CC BY
0
УДК 621.865.8
DOI 10.36461^.2022.64.4.003
КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ В СИСТЕМЕ СМАЗКИ АВТОМОБИЛЕЙ КАМАЗ
В.В. Лянденбурский1, доктор. техн. наук, доцент; А.Т. Кулаков2, доктор. техн. наук, профессор; К.З. Кухмазов3, доктор. техн. наук, профессор; В.В. Коновалов4, доктор. техн. наук, профессор
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», г. Пенза, Россия;
2 Набережночелнинский институт филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Казанский федеральный университет»,
г. Казань, Россия;
3 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пензенский государственный аграрный университет», г.Пенза, Россия, т. 8(8412) 65-82-42 Е-maiL: kuhmazov.k.z@pgau.ru;
4 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пензенский государственный технологический университет», г. Пенза, Россия.
Целью исследований являлось разработка методики безразборного определения показателей технического состояния коленчатого вала дизелей КАМАЗ при его эксплуатации. Методика исследований предусматривала: модернизацию диагностирования системы смазки автомобилей КАМАЗ за счет установки в картер двигателя датчика давления; разработки и использования способа безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания (ДВС) по измерению давления в масляной магистрали при работе двигателя; экспериментальную проверку гипотезы и последующий анализ результатов износа деталей. Измерение давления масла в системе смазки на участке канала для подвода масла к шатунным подшипникам, а именно в зоне оси коленчатого вала после коренных шеек, позволяет оценить техническое состояние коленчатого вала двигателя. Наличие износов деталей системы увеличивает зазор в коренном подшипнике и при наличии нагрузки появляется относительный эксцентриситет оси шатуна в коренном подшипнике. Из-за роста утечек уменьшается подача масла в канал коленчатого вала и снижается давление масла. Сравнением величин давлений масла для диагностируемого и нового двигателя определяют интегральную степень износа диагностируемых подшипников и производят оценку остаточного ресурса двигателя. Экспериментальная проверка подтвердила правильность данной гипотезы. Использование предлагаемого способа оценки технического состояния ДВС позволяет достоверно с вероятностью 95 % определять состояние подшипников кривошипно-шатунного механизма, а также прогнозировать время безаварийной работы двигателя.
Ключевые слова: автомобиль, система смазки, датчик, бортовое диагностирование, подшипник кривошипно-шатунного механизма.
Для цитирования: Лянденбурский В.В., Кулаков А.Т., Кухмазов К.З., Коновалов В.В. Контроль технического состояния двигателя по давлению в системе смазки автомобилей КАМАЗ. Нива Поволжья, 2022, 4 (64), с. 3001. йО! 10.36461/ЫР.2022.64.4.003
Введение
Особенностью современных автомобилей является высокая сложность их конструкции. При этом увеличение количества деталей, усложнение их конфигурации и взаимодействия снижает надежность технического изделия [1]. Вследствие этого, для надежной работы технических средств требуется своевременная диагностика их систем [2, 6]. Наиболее сложным элементом автомобиля является двигатель, который требует проверки работоспособности на разных режимах работы [3]. При этом возможны как
вибрации деталей, так и увеличение выбросов [4, 5]. Наибольшее количество неисправностей в дизеле приходится на систему питания [6, 7]. Обеспечение безопасности людей требует надежной тормозной системы [8]. Для снижения износа при стабильном движении возможно использование круиз-контроля и встроенных электронных приборов [9-11]. Для выявления неисправностей, зафиксированных бортовой диагностикой [12], используются методы оптической и акустической фиксации [13, 14]. Снижение износа деталей автомобиля требует обеспечения условий
качественной подачи масла [15, 16]. Преимущество имеют способы безразборной оценки технического состояния элементов автомобиля [17]. При проектировании систем автомобиля широко используется математическое моделирование. Однако, в отличие от моделирования в других отраслях [18-20], применяемое моделирование имеет свою специфику [6, 8, 11].
