CC BY
216
УДК 629.113.004.5
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ
А. С. Бектемиров1, О. Л. Маломыжев2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предложена методика определения причин возникновения неисправностей деталей цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания, позволяющая снизить вероятность их повторения путём корректирования: режимов технического обслуживания; технологии ремонтных работ; правил эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта. Ил. 4. Табл. 2. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: автомобильные двигатели; цилиндро-поршневая группа; неисправности деталей; экспертиза.
EXAMINATION PROCEDURE FOR CYLINDER-PISTON GROUP OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES TO DETERMINE CAUSES OF TROUBLESHOOTING A.S. Bektemirov, O.L. Malomyzhev
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors propose the procedure to determine the causes of part malfunctions of cylinder-piston group of internal combustion engines. This procedure allows to reduce the probability of their repetition by adjusting the regimes of maintenance, repair technology, operation rules of automobile transport. 4 figures. 2 tables. 3 sources.
Key words: automobile engines; cylinder-piston group; malfunction of parts; examination.
В процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания возникают различные неисправности деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ). Если в двигателе возникла неисправность ЦПГ, актуальной задачей является установление причины, её вызвавшей. Если причину возникновения неисправности ЦПГ удаётся установить, это позволяет снизить вероятность её повторного возникновения и улучшить эффективность технической эксплуатации автомобильного транспорта.
Необходимость проведения экспертизы может также быть обусловлена возникновением конфликтной ситуации между продавцом и покупателем автомобиля (двигателя) в гарантийный период эксплуатации, между владельцем автомобиля (двигателя) и автообслуживающим или авторемонтным предприятием в послегарантийный период.
Предлагаемая методика проведения экспертизы цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания разработана на базе многолетнего опыта экспертной работы научно-учебно-экспертного и консультационного центра технической эксплуатации, обслуживания и ремонта автомобилей (НУЭКЦ "Автотранспортные технологии") Иркутского государствен-
ного технического университета.
Экспертные исследования представляют собой сочетание логического анализа и инженерных расчетов. В зависимости от вида неисправности ЦПГ, её сложности и вопросов, поставленных на разрешение, исследования могут иметь различный характер. В большинстве случаев процесс производства экспертизы можно разделить на следующие этапы:
1) изучение технической характеристики двигателя, его конструктивных, диагностических параметров и условий сборки, особенностей конструкции двигателя;
2) выяснение обстоятельств, при которых возникла неисправность, а также условий эксплуатации двигателя, предшествующих возникновению неисправности;
3) подбор диагностического оборудования и средств измерения;
4) проведение диагностирования двигателя и измерения значений его конструктивных параметров;
5) формулирование выводов;
6) составление и оформление экспертного заключения.
Причины возникновения неисправностей можно классифицировать как [3]:
1 Бектемиров Амир Саидбаддалович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, тел.: (3952) 405136, e-mail: bektemir@istu.edu
Bektemirov Amir Saidbaddalovich, Candidate of technical sciences, associate professor of the chair of Automobile Transport, tel.: (3952) 405136, e-mail: bektemir@istu.edu
2Маломыжев Олег Львович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, тел.: (3952) 405136, e-mail: olegm@istu.edu
Malomyzhev Oleg Lvovich, Candidate of technical sciences, associate professor of the chair of Automobile Transport, tel.: (3952) 405136, e-mail: olegm@istu.edu
конструктивные - возникающие из-за несовершенства конструкции;
производственные - появляющиеся от нарушения технологии производства или ремонта;
эксплуатационные - образующиеся при нарушении правил эксплуатации (перегрузки, применения несоответствующих сортов масел, топлива и т. д.).
Если в двигателе не произошло существенных разрушений ЦПГ (возможен запуск двигателя) необходимо оценить значения его диагностических параметров [2]:
тяговой силы на ведущих колёсах; токсичности отработавших газов; виброакустики; герметичности ЦПГ; качества моторного масла. Значения диагностических параметров оценивают с применением следующего оборудования: стенда тяговых качеств; газоанализатора и дымомера; стетоскопа, датчиков пьезоэлектрических; компрессометров, приборов для проверки герметичности ЦПГ по утечкам сжатого воздуха; спектрометра.
Значения измеренных параметров, полученные в результате процесса диагностирования, сводят в таблицу, в которой также представляют нормативные значения этих параметров. В качестве примера в табл. 1 приведены значения компрессии двигателя ЯМЗ-238М2.
