19.7. Структурная схема диагностирования

Диагностирование машины в целом и ее сборочных единиц должно проводиться в определенной последовательности. Условно процесс диагностирования можно разделить на 5 уровней.

Первый уровень включает общее диагностирование машины по выходным параметрам, оценивающим техническое состояние двигателя, трансмиссии, движителя, рабочего оборудования и систем (например, расход топлива, производительность и тяговая мощность). На втором уровне диагностируются двигатель, трансмиссия, движитель, рабочее оборудование и системы машины. В третий уровень диагностирования включены сборочные единицы, приборы и системы двигателя, трансмиссии, движителя, рабочего оборудования. Четвертый уровень включает диагностирование подвижных сопряжений. На последнем (пятом) уровне рассматриваются отдельные детали. Предлагаемая последовательность позволяет уменьшать трудоемкость выявления неисправностей и прогнозирования работоспособности машины.

19.8. Диагностирование машины в целом

Оценка технического состояния машины осуществляется тремя методами; тормозным, бестормозным и комбинированным. Количественным показателем контролируемого параметра является снижение мощности, которое не должно превышать 6...8 %.

Тормозной метод основан на применении нагрузочных устройств, где имитируется работа машины в различных режимах.

Широкое распространение получил бестормозной метод диагностирования, когда с помощью переносных приборов оценка работоспособности машин производится по выходным параметрам агрегатов и систем: мощности двигателя, суммарному угловому зазору трансмиссии, расходу жидкости при рабочем давлении после распределителя гидросистемы, продолжительности выполнения рабочих операций исполнительными органами, свободному ходу и усилию на органах управления машиной.

Комбинированный метод оценки технического состояния машины основывается на тормозных испытаниях двигателя с последовательным отключением цилиндров. При этом работающие цилиндры нагружаются частично тормозными устройствами и частично неработающими цилиндрами. Этот метод позволяет испытывать двигатели мощных машин с помощью маломощных тормозных стендов или других нагрузочных устройств.

19.9. Диагностирование систем двигателя внутреннего сгорания

На мощность двигателя внутреннего сгорания оказывают влияние следующие факторы: износ деталей цилиндропоршневой группы, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов; износ и обгорание клапанов и седел; неисправности систем питания, охлаждения и смазки.

Диагностирование цилиндропоршневой группы производится по функциональным параметрам: изменению давления сжатия в цилиндрах; прорыву газов в картер; угару масла; утечкам сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр; разрежению в камере сгорания; изменению шума и вибрации; изменению параметров моторного масла.

Большое количество параметров определения технического состояния цилиндропоршневой группы позволяет объединять их по трем зонам измерений: камера сгорания, блок цилиндров, картер двигателя.

В зоне камеры сгорания проверяют давление сжатия, прорыв газов в картер, утечку сжатого воздуха, разрежение в камере сгорания. Давление сжатия (компрессию) в каждом цилиндре проверяют компрессометром не менее трех раз на прогретом двигателе при вращении коленчатого вала стартером или пусковым двигателем. Минимально допустимое давление сжатия для карбюраторных двигателей равно 0,6...0,7 МПа, для дизельных – 1,4 МПа. При этом разница показаний в цилиндрах не должна быть больше 0,1 МПа. Снижение давления на 40 % указывает на поломку или залегание колец, либо на предельный износ колец и гильзы, либо на неплотность сопряжения «клапан – гнездо». Неисправность сопряжении «кольцо – гильза» определяется повторным замером давления после добавления в камеру сгорания 20...25 см ³ моторного масла. Увеличение давления указывает на значительный износ колец и гильзы.

Прорыв газов в картер зависит от износа колец и гильзы. Объем этих газов измеряют при максимальном крутящем моменте газовым расходомером, соединенным через шланги с маслозаливной горловиной. Расход картерных газов изменяется в пределах от 30 до 200 л/мин и зависит от типа двигателя и его наработки.

Герметичность камеры сгорания характеризует техническое состояние колец, цилиндра, прокладки головки цилиндров и сопряжения «клапан – гнездо». Параметрами ее оценки могут быть разрежение и утечка сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр.

Разрежение измеряют вакуумметром. Герметичность камеры сгорания является достаточной, если при вращении коленчатого вала стартером создается разрежение 0,5...9,6 кПа.

Наличие в цилиндре неисправностей вызывает утечку воздуха и уменьшение давления в камере, регистрируемого прибором. Прибор К-69М работает от сети сжатого воздуха при давлении 1,3...1,6 МПа. Процент утечки воздуха фиксируется манометром, где отмечены три зоны: 1) нормальное техническое состояние цилиндра; 2) необходим текущий ремонт; 3) предельное состояние цилиндра, требуется капитальный ремонт.

Для определения дефекта воздух поступает от магистрали непосредственно в цилиндр через испытательный наконечник. Место выхода воздуха позволяет определять неисправность. Так, выход сжатого воздуха через маслозаливную горловину указывает на износ цилиндра и колец, а через воздухоочиститель – на неплотность прилегания к гнезду впускного клапана. Если же сжатый воздух выходит через глушитель, то нарушена герметичность сопряжения «выпускной клапан – гнездо».

