6-лекции. Курс лекций по дисциплине Техническое диагностирование транспортных машин Костанай 2010 ббк 39. 27Я. 73
 Скачать 1.06 Mb.
|
|
Тема 6 Диагностика автомобиля по расходу топлива Приборы системы питания дизельного двигателя принципиально отличаются от подобных для карбюраторного двигателя. Поэтому использование диагностической аппаратуры для систем питания карбюраторных двигателей невозможно для систем питания дизельных двигателей. В систему питания дизельного двигателя входят приборы, оказывающие влияние на расход топлива, такие как воздухоочиститель, фильтры предварительной и тонкой очистки топлива, подкачивающий насос, топливный насос высокого давления и форсунки, регулятор частоты вращения двигателя и привод. Наиболее интенсивному изнашиванию подвергаются плунжерные пары топливного насоса и форсунок, теряют свою упругость пружины. Нарушение герметичности и засорение элементов топливной системы приводит к перебоям в работе двигателя, а нарушение регулировок начала величины и равномерности подачи топлива, угла опережения впрыска, давления начала подъема иглы форсунки, а также минимальной частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода к повышению расхода топлива и дымному выпуску отработавших газов. Контроль работы фильтров предварительной и тонкой очистки топлива и технические воздействия заключаются в ежедневном сливе отстоя, промывке фильтрующих элементов при ТО-1 и замене их при выполнении операций ТО-2. Засорение воздухоочистителя приводит к понижению мощности двигателя и перерасходу топлива. Воздухоочиститель проверяют при работе на запыленных дорогах при ТО-1, в условиях зимнего периода при ТО-2. Давление топлива в магистрали низкого давления проверяют подключением контрольного манометра между фильтром тонкой очистки и топливным насосом; при частоте вращения кулачкового вала 1050±10 об/мин максимальное давление должно быть не менее 4 кгс/см2 Топливный насос высокого давления должен обеспечивать равномерную подачу дозированных порций топлива к форсункам под высоким давлением в порядке работы двигателя в момент, соответствующий концу такта сжатия в цилиндрах.  Рис. 7.1. Стетоскопы: а — модель КП-1154; 1 — наушник; 2 — стержень; 3 — ручка; б — электронный: / — провод; 2 — элементы питания; 3 — корпус; 4 — преобразователь; 5 — стержень; в — телефон При выполнении ТО-2 в случае повышенного расхода топлива насос высокого давления рекомендуется снимать с места и диагностировать на стенде. Проверка и регулировка начала подачи топлива производится с помощью моментоскопа (рис.7.1) в следующей последовательности: стетоскоп своим стержнем 2 упирается в проверяемые элементы, а наушник (телефон) 1 прикладывается к уху. Стуки и резкий шум при переключении передач и работе агрегатов не допускаются. Допустимое биение труб карданных валов составляет для грузовых автомобилей ГАЗ 1,2 мм, для автомобилей ЗИЛ-130, ЗИЛ-164—0,8 мц. Более сложные конструкции виброметров и шумомеров основаны на использовании пьезокристаллических датчиков, обладающих по сравнению с другими типами датчиков малой массой, повышенной чувствительностью, и позволяют измерять ускорение вибраций в широком диапазоне частот — от 5 до 20000 Гц. Техническое состояние трансмиссии в целом можно определить также по затратам мощности, необходимой на прокручивание элементов передачи с определенной частотой вращения. Потери мощности определяются на динамометрическом стенде, например, КИ-4856 (см. гл. III, п. 2). Как недостаток этого метода следует отметить, что нельзя определить техническое состояние отдельных элементов трансмиссии. То же самое можно сказать и о методе выбега, когда определяется техническое состояние всех элементов трансмиссии, безотносительно к каждому из них. В зубчатых зацеплениях коробки передач и главной передачи при работе возникают вибрации и удары, сопровождаемые шумом. С увеличением износа трущихся пар вибрации возрастают с соответствующим изменением уровня шума. В связи с тем, что в зацеплении находится не одна пара передач и изношенность этих пар неравномерна в результате различного времени их работы, а также уровень и качество трансмиссионного масла у разных автомобилей претерпевают вариацию, все это создает весьма сложные условия для распознавания