Диагностика дизельных двигателей: топливная система, цилиндропоршневая группа и другие элементы

Диагностика цилиндропоршневой группы двигателя

Изнашивание трущихся частей цилиндров и внешнего края поршневых колец — это то, к чему со временем приходит двигатель в результате его эксплуатации.

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ) уже не обеспечивает нормальную компрессионость. Cледствием являются:

  • затруднённый запуск мотора,
  • снижение его мощности,
  • повышенный сверх нормы расход ГСМ,
  • высокая загрязнённость выхлопа (машина «коптит»).

Диагностика позволяет оценить новые параметры двигательной системы и определить способы для её нормализации.

Методы диагностики

Измерение давления внутри цилиндров.

Самый распространённый метод среди диагностов.

Давление сжатия, которое развивают поршни, определяется компрессометром. Прибор представляет собой полую металлическую трубку. На один её конец навинчен манометр. На другом может быть:

  1. резиновый переходник под отверстия дизельных форсунок;
  2. резьбовая нарезка для ввинчивания в гнёзда свечей зажигания (у карбюраторов).

Существуют и универсальные аппараты. Они предназначены для использования в обоих вариантах.

Как производятся измерения

  • запускается двигатель, прогревается до средней температуры (75-90С);
  • снимаются все свечи (форсунки),
  • в их гнёзда (поочерёдно) вставляется компрессометр,
  • коленчатый вал с закреплённой на нём ЦПГ прокручивается стартером,
  • замеряется давление в камере сгорания (преимущественно на такте «сжатия» и «рабочего хода»),
  • данные сравниваются с нормативами.

Недостатки метода

Замеривание давления внутри цилиндров констатирует следствия, но не объясняет причин их возникновения.

Типичные причины снижения давления в цилиндрах

  1. Проблемы в клапанной системе:
    — изношенность втулок;
    — прогорание давящей оконечности поршня;
    — появление излишнего зазора между сёдлом и прилегающей к нему частью клапана.
  2. Дефекты в районе головки, сопряжённой с блоком Цилиндров (БЦ):
    — искривление геометрии плоскости, примыкающей к блоку;
    — повреждение или недостаточная затянутость прокладки.
  3. Поршневые кольца:
    — изнашивание,
    — поломка на мелкие фрагменты,
    — утрата гибкости («закоксовывание»).
  4. Внутренняя поверхность цилиндра:
    — выработка в рабочей зоне,
    — механические повреждения «зеркала» поломанными кольцами.

Вспомогательные методы оценки работоспособности ЦПГ

По расходу картерных газов

Показания снимаются индикаторными приборами типа КИ-13761.

Таким образом, оценивается работоспособность цилиндропоршневой группы. Причём — только ориентировочно, без выявления конкретных причин тех или иных дефектов.

Пневмотестирование

Определение локализации цилиндра, дающего сбои в работе:

  • выворачиваются свечи зажигания (или форсунки у дизеля);
  • поршни поочерёдно выставляются в верхнее и нижнее положение;
  • через уплотнитель внутрь полости компрессором закачивается воздух,
  • подача прекращается,
  • замеряется время, в течение которого давление падает; показатели сравниваются с нормой.

Определить степень изношенности ЦПГ с помощью пневматики нельзя.

Вакуумная диагностика

Для проведения вакуумного анализа применяется специальный анализатор, определяющий герметичность цилиндра.

Это прибор, который позволяет определить техническое состояние:

  • ЦПГ,
  • уплотнительных и маслосъёмных колец,
  • распределительной клапанной группы, обеспечивающей впусковой и выпускной моменты работы мотора.

Как пользоваться анализатором

  • прогреть мотор,
  • снять все свечи зажигания (или форсунки),
  • отключить разъёмы коммутатора,
  • стартером прокрутить несколько раз двигатель (выдуть грязь из всех цилиндров),
  • через переходное устройство, адаптированное под гнёзда свечей (форсунок), подключить анализатор,
  • замерить величину полного и остаточного вакуумного разрежения при стартерной прокрутке коленвала.

