RU2006811C1 - Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006811C1 RU2006811C1 SU4955060A RU2006811C1 RU 2006811 C1 RU2006811 C1 RU 2006811C1 SU 4955060 A SU4955060 A SU 4955060A RU 2006811 C1 RU2006811 C1 RU 2006811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- bearings
- wear
- ratio
- degree
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Использование: в способах диагностирования состояния двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: при работе двигателя с чистыми фильтрами измеряют давление масла после нагнетательного насоса и на входе в двигатель. Отношение этих давлений или отношение их разности к второму давлению сравнивают с эталонной зависимостью этого отношения от степени износа подшипников и по ней определяют фактическую степень износа. 1 ил.
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к способам диагностирования их состояния.
Простая и достоверная оценка степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания необходима в ходе их эксплуатации для своевременного вывода двигателя из эксплуатации, оценки остаточного ресурса парка эксплуатируемых двигателей, соответственно планирования его использования и заблаговременного составления графика ремонтов и приобретения запчастей. Материальный урон от повреждения подшипников двигателя вследствие его эксплуатации с недопустимым износом значительно превышает затраты на своевременный плановый ремонт. Поэтому применение способов диагностики в местах групповой и тем более массовой эксплуатации двигателей всегда экономически оправдано, поскольку ввиду влияния тех или иных условий эксплуатации сроки фактических износов могут отличаться от предписанных в эксплуатационной документации.
Основным препятствием к применению тех или иных известных способов диагностики износа подшипников ДВС обычно является их сложность, необходимость применения специальной, зачастую дефицитной аппаратуры, необходимость встраивания в двигатель датчиков, сохраняемость которых за периоды между обследованиями проблематична, либо необходимость вывода двигателя из эксплуатации на обследование с частичной разборкой, его препарировки под обследование, что само по себе сравнимо по затратам с его переборкой для замены подшипников.
Известен ряд способов диагностики степени износа подшипников ДВС.
По авт. св. N 1183856 (кл. G 01 M 13/04) вибрографируется неподвижная часть подшипниковой пары двумя вибродатчиками и измеряется разность температур этой части и окружающей среды. Математическая обработка полученных данных дает обобщенный сигнал - критерий состояния этой пары.
Недостатками способа являются необходимость вывода двигателя из эксплуатации на обследование, препарировки под датчики, а также невозможность оценки состояния движущихся, например, шатунных подшипников.
По авт. св. N 1430789 (кл. G 01 M 15/00) исследуются шатунные подшипники, для чего двигатель препарируется под установку датчиков на подшипнике и шатуне и организацию вывода их сигналов и обследуется на тормозном стенде.
Однако этот способ не применяется для безразборной диагностики в эксплуатации.
По авт. св. N 1469382 (кл. G 01 M 15/00) и 1064179 (кл. G 01 M 15/00) зазоры в подшипниках определяются в полуразобранном виде штихмасом, упирающимся в поршень, либо путем приборного обследования цилиндра в ходе прокрутки, что также не обеспечивает безразборной диагностики.
По авт. св. N 1603214 (кл. G 01 M 15/00) и 1323777 (кл. F 16 C 17/24) состояние подшипниковых пар исследуется пристраиваемым к двигателю на время проверки или встроенным в конструкцию подшипников пирометром или термометром, что также требует вывода из эксплуатации, препарировки и поэтому непригодно для безразборной диагностики.
Не менее сложен способ спектрометрии стоков из подшипников по патенту ФРГ N 3510408 (кл. F 01 M 11/10).
Способы определения зазоров по расходу масла через подшипник, его давлению перед подшипником и температуре после него (патент ГДР N 126759), либо путем измерения расхода масла через подшипник с помощью калиброванного сопла и измерения давлений (патент Польши N 143605, кл. G 01 M 13/04), либо по сигналам датчиков несоосности цапфы, температур масла и воды и давления масла (авт. св. N 1375967, кл. G 01 M 13/04) используют более простые параметры, но также связаны с препарировками двигателя и для безразборной диагностики непригодны.