технического состояния элементов зубчатых передач без разборки вибрационными методами. Для визуальной (субъективной) оценки технического состояния коробки передач и главной передачи по уровню вибрации применяются стетоскопы), которые дают ориентировочные представления о степени изношенности зубчатых зацеплений, близкой к предельной. Литература: 1, с.169-189 Вопросы для самопроверки: Основная задача диагностических средств? Чем определяются средства и методы диагностирования? На какие группы делят методы диагностирования? Как специализируют средства диагностики? Какие стенды применяют для определения тягово-экономических показателей автомобилей? Тема 7 Безопасность контрольно-диагностических работ, выполняемых при ТО и ТР Успешное решение задач, стоящих перед диагностикой технического состояния автомобилей, возможно при наличии научно обоснованных, проверенных на практике и удобных в пользовании методов и средств определения технического состояния агрегатов, систем и сопряжений машин и прогнозирования их технического ресурса. Для диагностирования автомобиля применяют различные методы и разнообразные диагностические средства, которые непрерывно совершенствуются благодаря новейшим достижениям науки и техники. Качество диагностирования автомобилей зависит от совершенства методов и средств, которыми пользуются для оценки технического состояния систем и агрегатов машины. Чем совершеннее методы и средства диагностики, тем точнее и достовернее будет определено действительное техническое состояние автомобиля и остаточный ресурс его работы. В основе диагностирования лежит определение изменения параметров машины по ряду признаков, которые нужно измерять. Измерения диагностических параметров осуществляются по внешним признакам, которые отражают изменение технического состояния систем и сопряжений машины. Внешние признаки могут быть следующие: вибрация механизма, стуки, нагрев, наличие люфтов и т. п. Некоторые внешние признаки одновременно являются параметрами, характеризующими рабочие процессы машины. Эти признаки следующие: тормозной путь автомобиля, мощность двигателя, расход топлива или моторного масла, путь свободного выбега, мощность трения в агрегатах трансмиссии и т. п. Эти параметры, как правило, измеряются при работе автомобиля и чаще на наиболее характерных рабочих режимах, соответствующих эксплуатационным режимам, или близким им. Параметры рабочих процессов машины наиболее полно, комплексно отражают техническое состояние агрегата, механизма машины в целом. Внешние признаки технического состояния машины стуки, вибрация, люфты, герметичность сопряжений, нагрев и т. п. отражают состояние отдельного механизма или сопряжения отдельного элемента машины (системы). Некоторые из этих параметров могут быть измерены в нерабочем, статическом состоянии машины. Такие измерения легче осуществлять на практике, но они не всегда с достаточной полнотой отражают техническое состояние элемента машины, которое в рабочем режиме может отличаться от состояния, когда машина не работает. При работе двигателей внутреннего сгорания взаимодействуют много факторов, которые оказывают влияние на зазоры в сопряжениях, на герметичность уплотнений и другие параметры, но их не всегда удается учесть и теоретически рассчитать. Методы и средства диагностики технического состояния автомобиля должны обеспечивать решение основных задач этой дисциплины. Диагностические операции (работы) существенно отличаются от контрольных работ, проводимых ранее при техническом обслуживании, они предполагают объективное измерение параметров систем и механизмов автомобиля, а также могут быть выделены в самостоятельный технологический процесс, отделенный по месту, времени и исполнителям работ, от технологического процесса технического обслуживания автомобилей. Определение технического состояния агрегатов, узлов, механизмов и систем в момент проведения диагностики, выявление действительно необходимых регулировочных и ремонтных работ, причин неисправностей, прогнозирование сроков гарантированной, безотказной работы механизмов может быть осуществлено при условии, что методы диагностики и применяемые для этого средства (инструмент, приборы, приспособления, специальное оборудование) будут отвечать требованиям