Что позволяет выяснить вакуумное разрежение

  1. Полное:
    — изношенность гильзы,
    — «притёртость» клапана к седлу;
  2. Остаточное разрежение:
    — эффективность маслосъёмных и компрессионных колец.

Ремонт ЦПГ производится после сопоставления показателей по всем диагностическим методикам. Уровень его может быть:

  • капитальным (в случае полного износа цилиндропоршневой группы),
  • частичным (например, просто замена колец).

Вакуумный метод на практике показал себя наиболее точным в диагностике работы мотора.

Технология капитального ремонта

Работа начинается с разборки всего двигателя.

Последовательность разборки

  1. Сливаются тосол, масло
  2. Отсоединяются:
    — выхлопные патрубки («штаны»);
    — термостат, радиатор, отопитель салона, помпа
  3. Отвинчиваются:
    — картер,
    — головка БЦ,
    — КПП,
    — Масляный насос и задняя крышка коленчатого вала,
    — шатуны с поршнями,
    — сам коленвал;
  4. Освобождаются шатуны (выбиваются пальцы из поршней).

Выявление дефектов

Износ ЦПГ определяется визуально, а также при посредстве микрометра. Наиболее частые изъяны:

  1. в кольцах:
    — поломка,
    — истончение (увеличен зазор в стыках);
  2. в поршнях:
    — прогар в верхней части,
    — поломка межколечных перегородок;
  3. на гильзе:
    — выработка,
    — механическое повреждение (от сломанных колец, осколков перегородок).

Устранение неполадок

Замена поршневой группы является главным, но не единственным звеном в капитальном ремонте двигателя. Её сопровождают:

  1. Расточка блока цилиндров под один из стандартных размеров (больший, чем предыдущий);
  2. Подборка комплектов:
    — ремонтных колец,
    — поршней с монтажными пальцами для шатунов ;
  3. Растачивание под ремонтный стандарт коленвала;
  4. Покупка соответствующих вкладышей.

Сборка ДВС осуществляется в порядке обратном разборке:

  1. Собирается поршневая группа:
    — поршни с шатунами,
    — надеваются маслосъёмные, затем компрессионные кольца (зазоры не должны совпадать);
  2. Поршни погружаются в цилиндры через специальное приспособление, вжимающее оба кольца в поршневые пазы;
  3. Устанавливается коленвал;
  4. Шатуны с вкладышами один за одним закрепляются на нём дугообразными накладками с болтами;
  5. Возвращаются на место:
    — головка блока (с обязательно новой прокладкой),
    — масляный насос, задняя крышка коленчатого вала,
    — коробка передач,
    — картер,
    — выхлопные и охладительные патрубки;
  6. Заливаются:
    — свежее масло (с установкой нового масляного фильтра),
    — тосол;
  7. Двигатель прокручивается вручную (толканием автомобиля) или кратковременным запуском стартера. При этом происходит смазывание трущихся поверхностей цилиндров, исключающее задиры от трения сухой ЦПГ.
  8. Вкручиваются свечи (форсунки);
  9. Выставляется зажигание.
  10. Запускается мотор.
  11. В режиме «холостого хода» выявляются:
    — равномерность работы поршневой группы,
    — наличие посторонних звуков (например, недостаточно притянутого впускного коллектора),
    — утечки масла через сальники и прокладки,
    — герметичность патрубков охладительной системы.

Отсутствие претензий по оценочным параметрам свидетельствует, что двигатель полностью исправен и готов к использованию.

Заключение

Критичный износ вашего двигателя зависит от многих обстоятельств. Основные из них:

  • превышение номинальной величины километража, установленного производителем;
  • запуск мотора в холодную погоду, особенно в мороз (снижение ресурса может достигать 1000 км на каждый пуск);
  • качество масла.

Последний пункт особенно важен. Засор ЦПГ продуктами отработки в применяемой смазке увеличивает изношенность двигателя.

