SU1168814A1 - Способ оценки технического состо ни двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, заключающийс  в том, что подают масло в двигатель по основной магистрали через фильтр, регистрируют давление до фильтра и вычисл ют контрольный параметр, по которому суд т о состо нии двигател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, масло в двигатель подают также по дополнительной магистрали, параллельной основной, в качестве фильтра испольi зуют электромагниты с посто нным магнитым полем, а в качестве конт (Л рольного параметра принимают соотношение давлений в основной и дополнительной магистрал х. о 00 00

Description

Изобретение относитс  к безразборнон диагностике двигател  внутре него сгорани  по составу отложений в масле. Известен способ оценки техническ го состо ни  двигател  вн%треннего сгорани , закхпочающ1мс  в том, что подают масло в двигатель по основно магистрали через фильтр, регистриР лот давление до фильтра, вычисл ют контрольный параметр, по которому суд т о состо нии двигател . Согласно этому способу масл на  система дизел  по степени загр знени  контролируетс  по перепаду давлени  двух манометров, один из кото рых установлен в маслопроводе до фршьтра, а другой - после фильтра. Чем больше загр знен фильтр, там больше перепад давлени  1 j Однако фильтр часто засор етс  не продуктами износа деталей дизел  а посторонними предмета -ги, например кусочками паранитозых прокладок, ко цами или ветошью, продуктами- нагаро образований и т„д В этом случае ма нометрь указывают на критическое состо ние дизел , в то врем  как ок находитс  в исправном состо нии, а просто загр знен сам фильтр, В процессе эксплуатации тепловозоз периодически между плановыми ви дами ремонта па пунктах экипировки производитс  частг-тчна  или полна  saivieHa дизельного масла по -различШз1м причит5а 1; например при утечке масла по масл ному коллектору, по причине разжижени  (попадание в мас ло дизельного топлиза) , и т.д.,, т.е по npH4Hiiaiis не завис щитл: от и носа деталей дизел . В этом случае масло в системе дизел  частично или со-всем мен етс , а загр зненность фршьтра остаетс  прежнейз значит,, и перепад давлени  остаетс  прейснгМ т.е. перепад давлени  ке соответствует степени загр знени  масла. Как правило, фильтры по которьЕН измер етс  перепад, выполнены щелев ми, поэтому они задерживают только частиць износа деталей дизелЯ; размер которых больше5 чем рассто ние между пласп-шами фильтра. Мелкие же частички свободно проход т через фильтр. Такое  в,пвние не позвол ет точно судить о степени износа д,0галей дизел  к о загр зненности дизел ного, масла. 142 Таким образом, по известному способу определени  перепада давлений невозможно судить о степени износа деталей дизел , а можно только судить ( и то при условии, что дизельное масло не мен ют или частично не добавл ют ) о степени загр знени  дизельного масла всеми продуктами износа дизел  и посторонними предметами , туда попавшими, и с большой достоверностью этот метод дает возможность определить только степень загр знени  самого фильтра. Цель изобретени  - повышение точпасти и достоверности диагноза. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу оценки технического состо ни  двигател  внутреннего сгорани , заключающему в том, что подают масло в двигатель по основной магистрали через фильтр, регистрируют давление до фильтра, вычисл ют контрольный параметр, по которому суд т о состо нии двигател , масло в двигатель подают также по дополнительной магистрали, параллельной основной, в качестве фильтра используют электромагниты с посто нным магнитным полем, а в качестве контрольного параметра принимают соотнои1ение давлений в основной и дополнительной .