RU2246716C2 - Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material - Google Patents

Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material Download PDF

Info

Publication number
RU2246716C2
RU2246716C2 RU2003108158/28A RU2003108158A RU2246716C2 RU 2246716 C2 RU2246716 C2 RU 2246716C2 RU 2003108158/28 A RU2003108158/28 A RU 2003108158/28A RU 2003108158 A RU2003108158 A RU 2003108158A RU 2246716 C2 RU2246716 C2 RU 2246716C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wear
elements
percentage
parts
degree
Prior art date
Application number
RU2003108158/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003108158A (en
Inventor
С.М. Овчаренко (RU)
С.М. Овчаренко
Е.И. Сковородников (RU)
Е.И. Сковородников
Original Assignee
Омский государственный университет путей сообщения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский государственный университет путей сообщения filed Critical Омский государственный университет путей сообщения
Priority to RU2003108158/28A priority Critical patent/RU2246716C2/en
Publication of RU2003108158A publication Critical patent/RU2003108158A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246716C2 publication Critical patent/RU2246716C2/en

Links

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; methods of testing without disassembling.
SUBSTANCE: according to proposed method, with engine operating, samples of lubricating material are taken and using method of spectral analysis concentration of such elements are ferrum, copper, tin, lead chromium is revealed and, basing of percentage of said elements characteristic of material of each part, degree of wear of each part is evaluated. For locomotive diesel engine, concentration of magnesium, nickel and molybdenum is additionally found and percentage of the rest of elements in material of each part is determined, and percentage of elements characteristic of material of each part is determined with due account of percentage of the rest of element of materials of previously checked parts.
EFFECT: improved accuracy of evaluation of degree of parts wear.
2 tbl

Description

В настоящее время известен ряд методов диагностирования технического состояния и контроля степени износов деталей двигателей безразборным методом, который основан на использовании значений концентраций элементов износа в смазочном материале. Известен способ контроля, в основу которого положена вероятностная модель Байеса /1/. Техническое состояние двигателя оценивается по диагностическому коэффициенту, рассчитываемому на основе анализа диагностической матрицы, содержащей до 3000 значений, с выдачей результата в форме: норма, отказ 1-го уровня, отказ 2-го уровня, отказ 3-го уровня. Такая информация позволяет лишь ориентировочно судить об износе деталей и не дает представление о конкретных размерах детали.Currently, a number of methods are known for diagnosing the technical condition and controlling the degree of wear of engine parts using the non-disassembling method, which is based on the use of concentrations of wear elements in the lubricant. A known control method, which is based on a probabilistic Bayes model / 1 /. The technical condition of the engine is estimated by the diagnostic coefficient, calculated on the basis of the analysis of the diagnostic matrix containing up to 3000 values, with the result in the form: norm, level 1 failure, level 2 failure, level 3 failure. Such information allows only a rough estimate of the wear of parts and does not give an idea of the specific dimensions of the part.

Наиболее близок по своей цели к предлагаемому методу метод, основанный на определении концентрации в масле железа, определении количества изношенного железа, распределении этого количества по группам деталей на основе предварительного изучения интенсивности поступления этого элемента с отдельных групп и определении степени износа деталей [2]. В ходе эксплуатации отбирают пробы смазочного масла и определяют в них концентрацию железа. По полученным значениям концентраций подсчитывают количество изношенного с деталей железа на момент контроля. Полученное количество железа распределяют по узлам двигателя в следующем соотношении:The method closest in its purpose to the proposed method is based on determining the concentration of iron in oil, determining the amount of worn iron, distributing this amount among groups of parts based on a preliminary study of the intensity of receipt of this element from individual groups and determining the degree of wear of parts [2]. During operation, samples of lubricating oil are taken and the concentration of iron is determined in them. According to the obtained concentration values, the amount of iron worn from the parts at the time of control is calculated. The resulting amount of iron is distributed over the engine nodes in the following ratio:

цилиндровые втулки - 60%cylinder sleeves - 60%

поршневые кольца - 30%piston rings - 30%

шейки коленвала - 7%crankshaft journals - 7%

поршневые пальцы - 3%piston fingers - 3%

По объемам железа судят о степени износа каждой группы деталей.The volume of iron is judged on the degree of wear of each group of parts.

Целью изобретения является повышение точности оценки степени износа контролируемых деталей.The aim of the invention is to improve the accuracy of assessing the degree of wear of controlled parts.