Изучив статистику по отказам двигателей, установлено, что наибольшее их количество происходит по вине водителей. А именно, перед началом эксплуатации автомобилей КАМАЗ водителю необходимо проверить уровень масла в двигателе и по не известным причинам зачастую водители этого не делают, что приводит к масляному голоданию в двигателе и, соответственно, дорогостоящему ремонту. При этом, наиболее подверженным износу является вал газораспределения и «рокеры», которые располагаются над головкой блока цилиндров, внутри клапанной крышки, затем коленчатый вал, шатунные и коренные подшипники.
Целью исследований являлось разработка методики безразборного определения показателей технического состояния коленчатого вала дизелей КАМАЗ при его эксплуатации.
Задачи исследований включают выполнение ходовых испытаний автомобиля с вариатор-ной трансмиссией; разработка интеллектуального алгоритма выявления отказов.
Методы и материалы
Методика исследований предусматривала: модернизацию диагностирования системы смазки автомобилей КАМАЗ за счет установки в картер двигателя датчика давления; разработки и использования способа безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания (ДВС) по измерению давления в масляной магистрали при работе двигателя; экспериментальную проверку гипотезы и последующий анализ результатов износа деталей.
Последствия масляного голодания двигателя можно увидеть на рисунке 1.
Наблюдается сильный износ основных узлов, таких, как вал газораспределительного механизма, коренные и шатунные вкладыши коленчатого вала.
В результате эксплуатация двигателя с такими повреждениями может привести либо к дальнейшему износу всех узлов, либо к заклиниванию двигателя.
Рис. 1. Последствия масляного голодания в двигателе КАМАЗ (вал газораспределительного механизма, шатунные вкладыши)
Наиболее быстро изнашиваемые узлы при масляном голодании: вал газораспределения, рокеры вала газораспределения, коленчатый вал, коренные и шатунные вкладыши коленчатого вала. Конструкция этих элементов подразумевает постоянное трение и сильные нагрузки, в связи с чем, при недостатке масла, элементы очень быстро выходят из строя.
Основным признаком масляного голодания при снятии клапанной крышки являются значительные и визуально видимые повреждения вала газораспределения и рокеров. В случае, если отчетливо видно, что одна из лопаток распределительного вала явно изношена, следует незамедлительно установить причину такого износа, как и в случае диагностирования масляного голодания.
Если задаваться вопросом того, как можно диагностировать масляное голодание без вскрытия клапанной крышки, и какие симптомы могут явиться сигналом к подобной диагностике, с сожалением можно отметить, что специфических признаков нет - двигатель начинает работать как и при многих других неисправностях, появляются вибрации и посторонние шумы. При этом данные признаки указывают на масляное голодание только косвенно.
Частично решение проблемы наблюдается на зарубежных автомобилях-самосвалах. У них устанавливается датчик уровня масла и, соответственно, снимается первая причина масляного голодания. Водитель включает зажигание и на бортовом компьютере просматривает всю информацию по датчикам (применительно к VoLvo,
начиная с уровней жидкостей и заканчивая лампочками внешнего освещения).
Результаты и их обсуждение
Анализ известных способов показывает необходимость определения более глубоких связей структурного параметра с диагностическим для оценки технического состояния подшипников двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и условий их смазывания. Причиной снижения давления в системе смазки двигателей на номинальном режиме до Р = 0,2^0,3 МПа через 100^140 тыс. км может быть изнашивание подшипников.
Работоспособность подшипников, в основном, определяется условиями смазки и, в свою очередь, износы подшипников приводят к снижению давления в различных частях системы смазки. Поэтому в большинстве способов диагностирования степени износа подшипников
ДВС используют метод измерения давления в различных частях системы смазки.
В разработанном способе (рис. 2) безразборной диагностики степени износа подшипников ДВС предложено измерять давление в масляной магистрали на участке канала подвода масла к шатунным подшипникам по оси коленчатого вала после коренных при работе двигателя. Полученное значение на любом режиме должно быть больше 0. По сравнению с эталонным значением для новых ДВС определяют степень износа диагностируемых подшипников. Диагностика износа подшипников ДВС, таким образом, сводится к тому, что структурным параметром, связанным с износом подшипников ДВС, и одновременно определяющим работоспособность наиболее нагруженных и часто отказывающих шатунных подшипников, является давление масла на входе в шатунную полость [20, 21].
