Наиболее важными характеристиками для стендов являются: количество одновременно устанавливаемых инжекторов (в основном четыре или шесть); диапазон встроенных функций и программ по регулировке частоты и длительности импульсов впрыска (в том числе и программ, имитирующих работу форсунки на переходных режимах двигателя); наличие стробоскопического контроля задержки впрыска (поскольку это очень важный для специалиста показатель при оценке работоспособности форсунки); наличие адаптеров для возможности установки на стенд инжекторов разных типов. Для каждого стенда также важна возможность его быстрого ремонта в случае каких-либо отказов.
При диагностировании форсунок определяют их герметичность, давление впрыска и качество распыливания топлива. Эти работы выполняются на специальных приборах, которые имитируют работу форсунки на двигателе.
Стенд для диагностики форсунок должен обеспечивать проведение следующих работ: определение сопротивления форсунок; визуальный контроль формирования и направления факела распыла топлива форсунками впрыска при работе на различных режимах; контроль гомогенности факела распыления для форсунок высокого давления; имитация всех режимов работы форсунки; проверка герметичности клапанов форсунок и состояния возвратной пружины клапана; измерение давления открытия клапана механических форсунок; измерение производительности форсунок впрыска в статическом и динамическом режимах.
20. Вспомогательное оборудование для диагностики двигателя и его систем
К вспомогательным приборам, используемым в диагностике, относятся компрессометры, вакуумметры, вакуумный насос, тестер противодавления катализатора и т. п. Эти приборы полезные, но необязательные, хотя бывают случаи, когда отсутствие одного редко используемого прибора затягивает и усложняет процесс определения неисправности.
Компрессометры и компрессографы. Компрессия — давление газов в цилиндре в конце такта сжатия, которое зависит от износа цилиндропоршневой группы, вязкости масла, частоты вращения коленчатого вала, герметичности клапанов. Замер компрессии — один из самых распространенных и информативных методов оценки состояния механизмов двигателя. Фиксируя не только максимальное значение давления сжатия, но и давление, достигавшееся после первого такта сжатия, можно получить информацию для оценки степени износа поршневых колец. Нормой принято считать первоначальный скачок давления, составляющий около 70 % максимального.
Компрессометр, представляющий собой манометр с обратным клапаном, позволяет измерить конечную величину давления, а также более наглядно оценить динамику его нарастания, что является важной информацией для опытного механика. Предпочтение следует отдавать моделям с гибким соединительным шлангом, что позволяет легко присоединить прибор в двигателях с затрудненным доступом к свечным отверстиям. Для удобства работы обязательно наличие быстросъемных разъемов — для замены адаптеров. Достаточно 3...4 адаптеров для различных типов резьбы свечей.
Наиболее удобными являются специальные комплекты, в состав которых входит компрессометр с различными насадками и адаптерами. При прогретом двигателе наконечник компрессо-метра вставляют в отверстие для свечей зажигания (карбюраторные двигатели) или форсунки (дизельные двигатели). Коленчатый вал карбюраторных двигателей при проверке компрессии провертывают при помощи стартера с частотой 180...200 мин-1. В дизельном двигателе компрессия замеряется во время его работы при частоте вращения коленчатого вала 500 мин"1. Проверяют компрессию несколько раз. Разность показаний не должна превышать 0,1 МПа. В зависимости от степени сжатия мини мально допустимая компрессия для карбюраторных двигателей составляет 0,45...0,8 МПа, для дизельных — около 2 МПа. Недостатки этого метода диагностики: разряд аккумуляторной батареи при проворачивании коленчатого вала двигателя, невозможность сравнения показаний компрессометра при замере давления в разных двигателях вследствие невозможности получения одинаковой частоты вращения, невозможность определить причину низкой компрессии.
В условиях СТОА наиболее удобно использовать компрессо-графы, позволяющие измерять компрессию одновременно во всех цилиндрах и снабженные графопостроителем.
Вакуумметры. Универсальные измерители разряжения (вакуумметры) измеряют величину разряжения, образующегося за дроссельной заслонкой работающего двигателя. Информация о величине разряжения и динамике его изменения позволяет оценить состояние шатунно-поршневой группы (ШПГ), плотность прилегания клапанов к седлам, правильность работы механизма газораспределения и даже отклонение от заданного состава топливной смеси. Обычно вакуумметры выпускаются в виде универсального прибора, выполняющего также и функции вакуумного насоса.
