Диагностирование механизма газораспределения ДВС по показателям внутрицикловых изменений угловой скорости коленчатого вала

• Автор: Петров, Максим Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Изменение технического состояния МГР ДВС в процессе эксплуатации
1.2. Анализ методов и средств диагностирования МГР ДВС
1.3. Методика обработки и оценочные показатели внутрицикловых изменений угловой скорости коленчатого вала при диагностировании ДВС
1.4. Выводы, цель и задачи исследования
2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МГР ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ВНУТРИЦИКЛОВЫХ ИЗМЕНЕНИЙ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА
2.1. Теоретические предпосылки использования показателей внутрицикловых изменений угловой скорости коленчатого вала для диагностирования МГР ДВС
2.2. Теоретическое обоснование способа диагностирования элементов МГР по показателям внутрицикловых изменений угловой скорости коленчатого вала
2.2.1. Обоснование способа диагностирования общего технического состояния МГР
2.2.2. Обоснование поэлементного способа диагностирования
технического состояния МГР
2.3. Выводы
3. МЕТОДИКА И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа и оборудование для экспериментальных исследований
3.1.1. Устройство для измерения мгновенных значений угловой скорости коленчатого вала ДВС
3.2. Методика экспериментальных исследований
3.3. Методика обработки результатов исследования
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Зависимость износа элементов МГР в процессе эксплуатации.
4.2. Определение значения составляющей мощности механических потерь ДВС на привод МГР
4.3. Зависимости угловой скорости коленчатого вала по углу его поворота при прокручивании декомпрессированного двигателя стартером от технического состояния МГР
4.4. Метрологическая оценка способа диагностирования МГР по параметрам внутрицикловых значений угловой скорости коленчатого вала на режиме прокрутки декомпрессированного ДВС
4.4.1. Оценка погрешности измерительной системы, реализующей способ общего диагностирования технического состояния МГР ДВС
4.4.2. Оценка погрешности измерительной системы, реализующей способ поэлементного диагностирования технического состояния МГР ДВС
4.5. Выводы
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Нормативы и технология диагностирования МГР ДВС
5.2. Экономическая эффективность результатов исследования
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Эффективность, надежность и экологичность использования автотранспортных средств, а также их техникоэксплуатационные показатели во многом зависят от технического состояния двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Механизм газораспределения (МП?) современного автотракторного двигателя является одним из ключевых устройств, функциональное назначение и конструкция которого во многом предопределяют технический уровень и потребительские свойства ДВС.
Без процесса газообмена работа двигателя внутреннего сгорания невозможна. Механизмы управления процессами газообмена в современных ДВС выполняют более широкие функции и, в частности, все в большей степени участвуют в формировании внешней скоростной характеристики (оптимизация наполнения на нескольких режимах или во всем рабочем диапазоне частот вращения коленчатого вала) и управлении нагрузочными режимами его работы (регулирование мощности двигателя). Функции управления работой двигателя МБР приобретает при использовании в его конструкции устройств управления фазами газораспределения и регулирования высоты подъема клапанов.
Работа МЕР осуществляется в условиях высоких динамических нагрузок, тепловых и коррозионных воздействий. На долю элементов МЕР приходится более 25% отказов и неисправностей, свыше 7% суммарной трудоёмкости технического обслуживания и ремонта ДВС [14, 20, 23, 30, 47, 50].
Эффективность работы МЕР определяется износостойкостью деталей и неразрывностью их кинематических связей, герметичностью сопряжений «седло-клапан», параметрами «время-сечение» клапанов и мощностью,
затрачиваемой на его привод.
Из-за потери герметичности клапанного механизма и нарушений, связанных с уменьшением «времени - сечения» клапанов, топливная экономичность и мощность двигателя может снижаться до 7... 10%. Однако существующие методы определения технического состояния МЕР трудоёмки,

вала: устранением случайных и систематических погрешностей измерения угловой скорости с помощью специальных методов математического анализа, а также использованием высокоточных датчиков угловых перемещений ВЕША, ЛиР-158.
Показатели изменения угловой скорости вращающихся элементов автомобиля широко используются в системах автоматического регулирования, управления системами зажигания, топливоподачи, фазами газораспределения, антиблокировочным устройством торможения, скоростью автомобиля, а также в целях диагностирования [30, 81, 82].
Высокая помехоустойчивость и информативность контролируемого параметра - угловой скорости, технологичность, универсальность, высокая точность и малая энергометаллоемкость диагностических средств, реализующих подобные системы, являются определяющими преимуществами перед другими диагностическими параметрами.
Основными оценочными показателями внутрицикловых изменений угловой скорости, используемые при диагностировании ДВС на установившихся и неустановившихся режимах работы ДВС [2, 12, 30, 51, 52, 104, 110] являются следующие.
Как правило, эффективную мощность и мощность механических потерь ДВС оценивают при определенной средней угловой скорости ю и ускорениями ев, sp на участках выбега, разгона в пределах цикла работы ДВС или на определенном её интервале изменения (нескольких циклах, см. п. 1.2).
При работе двигателя на установившемся скоростном режиме при оценке топливной экономичности, определении оптимального угла установки опережения зажигания (впрыска) используются значения коэффициента неравномерности изменения угловой скорости
; (1.5)

где сотах, comim из - величины наибольшей, наименьшей и средней угловых скоростей в пределах одного рабочего цикла двигателя.