Назначение качественных масел не только в устранении трения в соприкасающихся частях мотора, но и в продлении его эксплуатации при любых температурах.

Остаётся только добавить, что масло и масляные фильтры нужно менять своевременно.

Андрей Гончаров, Эксперт рубрики «Ремонт автомобилей»

Диагностика дизельного двигателя автомобиля: тонкости и нюансы

Дизельный двигатель является достаточно надежным и проверенным временем типом ДВС. Однако, как и любой другой сложный механизм, дизели также имеют ряд определенных проблем. Как правило, большинство распространенных неполадок связаны не с самим мотором, а с его топливной системой.

Также хорошо известно, что дизельный агрегат является более выносливым и «ходит» дольше бензиновых аналогов до капитального ремонта. При этом на ресурс дизельного двигателя сильно влияет именно топливоподающая аппаратура, которая определяет качество его работы и общий срок службы.

Далее мы поговорим о том, для чего нужна и что показывает диагностика дизельного двигателя, как часто и в каких случаях ее проводить, а также почему регулярная диагностика топливной системы дизельных двигателей позволяет значительно продлить жизнь такому мотору.

Проверка дизельного двигателя и его систем: на что обратить внимание

Итак, на начальном этапе или в комплексе с проведением диагностических процедур следует обращать особое внимание на признаки, которые могут точнее указать на характер неисправности.

Другими словами, необходимо точно зафиксировать, как проявляется проблема. Например, если дизельный двигатель плохо заводится, тогда возможными причинами могут оказаться:

  • изношенные элементы внутри ТНВД;
  • неверно выставленный угол опережения впрыска;
  • изношены распылители на дизельных форсунках;
  • снижение давления впрыска дизтоплива;
  • завоздушивание топливной системы;
  • топливо подается в малом объеме из-за проблем с регулятором;
  • происходят сбои в работе подкачивающего топливного насоса;
  • неполадки свечей накаливания;
  • горючее парафинизируется в системе;

Если заметно снижение мощности дизеля, тогда также необходимо обратить внимание на следующие возможные причины:

  • износ плунжерных пар ТНВД и/или регулятора давления;
  • неправильная регулировка топливного насоса;
  • ненастроенный угол опережения впрыска;
  • неполадки или износ распылителей на форсунках;
  • низкое давления впрыска дизтоплива (неисправности системы питания или засорение фильтров);
  • проблемы с подкачивающим насосом;
  • воздух в топливных магистралях или других элементах;

Также добавим, что высокий расход топлива, жесткая работа дизеля или троение, черный, белый, сероватый выхлоп, рывки, провалы при разгоне, высокие обороты холостого хода или плавающие обороты, солярка в масле и другие симптомы и признаки также часто указывают на:

  • неправильный угол опережения впрыска;
  • износ плунжерных пар насоса высокого давления;
  • загрязнение или повреждение форсунок и распылителей;
  • грязный воздушный и/или топливный фильтр;
  • завоздушивание системы топливоподачи;
  • ранний или поздний впрыск дизтоплива;
  • нарушение смесеобразования;
  • пробой прокладки ГБЦ;
  • сбои в работе клапанного механизма и фаз ГРМ;
  • низкую компрессию по цилиндрам;

Еще в процессе диагностики нужно проверить состояние «обратки», так как сливной топливопровод от насоса к топливному баку может быть забит. Параллельно проверяется и давление картерных газов, система EGR.

Диагностика топливных систем дизельных двигателей

Как видно, хотя в дизельном моторе вполне могут выйти из строя клапана ГРМ, поршни или кольца, большинство неисправностей дизеля связаны именно с системой питания.

По этой причине проверка узлов и элементов топливной системы является первостепенной задачей.

Изношенными могут оказаться и нагнетательные клапаны, а еще распространенной ситуацией является нарушение правильной регулировки ТНВД. Как правило, к таким неполадкам приводят тяжелые условия эксплуатации, нарушение или игнорирование базовых рекомендаций по обслуживанию двигателя, а также использование дизтоплива низкого качества.