Рис. 2. Способ безразборной диагностики степени износа подшипников двигателя внутреннего сгорания: 1 - канал в шатунной шейке, 2 - канал подвода в шатунную полость, 3 - коленчатый вал, 4 - канал забора давления для измерения, 5 - переходная муфта для подключения датчика давления при диагностировании, 6 - канал в коренной шейке, 7 - коренная шейка, 8 - шатунная шейка
С ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя растут потери давления от инерционных сил; из-за износов увеличивается зазор в коренном подшипнике; а также при воздействии нагрузки величина относительного эксцентриситета в коренном подшипнике возрастает. Из-за этого увеличивается расход масла Ql через зазор в коренном подшипнике. При этом постоянно уменьшается подача масла через канал ко-ленвала до его оси.
Все это приводит к тому, что давление масла по оси коленвала будет уменьшаться. Одновременно увеличивается расход Q2 через мас-лоподающие отверстия и зазоры в шатунных подшипниках из-за роста величины зазоров вследствие износов. При этом соотношения расходов масла через подшипники и величина давления по оси коленвала постоянно снижается и
может равняться нулю, что является предельной величиной. Это измеряемое давление исполь-зу-ется в качестве структурного параметра при диагностировании. Из проведенных исследований установлено, что у новых двигателей эта величина давления составляет 0,2-0,3 МПа. Допустимым давлением можно принять 0,05 МПа, предельным 0,03 МПа.
Собранные экспериментальные статистические данные по износу и микрометражу деталей двигателей приведены в таблице 1.
Как следует из анализа данных, давление в системе смазки на номинальном режиме работы двигателя практически не изменяется до наработки 50 тыс. км. Это обусловлено работой редукционного клапана. В дальнейшем наблюдается закономерное снижение давления масла, что отражено в таблице.
Таблица 1
Параметры изменения показателей технического состояния элементов системы смазки дизелей КАМАЗ в процессе эксплуатации
Показатель технического состояния Параметр Критерий
Уо Ь Я2 Рр
Износ коренных шеек, мкм 14,98 0,0039 0,954 2,96
Износ шатунных шеек, мкм 9,73 0,0042 0,833 3,41
Износ коренных вкладышей, мкм 24,95 0,0046 0,975 3,92
Износ шатунных вкладышей, мкм 13,40 0,0048 0,986 3,25
Овальность коренных шеек, мкм 5,62 0,0050 0,976 5,11
Овальность шатунных шеек, мкм 4,44 0,0048 0,967 3,27
Зазор в коренных подшипниках, мкм 109,03 0,0025 0,983 3,01
Зазор в шатунных подшипниках, мкм 95,77 0,0025 0,983 2,64
Прогиб шатунных вкладышей, мкм 7,93 0,0069 0,967 4,78
Корсетность нижней головки шатуна, мкм 14,52 0,0062 0,970 3,83
Давление в системе смазки, МПа:
- при 2200 мин-1 (при пробеге до 50 тыс. км) 0,547 0,0022 0,976 2,97
(при пробеге более 50 - 90 тыс. км) 0,545 0,0020 0,951 2,18
(при пробеге более 90 - 120 тыс. км) 0,545 0,0019 0,861 3,61
- при 600 мин-1 0,256 0,0018 0,854 3,55
Примечание: Уо - показания датчика давления масла в системе смазки, МПа; и Ь - износ деталей системы смазки, мм; R2 - коэффициент детерминации (параметр достоверности); Fр - расчётное значение критерия Фишера; критическое (табличное) значение критерия Фишера Fр при доверительной вероятности 0,95 и объёме выборки п = 48 составляет 2,03, а при п = 64 - 1,97.
