Диагностика строительных машин / Средства и технологии диагностирования строительных машин / Глава 3.2
Диагностирование по тягово-экономическим показателям
Для определения концентрации окиси углерода применяются инфракрасные анализаторы и переносные электрические индикаторы окиси углерода И-СО. Окислы азота определяют методом хемилюминесцентной фотометрии.
Концентрация различных компонентов отработавших газов на прогретом двигателе определяется характером изменения рабочего процесса двигателя и зависит от фаз газораспределения, степени наддува, возможности попадания масла в камеру сгорания, прорыва газов в картер, состояния топливной аппаратуры, износа цилиндро-поршневой группы. У карбюраторных двигателей на токсичность отработавших газов большое влияние оказывает состояние систем питания и зажигания.
По результатам анализа отработавших газов можно поставить диагноз не только общего состояния двигателя, но и ряда его систем, в первую очередь систем питания и зажигания. Изменяя режим работы двигателя и анализируя состав отработавших газов, можно оценить техническое состояние карбюратора. Но вообще при отрицательных результатах анализа отработавших газов требуется проведение углубленного диагностирования двигателя.
Комплексная проверка состояния строительных машин осуществляется на специализированных стендах, позволяющих воспроизвести условия работы машин, в первую очередь характеристики движения. На этих стендах определяют мощностные и топливно-экономические показатели двигателя, работоспособность трансмиссии, ходового оборудования и тормозов. Особенностью стендов является приложение нагрузки к исполнительным органам машин: валу отбора мощности, колесам и гусеницам.
Стенды
На этих стендах создают нагрузочные и скоростные режимы, близкие к режимам эксплуатации. Стационарные стенды обычно используют в комплекте с переносными средствами диагностирования, особенно со специализированными средствами диагностирования двигателя.
На стендах условия движения машин воссоздают при помощи барабанов или непрерывной лепты. Число и особенности рабочих органов стендов зависят от особенностей конструкции проверяемых машин.
Для проверки тягово-мощностных и тормозных параметров пневмоколесных машин применяют стенды с беговыми барабанами. Причем наиболее распространена схема, при которой колесо машины контактирует с двумя барабанами. Широкое применение нашли стенды с одной парой барабанов, применяемые для двухосных машин. Для машин, имеющих две ведущие оси, используют стенды с двумя парами беговых барабанов, находящихся на расстоянии базы диагностируемой машины.
Для тяжелых грузовых автомобилей, имеющих трехосную схему, используют стенды с тремя парами барабанов, а иногда и с двумя (для установки только задних ведущих осей). На этих же стендах можно диагностировать и двухосные машины.
Стенды с бесконечной движущейся лентой можно использовать для обкатки и проверки как пневмоколесной, так и гусеничной техники. В настоящее время имеются единичные экспериментальные образцы этого типа стендов. В основном такие стенды не нашли распространения из-за значительной сложности конструкции, большой материалоемкости, повышенной шумности работы оборудования.
Для создания нагрузки все перечисленные выше стенды снабжены тормозными или инерционными нагрузочными устройствами.
Инерционное нагрузочное устройство
В последнее время наибольшее распространение получили гидравлические нагружающие устройства и электрические тормоза. Электрические тормоза отличаются легкостью управления, устойчивостью режима работы и высокой надежностью. Основным их достоинством является то, что электромашина тормоза работает как в режиме генератора (при создании нагрузки), так и в режиме электродвигателя при определении потерь мощности в сборочных единицах машины. В основном используют асинхронные электрические машины, регулирование числа оборотов которых осуществляют с помощью жидкостного реостата. Иногда применяют разновидность электрического тормоза - индукторное устройство.
Инерционное нагрузочное устройство включает повышающий редуктор и маховик, соединенные с валом беговых барабанов. При использовании на стенде инерционного устройства мощность двигателя диагностируемой машины определяют по времени разгона барабанов (в этом случае устройство действует как тормоз), а при проверке тормозов и трансмиссии устройство действует как двигатель, уменьшая замедление колес.
Для обеспечения устойчивого состояния диагностируемых машин на стенде около беговых барабанов устанавливают различных конструкций колесоотбойные ролики, роликовые опоры, якорные устройства.
Стенд КИ-4856 предназначен для проверки двигателя и трансмиссии грузовых автомобилей типа ЗИЛ и ГАЗ и строительных машин на базе этих автомобилей. Стенд позволяет определять тяговые характеристики в диапазоне скоростей 40... 80 кмч, кроме того, на стенде можно осуществить регулировку систем питания и зажигания, определить потери мощности в трансмиссии (по мощности на прокручивание) и момент, необходимый для преодоления сопротивления ручного тормоза.
Момент
На стенде осуществляется бесступенчатое регулирование тормозной мощности и скорости вращения. В качестве нагружающего устройства и привода использована балансирная электромашина мощностью 55 кВт, представляющая собой асинхронный двигатель. Вал электродвигателя посредством упругой муфты соединен с валом бегового барабана. Корпус электродвигателя подвешен на двух опорах и соединен с маятниковым динамометром. Момент, передаваемый от колес автомобиля или тягача на барабан, воспринимается корпусом электродвигателя и регистрируется динамометром.