Принятый в качестве прототипа способ по авт. св. N 1134897 (кл. G 01 M 15/00) используют при безразборной диагностике. Он предусматривает подключение к двигателю в момент эксперимента гидроаккумулятора с дроссельным устройством и определение интенсивности падения в нем давления по двум манометрам на определенных режимах. Будучи наиболее простым из упомянутых способов, он все же требует установки на двигателе на время замера относительно громоздких устройств.
Анализ известных способов показывает целесообразность поиска более глубоких критериальных связей для выявления контрольных параметров, наиболее простых по замеру в ходе эксплуатации без препарировки или дооборудования двигателя и в то же время инвариантных относительно большинства эксплуатационных параметров двигателя.
Целью изобретения является получение информации в эксплуатации о степени износа подшипников независимо от режима работы двигателя.
Эта цель достигается тем, что в известном способе безразборной диагностики степени износа подшипников ДВС, предусматривающем измерение давлений по меньшей мере в двух точках системы смазки двигателя, содержащей на участке между точками измерения фильтры, преобразование этих давлений и сравнение с эталонными величинами, измеряют при работе двигателя давления масла на выходе из нагнетательного насоса и на входе в диагностируемый участок двигателя при чистых фильтрах, если они имеются на участке между точками измерения этих давлений, определяют отношение первого давления или разности первого и второго давлений к второму давлению и сравнивают это отношение с его зависимостью от степени износа подшипников, причем увеличение указанного отношения соответствует росту степени износа.
На чертеже изображена схема системы смазки двигателя.
Нагнетательный насос 1 забирает масло из маслосборника 2 и через внешнюю часть системы 3 смазки, возможно включающую фильтры, охладитель и другие устройства, направляет его к подшипникам двигателя 4, откуда оно стекает в маслосборник. Манометр 5 контролирует давление масла Рн на выходе из нагнетательного насоса 1, манометр 6 - давление Рдна входе в подшипники двигателя.
Гидравлическая характеристика двигателя в критериальной форме может быть представлена в виде
EUд = aдRe-m, [1] где Euд= - критерий Эилера для давления Рд на входе в двигатель;
ρ - плотность масла
V = - скорость масла в некотором сечении с условным диаметром d, принятым для обработки экспериментальных данных.
EUд = aдRe-m, [1] где Euд= - критерий Эилера для давления Рд на входе в двигатель;
ρ - плотность масла
V = - скорость масла в некотором сечении с условным диаметром d, принятым для обработки экспериментальных данных.
Величина d не имеет принципиального значения;
Q - расход масла через систему и двигатель;
Re = - критерий Рейнольдса;
ν - кинематическая вязкость масла;
aд и m - постоянные величины, определяемые для данной конкретной системы путем обработки экспериментальных данных.
Q - расход масла через систему и двигатель;
Re = - критерий Рейнольдса;
ν - кинематическая вязкость масла;
aд и m - постоянные величины, определяемые для данной конкретной системы путем обработки экспериментальных данных.
Аналогичная характеристика для цепи система 3 + двигатель 4, обозначаемая индексом Н (выход из насоса 1), выглядит аналогично
EUн = aнRe-m
В этих двух формулах критерий Re одинаков, поскольку он определяется одной и той же условной скоростью ввиду единого общего расхода Q, а также одной и той же кинематической вязкостью ν масла, определяемой для среднего значения температуры масла в системе, которая отличается от ее крайних значений на несколько градусов.
EUн = aнRe-m
В этих двух формулах критерий Re одинаков, поскольку он определяется одной и той же условной скоростью ввиду единого общего расхода Q, а также одной и той же кинематической вязкостью ν масла, определяемой для среднего значения температуры масла в системе, которая отличается от ее крайних значений на несколько градусов.