Среди основных методов диагностики специалисты выделяют три:

  1. Визуальный осмотр и анализ шумов во время работы ДВС.
  2. Замеры определенных параметров (давление топлива и т.п.).
  3. Компьютерная диагностика дизельного двигателя.

В первом случае можно быстро выявить серьезные неисправности, которые приводят к явным сбоям в работе силовой установки. Если мастер опытный, тогда одного визуального осмотра будет достаточно для оценки состояния двигателя, ответственных узлов топливоподающей аппаратуры и т.д.

Сделать выводы о состоянии ДВС позволяет воздушный фильтр, звук работы дизеля и ТНВД на ХХ и под нагрузкой, цвет выхлопных газов, внешний вид свечей накала и осмотр других элементов.

  • Во втором случае предполагается, что мастер локализовал проблему, однако необходимо более точное определение неполадки при помощи замеров ряда параметров, которые укажут на отклонения в работе той или иной системы или самого мотора.

Такая диагностика топливной системы дизельных двигателей и других узлов обычно проводится на машинах, где электронная диагностика при помощи сканеров невозможна (старый дизель с механическим ТНВД). В этом случае потребуется снять форсунки для их проверки, замерить компрессию, давления наддува, давление картерных газов, проверить фильтры, фазы газораспределения, установку приводных ремней, провести диагностику калильных свечей и т.д.

Например, замер компрессии в цилиндрах часто проводится, если дизель троит. Троение может указывать как на проблемы в системе питания, так и на неисправности в силовом агрегате. В ситуации, когда компрессия низкая, топливо не горит и цилиндр попросту не работает. Это значит, ремонтировать нужно не элементы топливоподачи, а сам двигатель.

  • Третий способ позволяет выявить сбои и поломки как в электронной системе управления двигателя (ЭСУД), так и целый ряд «механических» проблем. Компьютерная диагностика позволяет проверить работу датчиков и управляющей электроники, а также на основании анализа показаний от датчиков определить другие неисправности.

Что касается диагностики топливной аппаратуры дизельных двигателей, на начальном этапе производится анализ работы «электрической» части форсунок, также компьютерное сканирование определяет показатели температуры, производится замер параметров во время работы вакуумных устройств и т.д.

Читайте также  Лучшие электромобили в продаже 2018

Далее все собранные показания оцениваются, после чего компьютер выводит данные об ошибках, что позволяет приступить к устранению обнаруженных дефектов. Главным плюсом такой диагностики является простота, скорость работы, а также отсутствие необходимости разбирать двигатель и проводить дополнительные манипуляции.

Советы и рекомендации

Как уже было сказано выше, срок службы дизельного мотора сильно зависит от качества работы системы питания. Нарушения и сбои в работе указной системы не только влияют на эксплуатационные характеристики, но и могут привести к быстрой поломке ДВС.

При этом важно понимать, что ремонт дизеля является достаточно дорогим по сравнению с аналогами на бензине. С учетом вышесказанного становится понятно, что диагностика топливной системы дизельного двигателя должна проводиться не только уже после появления неисправностей, но и в профилактических целях.

Дело в том, что обнаружение проблем на начальной стадии позволяет избежать более серьезных поломок и дорогого ремонта. Обычно незначительные неисправности топливной системы быстро прогрессируют, что приводит к ремонту дизельных форсунок и топливного насоса высокого давления.

На многих СТО и сервисах по обслуживанию и ремонту дизелей имеется необходимое диагностическое оборудование для дизельных двигателей (механотестер, сканер и т.д.), что позволяет быстро проверить дизельную систему питания, производительность ТНВД при частичных и полных нагрузках, замерить давление топлива.

Что в итоге

Итак, хорошо известно, что дизельные двигатели обладают достаточно высоким уровнем надежности. Если владелец регулярно обслуживает мотор и следит за состоянием ДВС, своевременно меняет расходники и оперативно устраняет неисправности, тогда риск неожиданного выхода агрегата из строя минимален.