магистрал х. На фиг, 1 показана схема системы смазки двигател , выполненна  согласно предлагаемому способу; на фиг.2 узел I па фиг. 1, без продуктов износа деталей двигател  на участке магнитного пол  (стрелкой показано направление движени  масла); на фиг. 3 - то же, с продуктами износа деталей двигател  на участке магнитного пол ;, на фиг. А - кривые накоплени  отложений в дизельном масле меди, и железа (А - точка критического износа железаэ врем  работы дизел  600-700 ч; Б - точка критического износа свинца, врем  работа дизел  л--1 800 ч; В - точка критического износа меди, врем  работы дизел  л-2100 ч) | на фиг. 5 - график изменени  давлени  масла в зависимости от времени работы двигател . Из картера 1 масло по трубопроводу 2 направл етс  к насосу 3, а поеле насоса 3 разветвл етс  по двум параллель ым трубопроводам 4 и 5, которые выполнены из немагнитного атериала, при этом на трубопрово3 де 5 установлены электромагниты 6, которые создают посто нное магнит- ное поле. Состав материала, длина и диаметр трубопроводов 4 и 5 одинаковы . На трубопроводах 4 и 5 уста новлены манометры 7 и 8 на одинаковом рассто нии от оси насоса 3, при чем манометр 8, который установлен на трубопроводе 5, располагаетс .ме ду электромагнитами 6, а трубка 9 манометра 8 выполнена из немагнитного материала. После прохождени  двух параллельных трубопроводов 4 и 5 масло попадает в трубопровод 10 затем и двигатель 11, а из него по трубопроводу 12 - в картер 1. Пе ред и после двух параллельных трубо проводов 4 и 5 установлены вод ные патрубки 13, а за манометрами 7 и 8 на каждом параллельном трубопроводе 4 и 5 размещены вентили 14 и 15. Масло из картера 1 двигател  11 поступает по трубопроводу 2 через насос 3 в два параллельных трубопровода 4 и 5 под давлением 2,02 ,5 кг/см, при этом вентили 14 и 1 открыты. Благодар  магнитному полю в трубопроводе 5, образованному электромагнитами 6, на его внутренних стенках на участке магнитного пол  откладываютс  частички металла (продукты износа деталей двигател  из магнитного материала). В результате этого отложени  происход т заростание внутреннего диаметра трубопровода 5 и уменьшение его про ходного сечени  на участке магнитно го пол . Это приводит к тому, что показание давлени  по манометру 8 уменьшаетс , например на тепловозных дизел х при уменьшении прохоДно То сечени  на 10-15% давление масла уменьшаетс  с 2,0-2,5 кг/см до 1,6 2,1 КГ/СМ2. Показани  давлений с манометров и 8 необходимо снимать при работающем двигателе следующим образом: сначала снимают показани  с маномет ра 7, при,этом вентипь 14 открыт, а вентиль 15, закрыт, затем снимают показани  с манометра 8, но при этом открываетс -вентиль 15, а вентиль 14 закрьгаают. После сн ти  величин давлений при дальнейшей работе двигател  оба вентил  14 и 15 должны быть открыты. ЕСЛИ показани  давлений с манометров 7 и 8 одинако вы, то это значит, что металличес14 4 ких отложений из магнитного материала в трубопроводе 5 на участке магнитного пол  нет, а следовательно, этих отложений нет и в масле. Если же показани  давлени  манометра 8 меньше, чем манометра 7, то это означает, что сечение трубопровода 5 на участке магнитного пол  уменьшилось за счет отложени  частичек ме талла из магнитного материала и, следовательно, в масле имеютс  механические примеси, что отрицательно сказываетс  на работе двигател . Масло в таких случа х необходимо мен ть. Вод ные патрубки 13 установлены дл  того, чтобы после замены загр зненного масла можно было часть масл ного трубопровода двигател  (два параллельных трубопровода 4 и 5) сн ть, произвести очистку, на участке магнитного пол , а затем поставить на место. Очистку трубопровода 5 необходимо в об зательном пор дке производить при каждой смене масла. Анализ причин порчи локомотивов из-за неисправности различных узлов двигател  внутреннего сгорани  за п тилетний период по р ду локомотивных депо Южной ордена Ленина железной дороги показал, что в основном выход из стро  того или иного локомотива в пути следовани  происходит из-за порчи двигател  внутреннего сгорани  по повышенному количеству. железа в дизельном масле (завьш1енное наличие железа свидетельствует об износе узла поршень - гильза ). В течение года таких повреждеНИИ в пути следовани  бывает в прелах 130-140 случаев. В то врем , как из-за неудовлетворительного состо ни  подшипников в пути следовани  в течение года бывает всего 8-10 случаев повреждений (износ подшипников характеризуетс  повьшгенным наличием в дизельном масле свинца и меди), Поэтому необходимо иметь посто нную информацию в пути следовани  о количественном составе железа в дизельном масле. При -отсутствии частичных доливок масла согласно анализу химико-диагно- -. стической лаборатории депо за 19821983 гг. было установлено, что процесс втложени  различных элейентов износа в масле происходит по-разному.