Обработка многочисленных экспериментальных данных показала, что для каждого конкретного типа двигателя показатель степени m определяется в основном непосредственно двигателем и одинаков как для двигателя, так и для системы + двигатель. Величина m не изменяется с увеличением зазоров в подшипниках от минимальных до соответствующих предельно изношенным подшипникам. Это объясняется доминирующим сопротивлением двигателя по сравнению с сопротивлением системы.
С учетом этого критерий Эйлера для системы можно определить как разность
EUc = EUн-EUд или после подстановки
Euc= = .
EUc = EUн-EUд или после подстановки
Euc= = .
В то же время
EUн-EUд = (aн-aд) Re-m = acRe-m
Из указанных формул можно получить
Коэффициенты aс и aд являются параметрами, характеризующими состояние сечений, через которые прокачивается масло. Если измерения выполнять при чистых фильтрах системы, то aс останется неизменным. Коэффициент же aд существенно падает с увеличением зазора в подшипниках.
EUн-EUд = (aн-aд) Re-m = acRe-m
Из указанных формул можно получить
Коэффициенты aс и aд являются параметрами, характеризующими состояние сечений, через которые прокачивается масло. Если измерения выполнять при чистых фильтрах системы, то aс останется неизменным. Коэффициент же aд существенно падает с увеличением зазора в подшипниках.
Ни скорость прокачки масла, ни его вязкость на это соотношение не влияет, поскольку характеризующий их критерий Re при преобразованиях сокращается. Эта полная инвариантность отношения ΔРс/Рд относительно параметров двигателя неоднократно проверена и подтверждена экспериментально.
Следовательно, заявляемое при любых режимах работы двигателя отношение ΔPс/Pд является однозначным критерием состояния подшипников двигателя и конкретно зазоров в них. Подобные рассуждения могут подтвердить эту особенность для отношения Pн/Pд, но, как правило, первое отношение дает более существенное изменение при тех же изменениях зазоров и им удобнее пользоваться.
С учетом изложенного предложенный способ сводится к следующему.
Изготовитель определяет экспериментально зависимость отношения ΔPс/Pд от степени износа подшипников двигателя данного типа и дает ее как эталон для эксплуатирующих организаций.
Эксплуатирующие организации периодически, например после каждой очистки масляных фильтров, определяют отношение ΔPс/Pд на каком-либо из режимов работы и, сверяясь с эталонной зависимостью изготовителя, определяют степень износа подшипников на момент замера.
Как видно из изложенного, способ не требует специального оборудования. Манометры на выходе из насоса и на входе в двигатель есть на всех средних и крупных двигателях, что же касается автотракторных двигателей, то на них могут быть предусмотрены штуцеры для таких периодических замеров, подключение к которым не требуют вывода двигателя из эксплуатации и тем более каких-либо его разборок.
Экономический эффект от использования изобретения проявится в ходе эксплуатации.
В ходе патентных исследований не найдено каких-либо способов, совпадающих по своим признакам с отличительными признаками предложенного способа, поэтому он отвечает критерию существенной новизны. (56) Авторское свидетельство СССР N 1134897, кл. G 01 M 15/00, 1985.