к методам и средствам диагностики технического состояния автомобилей. Требования к методам и средствам диагностики технического состояния автомобилей. Контрольно-диагностические операции следует выполнять без разборки сопряжений и без снятия агрегатов, узлов и механизмов с автомобиля. При снятии агрегатов , с автомобиля затрачивается определенное время и труд, увеличивается время простоя машины. А всякая разборка сопряжений и последующая их сборка приводит не только к затратам труда и времени, но и к порче уплотнений (прокладок, сальников) и соединений (особенно резьбовых и шпоночных), а также к значительному сокращению сроков работы механизма в результате повторной приработки деталей после сборки, которая вызывает дополнительные износы. На практике очень трудно, а в ряде случаев невозможно точно установить подвижные детали в положение, которое они занимали до разборки сопряжения. Нередки также случаи, когда из-за отсутствия средств, обеспечивающих безразборное определение технического состояния сопряжения (механизма), для определения работоспособности разбирают его. Например, не имея средств диагностики и не зная состояния цилиндропоршневой группы двигателя, основываясь на заявлениях водителя о потере мощности или дымлении двигателя, приходилось разбирать двигатель и измерять структурные параметры цилиндров и поршневых колец. Часто состояние этих деталей было в допустимых пределах, и двигатель после регулировки систем питания и зажигания мог бы еще длительное время нормально работать. Но поршневые кольца стоят дешевле, чем выполнение разборочно-сборочных работ, поэтому их заменяли новыми. В результате (по исследованиям, проведенным в автобусных парках Ленинграда) интенсивность изнашивания цилиндров двигателей с новыми поршневыми кольцами увеличивалась в 2—3 раза. Если со старыми, уже приработанными поршневыми кольцами, износ цилиндров двигателей ЗИЛ-120 составлял 1,6—2,3 мкм на 1 тыс. км пробега, то с новыми поршневыми кольцами он возрос до 3—6 и даже 8 мкм на 1 тыс. км. При этом расход масла и топлива снижался очень мало. Установленные новые поршневые кольца, проходя приработку, не только изнашивались интенсивно сами, но и вызывали повышенный износ цилиндров. Определение технического состояния механизмов должно проводиться объективно. Диагностику необходимо осуществлять, применяя приборы, инструменты и различные устройства, фиксирующие величины параметров технического состояния объективно, в общепринятых или заранее обусловленных единицах измерения. Диагносты не должны пользоваться такими техническими определениями, как двигатель «плохо тянет», «повышенные шумы», «повышенный нагрев» и т. п., необходимо иметь конкретно замеренные параметры технического состояния механизма. При проведении контрольно-диагностических операций субъективное суждение проверяющего пока еще имеет место, но роль субъективной оценки должна быть вспомогательной и по мере совершенствования методов и средств диагностики уменьшаться. Контрольно-диагностические операции следует выполнять по, возможности быстро, с минимальной затратой времени. Уменьшение времени на диагностику достигается совершенствованием диагностического оборудования и организацией самого процесса диагностики. Диагностирование автомобиля на линиях диагностики с автоматической системой фиксирования результатов диагноза значительно сокращает время его простоя. Диагностирование осуществляют при эксплуатации и хранении автомобилей. Методы и средства диагностики должны обеспечить диагностику технического состояния автомобилей и различных климатических условиях, не только в гараже, на постах диагностики, но и в полевых условиях с применением переносных приборов. Внешние условия, в которых происходит диагностирование, не должны влиять на результаты диагноза — точность, достоверность, стабильность. Получаемые в результате контрольно-диагностических операций данные о техническом состоянии механизма должны точно отражать действительное состояние механизма. Эти данные отражают изменение или состояние рабочих параметров механизма, действительные размеры (зазоры) в сопряжениях, наличие неисправности. При этом в результате Диагностирования желательно получить наиболее важные сведения, определяющие техническое состояние