Как правило, прекращение эксплуатации и незамедлительная диагностика необходимы в таких случаях:

  • когда дизельный мотор начал дымить;
  • возникли малейшие проблемы с запуском;
  • отмечена жесткая и шумная работа;
  • пропала тяга и мощность;
  • агрегат начал троить или работать неустойчиво;

Напоследок также отметим, что мелкие поломки дизеля также возможны, однако они зачастую не могут быстро и значительно повлиять на ресурс и общее состояние агрегата данного типа.

Например, частой неполадкой подобного рода является некорректная работа клапана ЕГР, загрязнение сажевого фильтра, снижение пропускной способности топливного фильтра и т.д. В таких случаях диагностика и последующий ремонт могут быть выполнены самим владельцем автомобиля в условиях гаража.

Завоздушивание топливной системы дизеля: признаки неисправности и диагностика. Как самостоятельно найти место подсоса воздуха, способы решения проблемы.

Черный цвет выхлопа дизельного двигателя. Сажа из выхлопной трубы дизеля, причины неполного сгорания топлива. Определение основных неисправностей.

Синий выхлоп дизельного мотора, неисправности и причины появления сизого выхлопа дизеля. Износ цилиндропоршневой группы, компрессия, подача дизтоплива.

Почему дизельный двигатель дымит белым выхлопом. Белый выхлоп дизеля «на холодную» и после прогрева мотора. Основные причины, диагностика неисправностей.

Появление стуков на разных режимах работы дизеля. Диагностика неисправностей. Характер стуков кривошипно-шатунного механизма, ГРМ, топливной аппаратуры.

Признаки неработающего цилиндра (троение и вибрации) дизельного двигателя. Поиск неисправности: компрессия, дизельные форсунки, свечи накала, ТНВД и другие.

Проверка цилиндропоршневой группы. Проверка сжатым воздухом.

Состояние цилиндропоршневой группы (ЦПГ) определяется по величине давления сжатия или разрежения, результатам измерений неплотностей в камере сгорания и сопряжении гильза-поршень по величине утечек воздуха и прорыва газов в картер, а также по угару масла во время работы двигателя.

Диагностирование ЦПГ дизеля проводят при ТО-3 и перед ремонтом или поступлении заявки от машиниста. Основные косвенные признаки неисправного состояния ЦПГ — повышенный расход масла на угар и прорыв газов в картер, трудный пуск, снижение мощности двигателя.

Наибольшее распространение для оценки ЦПГ получил способ измерения количества газов, прорывающихся в картер. Количество газов измеряют индикатором КИ-13671. Для измерения количества газов двигатель прогревают до температуры жидкости в системе охлаждения 70 — 90°С, закрывают пробками отверстие сапуна, отверстие под масломерную линейку и подключают индикатор с помощью переходника к заливной горловине картера двигателя. Измерение расхода газов проводится при номинальной частоте вращения коленчатого вала. Прорвавшиеся в картер газы проходят через индикатор и поднимают поршень 2 сигнализатора В верхнее положение. Поворачивая плавно крышку 5 и, тем самым закрывая дроссельное отверстие индикатора, добиваются, чтобы риска на колеблющемся поршне 2 совпала с риской на трубке 1. По лимбу на крышке 5 против указателя определяют расход газов.

Если расход газов более 170 л/мин, открывают одно или два дополнительных отверегия, вывинтив заглушки 4.

Рис. Определение расхода картерных газов индикатором КИ-13671: 1 — трубка сигнализатора; 2 — поршень сигнализатора; 3 — удлинитель; 4 — заглушка; 5 — крышка; 6 — корпус; 7 — переходник

В этом случае необходимо прибавить к показанию индикатора соответственно 100 или 200 л/мин.

При ресурсном диагностировании тракторов перед ТО-3, которое предшествует плановому текущему или капитальному ремонту, полученное значение расхода газов сравнивают с их допустимыми значениями и принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации двигателя.