Для прогнозирования ресурса целесообразно использовать параметры, полученные обработкой данных после 50 тыс. км. Для режима холостого хода давление масла снижается сразу с начала эксплуатации.Судя по параметру R2, экспериментальные данные с высокой степенью достоверности соответствуют аналитическим зависимостям. Расчётные значения критерия Фишера значительно выше табличных (критических). Следовательно, с доверительной вероятностью 0,95 можно утверждать, что изменение приведённых показателей технического состояния параметров коленчатого вала в процессе эксплуатации значимо, а не обусловлено случайным сочетанием факторов.
Для информативности диагностического параметра состояния подшипников кривошипно-шатунного механизма предлагается алгоритм работоспособности, который составляется с учётом особенностей объекта, технологичности процесса и экономического критерия.
Экономический критерий: п
С = ^сгР1,
I
где С - средняя стоимость проверки; С; - результирующая стоимость проверки для нахождения отказавшего -го элемента; Р; - вероятность того, что отказ обусловлен ¿-м элементом.
В нашем случае алгоритм содержит следующие элементы (рис. 3): первый и второй блоки включают собой подготовительные операции и вывод на тестовый режим. В третьем блоке
диагностический параметр сравнивается с допустимым (желтая область на скоростной характеристике) при выполнении условия (зеленая зона) следует переход к седьмому блоку, то есть подготовке к эксплуатации.
Если условие три не выполняется, то идёт переход на горизонтальную ветвь алгоритма к диагностическому блоку четыре, где идёт сравнение диагностического параметра с предельным. При выполнении условия выполняется предупредительный ремонт (профилактика смазочной системы блок пять).
Разработанный алгоритм соответствует экономическому критерию, так как вероятность профилактики смазочной системы выше вероятности предупредительного ремонта подшипников коленчатого вала. Стоимость же профилактики смазочной системы значительно ниже, чем предупредительного ремонта подшипников коленчатого вала.
Об эффективности диагностирования можно судить по отношению удельных затрат при предупредительном ремонте с диагностированием к удельным затратам при предупредительном ремонте без диагностирования при назначенной наработке С2.
„ _ c■q+d■P п _ d
С — 1 ; с? — -,
1 ^-р+^вд^ 2 1
где С - стоимость устранения отказа; q - вероятность отказа; Р - вероятность безотказной работы; 1р - периодичность ремонта; f(l) - плотность распределения ресурса; d - стоимость предупредительного ремонта; Г - средняя наработка на отказ.
Рис. 3. Алгоритм диагностирования смазочной системы и подшипников коленчатого вала: 1 - внешний осмотр, вывод на рабочий режим, прослушивание ДВС; 2 - установка диагностической аппаратуры и вывод на рабочий режим диагностирования (проводится при отсутствии встроенной
аппаратуры); 3 - контроль давления в смазочной системе; 4 - диагностирование давления в смазочной системе; 5 - предупредительный ремонт смазочной системы (промывка и очистка элементов, регулировка клапанов); 6 - предупредительный ремонт подшипников коленчатого вала (замена вкладышей и другие сопутствующие работы); 7 - эксплуатация
Анализ затрат на устранение отказов и на их предупреждение показали, что их отношение (коэффициент опасности отказа) составляет в среднем 8-10, а коэффициент вариации ресурса 0,4. При этом сравнительная эффективность диагностирования составляет 3,2-3,7.
Как показал анализ затрат средств, труда и времени на обеспечение работоспособности двигателей КАМАЗ, трудоемкость ремонта ниже в 2,8 раза, простой в ремонте в 1,62 раза, затраты средств в 2,75 раза. Доля затрат на двигатели составляет в среднем 34,4 % всех затрат по автомобилю, из которых по смазочной системе и подшипникам коленчатого вала приходиться 7,6 %, а доля затрат на техническое обслуживание и ремонт в себестоимости перевозок составляет в среднем 18 %. С учётом этих значений снижение себестоимости перевозок при рекомендуемой стоимости работ по смазочной системе и подшипникам коленчатого вала 1,36 %.