механизма. Такими сведениями могут быть данные о величине зазоров в сопряжениях, о деформации деталей, о чистоте и размере отверстий или каналов, о расходе топлива, смазки, о мощности двигателя, о трении в агрегатах ходовой части автомобиля, о параметрах систем зажигания, питания и другие данные. Естественно, что для заключения о техническом состоянии автомобиля в целом, необходимо иметь несколько параметров по каждому сложному агрегату или системе. При этом необходимо знать величины этих параметров для новых механизмов (номинальные значения), допустимые и предельные значения. На практике с учетом конкретных условий диагностики технического состояния автомобилей отбирают такие, которые позволят применить их с максимальной пользой и не потребуют для этого специалистов высокой квалификации. В небольших хозяйствах не всегда целесообразно применять сложные, высокопроизводительные диагностические средства. Часто довольно точные и надежные методы и средства диагностики, дающие хорошие результаты в лабораторных условиях, не могут быть использованы в условиях обычной эксплуатации автомобилей, непосредственно в автомобильных хозяйствах. Литература: 3, с.112-121 Вопросы для самопроверки: В каких случаях применяют бесстендовые методы диагностики автомобилей? Продолжением каких способов являются бесстендовые методы? В чем заключается принцип бестормозной проверки мощности двигателя? Тема 8 Диагностирование системы смазки и охлаждения Система смазки двигателя служит для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения трения, удаления продуктов износа и охлаждения трущихся деталей. При отсутствии, недостатке или некачественной смазке трущиеся детали быстро нагреваются, прочность их резко уменьшается, увеличивается износ, нарушаются зазоры в сопряжениях, падает механический коэффициент полезного действия. Наиболее трущиеся детали работают с трением скольжения, и для их нормальной работы требуется постоянный подвод смазки, обеспечивающий условия, близкие к жидкостному трению. По условиям работы двигателя наиболее напряженными деталями являются детали кривошипно-шатунного механизма и особенно шейки коленчатого вала. К ним, как правило, смазка подается под давлением, которое создается насосом. Смазывание стенок цилиндров и поршня обеспечивается разбрызгиванием. Важным элементом системы смазки двигателей являются фильтры, которые очищают циркулирующее масло от механических и химических примесей. Непрерывная очистка масла обеспечивает его стабильность и увеличивает срок службы. Под действием кислот примеси образуют отстой густой осадок, засоряющий фильтры и оседающий в каналах масляной магистрали. Особенно вредны для двигателя твердые механические примеси в масле (нагар, пыль, продукты износа металлических деталей), действующие как абразив. Большую роль в системе смазки двигателя играют масляный насос, обеспечивающий необходимое количество и давление масла в системе, а также клапаны, ограничивающие давление и перепускающие масло в магистрали при засорении фильтра грубой очистки или при большой вязкости масла. В современных двигателях имеется довольно мощная система вентиляции картера двигателя, назначение которой удаление газов и паров горючего, прорвавшихся в картер, а также охлаждение масла атмосферным воздухом. Система вентиляции картера соединена с атмосферой и системой впуска двигателя. При значительном прорыве газов в картер в нем может возникнуть избыточное давление, и, если система вентиляции не обеспечит отсос газов, масло может выдавливаться из картера через сальниковые уплотнения (особенно через сальник заднего подшипника коленчатого вала). Естественно, что выдавливание масла из картера может привести к отсутствию смазки и аварии двигателя. Установлено, что течь масла через сальники появляется при избыточном давлении в картере около 100 мм вод. ст., т. е. около 0,01 кгс/см2. Такое давление может быть при прорыве газов в картер в количествах 130—150 л/мин. Исправная система вентиляции картера удаляет из картера 60—70 л/мин.": Следовательно, в процессе эксплуатации, необходимо проверять состояние системы вентиляции картера. Наличие газов в картере вредно еще и потому, что газы содержат пары воды, бензина, сернистый газ, углекислый газ и угарные