Таблица 1 Компрессия в цилиндрах двигателя ЯМЗ-238М2
Номер Измеренная
цилиндра компрессия,
кг/см2
1 26
2 24
3 25
4 25
5 24
6 24
7 24
8 26
Примечание: нормативная компрессия (кг/см) > 23.
Сравнение измеренных значений диагностических параметров с нормативными значениями позволяет сделать заключение о техническом состоянии ЦПГ -двигатель исправен или необходимо проведение дальнейших исследований.
Если в двигателе произошли существенные разрушения ЦПГ (запуск двигателя не возможен) или значения диагностических параметров не соответствуют нормативным значениям, необходима разборка двигателя [1].
В процессе разборки неисправного двигателя необходимо определить наличие механических повреждений и вести контроль соблюдения технологии сборки:
• визуальным осмотром установить отсутствие внешних механических повреждений двигателя (пример разрушения блока цилиндров представлен на рис. 1);
Рис. 1. Пробой боковой поверхности блока цилиндров шатуном
• измерить моменты затяжки резьбовых соединений, что обязательно для гаек (болтов) крепления головки блока цилиндров, крышек шатунов;
• взвесить поршни, поршневые пальцы и кольца, стопорные кольца для каждого из цилиндров двигателя;
• проконтролировать деформацию плоскости головки блока, прилегающей к блоку (пример деформированной головки цилиндров приведён на рис. 2);
\\
"Л V Ч
д 1 Л
ж
■Е г/
Рис. 2. Деформация головки блока в результате перегрева
• визуальным осмотром установить: наличие механических повреждений на жаровой поверхности головки, сёдел и тарелок клапанов, распылителей форсунок; состояние прокладки головки цилиндров (пример разрушения головки цилиндров приведён на рис. 3);
Рис. 3. Разрушения жаровой поверхности головки, седла клапана, распылителя форсунки
Таблица 2
Диаметры цилиндров, поршней и зазоров между ними ЦПГ двигателя ЯМЗ-238_
Номе ра цилиндров и их диаметры, мм
1 2 3 4 5 6 7 8
130,00 129,89 129,98 130,18 130,01 130,00 129,98 129,98
Номер поршня и наибольший диамет р юбки, мм
1 2 3 4 5 6 7 8
129,85 129,87 129,84 129,83 129,85 129,86 129,85 129,86
Измеренные (вычисленные) зазоры в сопряжениях поршень - цилиндр, мм
1 2 3 4 5 6 7 8
0,15 0,02 0,14 0,35 0,16 0,14 0,13 0,12
Нормативные зазоры в сопряжениях поршень - цилиндр, мм
1 2 3 4 5 6 7 8
0,19 - 0,21
• визуально определить состояние цилиндров, поршней, поршневых колец (пример механических повреждений поршня и поршневых колец приведён на рис. 4).
Рис. 4. Механические повреждения поршня и поршневых колец
• измерить диаметры цилиндров (для контроля овальности и износа), диаметры поршней (для контроля формы и износа);
• измерить зазоры между поршнями и цилиндрами, между кольцами и поверхностями кольцевых канавок, в стыке поршневых колец;
• измерить диаметры поршневых пальцев и отверстий под поршневые пальцы в бобышках поршней.
Зазоры в сопрягаемых деталях (поршень - цилиндр, поршневое кольцо - поршневая канавка) можно измерять с помощью щупа или вычислить их значение по разности размеров сопрягаемых деталей. Например, зазор ЛБ в сопряжении поршень - цилиндр можно рассчитать по формуле
ЛБ = йц - йп ,
где йц - диаметр цилиндра, мм; йп - диаметр поршня, мм.
Полученные в результате процесса измерения и (или) вычисления зазоры в сопряжениях поршень -цилиндр сводят в таблицу, в которой, также представ-
ляют нормативные значения этих зазоров. В качестве примера в табл. 2 приведены значения диаметров цилиндров, поршней и зазоров между ними.
Неисправности деталей ЦПГ, выявленные в результате разборки двигателя, контроля соблюдения технологии сборки и визуального осмотра, подвергаются дальнейшему исследованию для выяснения причин их возникновения.
Конструктивные причины возникновения неисправностей встречаются крайне редко, поскольку, как правило, в процессе конструирования двигателей внутреннего сгорания такие неисправности устраняются в процессе испытания и доводки двигателя.
