Для определения технического состояния дизелей автотранспортных средств при их использовании по назначению применяются различные методы. Они группируются по группам: по выходным параметрам эксплуатационных свойств, по параметрам сопутствующих процессов и по геометрическим параметрам [1, с. 9].
В свою очередь из методов второй группы наибольший интерес представляют методы связанные с интенсивностью тепловыделения и в частности метод бесконтактного диагностирования по параметрам спектра теплового излучения (ПСТИ) (рис.1).
Рисунок 1. Методы диагностирования дизелей
Для оценки работоспособного состояния топливной аппаратуры и механизмов дизелей основным ПСТИ выбрана динамика изменения
температуры на поверхности выпускного трубопровода [2, с.43].
Вычисления величин ПСТИ производились с использованием измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) в составе тепловизора (рис.2а) и персонального компьютера (рис.2б) по программе «Sat Ir Analysis Sistem».
Рисунок 2. – Измерительно-вычислительный комплекс
Диагностирование производится при работе дизеля на частоте холостого хода с контролем теплового состояния поверхности трубопровода (рис. 3а) и анализа термограмм (рис. 3б).
а) изменение температуры поверхности трубопровода; б) термограмма.
Рисунок 3. Изменение температуры поверхности выпускного трубопровода при пуске и последующей работе непрогретого двигателя на частоте вращения коленчатого вала (КВ) 600 мин-1.
В таблице приведены условия испытаний и контролируемые ПСТИ на примере дизеля КамАЗ-740.
Таблица
Контролируемые значения ПСТИ работоспособного дизеля КамАЗ – 740
| Пары цилиндров | Условия испытаний | Температура выпускного трубопровода напротив цилиндра | Отношение изменения температуры ∆t к времени работы дизеля 10 мин.,tc |
| 1-5 | n=600 мин-1
при tож= 18…20°С |
37,5±0,5°С | 2,25…2,28 |
| 2-6 | n=600 мин-1
при tож= 18…20°С |
40,5±0,5°С | 2,25…2,28 |
| 3-7 | n=600 мин-1
при tож= 18…20°С |
40,5±0,5°С | 2,25…2,28 |
| 4-8 | n=600 мин-1
при tож= 18…20°С |
40,5±0,5°С | 2,25…2,28 |
В результате экспериментальных исследований были получены зависимости, представленные на рис 4. Их анализ свидетельствует, что с уменьшением давления начала впрыскивания топлива происходит увеличение температуры на поверхности выпускного трубопровода (рис. 4а). Уменьшение
Рисунок 4. Зависимость изменения температуры на боковой поверхности выпускного трубопровода
и увеличение угла впрыскивания топлива приводит к изменению величины температуры выпускного трубопровода.
В первом случае температура уменьшается, а при увеличении угла растет (рис. 4б).
Снижение внутрицилиндрового давления в конце такта сжатия ведет к уменьшению температуры поверхности трубопровода с 50 до 34°С при частоте вращения КВ дизеля 600 мин-1 (рис.4в).
Исходя из полученных экспериментальных результатов установлено, что нарушения герметичности цилиндров двигателя из-за различных неисправностей (износ поршня и поршневых колец, герметичности клапанов и т.д.) проявляется в виде тепловых потерь и конкретно снижению величин температур на поверхности выпускного трубопровода. Следовательно, при диагностировании цилиндропоршневой группы дизелей в качестве диагностических параметров, возможно, использовать температуру и скорость изменения температуры поверхности выпускного трубопровода при частоте вращения КВ 600 мин-1.
Разработанная методика диагностирования включает в себя:
— определение вида технического состояния механизмов дизеля (общее диагностирование);
— определение мест и причин отказов и повреждений (локальное диагностирование).
Структурная схема выполнения общего и локального диагностирования механизмов дизеля представлена на рис. 5.
В ходе общего диагностирования анализируются и сравниваются следующие состояния: ПСТИ соответствуют ТУ или нет. Распознавание вида технического состояния дизеля, осуществляется путём сравнения полученных значений диагностических параметров с ТУ завода-изготовителя.
В случае несоответствия параметров проводится локальное диагностирование.
Рисунок 5. Структурная схема диагностирования дизеля.
Методика диагностирования включает три этапа: подготовительный, основной и заключительный.
Подготовительной этап включает: анализ информации о работоспособном состоянии дизеля по данным водителя и эксплуатационной документации, визуальный осмотр для определения мест утечек масла и топлива, ослабления крепления навесного оборудования и т.д. Контрольный осмотр дизеля и приведение (при необходимости) эксплуатационных материалов до требований ТУ. Подготовка ИВК к диагностированию.
Основной этап заключается в непосредственном измерении ПСТИ, с контролем частоты вращения КВ двигателя.
Частота вращения КВ двигателя в ходе проведении замеров для общего и локального диагностирования устанавливается 600 мин-1. При замерах контролируются тепловой режим работы дизеля и давление масла.
Основные режимы работы и контролируемые значения ПСТИ работоспособного дизеля КамАЗ – 740 приведены в таблице 1.
Заключительный этап заключается в расшифровке термограммы и анализе результатов диагностирования. Затем определяется объем работ по ТО и ремонту, а также формирование необходимых управляющих воздействий.
Таким образом, методика диагностирования топливной аппаратуры и механизмов дизелей с использованием тепловизионного метода по ПСТИ позволяет:
— производить контроль технического состояния дизелей без разборным и бесконтактным методами, а также значительно повысить объективность поиска мест и причин отказов;
— снизить трудоемкость выполняемых работ ТО и Р, исключив проведение необоснованных технических воздействий, а следовательно продолжительность простоя АТС и повысить их готовность к использованию.
Список литературы:
- Афанасьев А.С., Михалев Ю.В. Диагностирование военной автомобильной техники. — СПб.: ВА МТО, 2013 – 125с.
- Мисюра Д.А. Диагностирование дизелей ВАТ по параметрам спектра теплового излучения. – СПб.: ВАТТ,2010 – 214с.[schema type=»book» name=»МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ ПО ПАРАМЕТРАМ СПЕКТРА ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ» author=»Афанасьев Александр Сергеевич, Мисюра Дмитрий Александрович, Михалев Юрий Валентинович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-20″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.03.2015_03(12)» ebook=»yes» ]