газы все эти химические элементы ухудшают качество масла, разжижают его и осмоляют, а попадая в кабину, отравляют водителя. В современных автомобильных двигателях большое внимание уделяется надежности работы системы смазки. Это обусловливается тем, что внезапное прекращение подачи смазки к трущимся поверхностям деталей может вызвать такие поломки и износы, для устранения которых потребуется капитальный ремонт двигателя. Масляные насосы автомобильных двигателей имеют значительно большую производительность, чем это необходимо для нормальной работы. На любом режиме работы даже изношенного двигателя все детали его обеспечиваются смазкой в. нужных количествах. Масляный насос мало изнашивается, но может отказать из-за механических повреждений нарушение привода, срыв шпонки ведущей шестерни (что может произойти при попадании в насос воды и замерзания последней). Большое влияние на интенсивность изнашивания двигателя оказывает качество масла и своевременная подача к трущимся деталям в пусковой период двигателя. Большое значение имеет чистота трубопроводов и масляных каналов, которые могут забиваться осадками (шламом). В процессе работы двигателя масло загрязняется механическими примесями и изменяется его химический состав. В карбюраторных двигателях наблюдается значительное разжижение масла тяжелыми фракциями топлива. В дизельном двигателе в большинстве случаев вязкость масла увеличивается за счет нарастания в нем количества механических примесей и смолистых веществ, находящихся в масле в мелкодисперсном состоянии. Существует неправильное мнение, что сохранить качество масла можно только одной регулярной его сменой. Без непрерывной фильтрации масло в двигателе быстро загрязняется механическими примесями и стареет. При исправной работе фильтра тонкой очистки износ двигателя уменьшается, так как фильтры улавливают не только механические примеси, но и некоторые продукты старения масла. Регулярная смена масла (еще лучше с промывкой масляной системы) в двигателе необходима. Сроки смены масла рекомендованы техническими условиями для автомобильных двигателей через 9—12 тыс. км пробега. У двигателей, работавших без замены масла до капитального ремонта, в процессе эксплуатации требовалось проведение дополнительных ремонтных работ из-за пригорания поршневых колец, отказа в работе вкладышей подшипников коленчатого вала и др., тогда как двигатели, в которых масло заменялось регулярно, этих работ не требовали. Увеличение периодичности замены масла вызывало износ гильз цилиндров на 10—60%, поршневых колец на 25—50% и вкладышей шатунных подшипников на 40—100%. Техническое состояние системы смазки и качество масла влияют на долговечность и надежность работы двигателей, поэтому следует постоянно контролировать эту систему, хотя приборы самой системы довольно надежны и редко выходят из строя. Система охлаждения двигателя служит для поддержания нормального теплового режима двигателя. При сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя выделяется большое количество тепла, так что средняя температура газов в цилиндрах работающего двигателя 600—1000° С. Непосредственная естественная отдача тепла в окружающую среду совершенно недостаточна. Этим объясняется необходимость принудительного охлаждения двигателя. Нельзя допускать и переохлаждения двигателя, так как при этом увеличиваются тепловые потери (уменьшается доля полезно используемого тепла), увеличиваются потери на трение из-за загустевания смазки, уменьшается мощность и ухудшается экономичность двигателя, а также пуск двигателя. Нормальным тепловым режимом для карбюраторных двигателей считается такой, при котором температура воды, выходящей из головки блока, находится в пределах 80—90° С, а для дизеля 75—85° С. Система охлаждения большинства отечественных двигателей жидкостная (водяная), но имеет место и воздушная («Запорожец»). Система охлаждения закрыта (не сообщается с атмосферой), при работе двигателя в ней обеспечивается повышение температуры кипения воды до 108—111.