Надійність вашого двигуна
Всякий механізм має свій ресурс. Не є винятком і двигуни тракторів, автомобілів та комбайнів. Більш того, сучасний двигун – це поєднання досить складних механізмів і систем, які працюють з значними навантаженнями.
Надійність двигуна означає його безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність і зберігаємість як самого в цілому, так і його окремих вузлів і деталей. Всі ці чинники впливають на його техніко-економічну ефективність. Робота двигуна багато в чому залежить від умов, в яких працюють його деталі, від режимів навантаження і його теплового стану.
Характерними умовами роботи двигунів на сільськогосподарських машинах є робота при високій запорошеній повітря, що збільшує вірогідність підвищеного зносу деталей та змінний характер зовнішнього навантаження.
Зносостійкість деталей двигуна визначається не тільки конструктивними і технологічними заходами, реалізованими в них заводом-виготовлювачем, але і регулярністю та якістю його обслуговування. Важливу роль тут мають якість вживаних сортів палива і масла, а також забезпечення надійної їх фільтрації в процесі експлуатації двигуна. Ресурс двигуна також в значній мірі залежить від якості очистки повітря, що надходить до циліндрів.
Необхідність підтримки високого рівня працездатності двигунів вимагає, щоб основна частина несправностей була попереджена, тобто працездатність двигунів була відновлена до настання несправності.
Тому задача технічного обслуговування (ТО) полягає, головним чином, в попередженні виникнення несправностей і відмов, а ремонту – в їх усуненні.
Задачею щоденного обслуговування є загальний контроль двигуна, заправка ємкостей паливом, маслом і охолоджуючою рідиною.
Задачами ТО-1 і ТО-2 є зниження інтенсивності зміни параметрів технічного стану механізмів і агрегатів двигуна (розмірів деталей, зазорів і натягу між ними); виявлення і попередження несправностей; забезпечення економічності роботи, безпеки експлуатації, захисту навколишнього середовища шляхом своєчасного виконання контрольних, змащувальних, кріпильних, регулювальних і діагностичних робіт.
Задачею сезонного обслуговування, що проводиться двічі в рік, є заміна палива і масла з літніх сортів на зимові і навпаки.
Обє'м і періодичність операцій ТО детально висловлені в інструкціях з експлуатацій двигунів (силових агрегатів). Вони містять також переліки марок палив, моторних масел, охолоджуючих рідин і пластичних мастил, що рекомендуються саме для даного двигуна. Періодичність проведення і об'єми ТО визначені з урахуванням не тільки ступеня форсування, але і специфіки роботи двигунів, а саме умов експлуатації і їх режимів роботи.
Важливим елементом технічного обслуговування є діагностика технічного стану двигуна в процесі його експлуатації. Діагностика забезпечує систему ТО і ремонту двигуна індивідуальною інформацією про його технічний стан і є елементом цієї системи.
На моторобудівних заводах розроблена методика діагностики технічного стану двигунів по зовнішніх проявах несправностей, по якій весь процес виявлення несправностей підрозділяється на три етапи.
Перший етап – збір інформації про роботу і стан дизеля, що використовується як додатковий матеріал при пошуку несправностей.
Другий етап – обробка інформації з використанням табличного методу
Третій етап – виявлення несправностей алгоритмічним методом (за принципом від простого до складного).
Розглянемо зовнішні прояви несправностей основних вузлів і систем двигунів на прикладі ЯМЗ, причини виникнення цих несправностей і методи їх попередження.
Основні несправності циліндро-поршневої групи двигунів ЯМЗ
При діагностиці деталей ЦПГ необхідно переконатися в справності інших вузлів і систем двигуна, що впливають на працездатність даних деталей. Так, у випадках підвищеної витрати масла на доливання (вище 1,5%) необхідно переконатися у відсутності течі масла з двигуна.
Зовнішні прояви несправностей деталей циліндро-поршневої групи (ЦПГ) (поршні, гільзи і поршневі кільця) наступні:
– збільшення витрати масла на доливання;
– погіршення пускових якостей двигуна;
– зниження потужностних і економічних показників;
– збільшені витрати картерних газів;
– істотне погіршення стану картерного масла.
Діагностику до розбирання двигуна необхідно починати із з'ясування умов роботи двигуна, якості і об'єму проведених обслуговувань і поточних ремонтів.
Після виконання вказаних робіт при нагоді запустити двигун і прослуховувати його роботу на режимах холостого ходу від мінімальної до максимальної частоти обертання колінчастого валу. Необхідно оглянути відкладення на шторах паперового елемента повнопотокового масляного фільтру, а також у фільтрі відцентрового очищення масла. Звернути особливу увагу на кількість відкладень і наявність металевої стружки. Необхідно відібрати пробу масла з картера двигуна в кількості 250-500 мл. і відправити її до хімічної лабораторії на предмет визначення физико-хімічних показників масла (в'язкість, лужне число, кількість нерозчинних осадів, наявність води в маслі, диспергіруючі властивості та ін.).