Данный анализ проводилс  следующим образом: на тепловозах, прошедших заводской ремонт (т.е. все узлы и детали двигател  были заменены

на новые 5 а масло залито свежее) на каждом плановом виде ремонта производилс  спектральньп анализ дизельного масла, при этом производилс  визуальный осмотр узлов и деталей дизел  замер зазоров в изношенных узлах и детал х. По этим данным были получены кривые, характеризующие процесс накоплени  элементов износа в дизельном масле в зависимости от времени работы.

Как видно из графиков (фиг. 4), в начальный период отложение продуктов износа происходит довольно быстро , а затем постепенно замедл етс , Но если отложение меди и свинца до критической нормы происходит за период 1800-2000 ч работы дизел  (дл  меди - 60 г/т, дл . свинца 80 г/т) то отложение железа до критической нормы (50 г/т) происходит гораздо быстрее, а именно за 600700 ч работы дизел .

Из этого можно сделать вывод, что при начале износа подшипников

(в масле) отложение меди и свинца), если проводить спектральный анализ масла на плановых видах ремонта, то можно практически во всех случа х своевременно установить начлло износа и не пропустить критического момента износа, а значит- , своевременно устранить повреждени , так как за 1800-2000 ч тепловоз п ть-шесть раз заходит на плановый ремонт,

А вот при износе узла гильза поршень (в масле отложение железа) можно проггустить критический моментj что приведет к порче, так как за 600700 ч тепловоз заходит на плановый ремонт всего два в редких .случа х три раза. Поэтому в предлагаемом способе поставлена задача определени  степени загр знени  масла именно железом,

Предлагаемый способ позвол ет фиксировать количественное отложение железа за счет измерени  показаний манометра 8,так как при каждой новой порции отложени  железа показание манометра 8 уменьшаетс  по сравнению с показани ми манометра 7 (фиг. 3). При этом на данныйметод не вли ет

наличие в дизельном масле посторонних предметов и немагнитных частичек износа . Он позвол ет фиксировать только наличие в дизельном масле железа.

Кроме того, на предлагаемый спосо не вли ет также и частична  или даже полна  смена дизельного масла, так как при смене дизельного масла магниты 6 удерживают частички железа в трубопроводе 5 (фиг, 3), а затем при работе дизел  с новым маслом процесс накоплени  отложени  железа продолжаетс . Значит, изобретение позвол ет определ ть не просто загр зненность дизельного масла, а имено количество железа, изнoшeн oгo в узле поршень - гильза, т,е. позвол ет определ ть степень износа узла поршень - гильза и судить о его состо нии в любой момент эксплуатации дизел  тепловоза.

Дл  того, чтобы св зать уменьшени давлени  на манометре. 8 со степенью износа узла поршень - гильза, был проведен анализ дл  конкретного тепловозного дизел  10Д100, причем диаметр параллельных трубопроводов 4 и 5 оставалс  посто нным,

Аанализ производилс  на р де тепловозных дизелей сразу же после заводского ремонта (все детали и узлы дизел  сменены, масло залито свежее) Через определенные часы работы дизел  производились замер давлени  масл по манометрам 7 и 8, контрольный анализ масла на установке МФС-5, визуальный qсмотр узла поршень - гильза и замер зазора в узле поршень гильза . Анализ был произведен на п тнадцати дизел х 10Д100.

По результату анализа построен график снижени  давлени  по манометру 8 (снижение происходит за счет отлолсени  частичек железа в трубопроводе 5 в районе магнитного пол , создаваемого магнитами 6) в зависимости от времени работы дизел  (фиг, 5),

Точка 1 на фиг, 5 соответствует начальному периоду работы дизе,л  сразу после заводского ремонта, давление по манометру 8 составл ет 2,0 - 2,5 кг/см (по правилам эксплуатации такое давление  вл етс  нормой),

Точка II на фиг. 5 соответствует работе дизел  после 600-700 ч после

заводского ремонта. ДавлеЕ1ие по манометру 8 уменьшилось до 1 ,6 2 ,0 кг/см , при этом согласно спектральному анализу, проведенному в момент замера давлени , отложение железа в дизельном масле составл ет 48-53 г/т, а при визуальном осмотре узла поршень - гильза уже видны следы натира, т.е. узел поршень - гильза находитс  в критическом состо нии

Следовательно, дл  конкретного двигател  снижение давлени  с 2,02 ,5 до 1,6-2,0 кг/см  вл етс  сигналом о критическом износе узла поршень - гильза.

График на фиг. 5  вл етс  усредненным по данным работы п тнадцати дизелей. В процессе эксплуатации дизел  снижение давлени  до точки И может произойти и раньше или позднее в зависимости от степени протекани  износа данного узла. Но важным фактором  вл етс  то, что на данном конкретном двигателе при посто нном диаметре трубопроводов 4 и 5 при износе узла поршень - гильза до критической нормы изношенные частички

железа оседают на участке магнитного пол , создаваемого магнитами 6 в трубопроводе 5 и уменьшают сечение трубопровода 5 на 10-15%, что приводит к снижению давлени  по манометРУ 8.

На практике дл  каждого конкретного двигател  этот перепад давлений (показание манометров 7 и 8) можно определить практическим путем.

Предлагаемый способ позвол ет снизить трудоемкость, упростить технологию и точно определить, когда происходит повышенный износ деталей дизел  из магнитного материала, при этом необходимо два параллельных трубопровода 4 и 5 установить перед фильтром, кроме того, манометр 8 на трубопроводе 5 устанавливаетс  таким образом, чтобы трубка 9 доходила до осевой линии трубопровода 5. Это позвол ет контролировать давление масла в трубопроводе 5 практически почти до полного заростани  внутреннего сечени  трубопровода 5 за счет отложени  частичек металла из магнитного материала.

I

400 т 1200 1600 ZQQO 2400 Врем  работы &8игатем , V

ФигМ

/,5

tj

I

flZQQШW

paSontbi двигател , ч Фиг.5

Claims (1)

1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, заключающийся в том, что подают масло в двигатель по основу ной магистрали через фильтр, регистрируют давление до фильтра и вычисляют контрольный параметр, по которому судят о состоянии двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, масло в двигатель подают также по дополнительной магистрали, параллельной основной, в качестве фильтра используют электромагниты с постоянным е магнитам полем, а в качестве контрольного параметра принимают соотношение давлений в основной и дополнительной магистралях.