Способ оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания
СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРО-ПОРЙШЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем определения разрежения во впускном воздушном тракте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перекрывают впускной воздушный тракт двигателя и осу ществляют прокручивание коленчатого вала последовательно на холодном и горячем двигателе, после чего определяют разрежение во впускнсян воздушном тракте при прокручивании коленчатого вала горячего и холодного двигателя вычисляют разность и сравнив-ают ее с эталоне.
СООЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3Щ 0 01 М 15/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ чее о а Фув ь ке, р5/и б7) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ (21) 3472771/25-06 (22) 27.05.82 (46) 15.03.84. Бюл. Р 10 (72) К.Ю. Скибневскнй (71) Государственный всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (53) 621.43-001.4(088.8) (5б) 1, Крамаренко Г., Иванов A. и др. Способы диагностики цилиндропоршневой группы двигателей. "Автомобильный транспорт", И., 1971, 9 2, с. 37. „„SU„„3 080058 А (54) (57) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРО ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ путем определения разреаения во впускном воздушном тракте, о т л и ч а ю щ и и сятем,,что, с целью повышения точности, перекрывают впускной воздушный тракт двигателя и осуществляют прокручивание коленчатого вала последовательно на холодном и горячем двигателе, после чего определяют разрежение во впускном воздушном тракте при прокручивании коленчатого вала горячего и холодного двигателя, вычисляют разность и сравйивают ее с эталоном. 1080058 65 Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для проверки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателей, тракторов, автомобилей, тепловозов, морских. и речных судов. известны способы оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгора- 10 ния путем определения разрежения во впускном воздушном тракте (1 ). Однако известные способы не обеспечивают достаточной точности оцен» ки технического состояния цилиндро- 15 поршневой группы. Цель изобретения — повышение точности. Для достижения поставленной цели согласно способу оценки технического 2О состояния цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания путем определения разрежения во впускном воздушном тракте перекрывают впускной всздушный тракт двигателя и осуществляют прокручивание коленчатого вала последовательно на холодном и горячем двигателе, после чего определяют разрежение во впускном воздушном тракте при прокручивании коленчатого вала горячего и холодного двигателя, вычисляют разность и сравнивают ее с эталоном. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При прокручивании коленчатого вала двигателя с перекрытым впускным воздушным трактом поршни цилиндров на тактах впуска всасывают воздух из впускного тракта, создавая в нем реэрежение. Поступивший в цилиндр воздух сжимается на следущем такте (такте сжатия). При этом часть его просачивается в картер двигателя через неплотности цилиндро-поршневой группы. Затея .во 45 время рабочего хода-npcmcxopHT расширение оставшегося воздуха и удаление его из цилиндра при такте вьвтуска. Далее процесс в цилиндре повторяется. Аналогичные процессы 50 протекают в остальных цилиндрах. Таким образом, эа два оборота коленчатого вала каждый цилиндр забирает. из впускного тракта порцию воздуха, теряет часть ее и удаляет оставшую- 55 ся часть через выпускной коллектор. Разрежение, создаваемое всеми цилиндрами во впускном тракте может быть рассчитано по формуле -6 п = " О NSZ.—— 0 1 О 1 2 N 1=4 и 0(= 10 К 5рп.с (. (g) или 6 Р = 10 Н., ИЯ ° r-n,, (2) где К - координатная функция . 0" (приведенное давление), кr-мин/см л; расход воздуха двигателя о при открытом впускном тракте, л/мин; N — количество цилиндров в двигателе; 2 Б - площадь цилиндра, мм; r — Радиус кривошипа коленчатого вала, мм; объемный КПД 1-го цилинд1 ра; среднее значение объемного КПД цилиндра. Но разрежение Ро может быть соэдино лишь при отсутствии неплотностей во впускном тракте. В общем виде разрежение во впускном тракте равно Р (1 - К2 QУ), (3) P oLg где K Z — координатная функция, мин/л; скорость поступления возУ духа во впускной тракт через место неплотности при нормированном значении разi режения во впускном тракте, л/мин. Величину Q целесообразно нормироУ вать при значении разрежения во впускном тракте, соответствующем реальным условиям работы двигателя беэ перекрытия впускного тракта. Из зависимости (3) с учетом (2) следует, что величина разрежения во впускном тракте непосредственно зависит при прочих равных условиях (тип двигателя, режимы прокручивания и т.