Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания. Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателей внутреннего сгорания заключается в измерении давления в масленой магистрали при работе двигателя, отличается тем, что давление масла измеряют в масленой магистрали на участке канала, расположенным между коренным и шатунным подшипниками по оси коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки, и по величине измеренного давления судят о допустимой степени износа шатунного подшипника. Работоспособность подшипников в основном определяется условиями смазки и в свою очередь износы подшипников приводят к снижению давления в различных частях системы. Технический результат заключается в возможности предотвращения отказов подшипников путем заблаговременного выявления предотказного состояния и своевременного текущего ремонта ДВС, например, с заменой вкладышей коленчатого вала и восстановлением технического состояния подшипников, при котором будет обеспечиваться гидродинамический эффект жидкостного трения. 3 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателей внутреннего сгорания заключается в измерении давления в масленой магистрали при работе двигателя, отличается тем, что давление масла измеряют в масленой магистрали на участке канала, расположенном между коренным и шатунным подшипниками по оси коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки, и по величине измеренного давления судят о допустимой степени износа шатунного подшипника.

Работоспособность подшипников в основном определяется условиями смазки, и в свою очередь износы подшипников приводят к снижению давления в различных частях системы смазки [1].

Уровень техники

Уровень развития техники в способах диагностирования степени износа подшипников ДВС определяется известными методами диагностирования степени износа, основанными на измерении давления масла в различных частях системы смазки ДВС.

В аналоге способ диагностирования степени износа подшипников ДВС, авт. св. №1134897 (кл. G01M 15/00) при безразборной диагностике [2] измеряется давление в главной масленой магистрали. Данный способ предусматривает подключение к двигателю в момент эксперимента гидроаккумулятора с дроссельным устройством и определение интенсивности падения в нем давления по двум манометрам на определенных режимах. Недостатком этого способа является необходимость установки сложных по конструкции устройств гидроаккумулятора.

В прототипе по авт. св. №2006811 (кл. G01M 15/00) [3] используют при безразборной диагностике степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания измерение давления в двух точках системы смазки.

Способ заключается в том, что измеряют значение давления в центральной масленой магистрали ДВС и сравнивают полученные значения давления с эталонными, определенными для нового двигателя. По сравнению определяют степень износа подшипников.

При этом измерение давления производят по меньшей мере в двух точках системы смазки двигателя, первая из которых расположена на выходе из нагнетательной секции насоса, преобразуют эти давления и сравнивают их с эталонными величинами. В качестве второй точки измерения давления принимают точку на входе в диагностируемый участок двигателя.

Для эталонного двигателя определяют зависимость отношения величины первого давления к величине второго от степени износа подшипников или отношения разности величин первого и второго давлений к величине второго от степени износа. На неработающем двигателе при чистых фильтрах определяют отношение разности величин первого и второго давлений к величине второго давления и сравнивают величины этих отношений с эталонной зависимостью от степени износа подшипников. Причем рост этого отношения соответствует росту степени износа.

Недостатком этого способа является зависимость результатов диагностирования от многих факторов состояния элементов системы смазки ДВС, способ требует большого опыта оператора-диагноста.

Анализ известных способов показывает целесообразность поиска способа оценки технического состояния подшипников ДВС с сохранением преимуществ ранее существующих способов и обеспечение возможностей определения более глубоких связей структурного параметра с диагностическим для безразборной диагностики степени износа подшипника ДВС.

Целью изобретения является определение степени износа подшипников ДВС и выявление предельного состояния двигателя. Эта цель достигается тем, что в предлагаемом способе безразборной диагностики степени износа подшипников ДВС измеряют давление в масляной магистрали на участке канала подвода масла к шатунным подшипникам по оси коленчатого вала после коренных и до шатунных подшипников коленчатого вала при работе ДВС без нагрузки, которое на любом режиме в процессе эксплуатации должно быть больше нуля. По величине превышения измеренного давления выше нуля судят о степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания, а при достижении в процессе эксплуатации величины измеренного давления нулю судят о наступлении предельного состояния.