Каждое ведущее колесо проверяемой машины контактирует с двумя барабанами. Всего стенд имеет две пары барабанов. Один из барабанов в каждой паре является ведущим при разгоне и воспринимающим нагрузку с колеса для передачи на регистрирующую аппаратуру. Второй барабан является ведомым, удерживающим колесо в определенном положении и способствующим созданию постоянных условий диагностирования. Валы ведущих барабанов соединены между собой упругой муфтой. Для удобства въезда и съезда диагностируемой машины между барабанами каждой пары находятся подъемные площадки, на которых установлены тормоза для стопорения барабанов. С внутренней стороны каждой пары установлено по отбойному ролику. Для предупреждения возможности случайного перекатывания колес с барабанов служат упоры, представляющие собой рычаг, закрепленный на неподвижной оси. На конце рычага установлен вращающийся ролик. Для подъема рычага в рабочее положение служит пневмоцилиндр.
Для пуска электромашины и бесступенчатой регулировки частоты вращения ротора используется жидкостной реостат, представляющий собой бак вместимостью 300 л. В баке в верхней части на валу при помощи изоляторов закреплены электроды. Вращение вала с электродами осуществляется электроприводом. Бак заполняют водным раствором кальцинированной соды. В зависимости от глубины погружения электродов в раствор изменяется сопротивление реостата.
Наряду с электроприводом
Наряду с электроприводом реостат снабжен ручным червячным приводом. Для перемешивания и равномерного нагрева всей массы раствора установлен центробежный насос. Охлаждение раствора осуществляется водой, циркулирующей между двойными стенками бака. Интенсивность циркуляции воды контролируется регулятором температуры, поддерживающим температуру раствора в пределах 50 ... 60° С.
Для измерения расхода топлива стенд снабжен приспособлением, включающим топливный бак с указателем уровня топлива, циферблатные весы (до 10 кг) со стеклянным сосудом на одной из чашек и уравновешивающим грузом - на другой и систему топливопроводов с трехходовым краном. Через этот кран проходит топливо и в зависимости от положения крана подается или прямо к двигателю машины, или одновременно и к двигателю, и к стеклянному сосуду на весах. При замере расхода топлива трехходовой кран устанавливают в положение, при котором ток топлива от бака закрыт и поступление топлива к двигателю осуществляется из стеклянного сосуда.
Управляют стендом со специального пульта, на панель которого вынесены указатели весового механизма, дистанционного тахометра и давления в пневмосистеме стенда, а также элементы управления всеми системами стенда.
В состав стенда также входят система вентиляции и командное световое табло. Вентиляция необходима для отсоса выхлопных газов и охлаждения электродвигателя и состоит из вентилятора с электродвигателем, трубопровода и металлорукавов.
При эксплуатации стенда не реже одного раза в год производят градуировку маятникового динамометра при помощи специального рычага и набора грузов.
Величина расхода
Для диагностирования машину устанавливают ведущими колесами на барабаны стенда. Перед установкой машины. площадки между барабанами подняты, после установки площадки опускаются и поднимаются упоры. Выключаются двигатель машины, передачи и ручной тормоз, глушитель машины подсоединяется к системе вентиляции.
Стенд включается и трансмиссия машины прокручивается при частоте вращения беговых барабанов. 700 мин-1. Определяют мощность, необходимую на прокручивание трансмиссии и ведущих колес. Допустимая мощность для автомобилей типа ГАЗ не должна превышать 10 ... 13 кВт, типа ЗИЛ - 17 ... 19 кВт.
Для определения мощности на ведущих колесах проверяемой машины запускают двигатель, включают прямую передачу и мри помощи жидкостного реостата частоту вращения барабанов доводят до 900 мин-1. Этот режим выдерживается не более 30 с и за это время регистрируют мощность машины. Допустимая мощность не должна превышать, кВт: для ГАЗ-51А - 25, ГАЗ-53А- 35, ЗИЛ-164 -29, ЗИЛ-130 -41. После измерения мощности снимают нагрузку, выключают передачу и двигатель.
При измерении часового расхода топлива топливо-мер стенда подсоединяют к бензонасосу проверяемой машины, предварительно отсоединенному от топливного бака машины. Питание двигателя осуществляют от бака приспособления стенда через трехходовой кран. Запускают двигатель машины, включают прямую передачу, жидкостным реостатом создают нагрузку до достижения частоты вращения барабанов 900 мин и при этом режиме в течение 30... 60 с измеряют расход топлива.
Величина расхода топлива не должна превышать предельных значений по паспортным данным для каждого типа машины.
Одновременно на стенде, используя переносные диагностические средства, можно проверять различные системы и элементы двигателя и трансмиссии.