Claims (1)
- СПОСОБ БЕЗРАЗБОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ СТЕПЕНИ ИЗНОСА ПОДШИПНИКОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, заключающийся в измерении давления по меньшей мере в двух точках системы смазки двигателя, первая из которых расположена на выходе из нагнетательного насоса, преобразовании этих давлений и сравнении их с эталонными величинами, отличающийся тем, что в качестве второй точки измерения давления принимают точку на входе в диагностируемый участок двигателя, для эталонного двигателя определяют зависимость отношения величины первого давления к величине второго от степени износа подшипников или отношения разности величин первого и второго давлений к величине второго от степени износа, на неработающем двигателе при чистых фильтрах определяют отношение разности величин первого и второго давлений к величине второго давления и сравнивают величину этого отношения с эталонной зависимостью от степени износа подшипников, причем рост этого отношения соответствует росту степени износа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4955060 RU2006811C1 (ru) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4955060 RU2006811C1 (ru) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006811C1 true RU2006811C1 (ru) | 1994-01-30 |
Family
ID=21584255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4955060 RU2006811C1 (ru) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2006811C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516995C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Способ диагностирования состояния дизеля локомотива |
RU2517968C2 (ru) * | 2012-03-06 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Способ безразборной диагностики степени износа коренных подшипников двигателя внутреннего сгорания |
RU2527272C1 (ru) * | 2012-12-27 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения общего технического состояния смазочной системы двигателя внутреннего сгорания |
RU2560972C2 (ru) * | 2013-05-06 | 2015-08-20 | Александр Александрович Макушин | Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания |
CN112326224A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-05 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 滤清器保压试验装置 |
-
1991
- 1991-06-24 RU SU4955060 patent/RU2006811C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517968C2 (ru) * | 2012-03-06 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Способ безразборной диагностики степени износа коренных подшипников двигателя внутреннего сгорания |
RU2516995C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-05-27 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Способ диагностирования состояния дизеля локомотива |
RU2527272C1 (ru) * | 2012-12-27 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения общего технического состояния смазочной системы двигателя внутреннего сгорания |
RU2560972C2 (ru) * | 2013-05-06 | 2015-08-20 | Александр Александрович Макушин | Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания |
CN112326224A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-05 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 滤清器保压试验装置 |
CN112326224B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-11-16 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 滤清器保压试验装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8179242B2 (en) | Virtual engine oil quality sensor | |
KR101188160B1 (ko) | 엔진 계측 장치 | |
US20030226809A1 (en) | Method and apparatus for determining oil filter life | |
US6895807B2 (en) | Apparatus and method for determining oil change based upon oil viscosity | |
US20190063678A1 (en) | Method and apparatus for determining lubricant contamination or deterioration in an engine | |
KR100861579B1 (ko) | 구름 베어링의 잔여수명 진단방법 및 이 잔여수명진단장치 | |
DE4225783C2 (de) | Vorrichtung zur Überwachung der verschleißbedingten Abnutzung eines Axiallagers bei einer Tauchmotorpumpe | |
RU2006811C1 (ru) | Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания | |
CN113343482B (zh) | 一种基于数字孪生的车辆动力系统健康管理方法 | |
EP0426884B1 (en) | Apparatus for detecting deterioration of lubricating oil | |
Woydt et al. | Testing the tribological properties of lubricants and materials for the system “piston ring/cylinder liner” outside of engines | |
Natali et al. | A novel experimental method for measuring oil film thickness in balanced vane pumps | |
RU2390746C1 (ru) | Способ безразборной диагностики степени износа шатунных подшипников двигателя внутреннего сгорания | |
Ruggiero et al. | Tribodiagnostic investigation on oil filtration: results from a novel apparatus | |
JP2023013358A (ja) | 潤滑油の診断方法、潤滑油の診断装置および潤滑油の診断システム | |
RU2460984C2 (ru) | Способ оценки технического состояния тепловых двигателей | |
Mobley | Condition based maintenance | |
RU2259549C1 (ru) | Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания | |
RU118378U1 (ru) | Устройство для диагностирования гидропривода | |
Brown | Engine health monitoring | |
Henderson | Low temperature performance of commercial SAE 5W-30 oils in engines and their correlation with bench tests | |
Gerges et al. | Impact of oil ageing on gear scuffing in hybrid dual-clutch transmissions | |
GB2239949A (en) | Calibration of pump efficiency meters | |
Ranganathan et al. | Development of Improved Test Practices-Case Study for a Critical Engine Component | |
Badgley | A Knowledge-Based System Approach to Improved Marine Diesel Engine Condition Assessment |