Диагностирование дизельного двигателя по угловым ускорениям коленчатого вала

КамАЗ-740. Предполагается, что в случае износа верхнего свинцового сплава в работавшее масло в качестве ПИ деталей КШМ свинец поступать не будет или будет поступать в меньших концентрациях, чем медь. В целях исследования изменения концентраций элементов-индикаторов применим коэффициент соотношения концентраций свинца и меди к1:

1г РЬ ki=- .

Cu

Так как свинцовый сплав имеет относительно небольшую толщину, при этом теряет часть слоя ещё в процессе приработки, а в процессе эксплуатации активно диффундирует со слоем свинцовистой бронзы, то это позволяет предположить присутствие во вкладышах подшипников КШМ дизеля КамАЗ-740 рабочего антифрикционного диффузионного слоя.

Данное предположение подтверждается исследованиями поверхности работающих вкладышей подшипников через оптический микроскоп. Анализ условий эксплуатации, структуры, химического состава, а также размеров коренных и шатунных вкладышей подшипников коленчатого вала дизеля КамАЗ-740 позволяет сделать несколько выводов [2].

1. В процессе эксплуатации нижние коренные вкладыши подшипников коленчатого вала подвергаются наибольшим нагрузкам и, как следствие, имеют большую скорость изнашивания.

2. Все вкладыши подшипников коленчатого вала имеют одинаковую структуру и химический состав, где в верхнем антифрикционном покрытии преобладает свинец (Pb), а в нижнем медь (Си).

3. В процессе эксплуатации удаление верхнего антифрикционного слоя из свинцового сплава с поверхности вкладышей ведёт к интенсивному изнашиванию подшипников и шеек коленчатого вала КШМ. Следовательно, допустимый зазор между коренными и шатунными вкладышами подшипников и соответствующими шейками коленчатого вала является необъективным параметром оценки технического состояния КШМ.

4. Рабочим антифрикционным слоем вкладышей подшипников КШМ дизеля КамАЗ-740 является диффузионный слой, в котором концентрация свинца больше, чем концентрация меди, а следовательно, коэффициент соотношения концентраций Pb и Cu k^1. Значения ^<1 будут свидетельствовать об интенсивном изнашивании подшипников и шеек коленчатого вала КШМ и необходимости применения технического воздействия. Значение kp1 указывает на предельное состояние вкладышей.

Таким образом, в качестве диагностического параметра КШМ дизеля КамАЗ-740 в процессе эксплуатации целесообразно использовать коэффициент соотношения концентраций элементов-индикаторов, т. е. свинца и меди к1.

Применение методики диагностирования дизелей ВАТ по соотношению продуктов изнашивания в работавшем масле позволяет снизить трудоемкость работ по техническому обслуживанию автомобилей, а также увеличить коэффициент технической готовности военной автомобильной техники, что значительно повысит степень ее боевой готовности [3].

Список литературы / References

1. Кюрегян С.К. Оценка износа двигателей внутреннего сгорания методом спектрального анализа. М.,

Машиностроение, 1996. 152 с.

2. Рабочие чертежи. Наб. Челны: УГК ОАО «КамАЗ», 1985.

3. Автомобили КамАЗ 6х4. Техническое обслуживание и ремонт. Руководство. М.: Воениздат, 1993. 656 с.

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО УГЛОВЫМ УСКОРЕНИЯМ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА Никоноров А.Н.1, Лопатин И.А.2 Email: Nikonorov1147@scientifictext.ru

'Никоноров Алексей Николаевич - кандидат технических наук, кафедра общенаучных и общетехнических дисциплин; 2Лопатин Иван Алексеевич — курсант, командно-инженерный (автомобильно-дорожный) факультет, Военная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулёва,

г. Санкт-Петербург

Аннотация: в статье показаны возможности диагностирования дизельного двигателя, способы повышения эксплуатационной надежности двигателя. Одним из перспективных направлений сейчас является диагностирование по угловым ускорениям коленчатого вала двигателя. В статье рассказано, как увеличение цикловой подачи топлива приводит к увеличению значений углового ускорения в точке максимума. А также можете установить блок управления и производить анализ с

64

использованием компьютера. Таким образом, такой способ диагностирования позволит определить неисправный элемент без разборки двигателя.