Сравнительную оценку технического состояния цилиндров можно дать по разряжению в надпоршневом пространстве.

Чтобы измерить разряжение, снимают с двигателя форсунки, устанавливают в отверстие для форсунки наконечник вакуум-анализатора КИ-5315 и прокручивают с помощью пускового устройства коленчатый вал. При движении поршня вниз на такте расширения в надпоршневом пространстве создается разряжение, под действием которого открывается впускной клапан прибора. По вакуумметру фиксируют максимальное значение разряжения. Номинальное значение разряжения в цилиндре — 0,088, допустимое — 0,07, предельное — 0,068 МПа.

В случае, когда расход газов не превышает допустимого значения, но разряжение в цилиндрах ниже допускаемого, необходимо восстановить герметичность клапанов механизма газораспределения. Если расход газов превышает допустимое значение, необходимо заменить кольца или цилиндропоршневую группу.

Состояние ЦПГ автомобильных двигателей оценивают по прорыву газов в картер или по утечке воздуха из надпоршневого пространства (компрессии). Компрессию в каждом цилиндре измеряют компрессометром КИ-861 (для дизельных двигателей) или модифицированым прибором КИ-179 (для карбюраторных двигателей).

Диагностика цилиндропоршневой группы двигателя

Изнашивание трущихся частей цилиндров и внешнего края поршневых колец — это то, к чему со временем приходит двигатель в результате его эксплуатации.

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ) уже не обеспечивает нормальную компрессионость. Cледствием являются:

  • затруднённый запуск мотора,
  • снижение его мощности,
  • повышенный сверх нормы расход ГСМ,
  • высокая загрязнённость выхлопа (машина «коптит»).

Диагностика позволяет оценить новые параметры двигательной системы и определить способы для её нормализации.

Методы диагностики

Измерение давления внутри цилиндров.

Самый распространённый метод среди диагностов.

Давление сжатия, которое развивают поршни, определяется компрессометром. Прибор представляет собой полую металлическую трубку. На один её конец навинчен манометр. На другом может быть:

  1. резиновый переходник под отверстия дизельных форсунок;
  2. резьбовая нарезка для ввинчивания в гнёзда свечей зажигания (у карбюраторов).

Существуют и универсальные аппараты. Они предназначены для использования в обоих вариантах.

Как производятся измерения

  • запускается двигатель, прогревается до средней температуры (75-90С);
  • снимаются все свечи (форсунки),
  • в их гнёзда (поочерёдно) вставляется компрессометр,
  • коленчатый вал с закреплённой на нём ЦПГ прокручивается стартером,
  • замеряется давление в камере сгорания (преимущественно на такте «сжатия» и «рабочего хода»),
  • данные сравниваются с нормативами.

Недостатки метода

Замеривание давления внутри цилиндров констатирует следствия, но не объясняет причин их возникновения.

Типичные причины снижения давления в цилиндрах

  1. Проблемы в клапанной системе: — изношенность втулок; — прогорание давящей оконечности поршня; — появление излишнего зазора между сёдлом и прилегающей к нему частью клапана.
  2. Дефекты в районе головки, сопряжённой с блоком Цилиндров (БЦ): — искривление геометрии плоскости, примыкающей к блоку; — повреждение или недостаточная затянутость прокладки.
  3. Поршневые кольца: — изнашивание, — поломка на мелкие фрагменты, — утрата гибкости («закоксовывание»).
  4. Внутренняя поверхность цилиндра: — выработка в рабочей зоне, — механические повреждения «зеркала» поломанными кольцами.

Вспомогательные методы оценки работоспособности ЦПГ

По расходу картерных газов

Показания снимаются индикаторными приборами типа КИ-13761.