Сущность метода заключается в том, что в процессе эксплуатации через определенные промежутки времени отбирают пробы смазочного масла, регистрируют концентрации элементов продуктов износа, причем количество регистрируемых элементов устанавливается для каждого типа двигателя индивидуально.The essence of the method is that during operation, at certain intervals, samples of lubricating oil are taken, the concentrations of the elements of wear products are recorded, and the number of registered elements is set individually for each type of engine.

В процессе эксплуатации тепловозного дизеля, например типа 10Д100, регистрируют концентрации следующих элементов: железо, медь, олово, свинец, хром, никель, магний, молибден. По значениям концентраций, наработке дизеля и количеству доливов смазочного масла определяют количество изношенных с деталей элементов.During operation of a diesel diesel engine, for example, type 10D100, the concentrations of the following elements are recorded: iron, copper, tin, lead, chromium, nickel, magnesium, molybdenum. The values of concentrations, the operating time of the diesel engine and the number of topping up of lubricating oil determine the number of worn out parts of the elements.

Figure 00000001
Figure 00000001

В табл.1 представлен состав элементов, поступающих в смазочное масло с контролируемых деталей в процессе эксплуатации. Для оценки степени износа конкретной группы деталей необходимо определить количество металла, изношенного именно с этой группы. Подсчет количества изношенного металла производится по известным значениям объемов характерных элементов, поступивших в смазочное масло, и их процентным содержаниям в материалах деталей. Ниже приведена последовательность реализации метода оценки степени износа деталей дизеля типа 10Д100:Table 1 shows the composition of the elements entering the lubricating oil from the controlled parts during operation. To assess the degree of wear of a particular group of parts, it is necessary to determine the amount of metal worn precisely from this group. The calculation of the amount of worn metal is carried out according to the known values of the volumes of the characteristic elements received in the lubricating oil, and their percentages in the materials of the parts. The following is the sequence of implementation of the method for assessing the degree of wear of diesel parts of type 10D100:

ШАГ 1 - ввод текущих значений концентраций Fe, Pb, Sn, Сu, Cr, Ni, Mg, Mo.STEP 1 - enter the current concentrations of Fe, Pb, Sn, Cu, Cr, Ni, Mg, Mo.

ШАГ 2 - расчет объемов контролируемых элементов (V, vPb, VSn, vcu, VCr, VMg, VMo) по текущим значениям концентраций, наработке дизеля и количеству доливов.STEP 2 - calculation of volumes of controlled elements (V Fe , v Pb , V Sn , v cu , V Cr , V Mg , V Mo ) based on the current values of concentrations, diesel operating time and the number of toppings.

ШАГ 3 - весь объем Pb изношен с вкладышей коленчатого вала, следовательно, износ вкладышей оценивается по PbSTEP 3 - the entire volume of Pb is worn from the liners of the crankshaft, therefore, the wear of the liners is estimated by Pb

Iвкл=f(VPb)I on = f (V Pb )

ШАГ 4 - в материале вкладышей кроме Pb содержатся такие контролируемые элементы, как Sn и Mg. По известным значениям процентного содержания этих элементов в материале вкладышей определяем объемы этих элементов, изношенных с вкладышей коленчатого вала:STEP 4 - in addition to Pb, the material of the inserts contains such controlled elements as Sn and Mg. From the known values of the percentage of these elements in the material of the liners, we determine the volumes of these elements worn from the liners of the crankshaft:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

ШАГ 5 - Mg содержится в материале вкладышей и компрессионных колец. Следовательно, объем Mg, изношенного с компрессионных колец, определится как:STEP 5 - Mg is contained in the material of the liners and compression rings. Therefore, the volume of Mg worn from the compression rings is defined as:

Figure 00000004
Figure 00000004

Износ компрессионных колец оценивается по объему магнияWear of compression rings is estimated by the volume of magnesium.

Figure 00000005
Figure 00000005

ШАГ 6 - в материале компрессионных колец кроме Mg содержатся Fe, Sn, Cr, Ni, Cu. По известному объему Mg, изношенного с колец, и процентному составу материала колец определяем объемы всех элементов, изношенных с колец:STEP 6 - in addition to Mg, the material of the compression rings contains Fe, Sn, Cr, Ni, Cu. From the known volume of Mg worn from the rings, and the percentage composition of the material of the rings, we determine the volumes of all elements worn from the rings:

Figure 00000006
Figure 00000006

ШАГ 7 - так как элемент Мо содержится только в материале цилиндровой втулки, следовательно, износ цилиндровой втулки оценивается по объему изношенного Мо.STEP 7 - since the Mo element is contained only in the material of the cylinder sleeve, therefore, the wear of the cylinder sleeve is estimated by the volume of the worn Mo.

