Диагностика строительных машин / Средства и технологии диагностирования строительных машин / Глава 4.8
Анализ картерного масла
Техническое состояние механизма выключения характеризует максимальная частота вращения пускового двигателя, при которой происходит его отсоединение от основного двигателя. Проверку осуществляют при помощи тахометра, наблюдая процесс запуска основного двигателя. В начальный момент запуска основного двигателя (дизеля) частота вращения коленчатого вала пускового двигателя будет расти, а в момент отсоединения Двигателей - резко снижаться. При исправном состоянии механизма выключения он должен сработать при следующих максимальных значениях частоты вращения вала пускового двигателя на дизелях.
При отклонении момента отключения от указанных значений регулируют механизм выключения пускового двигателя.
В последнее время началось интенсивное развитие диагностических методов, основанных на анализе отработанного масла. Причем ряд методов можно применить для анализа не только картерного масла, но и масла, взятого из гидросистемы и трансмиссии.
В двигателе большое число сопряжений работает в условиях жидкостного и иолужидкостного трения. В процессе эксплуатации зазоры в сопряжениях увеличиваются и наступают условия, нарушающие оптимальный смазочный режим сопряжений. В этот период резко возрастает скорость изнашивания сопряжений и увеличивается интенсивность попадания продуктов износа в партерное масло.
Концентрации железа, алюминия, кремния, меди, олова и других элементов в масле позволяет судить об износе сопряжений и отдельных деталей.
По концентрации железа
По концентрации железа в масле судят об интенсивности изнашивания гильз цилиндров, коленчатых валов, поршневых колец, по концентрации алюминия - о скорости изнашивания поршней. Кварц, окислы алюминия характеризуют работоспособность воздухоочистителя или герметичность воздушного тракта, а также эффективность работы масло-очистителей. По изменению числа элементов, входящих в состав присадок, оценивают пригодность масла для дальнейшей эксплуатации.
Наиболее интенсивно в картерное масло в процессе эксплуатации двигателя поступает железо, поэтому содержание железа в масле принято считать главным параметром, характеризующим состояние двигателя. При определении содержания в масле железа или другого
Элемента следует учитывать интенсивность очистки и количество доливаемого масла. Зависимость изменения зазоров в сопряжениях от скорости поступления железа в масло и от приведенной концентрации железа носит линейный характер, прогрессивно увеличиваясь.
Существуют различные методы оценки состояния масла: как качественные, так и количественные. Качественный анализ может дать приблизительно состояние масла, которое в процессе эксплуатации при повышенной температуре интенсивно загрязняется как продуктами износа и пылью, так и продуктами разложения самого масла, окалиной, нагаром, водой и т. д. Простейшими средствами контроля за состоянием масла являются: визуальный осмотр масла, находящегося в прозрачном сосуде (масло должно быть прозрачным); отстаивание пробы масла, разбавленной профильтрованным бензином, в прозрачном сосуде в течение часа (наличие осадка свидетельствует о степени загрязненности масла); сжигание пробы масла в смеси с бензином (по наличию колец определяют качество масла); прогревание фильтровальной бумаги с пробой масла на прогретом двигателе (в течение 10 мин) и по наличию, форме и размерам концентрических колец определяют наличие присадок в масле; фильтрование через бумагу масла, разбавленного бензином.
Колориметрический метод
Все эти простейшие методы качественного анализа масла не позволяют осуществить комплексный анализ состояния систем двигателя. В настоящее время идет интенсивная разработка методов и средств для определения материала, размера и количества частиц, находящихся в масле, но в основном широко применяют методы химического и физико-технического анализа. Для количественного определения продуктов износа в масле применяют методы спектрального анализа, колориметрические, индукционные и некоторые другие методы.
Спектральный анализ основан на изучении спектра, получаемого при сжигании масла в зоне электрической дуги. Спектр регистрируется с помощью фотоэлектрических датчиков. Полученные данные сравнивают со спектрами эталонов, что позволяет определить наличие в масле продуктов износа, а интенсивность отдельных линий свидетельствует о концентрации элементов в масле. Способ спектрального анализа обладает высокой чувствительностью и точностью, но очень трудоемок. Применяют спектрографы ИСП-22, ИСП-28, МФС-3 и др.
Колориметрический метод основан на сравнении оптической плотности (окраски) раствора, исследуемого веществами с этими же параметрами стандартного раствора. С увеличением концентрации веществ в масле увеличивается его оптическая плотность (становится интенсивнее окраска раствора). Наиболее эффективно применение фотоэлектрических колориметров (например, ФЭК-М). Широкому применению колориметрических методов мешает значительная трудоемкость приготовления эталонного раствора и раствора проверяемого вещества. Наиболее точно этим способом определяется концентрация железа.
Эффективность метода
Для определения содержания в пробе масла ферромагнитных продуктов износа может быть использован геофизический прибор - магнитометр МЛ-21. Принцип действия прибора основан на регистрации изменения магнитных полей при воздействии на них магнитных масс проверяемой пробы масла. Прибор чувствителен и требует сложной установки и регулировки. В основном может применяться как лабораторное оборудование и требует соответствующей квалификации оператора.
В настоящее время разработаны приборы с индуктивными датчиками. В катушку прибора помещают пробу масла. По величине баланса мостовой схемы, в которую включена катушка, определяют степень концентрации в пробе ферромагнитных продуктов износа.
Связь технического состояния двигателя с присутствием в картерном масле различных элементов приведена.
Эффективность метода анализа проб масел основана на периодичности, которая позволяет выявить характерную тенденцию износа сопряжений двигателя. Накопление данных как по типам двигателей, так и по отдельным двигателям позволяет ставить квалифицированный диагноз технического состояния как двигателя в целом, так и его сборочных единиц.
Разрушение поверхностей сопрягаемых деталей из-за износа происходит постепенно и начальный процесс аварийного износа фактически не сказывается на работе сопряжений, но продукты аварийного разрушения попадают в картерное масло. Возрастание концентрации элементов износа в картерном масле начинается за 100... 150 ч до возможного нарушения работоспособности сопряжения. По сравнению с другими методами диагностики двигателя анализ проб масла позволяет осуществлять наиболее раннее обнаружение неисправностей.