Если обнаружены неплотности в клапанах или в сопряжениях «поршневое – кольцо – гильза», следует уточнить состояние цилиндров путем замера утечки воздуха при положении поршня в начале такта сжатия. Состояние цилиндров в этом случае характеризует разность утечки воздуха при положении поршня в начале такта сжатия и в конце. Если эта разность больше значения, указанного в технических условиях, то цилиндры требуют капитального ремонта. По утечке воздуха при положении поршня в начале такта сжатия судят о состоянии поршневых колец и клапанов.

Основным структурным параметром, характеризующим работоспособность кривошипно-шатунного механизма, является радиальный зазор подшипниковых узлов. Для оценки технического состояния кривошипно-шатунного механизма используют функциональные параметры: давление масла в главной масляной магистрали; расход масла в единицу времени; шум и стуки, возникающие в сопряжениях.

Давление масла определяется при нормальном тепловом режиме с номинальной частотой вращения коленчатого вала, затем на холостом ходу. При номинальной частоте вращения давление масла для разных двигателей колеблется в пределах 0,2...0,7 МПа, а при минимальной равно 0,1 МПа.

Одним из наиболее эффективных способов определения технического состояния кривошипно-шатунного механизма является прослушивание неработающего двигателя, камеры сгорания которого подключены к компрессорно-вакуумной установке, создающей в надпоршневом пространстве разрежение и повышенное давление. Для окончательного решения о состоянии проверяемых сопряжении измеряют суммарный зазор, который для разных двигателей равен 0,3...0,5 мм.

Параметрами контроля механизма газораспределения являются: тепловой зазор между стержнем клапана и коромыслом, герметичность сопряжения «клапан – гнездо», износ распределительного вала, упругость клапанных пружин. Тепловой зазор в зависимости от конструкции двигателя находится в пределах 0,25...0,45 мм.

Герметичность клапанов проверяют по утечке воздуха через сопряжение «гнездо – клапан» с помощью прибора КИ-4887-11. Предельные значения утечки воздуха для разных двигателей – 50...60 л/мин.

Износ кулачков распределительного вала определяют по максимальному перемещению клапана, которое не должно быть менее 9...12 мм.

Проверка упругости пружины клапана производится прибором КИ-723. При усилиях на сжатие менее 170...200 Н пружины необходимо заменять.

На СДМ, как правило, устанавливаются дизельные двигатели, неисправности которых могут быть вызваны неисправностями топливной аппаратуры (до 40 % отказов).

Основными параметрами, характеризующими техническое состояние топливной аппаратуры, являются: давление впрыска и качество распыливания топлива форсунками, производительность подкачивающего насоса и элементов топливного насоса высокого давления, износ плунжерных пар и клапанов, угол опережения подачи топлива, состояние фильтров грубой и тонкой очистки. Проверке в первую очередь подвергают фильтр тонкой очистки, перепускной клапан и подкачивающий насос. Давление перед фильтром должно быть не менее 0,09 МПа, а после фильтра – в пределах 0,06...0,08 МПа.

Одной из главных причин отказов топливной системы является неисправность форсунок. При диагностировании двигателя применяют два варианта проверки технического состояния форсунок: со снятием с двигателя и без снятия с использованием приспособления КИ-9917, которое позволяет определять давление и качество распыливания топлива форсункой. Для разных двигателей давление срабатывания равно 13...21 МПа. Качество распыливания определяется стетоскопом при нагнетании топлива в форсунку приспособлением КИ-9917. Впрыск сопровождается четким характерным звуком удара иглы форсунки в седле. Проверяют также герметичность форсунки. Снижение давления с 28 до 23 МПа должно продолжаться не менее 5 с. Для проверки работоспособности форсунок применяют также максиметры.

При проверке работоспособности топливного насоса давление, развиваемое каждой плунжерной парой, должно быть не менее 30 МПа. Если оно меньше, то насос отправляется в ремонт.

При диагностировании топливной системы проверяется угол опережения подачи топлива, который оказывает влияние на полноту и качество сгорания топлива.

Уровень дыма в отработавших газах определяется прибором КИ-408.

Основным элементом подачи воздуха является воздухоочиститель, степень засоренности которого характеризуется разрежением во впускном воздушном тракте.

Уровень масла в картере двигателя всегда должен находиться у верхней метки указателя. Расход масла не должен быть более 3,5 % израсходованного топлива для карбюраторных двигателей и 5 % для дизельных. При проверке уровня масла необходимо обращать внимание и на качество масла. Основное внимание при этом уделяют его прозрачности и отсутствию капель охлаждающей жидкости.

Проверка системы смазки включает и проверку работы масляного фильтра тонкой очистки. При температуре не ниже 70° С ротор исправной центрифуги должен вращаться не менее 35 с.

Температура охлаждения жидкости должна поддерживаться в пределах 85...95 ^оС. Кроме температуры охлаждающей жидкости, контролируются герметичность системы охлаждения, натяжение ремня привода вентилятора и разность температур верхнего и нижнего бачков.

Уменьшение температурного перепада по сравнению с нормой. (8...12 °С) свидетельствует о наличии накипи или загрязнении радиатора.

Герметичность системы охлаждения проверяют путем подачи воздуха под давлением 0,15 МПа через заливную горловину. После прекращения подачи воздуха фиксируют интенсивность падения давления (за 10 с оно должно падать не более чем на 0,01 МПа).