Figure 00000007
Figure 00000007

ШАГ 8 - по известному процентному содержанию элементов в материале втулки и ранее определенному

Figure 00000008
, рассчитываем объемы элементов, изношенных с цилиндровой втулки:STEP 8 - according to the known percentage of elements in the sleeve material and previously determined
Figure 00000008
, we calculate the volumes of the elements worn from the cylinder sleeve:

Figure 00000009
Figure 00000009

ШАГ 9 - рассчитываем объем Ni, изношенного с поршневого пальца:STEP 9 - calculate the volume of Ni worn from the piston pin:

Figure 00000010
Figure 00000010

ШАГ 10 - износ поршневого пальца оценивается по объему ранее определенного, изношенного Ni:STEP 10 - the piston pin wear is estimated by the volume of the previously determined, worn Ni:

Figure 00000011
Figure 00000011

ШАГ 11 - по известному процентному содержанию элементов в материале поршневого пальца рассчитываются

Figure 00000012
и
Figure 00000013
:STEP 11 - based on the known percentage of elements in the material of the piston pin are calculated
Figure 00000012
and
Figure 00000013
:

Figure 00000014
Figure 00000014

ШАГ 12 - с учетом ранее выполненных операций рассчитывается объем Сr, изношенного с головки поршня:STEP 12 - taking into account previously performed operations, the volume of Cr worn from the piston head is calculated:

Figure 00000015
Figure 00000015

ШАГ 13 - износ головки поршня оценивается по определенному объему Сr:STEP 13 - the wear of the piston head is evaluated by a certain amount of Cr:

Figure 00000016
Figure 00000016

ШАГ 14 - с учетом ранее проведенных операций рассчитывается объем Сu, изношенный с бронзовых втулок вставки поршня и верхней головки шатуна:STEP 14 - taking into account the previous operations, the volume Cu calculated from the bronze bushings of the piston insert and the upper rod head is calculated:

Figure 00000017
Figure 00000017

ШАГ 15 - оценивается износ бронзовых втулок по

Figure 00000018
:STEP 15 - wear of bronze bushings is estimated according to
Figure 00000018
:

Figure 00000019
Figure 00000019

ШАГ 16 - по известному процентному составу материала бронзовых втулок и ранее определенному

Figure 00000020
рассчитывается объем Sn, изношенный с бронзовых втулок:STEP 16 - according to the known percentage composition of the material of the bronze bushings and previously determined
Figure 00000020
The volume Sn worn from the bronze bushings is calculated:

Figure 00000021
Figure 00000021

ШАГ 17 - с учетом ранее выполненных операций определяется объем Sn, изношенного с тронка поршня:STEP 17 - taking into account previously performed operations, the volume Sn worn from the piston throne is determined:

Figure 00000022
Figure 00000022

ШАГ 18 - износ тронка поршня оценивается по объему изношенного Sn:STEP 18 - the wear of the piston tron is estimated by the volume of the worn Sn:

Figure 00000023
Figure 00000023

ШАГ 19 - с учетом ранее выполненных операций рассчитывается объем железа, изношенного с шеек коленчатого вала:STEP 19 - taking into account previously performed operations, the volume of iron worn from the necks of the crankshaft is calculated:

Figure 00000024
Figure 00000024

ШАГ 20 - износ шеек коленчатого вала оценивается по объему изношенного железа:STEP 20 - wear of the crankshaft journals is estimated by the volume of worn iron:

Figure 00000025
Figure 00000025

Способ подтверждается результатами эксперимента. Под контролем находился дизель типа 10Д100 №17247 МА с начала эксплуатации до проведения ремонта. Наработка дизеля составила 170 тыс. км. В табл.2 приведены текущие значения концентраций контролируемых элементов и количество доливов смазочного масла.The method is confirmed by the results of the experiment. Under control was a 10D100 diesel engine No. 17247 MA from the beginning of operation to the repair. The diesel engine operating time amounted to 170 thousand km. Table 2 shows the current values of the concentrations of the controlled elements and the number of topping up of lubricating oil.

