Диагностика строительных машин / Средства и технологии диагностирования строительных машин / Глава 3.1

Определение мощностных показателей двигателей

При диагностировании четырехцилиндровых двигателей отключают три цилиндра, используя в качестве нагрузки возникающие механические потери. При диагностировании по этому методу (методу Н.С.Ждановского) шести- и более цилиндровых двигателей наряду с отключением цилиндров применяют догрузочные устройства. Это позволяет бесступенчато регулировать нагрузки, устанавливая необходимый режим диагностирования при максимальной подаче топлива. В качестве дополнительной нагрузки используют противодавление на выпуске и давление в гидравлической системе, получаемые дросселированием газов и жидкостей.

Для определения мощности двигателя бестормозным методом необходимы данные по номинальной мощности двигателя, частоте вращения коленчатого вала при работе на одном цилиндре и коэффициенту пропорциональности А. Все эти данные, получаемые для каждой модели двигателя экспериментальным путем, используют при расчете мощности:

При диагностировании данным методом используют тахометр и выключатели подачи топлива. Выключатели устанавливают между секциями топливного насоса и топливопроводами высокого давления. Диагностирование производят на прогретом двигателе, при этом температура масла в картере должна быть не ниже 75° С.

Иногда для уточнения результатов диагноза одновременно измеряют расход топлива и полученные данные сравнивают с типовой экспериментальной кривой зависимости расхода топлива от частоты вращения двигателя при работе на одном цилиндре. Дополнительную загрузку методом дросселирования применяют в основном при диагностировании шестицилиндровых двигателей. При этом необходимо на выпуске создать противодавление 0,06-0,07 МПа при работе на двух цилиндрах. В этом случае эффективную мощность определяют по формуле

Падение частоты

Падение частоты вращения коленчатого вала двигателя в результате отключения свечей позволяет судить об эффективности работы выключенного цилиндра. Чем больше падение частоты вращения, тем большей эффективной мощностью обладает выключенный цилиндр. Этот метод проверки двигателя проводится при холостом режиме и позволяет сделать только сравнительную оценку работоспособности отдельных цилиндров.

Выбывает несомненный интерес предложенный (Сибирский механизации и электрификации сельского хозяйства) бестормозной метод диагностирования двигателей при неустановившемся режиме. Метод основан па фиксации параметров разгона двигателя на холостом ходу с малой частоты вращения до максимальной при полной цикловой подаче топлива. Энергия затрачивается на преодоление механических потерь и инерционных сопротивлений. Основным параметром является угловое ускорение, по изменению которого определяется эффективная мощность двигателя. Проведенные Н. С. Ждановским исследования двигателей бестормозным методом выявили большую погрешность при определении мощности и топливной экономичности при неустановившемся режиме по сравнению с диагностированием двигателя тормозным методом. Наиболее близкое совпадение результатов зафиксировано при разгоне двигателя на наименьшем числе работающих цилиндров. Этот метод обладает высокой оперативностью и малой трудоемкостью.

Сибимэ разработал электронный прибор ИМД-2М, основанный на определении мощности двигателя по изменению углового ускорения. Мощность определяется из соотношения:

Диагностирование двигателя

Прибор ИМД-2М кроме мощности позволяет измерять и частоту вращения коленчатого вала. В блок-схему прибора входят следующие основные элементы: индуктивный датчик, формирующее устройство, генератор временных импульсов, блок вычисления и управления, аналоговый преобразователь, стрелочные указатели мощности и частоты вращения коленчатого вала, блок питания. Все элементы, кроме датчика, скомпонованы в общем корпусе. На передней панели прибора размещены два стрелочных указателя и все органы управления прибором. Индукционный датчик прибора при диагностировании устанавливают в отверстие кожуха маховика. Торцовая поверхность датчика при правильной установке должна находиться в 2. ..4 мм от зубчатого венца маховика. Это расстояние должно строго выдерживаться, так как при его нарушении резко изменяется характер сигнала, поступающего с датчика в схему прибора. Датчик позволяет фиксировать прохождение каждого зуба венца маховика.