Выводы
Измерение давления масла в системе смазки на участке канала для подвода масла к шатунным
подшипникам, а именно в зоне оси коленчатого вала после коренных шеек, позволяет оценить техническое состояние коленчатого вала двигателя. Так наличие износов деталей системы увеличивает зазор в коренном подшипнике и при наличии нагрузки появляется относительный эксцентриситет оси шатуна в коренном подшипнике. Из-за роста утечек уменьшается подача масла в канал коленчатого вала и снижается давление масла. Сравнением величин давлений масла для диагностируемого и нового двигателя определяют интегральную степень износа диагностируемых подшипников и производят оценку остаточного ресурса двигателя.
Экспериментальная проверка подтвердила правильность данной гипотезы. Разработанный алгоритм действий и методика анализа позволяют упростить оценку результатов. Использование предлагаемого способа оценки технического состояния ДВС позволяет достоверно с вероятностью 95 % определять состояние подшипников криво-шипно-шатунного механизма, а также прогнозировать время безаварийной работы двигателя.
Литература.
1. Биниязов А.М., Баяхов А.Н., Бектилевов А.Ю., Захаров В.П., Сарсенбаева Л.К. Поддержание эксплуатации автомобильных форсированных дизелей с обеспечением функционального состояния системы смазки в процессе эксплуатации. Международный журнал исследований и разработок в области машиностроения и производства, 2019, № 9 (3), IJMPERDJUN2019188, с. 1761-1768. http://www.tjprc.org/view_ paper.phpid=11623.
2. Кривошапов С. Разработка поршневого расходомера топлива на базе микроконтроллера и его использование для диагностики автомобилей. Технические документы SAE, 2021, № 01, р.1150. https://doi.org/10.4271/2021-01-1150.
3. Гриценко А.В., Шепелев В.Д., Николаев В.Н. Исследование технического состояния датчиков массового расхода воздуха в режимах испытаний при различных частотах вращения коленчатого вала ДВС. Конспект лекций по машиностроению, 2022. DOI: 10.1007/978-3-030-85233-7_33, с. 278-285.
4. Шепелев В., Гриценко А., Салимоненко Г. Контроль выбросов углеводородов при изменении технического состояния выхлопной системы современных автомобилей. FME Transactions, 2021, № 49 (3), с. 749-755. doi:10.5937/fme2103749S.
5. Иванов А.К., Абызов О.В., Галышев Ю.В. Метод оценки работы каталитического нейтрализатора автомобильного двигателя с искровым зажиганием в условиях эксплуатации. Конспект лекций по машиностроению, 2021, с. 902-910. DOI: 10.1051/e3sconf/202016403018.
6. Иванов А., Коновалов В., Лянденбурский В., Родионов Ю., Захаров Ю. Программа обучения диагностике дизельных двигателей. Сеть конференций E3S, 2020, 164, 12009. https://doi.org/10.1051/ e3sconf/202016412009.
7. Лянденбурский В.В., Тарасов А.И., Нефедов М.В., Боровков В.Н., Коновалов В.В. (2015) Анализ неисправностей главной передачи автомобилей КАМАЗ. Современные инженерные науки, 2015, т. 8, № 5-8, с. 329-333. http://www.m-hikari.com/ces/ces2015/ces5-8-2015/lyandenburskiy CES5-8-2015-1.pdf.
8. Класс И.Ю., Павлов В.С., Турнецкая Е.Л. Моделирование оперативной диагностики тормозной системы автомобиля. Волновая электроника и ее применение в информационных и телекоммуникационных системах, WECONF 2021 - Материалы конференции 9470621. DOI: 10.1109 / WEC0NF51603. 2021.9470621.
9. Ломан, М., Шаркан, Б., Скруканы, Т. Влияние использования круиз-контроля на потребление транспортных средств. LOGI - Научный журнал по транспорту и логистике, 2021, № 12 (1), с. 13-24. DOI: 10.2478/logi-2021-0002.
