Неразрушающий контроль и диагностирование узлов и деталей в вагонном хозяйстве

Долговечность двигателей чаще всего лимитируется состоянием его цилиндропоршневой группы. Расход масла наиболее правильно характеризует ее состояние. Этот параметр оказывает значительное влияние на экономические показатели дизеля. По предельному угару масла определяют состояние цилиндропоршневой группы, так как угар масла имеет довольно жесткую связь с износом. Обычно в условиях эксплуатации об

угаре масла судят по удельному расходу масла путем сравнения с паспортными данными. По изменению давления и утечки масла судят о состоянии подшипников коленчатого вала дизеля. Для этого определяют масляным калибратором количество масла, проходящего через зазоры в подшипник за единицу времени при заданных режимах работы дизеля. Падение давления ниже нормы свидетельствует об увеличении зазоров между шейками коленчатого вала и вкладышами подшипников. Однако этим методом невозможно определить изношенность отдельных подшипников, так как калибратор дает оценку суммарной неплотности всех подшипников коленчатого вала дизеля. Другой способ, используемый для определения состояния цилиндропоршневой группы дизелей, основан на определении прорвавшихся газов в картер дизеля через кольцевое уплотнение поршней. Как показывают исследования и практика, при наступлении предельно изношенного состояния цилиндропоршневой группы значение расхода газов, прорвавшихся в картер, в 3—4 раза больше соответствующего значения у нового дизеля. Этот параметр позволяет точно прогнозировать остаточный моторесурс дизеля, так как наблюдается плавная закономерность его нарастания. Для определения величины износа цилиндров и компрессионных колец поршней необходимо отсоединить от сапуна вентиляционный шланг и на его место подключить газовый расходомер. При пропуске в картер газов более 60 л/мин необходимо проверить герметичность каждого цилиндра в отдельности, обратив особое внимание на состояние клапанов газораспределения. Одним из показателей, по которому также можно судить о состоянии цилиндропоршневой группы каждого отдельного цилиндра дизеля, служит давление конца сжатия (компрессия). Данный метод основан на явлении снижения давления (компрессии) в конце хода сжатия при увеличенном износе деталей уплотнения поршня или клапанного механизма газораспределения. Этот метод особенно чувствителен на пусковых оборотах дизеля. Поэтому измеряют компрессию на пусковых оборотах холостого хода. Значение компрессии при этих оборотах у предельно изношенного цилиндра дизеля уменьшается по сравнению с новым на 25—30%. В настоящее время существуют многочисленные конструкции компрессимеров — от простых механических до электронных. Некоторые механизмы дизелей диагностируют по структурным параметрам. К ним относятся зазоры в рамовых и шатунных подшипниках коленчатого вала, зазор между поршневым пальцем и втулкой верхней головки шатуна, тепловой зазор в клапанном механизме и др. В качестве средств контроля структурных параметров, которыми в большинстве случаев оказываются зазоры в сопряженных деталях, используют те или иные измерительные приборы (например, индикатор). Зазоры в коренных подшипниках вала определяют косвенным путем. Для этого затягивают редукционный клапан до предела, при этом давление масла в магистрали должно быть для дизеля типа 4VD-21/15 не менее 0,7 МПа. Наиболее трудно проверить зазоры верхних и нижних подшипников шатунов. Замеряют их с помощью специального приспособления, устанавливаемого вместо форсунки на головку цилиндров.

Состояние цилиндропоршневой группы дизеля в целом определяется на работающем агрегате. При этом дизель должен иметь температуру воды 75-85°С, давление масла 0,5 МПа, частоту вращения коленчатого вала 800—850 об/мин, что соответствует показаниям вольтметра 240—250 В. На дизеле К-461 М производится проверка поршня, клапанов, прокладок головок блока, т.е. деталей, обеспечивающих герметичность камеры сгорания. Варианты проверки: путем прослушивания, по угару масла, по падению сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры. Для проверки этих деталей без разборки применяется переносной пневматический прибор типа НИИ АТК-69. Состояние гильз цилиндров, поршневых колец, клапанов и прокладок головки блока цилиндров определяется с помощью измерения расхода воздуха, вводимого внутрь цилиндра через отверстие для форсунки на неработающем дизеле. При повышенном давлении путем прослушивания более четко определяется состояние клапанов, поршневых колец и прокладок головки цилиндра. Разность утечки воздуха в начале и конце такта сжатия при отсутствии утечки через клапаны и прокладку головки цилиндра характеризует состояние цилиндров. Предельному износу поршня и цилиндровой втулки соответствует разность утечки более 30%. Размеры утечки при положении поршня в начале такта сжатия характеризуют состояние поршневых колец, клапанов. Если утечка более 18%, кольца заменяют. Повышенный расход топлива также может характеризовать износ дизеля. Общий расход топлива определяют жидкостным расходомером (ротаметр типа РМ-5 и др.) при работе дизеля под полной нагрузкой при частоте вращения коленчатого вала 1000 об/мин, и напряжения в сети 390 В, после этого нагрузка ступенчато снимается повторно замеряется расход топлива в л/ч. Результаты замеров сравнивают с данными, полученными на эталонном дизеле.

Виброакустический метод диагностики дизелей. Дизель можно рассматривать как совокупность отдельных деталей, колебания которых при возмущающих воздействиях происходят на собственных частотах. При увеличении зазоров в сопряженных деталях растет энергия вибрации при работе двигателя. Эти колебания передаются остову дизеля в результате неуравновешенности центробежных инерционных сил, вращающихся и возвратно-поступательно движущихся деталей кривошипно-шатунного механизма, топливной системы, механизма газораспределения, процесс сгорания, вспомогательными механизмами и т.д. Колебания возникают в результате ударных взаимодействий в сопряженных деталях. Эти упругие колебания являются основополагающими диагностическими сигналами с точки зрения виброакустической диагностики, так как вызывают вибрацию деталей механизмов и всего дизеля. При этом ударные воздействия происходят с частоты вращения коленчатого вала дизеля или кратной ей и могут быть с достаточной точностью привязаны к углу поворота коленчатого вала и, в частности, к положению поршня, когда он находится в верхней мертвой точке. При прочих равных условиях, чем больше зазор в сопряженных деталях, тем больше скорость, момент удара, при этом возрастает энергия виброимпульсов. Для дизелей характерно то, что каждая сопряженная пара деталей имеет собственную, только ей присущую частоту колебаний, отличную от частот колебаний других сопряженных пар деталей, которые быстро затухают по определенному закону. Время между возбуждающими воздействиями у отдельных сопряженных деталей в 2—2,5 раза больше длительности колебательного процесса.

В настоящее время для диагностики дизелей используется всевозможная электронная виброаппаратура, создан ряд новых приборов и диагностических схем («Брюль и Къер», RTF, ДИПС, ЭМДП, Нева-306и др.).

 Скачать реферат