п.) от разрежения Ро, создаваемого цилиндрами, и величины нетлотности впускного тракта. Значение величины Рд существенно зависит от объемного КПД цилиндров, являющегося функцией технического состояния клапанов и цилиндро-поршневой группы сопряжений поршень кольца — гильза цилиндра. Что касается влияния клапанов на объемный КПД, то ими практически можно . пренебречь по следующим причинам. Ео-первых,. проверка герметичности впускного тракта выполняется при плановом техническом обслуживан :и машины, в процессе которого проверяют зазоры в клапанах, If, следовательно, воэможность полного незакрытия клапанов практически отсутствует, Кроме того, если в процессе проверки возникли сомнения, зазоры в клапанах можно быстро проверить. Наличие при этом возможной неплотности посадки впускных клапанов в гнезде не оказывает 1080058 влияния на результат проверки и может привести лишь к некоторому увеличению ее длительности за счет меньшего циклового удаления цилиндром воздуха (в связи с утечкой небольшой части его через неплотности клапана обратно во впускной тракт ). Возможная неплотная посадка выпускного клапана также не влияет на результаты проверки, так как выходящий через выпускной тракт воздух обеспечивает эффект эжекции — отсоса газов из цилиндра, препятствуя проникновению их в обратном направлении. Техническое состояние цилиндро-поршневой группы может существенно влиять на объемный КПД. Чтобы исключить это влияние и обеспечить сопоставимость проверки герметичности впускного тракта у новых и изношенных двигателей, проверку следует выполнять на холодном двигателе (при температуре масла не выше 40 С ). В этом случае масло достаточно вязкое и выполняет роль дополнительного уплотнения, компенсирующего износ цилиндров, и обес печивает получение сопоставимых результатов. При необходимости в цилиндры специально можно ввести через впускной, тракт высоковязкое масло. Таким образом, выполнение всех перечисленных технологических приемов обеспечивает возможность получения сопоставимых результатов проверки герметичности впускного тракта двигателей, несмотря на их конструктивные особенности и различия в техническом состоянии. Для определения технического состояния цилиндро-поршневой группы необходимо проверить разрежение во впускном тракте горячего двигателя (при номинальной температуре масла и охлаждающей жидкости) . При этом эффект уплотняющей функции масла исчезает за счет резкого уменьшения его вязкости при номинальной температуре (85-95 С в зависимости от типа двигателя ) и объемный КПД каждого цилиндра полностью отражает износное состояние последнего. Чем больше износ цилиндра, тем меньше разрежение он может создать во впускном тракте. Установив разность разрежений во впускном тракте при прокручивании коленчатого вала холодного и горячего двигателя, определяют общее состояние цилиндропоршневой группы двигателя, При этом холодный двигатель (при необ ходимости с дополнительной герметизацней высоковязким маслом ) обеспечивает номинальное разрежение,соответствующее новому двигателю, а горячий — разрежение, пропорциональное техническому состоянию цилиндропоршневой группы. На чертеже представлена номограмма, характеризующая зависимость величины разрежения в перекрытом герметичном впускном тракте холодного и горячего исправного (нового )двигателя от прокручивания-его коленчатого вала. При этом различным конструкциям двигателей соответствуют 30 свои характерные зависимости разрежения во впускном тракте от частоты прокручивания коленчатого вала: 1 кривая для холодного двигателя соответствующая новому исправному двига)5 телю одного типа: 2 — то же, другому типу двигателя; 3 — - то же, третьему типу двигателей; 4 — то же, четвертому типу двигателей, В реальных условиях эксплуатации двигатели могут иметь различные неисправности, такие,как заедание, пониженная мощность пускового устр-. йства и т,п., в связи с чем их действительные зависимости Г(в) могут соответствовать любой из зависимостей, показанных тонкими .линиями на чертеже, Указанные зависимости строят методом экстраполяции относительно базовых кривых 1-4 без каких-либо дополнительных экспериментов, Для проверки технического состояния цилиндро-поршневой группы двигателей каждого типа устанавливают эталонные нормативные значения разрежения Р .при соответствующей часЭ тоте прокручивания коленчатого вала и . Причем величина Р;должна соответствовать новому исйравному холодному двигателю. Для предельно иэно40 шенных двигателей каждого типа устанавливают граничные условия значения Р„ горячего двигателя при той же частоте h Э. Получив эти данные, можно прово45 дить проверку цилиндро-поршневой группы двигателя. На чертеже показана иллюстрация обработки данных и пользования номограммой при такой проверке: при проверке холодного двигателя получено значение Р„ разрежения во впускном тракте прй прокручивании коленчатого вала с частотой и„. Проведя линии n „ = const и P„ = const до пересечения, находят завйсимость (кривую) Г(и), соответствующую данному проверяемому двигателю. Смещаясь по этой кривой до пересечения с линией n = const Э находят значение разрежения Р„„,приведенное для данного двигателя к 60 эталонной частоте прокрутки коленчатого вала, Затем повторяют эту проверку для горячего двигателя и аналогично предыдущему случаю находят разрежение во впускном тракте 65 Р„ . Далее сопоставляя полученную 1080058 или Составитель A. Федотов Редактор М. Келемеш Техред Л.Коцюбняк Корректор Й. Муска Заказ 1328/45 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разность разрежений с эталоном Р - Р„ <Р - Р,.; () Р - Р Р -- P,. И) определяют техническое состояние цилиндро-поршневой группы двигателя. Если выполняется условие (4), двигатель оставляют в эксплуатации. Если выполняется условие (5), цилиндропоршневая группа квалифицируется как предельно-изношенная, и двига-.ель направляют в ремонт. Относительная проверка технического состояния цилиндро-поршневой группы. обеспечивает повышение точности, так как при этом исключается влияние возможной негерметичности fO впускного тракта и других факторов. !