10. Каннистра, П.В.Я., Фарамонди, Л., Яннелло, Г., Сетола, Р., Воллеро, Л. Бортовая диагностика автомобиля с помощью смартфона. Международный семинар IEEE по метрологии для автомобилей, MetroAutomotive, 2021 - Proceedings, p. 7-12. DOI: 10.1109/MetroAutomotive50197.2021.9502888.
11. Гоял П., Фегаде С., Дабхилкар Д., Петкар С. Симулятор неисправности автомобильного двигателя. 2019 IEEE Bombay Section Signature Conference, IBSSC, 2019, январь, 8973013. DOI: 10.1109/IBSSC47189.2019.8973013.
12. Каннадхасан, А. (2021) Автомобили с самодиагностикой: использование информационно-развлекательного электронного блока управления. Технические документы SAE, 2021, № 26, p. 0027. https://doi.org/10.4271/2021-26-0027.
13. Калвар А., Агарвал А.К. Оптическая диагностика бензиновых двигателей с непосредственным впрыском. Энергетика, окружающая среда и устойчивость, 2022, с. 201-241. DOI: 10.1007/978-981-16-8418-0_7.
14. Брамбилла, Л., Шалансон, Б., Рода Бух, А., Рапп, Г., Мишлер, С. Методы акустической эмиссии для обнаружения смоделированных отказов в двигателях исторических автомобилей. Европейский физический журнал плюс, 2021, № 136 (6), с. 641. DOI: 10.1140 / epjp / s13360-021-01611-9.
15. Лю, Ю., Ли, Ю., Тиан, Т. Разработка и применение модели Ring-Pack, объединяющей глобальные и локальные процессы. Часть 2: Смазка кольцевого вкладыша. Международный журнал двигателей SAE, 2017, № 10 (4), с. 1969-1983. DOI: 10.4271/2017-01-1047.
16. Лу, Ю., Лю, К., Чжан, Ю., Ду, Ю., Мюллер, Н. Оценка трибологических характеристик системы кольцо/гильза при дезактивации цилиндра с учетом деформации гильзы цилиндра и подачи масла. PLoS ONE, 2018, № 13 (9), e0204179. https://dоi.оrg/10.1371/joumaL.pone.0204179
17. Панкратов Д.Л., Денисов А.С., Кустов В.В., Кулаков А.Т., Гафиятуллин А.А. Индикатор неразрывности потока жидкости: патент на полезную модель, 2007, август, №70703. №20007132317.
18. Денисов А.С., Крупенин А.М. Изменение технического состояния двигателей КАМАЗ-740 в процессе эксплуатации. Повышение эффективности использования автомобильного транспорта: межвузовский научный сборник, 1982, c. 18-25.
19. Патент РФ на изобретение №2221964. Индикатор неразрывности потока жидкости. Н.И. Светличный, А.Т. Кулаков, Р.Т. Тазеев, А.А. Гафиятуллин, С.В. Сибиряков, А.С. Денисов, 2004, 8 с.
20. Денисов А.С., Кулаков А.Т., Гафиятуллин А.А. Оценка неразрывности потока масла к шатунным подшипникам двигателя. Проблемы транспорта и транспортного строительства: сборник научных трудов. Саратов, 2005, c. 72-76.
21. Халиуллин Ф., Матяшин А., Мартышев А., Давыдов Н. Метод безразборной диагностики автомобильных двигателей на основе импульсных функций их систем. Инжиниринг для развития села, 2021, № 20, с. 1219-1226. DOI: 10.22616/erdev.2021.20.tf269.