Раскрытие изобретения

Система смазки двигателя внутреннего сгорания обеспечивает смазку, охлаждение, очистку деталей и сопряжений. Основным предназначением системы смазки ДВС является обеспечение в подшипниках гидродинамического эффекта смазывания(режима жидкостного трения), которое достигается в эксплуатации определенным соотношением между нагрузкой двигателя, фактической величиной диаметрального зазора подшипника, которая изменяется вследствие износа, давлением подачи смазываемого материала его вязкостью и частотой вращения коленчатого вала.

Известно также, что износ отдельных сопряжений и износ подшипников по мере эксплуатации приводит к общему снижению уровня давления в системе смазки, которое показывает манометр 1 (фиг. 1) и постепенному ухудшению условий смазки подшипников, что необходимо заранее диагностировать и предотвратить изменения режима жидкостного трения в подшипнике в полусухое или сухое трение, что может привезти к интенсивным износам подшипника и их отказам.

Предлагаемый способ позволит диагностировать степень износа подшипников, предотвратить отказы, так как позволяет определить степень обеспечения жидкостного трения подшипника даже при минимальной частоте вращения коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки.

Чаще всего отказывают шатунные подшипники, потому что общее снижение давления в системе смазки негативно сказывается на уменьшение подачи масла к шатунным подшипникам.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы смазки ДВС, содержащая следующие элементы:

1 - манометр;

2 - главная масляная магистраль;

3 - фильтр тонкой очистки масла;

4 - масляный радиатор;

5 - предохранительный клапан;

6 - маслозаборник;

7 - редукционный клапан;

8 - масляный насос;

9 - фильтр грубой очистки;

10 - перепускной клапан фильтра.

В представленной схеме (фиг. 1) видно, что наиболее удаленные шатунные подшипники смазываются не напрямую от масляного насоса. Масло проходит к ним через коренные подшипники и каналы вращающегося коленчатого вала.

По сути условия смазки шатунных подшипников (фиг. 2) и их безотказность определяется наличием и величиной давления внутри каналов по оси коленвала. В полости шатунной шейки (15) и канале подвода (14) будет находиться масло под давлением, если оно есть в точке пересечения каналов (13) на входе в канал подвода к шатунной полости. В свою очередь масло до точки (13) дойдет при наличии достаточного давления в кольцевом канале (11) коренного подшипника, питающегося маслом от канала (12) в коренной шейке.

Структурным параметром, связанным с износом подшипников ДВС и одновременно определяющим работоспособность наиболее нагруженных и часто отказывающих шатунных подшипников, является наличие давления масла на входе в шатунную полость в точке (13).

Диагностика общего изнашивания подшипников ДВС, таким образом, сводится к тому, что необходимо определять наличие давления в точке перегиба каналов по оси коленчатого вала любым доступным способом.

Осуществление изобретения

На фиг. 3 показан пример реализации изобретения путем создания контрольного вывода путем подключения переходной вращающейся муфты (16) к каналу коленчатого вала(14) по оси коленчатого вала в точке (13). При проведении диагностирования на выходе муфты в невращающейся части устанавливается любой измеритель низкого давления, например, манометр.

После диагностирования вывод глушится вворачиванием резьбовой герметичной заглушки. По наличию и величине давления определяют интегральную степень износа диагностируемых подшипников ДВС, а при отсутствии масла и давления судят о наступлении предельного состояния.

При разработке данного способа на заводе двигателей ОАО «КАМАЗ» в стендовых условиях проводились измерения давления по оси коленчатого вала и определялись диагностические нормативы. Подтверждена возможность осуществления способа на автомобиле, его достоверность и информативность.

Технический результат

Технический результат заключается в возможности предотвращения отказов шатунных подшипников путем заблаговременного выявления предотказного состояния и своевременного текущего ремонта ДВС, например, с заменой вкладышей коленчатого вала и восстановлением технического состояния подшипников,при котором будет обеспечиваться гидродинамический эффект жидкостного трения.

Использование предлагаемого способа оценки технического состояния ДВС позволяет также прогнозировать время безаварийной работы двигателя до предельного состояния.

Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в измерении давления в масленой магистрали при работе двигателя, отличающийся тем, что давление масла измеряют в масленой магистрали на участке канала, расположенном между коренным и шатунным подшипниками по оси коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки, и по величине измеренного давления выше нуля судят о степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания, а при достижении величины измеренного давления, равной нулю, судят о наступлении предельного состояния.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу обнаружения точек истирания и/или контакта на машинах с вращающимися частями. Вращающиеся части образуют электрическую коаксиальную систему относительно неподвижных частей такой машины, а в этой системе импульсы электрического напряжения распространяются с характеристической скоростью из-за малого расстояния между вращающейся и неподвижной частями.

Изобретение относится к диагностированию технического состояния механизмов и машин, а именно технического состояния ротора. В способе диагностирования технического состояния ротора машины выводят машину на контролируемый режим, измеряют на этом режиме исходную частоту вращения ротора и останавливают машину.

Изобретение относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания. Способ контроля углов газораспределения двигателя внутреннего сгорания полезен при эксплуатации, при предремонтной и послеремонтной проверке двигателей.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение надежности диагностирования функциональности клапана рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к насосным станциям гидравлических стендов для испытаний гидроустройств. Насосная станция включает в себя бак, насос, на выходе которого установлен переливной клапан, и теплообменник, установленный в сливной гидролинии переливного клапана.

Изобретение используется для поузловой доводки авиационных двигателей при стендовых испытаниях, а именно доводки рабочих колес турбин и колес компрессоров. При реализации способа определения частоты вынужденных колебаний рабочего колеса (РК) определяют количество лопаток РК и количество лопаток направляющего аппарата (НА) или соплового аппарата (СА) ступени турбомашины.

Изобретение относится к области контроля технического состояния авиационных газотурбинных двигателей, оборудованных штатной измерительной аппаратурой, сигналы с которой в процессе эксплуатации записываются также штатным бортовым устройством регистрации, установленном на борту соответствующего воздушного судна.

Изобретение относится к энергетике. Газотурбинный двигатель выполнен двухконтурным, двухвальным, содержит не менее восьми модулей, смонтированных по модульно-узловой системе, включая компрессоры высокого и низкого давления, разделенные промежуточным корпусом, основную камеру сгорания, воздухо-воздушный теплообменник, турбины высокого и низкого давления, смеситель, фронтовое устройство, форсажную камеру сгорания и всережимное реактивное сопло.

Изобретение относится к энергетике. Способ серийного производства турбореактивного двигателя (ТРД), при котором изготавливают детали и комплектуют сборочные единицы, элементы и узлы модулей и систем двигателя.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах управления двигателем внутреннего сгорания. Технический результат - обеспечение баланса между предотвращением чрезмерного повышения температуры поршня и предотвращением ухудшения различных эксплуатационных характеристик двигателя внутреннего сгорания в результате выполнения управления, применяемого для подавления аномального сгорания даже тогда, когда аномальное сгорание происходит последовательно или практически последовательно в течение множества циклов.

Изобретение может быть использовано для определения технического состояния электронной системы управления и элементов двигателей с распределенным впрыском топлива в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта. Способ заключается в измерении ряда наиболее информативных диагностических параметров; выявлении диагностических параметров, значения которых находятся в нормативных пределах, установленных производителем, или вышли за пределы максимального и минимального нормативных значений. В троичной системе для каждого параметра перемножается значение каждого параметра на среднеарифметическое из предельных его значений. Полученные значения суммируются, и определяется интегральный показатель неисправностей, численное значение которого соответствует конкретной неисправности, в том числе и в конкретном цилиндре. Технический результат заключается в повышении точности диагностирования и сокращении трудоемкости диагностических работ. 1 ил.