Ключевые слова: дизельный двигатель, машиностроение, диагностика.

DIESEL ENGINE DIAGNOSTICS BY ANGULAR ACCELERATIONS

OF THE CRANKSHAFT Nikonorov A.N.1, Lopatin I.A.2

'Nikonorov Alexey Nikolaevich — PhD in Technicals, DEPARTMENT OF GENERAL SCIENTIFIC AND GENERAL TECHNICAL DISCIPLINE;

2Lopatin Ivan Alexeyevich — Cadet, COMMAND-ENGINEERING FACULTY,

MILITARY ACADEMY OF MATERIAL AND TECHNICAL SUPPORT GENERAL OF THE ARMY A. V. KHRULEV,

SAINT-PETERSBURG

Abstract: in the article shows the possibilities of diagnosing a diesel engine, ways to improve the operational reliability of the engine. One of the promising areas now is the diagnosis of angular acceleration of the crankshaft. The article describes how an increase in the angular acceleration at the maximum point. And you can also install the control unit and perform analysis using a computer. Thus, this way of diagnosing will allow to determine the element without disassembling the engine. Keywords: diesel engine, mechanical engineering, diagnostics.

УДК 62-144

Одним из важнейших способов повышения эксплуатационной надежности двигателей является своевременное их техническое диагностирование, которое благодаря раннему обнаружению дефектов и отказов, позволяет предупредить серьезные неисправности и аварийные выходы двигателя из строя. Одним из перспективных направлений контроля технического состояния автомобильных двигателей внутреннего сгорания, а именно автомобильных дизелей, является способ диагностирования по угловым ускорениям (УУ) коленчатого вала двигателя.

Известно, что при диагностировании двигателя в целом, для определения эффективной мощности используются: измерения частоты вращения, крутящего момента, часовых расходов топлива и воздуха, изменение частоты вращения при последовательном отключении из работы каждого из цилиндров, ускорение частоты вращения коленчатого вала при разгоне без нагрузки, определение мощности по методу двойного выбега. Несмотря на то, что данные способы диагностирования, определены ГОСТом, они не позволяют определить, а тем более локализовать неисправность.

В результате, для определения неисправности требуется дополнительное, часто дорогостоящее оборудование и разборка двигателя.

В Европе биодизельное топливо применяется по двум принципиальным схемам: «немецкой» и «французской». В настоящее время в Германии действует около 12 централизованных и 80 децентрализованных заводов по производству рапсового масла, а топливо «Biodiesel» выпускает восемь немецких фирм. «Французская» схема предусматривает централизованное производство «diestera» на мощных установках (5-10 тыс. тонн в год).

Топливо «Biodiesel», представляющее собой рапсовый метиловый эфир (РМЕ), уже отпускается более чем на 800 заправочных колонках Германии. Ожидается, что до 2020 г. потребление в качестве топлива рапсового масла и РМЕ вместе составит до 4% общего потребления дизельного топлива автотранспортом.

Рапсовое масло не может длительно использоваться в обычных дизелях с непосредственным впрыском, так как оно полностью не сгорает. Результатом этого, кроме смешивания со смазочным маслом, являются продукты коксования, откладывающиеся на форсунках, поршнях и поршневых кольцах.

В дизеле с непосредственным впрыском топлива существуют возможности изменить конструкцию поршней, головки цилиндров и форсунок таким образом, чтобы стало возможным длительное использование в качестве топлива растительных масел. Помимо этого могут быть разработаны специальные двигатели с непосредственным впрыском, предназначенные для работы на рапсовом масле. В таких двигателях должно быть предусмотрено следующее: температура поршня значительно выше, чем в обычных дизелях; ограничена возможность проникновения несгоревшего топлива в смазочное масло; обеспечен более высокий КПД по сравнению с обычным дизелем.

