Повышение точности диагностирования механизма газораспределения ДВС динамическим методом

• Автор: Федоров, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Изменение технического состояния МЕР ДВС в процессе эксплуатации

1.2. Анализ способов поэлементного диагностирования механизма газораспределения ДВС
1.3. Датчики и диагностические параметры при поэлементном диагностировании ДВС динамическими методами

1.4. Выводы, цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ 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. Обоснование способа общего диагностирования МГР ДВС

2.3. Обоснование способа поэлементного диагностирования МГР ДВС
2.4. Выводы
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа и оборудование для экспериментальных исследований
3.1.1. Устройство измерения внутрицикловых 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. Нормативные показатели мощности механических потерь ДВС
при общем диагностировании МГР
4.3. Зависимости внутрицикловых изменений угловой скорости коленчатого вала при частичном выбеге двигателя с декомпрессированными цилиндрами от технического состояния МГР
4.4. Метрологическая оценка способа диагностирования МГР по параметрам внутрицикловых значений угловой скорости коленчатого вала
4.5. Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Режимные условия диагностирования МГР ДВС
5.2. Экономический эффект результатов исследования
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В отрасли автомобильного транспорта актуальными считаются решения научных и практических задач, направленных на повышение эффективности эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в том числе, работающих на альтернативных видах топлива, снижению затрат на их техническое обслуживание (ТО) и ремонт за счет совершенствования методов и средств их диагностирования.
Одним из важных устройств, формирующим состав рабочей смеси в цилиндрах и определяющим технико-экономические показатели автотракторного двигателя внутреннего сгорания, является механизм газораспределения (МГР). Работа элементов МГР осуществляется в условиях высоких динамических нагрузок, тепловых и коррозионных воздействий. На их долю приходится более 25% отказов и неисправностей по ДВС, на устранение которых затрачивается свыше 7% от суммарной трудоёмкости по поддержанию работоспособности систем и механизмов ДВС [15, 21, 30, 57, 58].
Эффективность работы МГР определяется параметрами «время-сечение» клапанов и мощностью, затрачиваемой на привод, а его надежность -износостойкостью деталей, неразрывностью их кинематических связей, герметичностью сопряжений «седло-клапан».
Как и большинство одноименных элементов автомобиля, относящихся к динамически нагруженному классу сопряжений, детали МГР в процессе эксплуатации изнашиваются неравномерно [5, 30], что, в свою очередь, приводит к неравномерности рабочих процессов в цилиндрах ДВС.
Изнашивание рабочей поверхности кулачка распределительного вала (РВ) и нарушение фаз газораспределения вызывает ухудшение процессов газообмена, сопровождающееся потерей мощности двигателя, повышением расхода топлива и содержанием токсичных компонентов в выхлопных газах. По статистическим данным [77, 78], около 44% двигателей КАМАЗ, поступающих в ремонт, имеют сниженные технико-экономические показатели его работы вследствие

заводских начальных установок, увеличивает количество отработанных газов в цилиндре к моменту открытия впускного клапана. Это также увеличивает скорость нарастания давления во впускном коллекторе.
Функциональная схема диагностического устройства, разработанного в ИрГТУ [118-120], реализующего данный метод диагностирования МГР, представлена на рисунке 1.19. Основным элементом устройства является стробоскоп, измеряющий фазу и форму колебаний давления во впускном коллекторе.
Рисунок 1.19. Устройство для диагностирования МГР по пульсациям газовых потоков во впускном коллекторе ДВС
Точное значение фаз газораспределения устройством (рисунок 1.19) определяется с помощью специального градуированного сектора 11, устанавливаемого на маховике двигателя или шкиве коленчатого вала, при освещении их импульсной лампой стробоскопа. Запуск стробоскопа при этом осуществляется по высоковольтному импульсу со свеч зажигания каждого из цилиндров [118-119].
По аналогичному принципу определяют техническое состояние МГР, используя виброакустические показатели его функционирования при работе ДВС