Прибор работает или от источника постоянного тока напряжением 12 В, или от сети переменного тока напряжением 220 В. Потребляемая мощность прибора не более 25 Вт, масса 12 кг. Диапазон измерения мощности 0...220 кВт, частота вращения коленчатого вала до 2000 мин-1. Погрешность измерения не превышает ±3%.

Подобную схему имеет и прибор «Импульс-12», но в него дополнительно входят еще измеритель угла впрыска топлива ИУ-1 с датчиком и топливный расходомер.

Диагностирование двигателя производят на прогретом двигателе. Прибор ИМД-2М подключают к электрической сети, включают и прогревают в течение 2...3 мин. Стрелки указателей, если необходимо, возвращают в нулевое положение. Рукоятку прибора устанавливают в положение, соответствующее проверяемому двигателю, датчик ввинчивают в отверстие маховика, контролируя его положение относительно зубчатого венца по вспышке сигнальной лампочки. После установки датчика прибор калибруют, устанавливая стрелки индикаторов в положение, соответствующее частоте вращения проверяемого двигателя и его мощности.

Уравнение эффективной мощности

Сначала проверяют максимальные обороты холостого хода двигателя при полной подаче топлива, а затем переводят двигатель на минимальные обороты холостого хода и резко переводят рычаг управления двигателя в положение максимальной подачи и определяют эффективную мощность двигателя. Мощность рекомендуется измерять трехкратно и определять среднее значение. Отключая поочередно цилиндры, определяют по разности мощностей, измеренных при работе всех цилиндров и части цилиндров, мощность отключенных цилиндров.

Взамен прибора ИМД-2М разработан прибор ИМД-Ц на интегральных микросхемах, что позволило в 4 раза уменьшить массу и в 3 раза габариты прибора. В приборе вместо двух стрелочных измерителей установлено одно цифровое табло, введены клавишные переключатели работы. Диагностирование прибором ИМД-Ц производят в той же последовательности, что и прибором ИМД-2М. При проверке двигателей допускается падение мощности на 5% и превышение мощности сверх номинального значения на 7%.

Так как для проверки мощности двигателя тормозным методом применяют мощные электрические установки, то чаще используют парциальный и дифференциальный методы, позволяющие при диагностировании использовать стенды малой мощности.

При парциальном методе применяют одновременно нагружение тормозным стендом и отключение части цилиндров, при этом осуществляется полная цикловая подача топлива в работающие цилиндры.

Уравнение эффективной мощности при парциальном методе проверки при половине работающих цилиндров имеет вид.

Мощность механических потерь прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала и определяется в основном прокручиванием двигателя.

Дифференциальный метод

Дифференциальный метод основан на нагружении каждого проверяемого цилиндра (а в 12-цилиндровых двигателях - минимальной группы) за счет отключения цилиндров. Для выведения двигателя в соответствующий режим используют мощности электродвигателя специального стенда. При применении дифференциального метода требуется дополнительная мощность, не превышающая 25% мощности двигателя.

Для проверки двигателя тормозным, парциальным или дифференциальным методами можно использовать установки КИ-4935. Эти установки предназначены для комплексного диагностирования двигателя и трансмиссии сельскохозяйственных тракторов, включая прокручивание двигателя и передач, и обладают номинальной мощностью 55 кВт. Эта установка может быть применена при диагностировании двигателей строительных машин большой мощности в основном парциальным и дифференциальным методами.

В состав установки КИ-4935 входят балансирная асинхронная электромашина, жидкостный регулировочный реостат, двухступенчатый редуктор и пульт управления стендом.

Тормозную установку для диагностирования двигателя и трансмиссии подсоединяют карданным валом к валу отбора мощности проверяемой машины. Подключают расходомер топлива и устанавливают выключатели подачи топлива. На прогретом двигателе при отключении группы цилиндров устанавливают частоту вращения вала, соответствующую 100% мощности двигателя, и фиксируют мощность. Поочередно определяют мощность группы цилиндров.