Технология диагностирования цилиндропоршневой группы автотракторных ДВС компрессионно-вакуумным методом

Любую работу по доводке автомобильного двигателя необходимо начинать с оценки его технического состояния. Часто на автомобилях даже с небольшим пробегом обнаруживаются отклонения параметров от нормальных значений, обусловленных, как качеством изготовления, так и эксплуатацией техники на отечественном топливе и маслах сомнительного производства. Настоящим бедствием стало залегание поршневых колец, влекущее крайне негативные последствия для всего двигателя. Этому в определенной степени способствует общая тенденция мировых производителей к снижению высоты поршневых колец (для уменьшения потерь на трение), что ведет к снижению упругости и способности кольца к самоочистке. Определить такой дефект обычными методами практически невозможно. Впрочем, известные инструментальные методы диагностирования цилиндро-поршневой группы можно свести к трем основным: — интегральная оценка пневмоплотности сопряжения «гильзакомпрессионное кольцоканавка поршня» по расходу газов, прорывающихся в картер; — оценка пневмоплотности конкретного цилиндра путем принудительной его опрессовки сжатым воздухом (принцип пневмокалибратора); — оценка пневмоплотности конкретного цилиндра по максимальному давлению в конце такта сжатия(компрессометр). Простой и доступный метод контроля за состоянием цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) для автомобилиста-любителя — обычный замер компрессии, т.е. давления сжатия по цилиндрам. Специалистам нашей фирмы, занимающимся профессиональной обработкой всех типов двигателей с использованием различных способов ввода препарата РВС-ИПИ с гарантией на выполненные работы, для получения максимального результата не достаточно полагаться на показания одного лишь компрессометра .Один этот прибор (компрессометр) не в состоянии оценить истинное состояние в ЦПГ двигателя. Ведь снижение давления сжатия может быть вызвано не только износом гильз цилиндров, поршней, компрессионных колец, но и другими причинами. Мы используем для диагностики ЦПГ принципиально новый компрессионно- вакуумный метод. Надеемся, что предлагаемая Вашему вниманию информация будет интересна и полезна не только специалистам-профессионалам, но и всем, кто связан с любой авто-, мото- и авиатехникой.

Сущность метода:

Cущность метода заключается в следующем: в процессе прокручивания коленчатого вала стартером или пусковым двигателем измеряют разрежение в надпоршневом пространстве на рабочем такте расширения посредством вакуумного клапана. При этом, на предыдущем такте сжатия осуществляется полная продувка цилиндра через редукционный клапан малого давления (10 мПа). Полученная величина полного вакуума (-Р,) характеризует состояние гильзы цилиндра (качество поверхности и степень износа) и плотность сопряжения «клапан-седло». При этом важно отметить, что измерение полного вакуума осуществляется с минимальной трудоемкостью, так как не требует жесткого крепления ПУ перед измерением. Однако величина полного вакуума практически не несет информацию о состоянии колец. Разгадка этого «явления» достаточно проста при «круглой» гильзе и «плотных» клапанах наличие масляного клина всегда обеспечит высокий вакуум. Перекроем редукционный клапан, то есть, изолируем надпоршневое пространство. Теперь на такте сжатия давление повышается до максимального значения в момент достижения поршнем ВМТ. При этом часть сжимаемого воздуха прорывается через поршневые кольца в картер двигателя. После достижения ВМТ поршень идет вниз (такт расширения), возвращаясь в исходную ординату начала такта сжатия. В этом случае вакуумный клапан «запоминает» остаточный вакуум (-Р2), величина которого пропорциональна той части давления (компрессии), которая была»потеряна» при прорыве части воздуха через компрессионные кольца. При мало изношенных и не закоксованных (подвижных) кольцах величина остаточного вакуума весьма незначительна. При изношенных, закоксованных или поломанных компрессионных кольцах значение -Р2 существенно возрастает. Рассмотренный вакуумный метод и технология диагностики состояния ЦПГ в настоящее время реализованы в серийно выпускаемом приборе «Переносной Дигностический Комплект (ПДК)». Подробнее Прибор снабжен сертификатом (во избежание подделок действителен сертификат, имеющий печать предприятия-владельца ТУ), защищен патентом.