При работе четырехтактного двигателя внутреннего сгорания только на такте расширения получается положительная работа и максимальное, положительное ускорение коленчатого вала. Даже при работе многоцилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания, все цилиндры работают последовательно, а значит возможно получить величину УУ коленчатого вала для каждого цилиндра

работающего двигателя. Наиболее информативными являются УУ в пределах от 30 град. до верхней мертвой точки (ВМТ), до 30 град. после ВМТ.

До ВМТ фиксируются максимальное замедление коленчатого вала (КВ), а также угол этого замедления. Увеличение абсолютного значения этого замедления, а также приближение его к ВМТ характеризуется увеличением жесткости работы двигателя, что происходит при увеличенных углах опережения впрыска топлива. Малые по абсолютному значению величины УУ говорят о нарушении герметичности рабочей полости камеры сгорания. Для полноты информации, в дополнение к датчику угловых ускорений, необходимо установить датчики давления во впускном трубопроводе и в системе вентиляции картера.

После ВМТ фиксируются максимальное значение УУ и его фазовое положение. Увеличение угла опережения зажигания приводит к увеличению УУ, а его уменьшение снижает значение УУ и смещает его фазовое положение в сторону после ВМТ.

Увеличение цикловой подачи топлива приводит к увеличению значений УУ в точке максимума, а также в фазе догорания топлива, что говорит о неполноте сгорания и переносе сгорания в выпускной коллектор. Что вызывает установить дополнительный датчик, температуры отработавших газов.

Увеличение теплового зазора впускного клапана незначительно снижает УУ, а вот выпускной клапан, практически не оказывает влияние на УУ, за исключением случая нарушения герметичности.

Величину УУ возможно фиксировать, используя датчик и блок управления от безинерционного зажигания Михайлова БЗМ-ПТ фирмы «Петербуржские технологии», и производить анализ с использованием компьютера.

Таким образом, данный способ возможно использовать при диагностировании дизеля. Способ диагностирования по УУ позволяет определить неисправный элемент без разборки двигателя.

Список литературы / References

1. Кюрегян С.К. Оценка износа двигателей внутреннего сгорания методом спектрального анализа. М., Машиностроение, 1996. 152 с.

2. Рабочие чертежи. Наб. Челны: УГК ОАО «КамАЗ», 1985.

3. Автомобили КамАЗ 6х4. Техническое обслуживание и ремонт. Руководство. М.: Воениздат, 1993. 656 с.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕЙ ТРЕБОВАНИЯ Никоноров А.Н.1, Романов А.В.2 Email: Nikonorov1147@scientifictext.ru

1Никоноров Алексей Николаевич - кандидат технических наук, кафедра общенаучных и общетехнических дисциплин; 2Романов Алексей Викторович — курсант, командно-инженерный (автомобильно-дорожный) факультет, Военная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии А.В. Хрулёва,

г. Санкт-Петербург

Аннотация: в статье описаны проблемы экологической безопасности, а также пути их решения на примере автомобильной техники. Конкретно приведены примеры для снижения содержания отработанного топлива, а также его замены на альтернативные виды топлива; какие проводятся мероприятия для экологической безопасности, сравнение основных токсичных веществ, выделяемых в атмосферу бензиновыми двигателями и дизелями, таблица, в которой указано количество уменьшения вредных веществ при работе двигателей на сжиженном газе по сравнению с бензином. Ключевые слова: экология, безопасность окружающей среды, автомобильная техника.

ENVIRONMENTAL SAFETY OF AUTOMOTIVE EQUIPMENT AND IT IS

REQUIREMENTS Nikonorov A.N.1, Romanov A.V.2

1Nikonorov Alexey Nikolaevich — PhD in Technicals, DEPARTMENT OF GENERAL SCIENTIFIC AND GENERAL TECHNICAL DISCIPLINE;

2Romanov Alexey Viktorovich — Cadet, COMMAND-ENGINEERING FACULTY, MILITARY ACADEMY OF MATERIAL AND TECHNICAL SUPPORT BY GENERAL OF THE ARMY A.V. KHRULEV,

SAINT-PETERSBURG