Общую мощность двигателя определяют по формулам парциального метода, но при этом учитывается КПД передачи. При испытании на стенде определяют массовый расход топлива и рассчитывают удельный расход.

Одновременно с определением мощности измеряют расход топлива, используя расходомер КИ-8910А. Удельный расход топлива определяют по формуле.

Часовой расход топлива

Часовой расход топлива не должен отличаться от номинального более чем на 8. ..10%, а удельный расход топлива не должен превышать номинального значения на 8%. Расход топлива при работе одним цилиндром должен находиться в пределах 90... 107% номинального.

При отклонении значений расхода топлива или мощности двигателя за пределы допусков проводят углубленное диагностирование, позволяющее выявить причины нарушения рабочего процесса двигателя. Учитывая, что наибольшее влияние на показатели мощности и расхода топлива оказывает работоспособность системы топливоподачи двигателя, в первую очередь производят диагностирование и регулировку сборочных единиц топливной системы.

Важным показателем общей оценки работы двигателя как дизельного, так и карбюраторного являются результаты анализа отработавших газов. В случае неисправности двигателя, в первую очередь системы питания, в отработавших газах увеличивается количество продуктов неполного сгорания топлива. Количественный состав отработавших газов различен у карбюраторных и дизельных двигателей, что объясняется как различием топлива, так и процесса горения. У карбюраторных двигателей основными продуктами неполного сгорания являются окись углерода и водород, у дизельных - свободный углерод в виде сажи. Количественный состав отработавших газов приведен (по данным Н. Я. Говорущенко).

В настоящее время большое внимание уделяется снижению токсичности отработавших газов, поэтому большинство газов проверяется на концентрацию токсичных элементов, в первую очередь СО, СН, N0.

Для дизельных двигателей в качестве диагностического параметра принята оптическая плотность отработавших газов, характеризующаяся количеством света, поглощенного частицами сажи и другими элементами отработавших газов.

Некоторые дымомеры

Все дымомеры основаны на принципе регистрации светового потока, проходящего через камеру, заполненную отработавшими газами. Конструкция чехословацкого дымомера РЭМ-4 состоит из измерительной трубки, источника света, фотоэлемента, измерительной системы, вентиляционной системы, системы питания и зонда- с трубопроводами. Зонд служит для забора отработавших газов непосредственно из выхлопной трубы диагностируемой машины. В состав измерительной системы входят фотоэлемент, настроечные резисторы и миллиамперметр. Вентиляционная система, предназначенная для продувки измерительной трубы и нагнетания чистого воздуха для настройки нуля прибора, состоит из вентилятора с электродвигателем, воздушных каналов и вентиляционного кожуха, внутри которого находится измерительная трубка. Питание прибора может осуществляться либо от аккумулятора 12 В, либо от сети переменного тока напряжением 220 В. Масса прибора 12 кг.

Для работы прибора сначала настраивают миллиамперметр на нулевое деление при заполнении измерительной трубки чистым воздухом, а затем заполняют трубку отработавшим газом. Свет, проходящий через трубку, поглощается составляющими элементами газа и на фотоэлемент попадает значительно меньший световой поток, который и возбуждает соответствующий электрический сигнал. Миллиамперметр проградуирован в % задымленное.

Некоторые дымомеры имеют два световых канала: один проходит через трубку с эталонным воздухом, другой через трубку с отработавшими газами. Имеются конструкции, в которых источник света и фотоэлемент жестко соединены между собой, а эталонная и измерительная трубки поочередно устанавливаются в световой поток (прибор К-408).

Имеются приборы, работающие на принципе измерения светоотражающей способности фильтровального образца, т. е. через образец пропускают отработавший газ, а затем проверяют уже задымленный образец.



  
 
  Время генерации страницы: 0,1445 сек.
2007-2024 Ex-Kavator.Ru написать нам
Top.Mail.Ru Яндекс.Метрика