить неисправности

Таблица 2 показывает, что главное внимание следует уделять разработке методов диагностирования и приборов, позволяющих быстро определять техническое состояние систем и механизмов двигателя.

Опыт применения системы технического обслуживания, предусматривающий проведение ТО и ремонта автомобилей не по пробегу, а по фактическому техническому состоянию, определяемому на основе технической диагностики, дает значительный экономический эффект. Отечественный и зарубежный опыты показывают, что внедрение диагностики позволяет увеличить межремонтный пробег двигателей до 2 – 2,5 раз.

С методической точки зрения, техническую диагностику следует разделить на поэлементную и комплексную. Поэлементная диагностика включает методы и средства оценки технического состояния отдельных узлов и систем двигателя. Комплексная безразборная диагностика оценивает техническое состояние двигателя в целом по группе наиболее существенных показателей:

1. Показатели, связанные с протеканием рабочего цикла, с состоянием системы питания и регулировок. На основе этих показателей намечаются мероприятия по устранению неисправностей, а также исправлению регулировок без глубокой разборки двигателя и существенного ремонта. 2. Показатели, связанные с состоянием зазора и износа основных сопряжений. В этом случае по данным диагностики прогнозируется остаточный ресурс сопряжений. 3.Показатели, связанные с состоянием систем двигателя. Число показателей каждой группы, аппаратурный комплекс, сложность и трудоемкость диагностики должны определяться содержанием технического обслуживания. Проверка основных показателей работы возможна только на работающем двигателе с помощью тормозной установки, при этом, наиболее показательной будет работа с полной цикловой подачей. В этом случае двигатель более чувствителен к неисправности и несет наибольший объем информации о нарушениях регулировок и ненормальностях в протекании рабочего цикла. Режимы работы двигателя совместно с тормозной установкой называются тормозными режимами. В диагностике двигателей большой интерес представляют парциальные и тормозные режимы.

В парциальном режиме загрузка работающих цилиндров двигателя до полной цикловой подачи топлива производится тормозной установкой малой мощности. В парциальных и бестормозных режимах двигатель работает с частью включенных цилиндров.

Одним из вариантов бестормозных методов является метод полного и частичного выбега для комплексного определения мощности каждого цилиндра, мощность механических потерь и эффективную мощность двигателя. Согласно данному методу, мощностные показатели пропорциональны произведению приведенного момента инерции двигателя на ускорение коленчатого вала, измеренное в процессе затухания оборотов при отключении цилиндров. Величина приведенного момента инерции всех движущихся частей двигателя к оси коленчатого вала зависит только от геометрических размеров и веса движущихся деталей. Необходимо заметить, что при бестормозных испытаниях двигателей возникают трудности при разогреве двигателей до нормального теплового режима.

Электронный прибор Электронный прибор ИМД – Ц (Устройство измерительное)

Динамический метод диагностирования двигателей прибором ИМД – Ц предполагает использование в качестве диагностического сигнала неравномерности частоты вращения коленчатого вала двигателя. Это правомерно, поскольку неравномерность хода двигателя вызывается изменением величины индикаторного крутящего момента. Принципиально-динамический метод может быть реализован в двух режимах диагностических испытаний:

I – в неустановившемся (переходном) разгоне с полной подачей или выбеге с отключением подачи топлива во все или часть цилиндров; II – в установившемся, предполагающем работу двигателя с загрузкой тормозным стендом, либо при выполнении транспортной работы.

Динамический метод оценки мощностных показателей двигателей в неустановившемся режиме находит все более широкое применение ввиду его высокой оперативности, низкой трудоемкости, достаточно высокой точности, относительно невысокой стоимости измерительного оборудования, небольшого расхода топлива при проведении испытаний, эстетики проведения диагноза двигателя.

Электронный малогабаритный прибор ИМД – Ц предназначен для технического диагностирования наиболее распространенных марок автотракторных двигателей.

Прибор позволяет измерять:

– частоту вращения коленчатого вала;

– угловое ускорение коленчатого вала двигателя в процессе свободного разгона или полного выбега;

– напряжение электрооборудования автомобиля.

Устройство может быть применено для оценки:

– эффективной мощности двигателя;

– эффективной мощности двигателя для отключения части цилиндров;

– изменения частоты вращения коленчатого вала при отключении части цилиндров;

– угловой мощности механических потерь;

– крутящего момента на режиме номинальной мощности;

– условного механического КПД;

– условной индикаторной мощности по цилиндрам;

– коэффициент равномерности работы цилиндров;

– индикаторной мощности.

Устройство позволяет снять скоростную динамическую характеристику и по ней определить:

– частоту вращения соответствующему максимальному значению крутящего момента;

– номинальный коэффициент запаса крутящего момента. Устройство используется в переносных и стационарных диагностических комплектах, а также в передвижных диагностических установках.