21. Приборы для виброакустической диагностики
Наиболее перспективным методом диагностики технического состояния газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов являются виброакустические методы с применением специальной измерительной аппаратуры. Для виброакустической диагностики (ВАД) используются колебательные процессы упругой среды, возникающие при работе ШПГ. Источником этих колебаний являются газодинамические процессы (сгорание, выпуск, впуск), регулярные механические соударения в сопряжениях за счет зазоров и неуравновешенности масс, а также хаотические колебания, обусловленные процессами трения. При работе двигателя все эти колебания накладываются друг на друга и образуют случайную совокупность колебательных процессов, называемую спектром. Это усложняет виброакустическую диагностику из-за необходимости подавления помех, выделения полезных сигналов и расшифровки колебательного спектра.
Распространение колебаний в упругой среде носит волновой характер. Параметрами колебательного процесса являются частота (периодичность), уровень (амплитуда) и фаза (положение импульса колебательного процесса относительно опорной точки цикла работы механизма). Уровень измеряют смещением, скоростью или ускорением частиц упругой среды, давлением, возникающим в ней, или же возможностью колебательного процесса. Воздушные колебания называются шумами (стуками) и улавливаются с помощью микрофона. Вибрации отдельных деталей механизма измеряют с помощью пьезоэлектрических датчиков.
ВАД позволяет расшифровать колебательные процессы, так как каждая соударяющаяся пара вызывает собственные колебания, которые по своим параметрам резко отличаются как от колебаний газодинамического происхождения, так и от колебаний, вызванных трением. Величина колебаний резко изменяется при изменении зазоров, так как изменение зазоров вызывает изменение энергии соударения. Также меняется длительность соударений. Принадлежность колебаний соударяющихся пар определяют по фазе относительно опорной точки (верхняя мертвая точка, посадка клапана и т. п.).
Существует несколько методов ВАД. Наибольшее распространение получила регистрация уровня колебаний в виде мгновенного импульса в функции времени (или угла поворота коленчатого вала) при помощи осциллографа. Уровень характер спада колебательного процесса по сравнению с нормативным позволяет определить неисправность диагностируемого сопряжения. Более универсальным методом ВАД является регистрация и анализ всего спектра, т. е. всей совокупности колебательных процессов. Колебательный спектр снимают на узком характерном участке процесса при соответствующем скоростном и нагрузочном режиме работы диагностируемого механизма. Анализ спектра заключается в группировке по частотам его составляющих колебательных процессов при помощи фильтров (подобно настройке радиоприемников на соответствующую волну). Дефект выявляют по максимальному или среднему уровню колебательного процесса в полосе частот, обусловленной работой диагностируемого сопряжения по сравнению с нормативами (эталонами).
Приближенно определить шумы и стуки в двигателе можно при помощи стетоскопа.
Двигатель допускается к эксплуатации при умеренном стуке клапанов, толкателей и распределительного вала на малых оборотах холостого хода. Если обнаружены стуки в шатунных и ко ренных подшипниках коленчатого вала, двигатель к эксплуатации не допускается. Стук коренных подшипников глухой, сильный, низкого тона. Стук шатунных подшипников — среднего тона, более звонкий, чем стук коренных подшипников. При выключении зажигания стук в цилиндре проверяемого подшипника исчезает. Стук коренных подшипников прослушивается в плоскости разъема картера, а шатунных — на стенках блока цилиндров по линии движения поршня в местах, соответствующих верхней и нижней мертвым точкам.
Стуки поршневых пальцев резко металлические, пропадающие при выключении зажигания. Они прослушиваются в верхней части блока цилиндров при резком переменном режиме работы прогретого двигателя. Наличие стука указывает на повышенный зазор между пальцем и втулкой головки шатуна или на увеличенное отверстие для пальца в бобышке поршня.
Стук поршней глухой, щелкающий, уменьшающийся по мере прогрева двигателя. Стуки поршней прослушиваются в верхней части блока цилиндров со стороны, противоположной распределительному валу, при работе недостаточно разогретого двигателя (при сильном износе возможен стук поршня и на прогретом двигателе). Наличие стуков свидетельствует о значительном износе поршней и цилиндров.