При распределении объема железа в соответствии с /2/ получаем, мм3:When distributing the volume of iron in accordance with / 2 / we obtain, mm 3 :

цилиндровые втулки - 50572;cylinder bushings - 50572;

поршневые кольца - 25286;piston rings - 25286;

шейки коленвала - 5900;crankshaft journals - 5900;

поршневые пальцы - 2528.piston pins - 2528.

Таблица 2table 2 № ТО-3No. TO-3 Количество долива, кг.The amount of topping, kg. Концентрация элемента, г/т.Element concentration, g / t. FeFe СuCu SnSn СrCr PbPb NiNi MgMg МоMo 11 22 33 44 55 66 77 88 9nine 1010 11 00 1717 33 1414 44 1616       22 00 2828 1010 88 44 1010 55 00 00 33 00 1717 15fifteen 1010 33 1414 66 11 11 44 50fifty 8080 1717 18eighteen 88 120120 66 22 11 55 12001200 6565 18eighteen 1212 88 1010 77 22 22

Продолжение табл.2Continuation of Table 2 11 22 33 44 55 66 77 88 9nine 1010 66 00 2323 44 55 44 1010 55 22 22 77 00 3737 1212 9nine 44 2222 22 11 33 88 50fifty 4242 1212 66 33 30thirty 33 22 33 9nine 00 3636 88 44 44 13thirteen 33 22 22 1010 15001500 3131 15fifteen 44 44 2828 33 11 22 11eleven 00 18eighteen 22 44 22 77 33 22 00 1212 00 18eighteen 66 77 33 13thirteen 11 00 22 13thirteen 00 3535 1212 88 33 2424 22 11 33 1414 00 3535 1212 9nine 22 20twenty 44 22 33 15fifteen 00 4040 2121 1010 22 66 55 33 22 1616 00 50fifty 15fifteen 77 22 77 44 33 33 1717 00 6060 20twenty 88 22 1616 55 44 33 18eighteen 100100 6363 2121 1010 11 20twenty 66 33 33 1919 00 4040 15fifteen 13thirteen 33 6464 55 44 22 20twenty 00 50fifty 1010 77 33 1010 44 22 33 2121 00 7070 1212 1212 55 2525 44 33 33

В результате расчетов получены объемы элементов, изношенных с контролируемых деталей, мм3:As a result of the calculations, the volumes of elements worn from controlled parts were obtained, mm 3 :

железо - 84286;iron - 84286;

медь - 9696;copper - 9696;

олово - 8861;tin - 8861;

хром - 5002;chrome - 5002;

свинец - 17275;lead - 17275;

магний - 1843;magnesium - 1843;

молибден - 1421;molybdenum - 1421;

никель - 1449.nickel - 1449.

При оценке по предлагаемому методу объемы железа распределяются следующим образом, мм3:When assessing the proposed method, the volumes of iron are distributed as follows, mm 3 :

цилиндровые втулки - 48138;cylinder bushings - 48138;

поршневые кольца - 23182;piston rings - 23182;

шейки коленвала - 9645;crankshaft journals - 9645;

поршневые пальцы - 3321.piston pins - 3321.

Следовательно реализуется возможность оценки степени износа по уточненным объемам одного характерного элемента, относящегося к конкретной контролируемой детали. Объем железа, изношенного с деталей, скорректирован (уточнен):Consequently, it is possible to assess the degree of wear based on the specified volumes of one characteristic element related to a specific controlled part. The volume of iron worn from parts is adjusted (specified):

для цилиндровых втулок на 4,8%;for cylinder sleeves by 4.8%;

для поршневых колец на 8%;for piston rings by 8%;

для шеек коленчатого вала на 39%;for crankshaft journals by 39%;

для поршневых пальцев на 24%.for piston pins by 24%.

Источники информацииSources of information

1. Диагностика технического состояния дизелей. М., Транспорт, 1977, с.56.1. Diagnostics of the technical condition of diesel engines. M., Transport, 1977, p. 56.

2. Соколов А.И. Диагностика судовых двигателей по параметрам работающего масла. Двигателестроение, 1980, №11, с.46-48.2. Sokolov A.I. Diagnostics of marine engines by operating oil parameters. Engine Engineering, 1980, No. 11, pp. 46-48.

