Ответ к вопросу №5
Известно, что механические потери, имеющие место при трении поршней и поршневых колец двигателя внутреннего сгорания в процессе рабочего цикла, составляют до 60%, а потери в подшипниках коленчатого вала — до 15% от суммы механических потерь двигателя. Поэтому техническое состояние указанных узлов во многом определяет общее техническое состояние двигателя.
Благоприятные условия трения двух сопряженных поверхностей обусловливает микрогеометрия поверхностей, то есть высота микронеровностей. Кроме того, условия трения зависят в большой степени от макрогеометрии, то есть отклонений от правильной геометрической формы каждой из сопряженных деталей. Чаще всего эти отклонения выражены в виде конусности и овальности. И, наконец, на условия трения оказывают значительное влияние величины зазоров между сопряженными деталями. Все перечисленные факторы не являются постоянными по времени. Они изменяются по мере уменьшения ресурса безотказной работы сопряжения.
Таким образом, совершенно очевидно, что важнейшим критерием технического состояния двигателя следует считать величину механических потерь, которые находятся в прямой зависимости от условий трения. Микрогеометрия поверхностей значительно изменяется за период проработки деталей, а при последующей эксплуатации длительное время не претерпевает заметных изменений, если режим работы существенно не изменяется.
В процессе работы изменяется и форма поверхностей сопряжения деталей, а также величина зазоров в сопряжениях. Но, в отличие от микрогеометрии, макрогеометрия и зазоры изменяются не только в процессе приработки, но и в последующие периоды.
Считается, что при жидкостном трении износ практически отсутствует, ибо механические потери весьма малы. Поэтому при конструировании механизмов всегда стремятся обеспечить максимальное количество пар деталей, работающих в условиях жидкостного трения. Но это не всегда возможно. В двигателях внутреннего сгорания жидкостное трение имеет место только в сопряжениях коленчатого и распределительного валов, поршневых пальцев и отдельных осей. При этом условия жидкостного трения далеко не во всех случаях близки к идеальным, но шейки и подшипники коленчатого вала технически исправного двигателя работают в наиболее благоприятных условиях.
Однако, с увеличением зазоров в сопряжениях условия для создания жидкостного трения ухудшаются, толщина масляного слоя в наиболее нагруженных зонах контакта деталей уменьшается и, наконец, на отдельных режимах работы масляный клин может стать меньше минимально допустимого. Это обстоятельство приводит к разрыву масляного клина, что и вызывает форсированный износ.
Задачей технической диагностики является современное определение предельно допустимого зазора в сопряжениях. Для большинства карбюраторных автомобильных двигателей величина предельно допустимого зазора между шейкой и подшипником коленчатого вала составляет 0,26—0,28 мм. В течение всего периода эксплуатации, исключая приработку, до создания предельно допустимых зазоров в сопряжениях коленчатого вала сохраняются условия для жидкостного трения. При достижении предельных зазоров в сопряжениях условия для жидкостного трения нарушаются. Коэффициент трения при полужидкостном трении в 5—10 раз больше, чем при жидкостном. Следовательно, механические потери и интенсивность поступления продуктов износа в картерное масло резко возрастают.
Условия трения деталей цилиндропоршневой группы существенно отличаются от рассмотренных выше условий, характерных для шеек и подшипников коленчатого вала. Для этих деталей нельзя обеспечить жидкостную смазку. Гильзы цилиндров и поршни с поршневыми кольцами смазываются разбрызгиванием, поэтому для них характерны закономерности полужидкостного, а иногда и полусухого трения. Установлено, что форсированный износ гильз цилиндров карбюраторных двигателей начинается, когда зазор между гильзой и поршнем достигает значения 0,3-0,4 мм.
При увеличении зазоров в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма выше предельно допустимых значений скорость изнашивания деталей возрастает, и вследствие этого интенсивность поступления продуктов износа в картерное масло резко увеличивается.
Большинство методов диагностики, рассмотренных ранее, позволяют с большей или меньшей достоверностью определить значение структурных параметров двигателя, например, зазоров в сопряжениях, но не дают возможности точно определить момент начала аварийных явлений при работе деталей сопряжения. Например, по параметрам вибрации можно относительно точно определить значение зазора между шейкой коленчатого вала и вкладышем, но нельзя с уверенностью установить, что форсированный износ деталей начинается по достижении какого-то определенного значения зазора. Следовательно, назначение ремонта в одном случае может быть преждевременным, а в другом — слишком поздним. Необходимо учитывать также, что неисправность может наступить не только ввиду естественного износа по достижении предельно допустимого значения структурного параметра, как указывалось выше, а значительно раньше, по случайным причинам.
Принципиальное отличие метода диагностики, основанного на исследовании свойств отработанных масел, от всех прочих методов заключается в том, что, определив, например, аномальную концентрацию продуктов износа в масле, мы обнаруживаем нарушения технического состояния двигателя. При использовании всех прочих методов, измеряя параметры выходных процессов, мы определяем возможную причину возникновения неисправности, ибо достижение предельно допустимого значения параметра выходного процесса может вызвать неисправность. Метод диагностики по параметрам картерного масла позволяет фактически установить неисправность. Использование метода диагностики двигателя по параметрам картерного масла, при достаточно высокой чувствительности оборудования для анализа, позволяет обнаружить неисправность задолго до ее внешнего проявления. В картерном масле автомобильных двигателей повышение концентрации продуктов износа начинается за 6—8 тыс. км до начала аварийных явлений. Это позволяет своевременно принять меры и провести необходимые технические воздействия с минимальными затратами.
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 1003;