Изобретение относится к области электроракетных двигателей и стендов для их испытаний. В способе испытания электроракетных двигателей в вакуумной камере, основанном на том, что истекающее рабочее тело затормаживают на защитной мишени, согласно изобретению, энергию истекающего рабочего тела в виде ионизирующего излучения высокотемпературной плазмы преобразуют в электрическую энергию, которую выводят за пределы вакуумной камеры для полезного использования. Способ осуществляется с помощью стенда, содержащего вакуумную камеру, системы питания и управления, защитную мишень, согласно изобретению, на защитной мишени или вместо нее установлен фотоэлектрический и/или термоэлектрический преобразователь, вырабатывающий электродвижущую силу. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности зашиты внутренних стенок и оборудования вакуумной камеры от воздействия ионизирующего излучения высокотемпературной плазмы, снижение расхода охладителя мишени, используемого во время испытаний, повышение надежности работы испытательного стенда для испытаний ЭРД. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу обнаружения попадания воды или града в газотурбинный двигатель, причем упомянутый двигатель имеет, по меньшей мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Способ содержит следующие этапы, состоящие из: - оценки значения первого показателя, символизирующего всасывание воды или града; - оценки значения второго показателя, представляющего всасывание воды или града, причем упомянутый второй показатель отличается от первого показателя; и - вычисления значения общего показателя путем сложения вместе, по меньшей мере, упомянутого первого и второго показателей. Технический результат изобретения - повышение эффективности и быстродействия данного способа. 6 н. и 6 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к устройствам для измерения аэродинамических сил и моментов, действующих на модели изделий авиационной и ракетной техники при проведении испытаний в аэродинамических трубах. Устройство содержит модель ракеты со съемной носовой частью, установленную на внутримодельных шестикомпонентных тензовесах с помощью конической посадки, соединенных с внутренней державкой, прикрепленной к модели носителя, установленной в аэродинамической трубе, оснащенной тензостанцией и пультом управления в препараторской. Державка для модели ракеты выполнена в виде цилиндра, размещенного внутри корпуса модели, с продольными пазами, в которых установлена оребренная посадочная втулка, соединенная и с тензовесами и с обечайкой корпуса модели с использованием ребер. При этом в передней части цилиндра в пазу закреплен вкладыш, а на хвостовой части - подвижное кольцо, причем и вкладыш, и кольцо снабжены сменными узлами крепления цилиндра к кронштейнам, установленным на модели носителя. Технический результат заключается в повышении достоверности измерений. 2 ил.