°С, благодаря чему уменьшается накипеобразование и повышается долговечность системы. В систему охлаждения входят рубашка охлаждения двигателя, радиатор, водяной насос, вентиляторы, термостаты, жалюзи. У современных карбюраторных двигателей мощность охлаждения достаточно высока. Даже в летнее время, при открытых жалюзи, температура воды, выходящей из двигателя, 60—70° С. Нормальный тепловой режим в 80—85° С достигается при работе с закрытыми жалюзи. Влияние теплового режима на износ двигателя. Двигатели автомобилей всегда работают с переменными нагрузками, что вызывает изменение их теплового режима. Этому же способствуют частые пуски, продолжительные остановки и сравнительно небольшие пробеги после пуска. Несоблюдение теплового режима является одной из главнейших причин повышенного износа деталей двигателя и сокращения срока его службы. Причины повышенных износов, при низких температурах стенок цилиндров следующие: создание условий для конденсации продуктов распада отработавших газов на стенках цилиндров и вблизи них (действие этих продуктов резко усиливает коррозионный износ); конденсация топлива и разжижение смазки топливом при пониженной температуре (прочность масляной пленки, поэтому падает; доля сухого трения увеличивается, возрастает абразивный и тепловой износ). Следовательно, первоочередной задачей при работе двигателей является поддержание такой температуры стенок цилиндров, при которой конденсация топлива невозможна. Это значит, что температура в цилиндре должна быть выше точки росы. Такое положение достигается в первую очередь надлежащей температурой охлаждающей жидкости. Наиболее благоприятной является температура охлаждающей жидкости 80—90° С. Однако в реальных условиях эксплуатации эта температура колеблется от 30—40° С до точки кипения. Еще широко распространено мнение о вредности высокой температуры для двигателя, поэтому можно наблюдать случаи, когда двигатель работает на пониженном тепловом режиме. На карбюраторных двигателях достижение нормального теплового режима часто затрудняется тем, что при работе двигателя на бензине с невысоким октановым числом, при разгоне или при движении на малых скоростях при высокой температуре воды появляется детонация (скорость горения топливовоздушной смеси увеличивается в 75-100 раз). Недостаточный тепловой режим вызывает большие износы при пуске двигателей. В период пуска детали двигателя работают с недостаточной смазкой, часто при граничном трении. В начальное время работы двигателя конденсация топлива и смывание масляной пленки особенно сильное, коррозионное действие отработавших газов наибольшее. Износы при пуске холодного двигателя в 1,5—2 раза больше, чем при пуске его с предварительным подогревом. Повышение теплового режима (в отличие от нормального) также влечет за собой увеличение износов и ухудшение экономичности двигателей. Возникают местные перегревы (к ним особенно чувствительны двигатели ЗИД-120 и В-2); масло разжижается, сгорает, увеличивается абразивный износ. Зазоры между поршнем и стенкой цилиндра, особенно у двигателей, имеющих поршни из алюминиевых сплавов, уменьшаются, увеличивается расход мощности на трение. Протекание рабочих процессов смесеобразование, сгорание становится неблагоприятным (с детонацией), в результате мощность двигателя падает, удельный расход топлива увеличивается. Нормальный тепловой режим двигателя может быть нарушен по следующим причинам, связанными с неисправностями системы охлаждения недостаток охлаждающей жидкости в системе, которая при работающем двигателе может вытечь из-за повышенного давления наличие накипи в системе, которая уменьшает объем жидкости и значительно ухудшает теплообмен; неисправность термостата; нарушение работы клапанов пробки радиатора; недостаточная интенсивность работы вентилятора. Кроме того, перегрев двигателя может быть в результате позднего момента зажигания смеси в цилиндре, обеднения рабочей смеси и по ряду других причин, связанных с.движением автомобиля. Естественно, что все элементы системы охлаждения двигателей нуждаются в периодической проверке их технического Литература: 4, с.140-147 Вопросы для самопроверки: В чем сущность виброакустического метода диагностирования? Как называют колебания возникающие вследствие соударения деталей? Вследствие чего возрастает энергия акустического сигнала? Какие способы разделения сигналов известны? Как называют разложение сложного колебания на составляющие? Что используют в качестве приемника вибраций? Что такое стробатор? |