В управлениях механизации
Для пневмоколесных тракторов малой мощности и строительных машин на их базе применяют стенд К.И-8927 (КИ-8948), который позволяет проверить тягово-экономические показатели, состояние трансмиссии и тормозов, гидравлики навесной системы и электрооборудования. Стенд имеет те же элементы, что и стенд К.И-4856, но дополнительно имеет опорный блок с двумя барабанами для диагностирования машины с неотключаемым передним мостом, догрузочное устройство для обеспечения одинакового сцепного веса, приспособление для диагностирования гидросистемы. Максимально возможная имитационная скорость на стенде не превышает 20,5 кмч (для стенда КИ-8948 - 23,2 кмч).
Эти стенды являются универсальными и позволяют осуществлять комплексное диагностирование машины. Ряд подобных типов стендов разработан и для техники, смонтированной на базе грузовых автомобилей. Применение универсальных стендов позволяет сократить стоимость диагностического оборудования и площади диагностического отделения, в то время как применение раздельных специализированных стендов позволяет лучше организовать диагностирование с учетом общей технологии технического обслуживания и ремонта и повысить производительность труда при проведении контрольно-регулировочных работ. Раздельные стенды рационально применять в крупных хозяйствах, имеющих в основном однотипную технику.
В управлениях механизации с их значительным разнообразием техники получили распространение универсальные (комбинированные) стенды. Одним из них является стенд СД2М-ЧПИ, предназначенный для диагностирования машин на базе грузовых автомобилей с карбюраторным двигателем. На стенде определяют следующие параметры: расход топлива на различных режимах работы двигателя, время и путь разгона машины при достижении различных скоростей, путь наката до полной остановки колес, тормозной путь, время срабатывания тормозного привода, углы установки - управляемых колес, мощностные показатели.
Стенд монтируется
Стенд может определять до 80 параметров, так как в его комплект входят дополнительные передвижные и переносные диагностические средства, а именно: стенд для проверки электрооборудо--вания, осциллоскоп для диагностирования системы зажигания, вакуумметр, газоанализатор и другие приборы. Кроме того, пост оборудован подъемником.
Стенд монтируется на осмотровой канаве. С каждой стороны канавы на отдельных рамах смонтированы по два беговых барабана и инерционная масса. Беговые барабаны и инерционная масса на каждой раме связаны между собой клиноременной передачей с натяжным устройством. Беговые барабаны снабжены тормозными устройствами. Между ведущим и ведомым беговыми барабанами каждой пары установлены ролики-датчики, которые поджимаются к колесам диагностируемой машины с усилием 2... 3 кН. Ролики-датчики оснащены индуктивным датчиком для измерения осевых перемещений роликов и фото импульсными датчиками для измерения числа оборотов роликов. С помощью роликов-датчиков определяют углы схождения колес, тормозной путь и путь разгона и наката. Частота вращения беговых барабанов фиксируется тахогенератором, соединенным муфтой с одним из барабанов. Инерционные массы представляют собой набор стальных дисков, собранных на одном валу. Ведущие беговые барабаны соединены между собой и с редуктором привода стенда посредством муфт включения. Приводное и нагрузочное устройства стенда включают в себя балансирную машину СТЭ-55-1500, угловой редуктор и соединитель
Для строительных машин на базе автомобилей большой грузоподъемности типа МАЗ, КрАЗ, КамАЗ используют стенд, разработанный СКВ Мосстроя с учетом опыта эксплуатации стенда в Управлении механизации № 7 треста Мосстроймеханизация № 1. Стенд позволяет выявить техническое состояние трансмиссии (по усилию на прокручивание), двигателя (по развиваемой мощности), тормозов (по тормозному пути).
Определение мощностных показателей
Стенд состоит из двигателя-тормоза с весовым механизмом, пульта управления стендом, редуктора (КПП автомобиля ГАЗ-51), жидкостного регулировочного реостата, электрошкафа и блока беговых барабанов. Двигатель-тормоз и регулировочный реостат идентичны использованным в стенде КИ-4856.
Стенд для тяжелых автомобилей имеет четыре пары барабанов, необходимых для диагностирования трехосных машин. При диагностировании двухосных машин одну пару барабанов каждой стороны отключают и закрывают железными щитами для проезда. Блок беговых барабанов размещают в пазухах осмотровой канавы. Принципиальная схема стенда и основные сборочные единицы подобны описанным выше стендам. Но имеются и особенности: частота вращения беговых барабанов и тормозной путь фиксируются четырьмя цифровыми индикаторами, получающими сигналы от фотоэлементов; отсутствуют инерционные массы; сигнал начала торможения подается от электрической сети машины через патрон стоп-сигнала. Для проверки тормозов диагностируемую машину поочередно устанавливают сначала передней осью, а затем задними мостами на беговые барабаны. Пульт управления стендом соединяют со стоп-сигналом проверяемой машины. При помощи привода стенда колеса машины разгоняют до скорости 30 кмч (по показаниям электрического тахометра) и производят экстренное торможение. Цифровые индикаторы показывают эффективность действия тормоза каждого колеса. Определение мощностных показателей идентично определению этих показателей на стенде КИ-4856.
При испытаниях на беговых барабанах определяют мощность двигателя за вычетом мощности, теряемой в трансмиссии (последнюю определяют прокручиванием трансмиссии на стенде).