UDC 621.865.8
DOI 10.36461/NP.2022.64.4.003
MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF THE ENGINE BY PRESSURE IN THE LUBRICATION SYSTEM OF KAMAZ VEHICLES
V.V. Lyandenbursky1, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor; A.T. Kulakov2, Doctor of Technical Sciences, Professor; K.Z. Kukhmazov3, Doctor of Technical Sciences, Professor; V.V. Konovalov4, Doctor of Technical Sciences, Professor
1 Federal State Budgetary Educational. Institution of Higher Education "Penza State University of Architecture and Construction", Penza, Russia; 2 Naberezhnye Chelny Institute branch of the Federal State Independent Educational Institution of Higher Education "Kazan Federal University", Kazan, Russia; 3 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Penza State Agrarian University", Penza, Russia, tel. 8(8412) 65-82-42 E-mail: kuhmazov.k.z@pgau.ru; 4 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Penza State Technological University", Penza, Russia
The purpose of the study was to develop a methodology for non-dismountable determination of the technical condition of the crankshaft of KAMAZ diesel engines during its operation. The research methodology viewed the following: modernization of the diagnosis of the lubrication system of KAMAZ vehicles by installing a pressure sensor in the crankcase of an engine; development and application of a method for the non-dismount-able diagnostics of the degree of wear of the bearings of an internal combustion engine (ICE) by measuring the pressure in the oil line during engine operation; experimental testing of the hypothesis and subsequent analysis of the results of part wear. Measuring the oil pressure in the lubrication system at the section of the oil supply bore to the connecting rod bearings, namely in the area of the crankshaft axis after the main journals, enables the technical condition of the engine crankshaft to be assessed. The presence of wear of the system parts increases the clearance in the main bearing and, under load, there is a relative eccentricity of the connecting rod axle in the main bearing. Increased leakage reduces the oil supply to the crankshaft bore and lowers the oil pressure. By comparing the oil pressures of the diagnosed and the new engines, the integral degree of wear of the diagnosed bearings is determined and the remaining service life of the engine is assessed. Experimental verification confirmed that this hypothesis is true. The application of the proposed method for assessing the technical condition of the ICE makes it possible to reliably determine the condition of the crank connecting-rod gear with 95% probability, as well as to predict the time of trouble-free engine operation.
Keywords: car, lubrication system, sensor, on-board diagnosis, slider crank mechanism bearing.
References
1. Biniyazov A.M., Bayakhov A.N., BektiLevov A.Yu., Zakharov V.P., Sarsenbayeva L.K. Maintenance of operation activity of automobile forced diesels with ensuring the functional state of the Lubrication system during operation. International Journal of Research and Development in the Field of Mechanical Engineering and Manufacturing, 2019, No. 9 (3), IJMPERDJUN2019188, pp. 1761-1768. http://www.tjprc.org/view_ pa-per.phpid=11623.
2. Krivoshapov S. Development of a piston fuel flow meter based on a microcontroller and its use for car diagnostics. SAE Technical Documents, 2021, No. 01, p.1150. https://doi.org/L0.4271/2021-01-1150 .
3. Gritsenko A.V., ShepeLev V.D., NikoLaev V.N. Investigation of the technical condition of mass air flow sensors in test conditions at different crankshaft speeds of the IC engine. Lecture notes on Mechanical Engineering, 2022. DOI: 10.1007/978-3-030-85233-7_33, c. 278-285.
4. ShepeLev V., Gritsenko A., SaLimonenko G. Control of hydrocarbon emissions when changing the technical condition of the exhaust system of modern automobiles. FME Transactions, 2021, № 49 (3), pp. 749-755. doi:10.5937/fme2103749S.
5. Ivanov A.K., Abyzov O.V., GaLyshev Yu.V. Assessment method for the operation of the cataLytic converter of a spark-ignited automobiLe engine under operating conditions. Lecture notes on MechanicaL Engineering, 2021, pp. 902-910. DOI: 10.1051/e3sconf/202016403018.
6. Ivanov A., KonovaLov V., Lyandenbursky V., Rodionov Yu., Zakharov Yu. DieseL engine diagnostics training programme. E3S Web of Conferences, 2020, 164, 12009. https://doi.org/10.1051/e3sconf/ 202016412009 .
I. Lyandenbursky V.V., Tarasov A.I., Nefedov M.V., Borovkov V.N., KonovaLov V.V. (2015) Analysis of malfunctions of the main transmission of KAMAZ vehicles. Modern Engineering Sciences, 2015, vol. 8, No. 5-8, pp. 329-333. http://www.m-hikari.com/ces/ces2015/ces5-8-2015/Lyandenburskiy CES5-8-2015-1 .pdf.