Claims (1)

Способ контроля степени износа деталей двигателя внутреннего сгорания, работающих в присутствии смазочного материала, заключающийся в том, что в ходе эксплуатации двигателя отбирают пробы смазочного материала, определяют в них методом спектрального анализа концентрации выделившихся в процессе износа таких элементов, как железо, медь, олово, свинец, хром, и последовательно для каждой детали с учетом процентного содержания элементов, являющихся преимущественными в составе материала каждой детали, судят о степени износа деталей, отличающийся тем, что для тепловозного дизеля 10Д100 дополнительно определяют концентрацию магния, никеля и молибдена, определяют процентное содержание остальных элементов, входящих в состав материала каждой детали, а процентное содержание элементов, являющихся преимущественными в составе материала каждой детали, определяют с учетом процентного содержания остальных элементов материалов ранее контролируемых деталей.The method of controlling the degree of wear of parts of an internal combustion engine operating in the presence of a lubricant, which consists in the fact that during the operation of the engine samples of the lubricant are taken, determined in them by the method of spectral analysis of the concentration of elements released during the wear process, such as iron, copper, tin, lead, chrome, and sequentially for each part, taking into account the percentage of elements that are predominant in the composition of the material of each part, judge the degree of wear of the parts, I distinguish Keep in mind that for a 10D100 diesel diesel engine, the concentration of magnesium, nickel and molybdenum is additionally determined, the percentage of other elements that are part of the material of each part is determined, and the percentage of elements that are predominant in the material of each part is determined taking into account the percentage of other elements materials of previously controlled parts.
RU2003108158/28A 2003-03-24 2003-03-24 Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material RU2246716C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003108158/28A RU2246716C2 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003108158/28A RU2246716C2 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003108158A RU2003108158A (en) 2004-09-27
RU2246716C2 true RU2246716C2 (en) 2005-02-20

Family

ID=35219008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003108158/28A RU2246716C2 (en) 2003-03-24 2003-03-24 Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2246716C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476857C1 (en) * 2011-07-25 2013-02-27 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Method for technical diagnosis of diesel locomotive engine by spectral analysis of diesel oil with result processing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Б.Д.ГРОЗИН "Износ металлов", Киев: "Государственное издательство технической литературы Украины", 1951, стр. 90-95. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476857C1 (en) * 2011-07-25 2013-02-27 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") Method for technical diagnosis of diesel locomotive engine by spectral analysis of diesel oil with result processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. A survey of mortality at two automotive engine manufacturing plants
EP3712417A1 (en) Method of evaluating fatigue level of constituent component of marine diesel engine, fatigue level evaluation device, remaining lifetime diagnosing method, remaining lifetime diagnosing device, and system
RU2246716C2 (en) Method of checking degree of wear of internal combustion engine parts operating in presence of lubricating material
EP0937866B1 (en) Engine valve assembly
EP1391538A2 (en) Chrome plated engine valve
DE102005017348A1 (en) An injection internal combustion engine and method for determining an emission value of an injection internal combustion engine
DE102014013709A1 (en) Method for determining a lubricant dilution in an internal combustion engine
EP1849979A3 (en) Piston engine and its operation method
Guinther et al. Formation of intake valve deposits in gasoline direct injection engines
McGeehan et al. The world's first diesel engine oil category for use with low-sulfur fuel: API CG-4
Zhang et al. A real-world fleet test of the effects of engine oil on Low Speed Pre-Ignition occurrence in TGDi engine
RU2343443C1 (en) Method for lubricated items wear monitoring in internal combustion engines
Yuksek et al. Analysis of the Surface Layer Formation of Single-cylinder Engine Combustion Chamber with Phosphorous-free and Conventional Engine Lubricants
Lewis Wear of diesel engine inlet valves and seats.
Olree et al. How much ZDP is enough?
Blau A retrospective survey of the use of laboratory tests to simulate internal combustion engine materials tribology problems
AT520434B1 (en) METHOD FOR DETECTING AND DETECTING PREVIOUS IGNITION EVENTS
CN109187372B (en) Paint film scoring method for alcohol fuel engine lubricating system and application
RU2476857C1 (en) Method for technical diagnosis of diesel locomotive engine by spectral analysis of diesel oil with result processing
Syahputra et al. Improvement in Reusable Part Quality to Prolong Remanufactured Product Lifetime for Leading Heavy Equipment Remanufacturing Company in Indonesia
Tyagarajan et al. Development of Low Viscosity Fuel Economy Engine Oil for Commercial Vehicles
DE102020133223A1 (en) System and method for estimating ring-related parameters
Arndt et al. Procedure for Separating Noise Sources of Combustion Engines
Dashyvets Assessment of wear and technical condition of engines
Kshonze et al. Remanufacturing process of gasoline and diesel engines to OEM requirements

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080325