Изобретение направлено на получение данных или осуществление получения данных или распределения среды многоточечно, точно и быстро с хорошим пространственным разрешением и минимальными габаритными размерами. Для этого в изобретении предусматривается скрученное размещение трубопроводов в зоне получений/распределений на многих высотах одним устройством. В частности, для получения измерения вращения в полете устройство является зондом давления, в котором корпус зонда имеет первую часть или отрезок получения данных о давлении, образующий цилиндр, по меньшей мере, в 6 мм в диаметре. Зонд имеет внутренние трубопроводы (С1-С9) по параллельным спиралям и каналы (К1-К9), образованные в корпусе из металлического сплава между трубопроводами (С1-С9) и входные отверстия (01-03, 04-06, 07-09), расположенные на трех различных высотах (Н1-Н3) корпуса зонда. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Описан способ проверки правильности определения вращающего момента двигателя, включающий: определение вращающего момента двигателя по количеству топлива, впрыскиваемого в двигатель, причем вращающий момент двигателя получают из таблицы впрыскивания топлива; вычисление первой величины веса транспортного средства по его ускорению и полученному вращающему моменту двигателя; определение вращающего момента вспомогательного тормозного устройства с использованием таблицы вспомогательного тормозного устройства; вычисление второй величины веса транспортного средства по полученному тормозному моменту вспомогательного тормозного устройства и сравнение первой и второй величин веса транспортного средства. Достоинство изобретения заключается в том, что можно определить отклонение действительной величины вращающего момента двигателя от номинальной величины вращающего момента двигателя транспортного средства без необходимости измерения вращающего момента двигателя с помощью отдельного датчика вращающего момента. 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ диагностики топливной форсунки, в котором для уравновешивания крутящих моментов, производимых цилиндром двигателя, производят регулирование количества впрыскиваемого топлива или начало/конец синхронизации впрыска топлива в указанный цилиндр. В предложенном способе определяют уменьшение эффективности регулировки впрыска топлива или начала/конца синхронизации впрыска топлива при уравновешивании произведенных цилиндром крутящих моментов, когда минимальное количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр или начало/конец синхронизации впрыска топлива, необходимые для уравновешивания крутящего момента цилиндра, находятся за пределами предопределенного диапазона. Предложенный способ диагностики топливной форсунки различает типы уменьшения эффективности работы форсунки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к области машиностроения, а именно к испытаниям корпусов роторов лопаточных машин на непробиваемость. Способ заключается в том, что на одной из лопаток, установленных в роторе, расположенном внутри неподвижного корпуса, осуществляется ослабление ее поперечного сечения, при достижении ротором заданной частоты вращения и прогреве корпуса и деталей ротора до необходимой температуры проводят обрыв этой лопатки с последующим взаимодействием оборвавшейся части с корпусом. Обрыв лопатки осуществляется при помощи груза, размещенного в канале диска ротора под обрываемой лопаткой и в заданный момент времени нагружающего эту лопатку дополнительной силой, обеспечивающей ее обрыв. Устройство включает ротор с лопатками, расположенный внутри корпуса, привод для раскрутки ротора, систему управления частотой вращения, при этом обрываемая лопатка выполнена с ослабленным (за счет уменьшения площади поперечного сечения) сечением. В канале диска ротора под обрываемой лопаткой размещен груз, зафиксированный таким образом, чтобы в заданный момент времени под воздействием исполнительного механизма обеспечить свободное радиальное перемещение груза под действием центробежных сил до взаимодействия с обрываемой лопаткой над ослабленным ее сечением. Технический результат заключается в гарантированном обрыве лопатки в заданных условиях, обеспечивающих идентичность движения оборвавшейся части лопатки траектории лопатки, оборвавшейся в условиях реальной эксплуатации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оценке работоспособности технологического оборудования при эксплуатации в условиях, вызывающих снижение пластичности и растрескивание металла конструктивных элементов, и может быть использовано при его диагностировании для обоснования возможности, сроков, условий дальнейшей эксплуатации и предупреждения хрупких разрушений. Технический результат от использования изобретения заключается в обосновании возможности дальнейшей эксплуатации технологического оборудования и предупреждении высокоопасных хрупких разрушений. Для этого оценку работоспособности технологического оборудования ведут по параметрам и критериям пластичности металла, для чего определяют максимальные деформации в вершине концентратора еmax и разрушающие деформации eL, при этом если соблюдается условие emax<eL, то состояние оборудования оценивается как работоспособное, если условие не соблюдается, то в вершине исходного концентратора при действии номинальных напряжений σH от внешних нагрузок возможно растрескивание, т.е. образование исходной трещины размером L0, тогда, в случае если выполняется условие KI(L0)≤[KI], где KI - допустимый коэффициент интенсивности напряжений, состояние оборудования оценивается как работоспособное. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике и испытаниям на усталостную прочность при кручении. Стенд содержит сервогидравлическое нагружающее устройство (СНУ), элемент коленчатого вала (1), один конец которого жестко крепится через фланец отбора мощности к вертикальной неподвижной стойке (7). Напрессованный с натягом на свободный конец вала каток (2) имеет возможность свободно кататься по опорной плите (5), которая жестко крепится к столу СНУ. Сопряженная с катком (2) поверхность опорной плиты (5) повторяет форму опорной поверхности катка (2). К катку (2) крепится рычаг (4), на который через сферический упор (6), присоединенный к СНУ, передается эксцентричная нагрузка от поршня СНУ, под действием которой жестко связанный с рычагом (4) каток (5) может совершать качательное движение вокруг оси, совпадающей с продольной осью коленчатого вала (1) и передавать крутящий момент элементу коленчатого вала (1). Технический результат заключается в обеспечении задания произвольного закона нагружения. 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании двигателей внутреннего сгорания. Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателей внутреннего сгорания заключается в измерении давления в масленой магистрали при работе двигателя, отличается тем, что давление масла измеряют в масленой магистрали на участке канала, расположенным между коренным и шатунным подшипниками по оси коленчатого вала при работе двигателя без нагрузки, и по величине измеренного давления судят о допустимой степени износа шатунного подшипника. Работоспособность подшипников в основном определяется условиями смазки и в свою очередь износы подшипников приводят к снижению давления в различных частях системы. Технический результат заключается в возможности предотвращения отказов подшипников путем заблаговременного выявления предотказного состояния и своевременного текущего ремонта ДВС, например, с заменой вкладышей коленчатого вала и восстановлением технического состояния подшипников, при котором будет обеспечиваться гидродинамический эффект жидкостного трения. 3 ил.

Наверх