8. KLass I.Yu., Pavlov V.S., Turnetskaya E.L. Modelling of operational diagnostics of the automobile braking system. Wave electronics and its application in information and telecommunication systems, WECONF 2021
- Conference Proceedings 9410621. DOI: 10.1109 / WEC0NF51603.2021.9410621.
9. Loman, M., Sharkan, B., Skrukany, T. The impact of cruise control use on vehicle consumption. LOGI
- Scientific Journal on Transport and Logistics, 2021, No. 12 (1), pp. 13-24. DOI: 10.2418/logi-2021-0002.
10. Kannistra, P.V.Ya., Faramondi, L., Yannello, G., Setola, R., Vollero, L. On-board vehicle diagnostics via smartphone. The IEEE International Workshop on Metrology for Automotive, MetroAutomotive, 2021 -Proceedings, pp. 1-12. DOI: 10.1109/MetroAutomotive50197.2021.9502888.
II. Goyal P., Fegade S., Dabhilkar D., Petkar S. Car engine fault simulator. 2019 IEEE Bombay Section Signature Conference, IBSSC, 2019, January, 8913013. DOI: 10.1109/IBSSC41189.2019.8913013.
12. Kannadhasan, A. (2021) Self-diagnostic cars: the use of an electronic infotainment control unit. SAE Technical Documents, 2021, No. 26, p. 0021. https://doi.org/L0.4211/2021-26-0021 .
13. Kalvar A., Agarval A.K. Optical diagnostics for direct injection petrol engines. Energetics, Environment and Sustainability, 2022, pp. 201-241. DOI: 10.1001/918-981-16-8418-0_1.
14. Brambilla, L., Chalanson, B., Roda Buch, A., Rapp, G., Mishler, S. Acoustic emission techniques for the detection of modelled failures in historic car engines. European Journal of Physics Plus, 2021, No. 136 (6), p. 641. DOI: 10.1140 / epjp / s13360-021-01611-9.
15. Liu, Yu, Li, Yu, Tian, T. Development and application of a Ring-Pack model that integrates global and local processes. Part 2: Lubrication of a ring liner. SAE International Journal of Engines, 2011, No. 10 (4), pp. 1969-1983. DOI: 10.4211/2011-01-1041.
16. Lu, Yu., Liu, K., Zhang, Yu., Du, Yu., Muller, N. Assessment of the tribological characteristics of the ring/sleeve system during the deactivation of a cylinder, taking into account the cylinder sleeve deformation and oiL supply. PLoS ONE, 2018, № 13 (9), e0204179. https://doi.org/10.1311/journal.pone.0204119
11. Pankratov D.L., Denisov A.S., Kustov V.V., Kulakov A.T., Gafiyatullin A.A. Liquid flow continuity indicator: Utility Model Patent, 2001, August, No. 10103. No. 20001132311.
18. Denisov A.S., Krupenin A.M. Changes in the technical condition of the KAMAZ-140 engines during operation. Improving the efficiency of the use of motor transport: Interuniversity Scientific Collection, 1982, pp. 18-25., 1982, pp. 18-25.
19. RF patent for the invention No. 2221964. Liquid flow continuity indicator. N.I. Svetlichny, A.T. Kulakov, R.T. Tazeev, A.A. Gafiyatullin, S.V. Sibiryakov, A.S. Denisov, 2004, p. 8.
20. Denisov A.S., Kulakov A.T., Gafiyatullin A.A. Assessment of the continuity of oil flow to the engine's connecting rod bearings. Problems of transport and transport construction: Collection of Scientific Papers. Saratov, 2005, pp. 12-16.
21. Khaliullin F., Matyashin A., Martyshev A., Davydov N. Method of non-dismountable diagnostics of car engines based on pulse functions of their systems. Inzhiniring dlya razvitiya sela, 2021, No. 20, pp. 12191226. DOI: 10.22616/erdev.2021.20.tf269.