Производственные причины возникновения неисправностей:
- применение некачественных или не соответствующих техническим условиям материалов;
- нарушение технологии изготовления деталей, несоответствие геометрических форм и размеров требованиям технической документации - недопустимая овальность и конусность цилиндров, поршней, поршневых пальцев, а также недостаточная упругость поршневых колец и несоответствие их геометрических размеров требованиям технической документации;
- нарушение технологии сборки, несоблюдение зазоров в сопряжениях: поршень - цилиндр, поршневой палец - отверстия в бобышках поршня, поршневые кольца - канавки поршневых колец, зазор в стыке поршневых колец, недопустимое различие веса поршней в сборе с кольцами и поршневыми пальцами.
Эксплуатационные причины возникновения неисправностей:
• применение некачественных или не соответствующих техническим условиям эксплуатационных материалов (моторное масло, топливо, охлаждающая жидкость);
Irai
Транспорт
• нарушение рекомендуемых в технической доку- Предложенная методика проведения экспертизы ментации скоростных и нагрузочных режимов в про- цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего цессе обкатки; сгорания, подтверждённая многолетним опытом её
• отклонение теплового режима работы двигателя применения, позволяет установить истинные причины (перегрев); возникших неисправностей, что снижает вероятность
• нарушение режимов технического обслуживания, их повторения путём корректирования режимов техни-несвоевременное выполнение ремонтных работ. ческого обслуживания; технологии ремонтных работ;
правил эксплуатации подвижного состава автомобильного транспорта.
Библиографический список
1. Беднарский В.В. Организация капитального ремонта ав- 3. Положение о техническом обслуживании и ремонте под-томобилей. М.: Феникс, 2005. 592 с. вижного состава автомобильного транспорта. М.: Транспорт,
2. Шатров М.Г., Морозов К.А. Автомобильные двигатели. М.: 1986. 74 с ИЦ Академия, 2010. 464 с. .
УДК 629.7.01
ВЛИЯНИЕ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ЧАСТЕЙ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ ЭКРАНОПЛАНА СХЕМЫ «УТКА» НА КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
И. О. Бобарика1, И. Н. Гусев2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Определены возможные изменения аэродинамических характеристик, габаритных размеров и весовых параметров экраноплана схемы «утка» при рациональном взаимном расположении несущих поверхностей с учётом их интерференции при сохранении устойчивости аппарата. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: экраноплан; рациональное проектирование; устойчивость.
EFFECT OF RELATIVE LOCATION OF THE BEARING SYSTEM PARTS OF «UTKA» EKRANOPLAN ON DESIGN
PARAMETERS
I.O. Bobarika, I.N. Gusev
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors determine possible changes of aerodynamic characteristics, dimensions and weight parameters of «UTKA» ekranoplan under rational mutual arrangement of bearing surfaces with regard to their interference, while maintaining the stability of the apparatus. 4 sources.
Key words: ekranoplan; rational design; sustainability.
При проектировании летательного аппарата (ЛА) процесс выбора конструктивных параметров происходит поэтапно с постоянным их уточнением на каждом из этапов. Однако общая концепция аппарата закладывается на этапе анализа технического задания и выбора концепции.
В рамках диссертационных работ [1, 2] выполнен поиск рациональных взаимных расположений частей несущей системы экраноплана для обеспечения максимальной подъёмной силы с учётом интерференции несущих поверхностей при обеспечении устойчивости аппарата. Результаты, полученные в ходе исследований, позволяют рассматривать возможность их ис-
пользования как на этапе эскизного проектирования, так и на более ранних этапах. При этом полученные результаты дают возможность корректировки соотношений масс и размеров различных частей проектируемого аппарата с учётом улучшений свойств несущей системы, что, в свою очередь, сказывается на общих характеристиках проектируемого аппарата.
В частности, в соответствии с проведёнными исследованиями при рациональном взаимном расположении несущих поверхностей (НП) отсутствует необходимость в фюзеляже большого удлинения (аппараты серии АДП), что, в свою очередь, уменьшает массу конструкции фюзеляжа. Кроме того, уменьшение дли-
1 Бобарика Игорь Олегович, старший преподаватель, тел.: 89148845679, e-mail: MegusMC@mail.ru. Bobarika Igor Olegovich, senior lecturer, tel.: 89148845679, e-mail: MegusMC@mail.ru.
2Гусев Игорь Николаевич, кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой самолетостроения и эксплуатации авиационной техники, тел.: (3952) 405130, e-mail: Gusev@istu.edu
Gusev Igor Nikolaevich, Candidate of technical sciences, associate professor, Head of the chair of Aircraft Construction and Maintenance, tel.: (3952) 405130, e-mail: Gusev@istu.edu