Можуть бути використані також методи інструментальної (приладової) діагностики. Так, заміряється тиск в кінці такту стиснення в циліндрах двигуна. Він визначається в абсолютних одиницях за допомогою компрессиметра або у відносних одиницях за допомогою спеціальної апаратури, що фіксує зміну сили струму в ланцюзі стартера при прокрутці колінчастого валу в процесі послідовного відключення циліндрів двигуна.
По вимірах значень тиску можна визначити наступні дефекти деталей ЦПГ: прогар поршня, поломку компресійного кільця, зношеність деталей, закоксовування кілець, задири поршнів і негерметичність клапанів механізму газорозподілу. При вказаних дефектах, як правило, значення тиску в циліндрі буває менше 2,0...2,1 МПа (20...21 кг/см2).
Додаткову інформацію про стан деталей ЦПГ можна отримати за допомогою физико-хімічного і спектрального аналізів картерного масла.
Найбільший об'єм інформації про причини виходу з ладу деталей ЦПГ можна отримати після розбирання двигуна і аналізу стану деталей. Стан деталей ЦПГ і можливі причини їх дефектів наведений в таблиці.
Стан деталей ЦПГ і причини їх дефектів.
| Стан деталей ЦПГ | Можливі причини дефектів ЦПГ та примітки до них |
|---|---|
| 1. Задири циліндрової частини поршня з перенесенням його матеріалу на поверхню гільзи | 1. Неправильно підібраний зазор в системі поршень-гільза |
| 2. Перегрів двигуна в експлуатації | |
| 3. Зависання (закоксовування) кілець в канавках внаслідок неприпустимого переробки картерного масла або застосування масла, не відповідного заводській інструкції з експлуатацій. (примітка: задири можуть бути тільки на головці або на всій поверхні юбки поршня) | |
| 4. Збільшена циклова подача палива секцій ПНВТ. (примітка: необхідна перевірка і регулювання ПНВТ на стенді) | |
| 5. Перевищення номінальної частоти обертання колінчастого валу (більше 2100 хв-1) через несправність регулятора ПНВТ. (примітка: перевірити і відрегулювати максимальну частоту обертання при випробуваннях ПНВТ на стенді) | |
| 2. Обрив поршня по бобишках поршневого пальця | Обрив є наслідком задирів і заклинювання поршня в гільзі |
| 3. Обгорання днища поршня | Збільшення кута випередження уприскування палива від норми, підвищення циклової подачі секцій ПНВТ. (примітка: Перевірка регулювань ПНВТ на стенді) |
| 4. Закоксовування (зависання) компресійних кілець | Переробка масла або використання масел, не відповідних заводській інструкції з експлуатації |
| 5. Знос маслоз’ємних кілець аж до спрацьовування хромованого покриття | Низька якість фільтрації картерного масла. (примітка: необхідна перевірка стану елементів масляного фільтру і перепускного клапана) |
| 6. Підвищений знос кілець, канавок поршня і гільз | Низька якість фільтрації повітря, що надходить в циліндри двигуна. (примітка: перевірити стан елементів очисника повітря і герметичність тракту впуску) |
| 7. Поломка поршневих кілець, можливо розбивання міжкільцевих перемичок поршня частинами зруйнованого кільця | Надмірний знос деталей ЦПГ внаслідок низької якості фільтрації повітря або порушення герметичності тракту впуску, що привів до пропуску в циліндри двигуна нефільтрованого повітря. (примітка: перевірити стан елементів очисника повітря і герметичність тракту впуску.) |
Особливу увагу при експлуатації двигунів необхідно звертати на стан системи очистки повітря, при порушенні герметичності якої передчасно виробляється ресурс деталей ЦПГ. Багаторічний досвід експлуатації двигунів ЯМЗ показує, що знос деталей ЦПГ, як правило, носить абразивний характер і викликаний порушенням фільтрації повітря.
Абразивний знос двигуна (іноді його називають пиловим) визначається по зниженню потужності ("погано тягне"), підвищеному димленню, викиду масла з сапуна і, як наслідок, збільшеній витраті масла (як правило, більше 2...3% від витрати палива). В окремих випадках робота двигуна супроводжується металевим стуком, що добре прослуховуються при середній частоті обертання колінчастого валу на холостому ходу. Причиною стуку, як правило, є поломка першого компресійного кільця, викликана підвищеною його вібрацією унаслідок надмірного зносу канавки поршня і самого кільця по висоті.