Читайте также  Как подключить сабвуфер к ресиверу

Главная роль в Переносном Диагностическом Комплекте принадлежит уникальному прибору — Анализатору Герметичности Цилиндров (АГЦ). Подробнее

Для теоретического анализа метода была разработана компьютерная программа, позволяющая моделировать пневмовакуумные процессы в ЦПГ для конкретных неисправностей. Ряд характерных неисправностей и их причины перечислены ниже.

Основные неисправности влияющие на герметичность камеры сгорания

— износ гильзы цилиндра: по диаметру – овальность, по высоте – конусность, бочкообразность, по микрогеометрии рабочей поверхности – задиры, натиры, трещины. — износ поршня – прогары, оплавления днища поршня, износ, разрушение межкольцевых перемычек. — поршневые кольца – радиальный износ, износ по высоте, снижение упругости, нарушение подвижности поршневых колец, трещины, поломка компрессионных колец. — клапаны ГРМ – нарушение герметичности сопряжения «клапан – седло», нарушение тепловых зазоров в клапанном механизме.

Основные признаки неисправностей

— перерасход картерного масла; — дымный выхлоп дизеля; — выход большого количества газов из сапуна; — трудный запуск двигателя (особенно в условиях отрицательных температур); — пламя и искры из выхлопной трубы; — неравномерная работа ДВС (двигатель «троит»). — правильно проведенная диагностика позволяет принимать решение о целесообразности применении РВС-ИПИ технологии для конкретного автомобиля.

Технология диагностирования ЦПГ ДВС при применении технологии безразборного ремонта (РВС-ИПИ технология)

Технология безразборного восстановления рабочих параметров узлов трения на основе РВС-ИПИ составов, дополняет возможности традиционных способов ремонта, а зачастую и заменяет их.

В процессе обработки происходит улучшение свойств поверхностей трения в зоне контакта деталей, а также оптимизация зазоров в сопряжениях деталей за счет восстановления геометрии изношенных поверхностей трения. За счет улучшения свойств поверхностей трения повышается износостойкость пары. Необходимым условием применения технологии, является отсутствие механических поломок, а так же значение остаточного ресурса сопряжения не менее 50-60%. Таким образом, целью данной технологии является:

1. Установление целесообразности применения технологии РВС-ИПИ; 2. Оценка эффективности применения технологии РВС- ИПИ.

По результатам диагностирования назначается вид и объем триботехнических воздействий. При этом в качестве дополнительной диагностической информации используются данные по давлению масла и данные эндоскопии (при необходимости).

Технология капитального ремонта

Работа начинается с разборки всего двигателя.

Диагностика дизельных двигателей: топливная система, цилиндропоршневая группа и другие элементы

ИЗНОС ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА

Но сначала, что бы было понятно о чем будем говорить, посмотрим на детали ЦПГ (рисунок ниже) :

И что бы далее понимать друг друга, давайте определимся с некоторыми понятиями, терминами и определениями.

Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом. Рабочий цикл четырёхтактного двигателя осуществляется за два оборота коленчатого вала и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода (расширения) и выпуска.

Поршень, движущийся в цилиндре, проходит расстояние равное расстоянию между верхней и нижней мёртвыми точками.

Это расстояние называется ходом поршня . Двигатели, у которых ход поршня меньше его диаметра, носят название «короткоходных». За один ход поршня кривошип коленчатого вала проходит расстояние равное двум его радиусам, т.е. совершает полуоборот (180°)

Объем цилиндра , заключённый между крайними положениями поршня в цилиндре (между мёртвыми точками) называют рабочим объёмом цилиндра (Vр). Сумма рабочих объёмов всех цилиндров двигателя, равняется рабочему объёму двигателя, называемому иначе как «литражом двигателя».

Сумма рабочего объёма цилиндра (Vр) и объёма камеры сгорания (Vксг) равняется полному объёму (Vп).

Литраж двигателя (рабочий объём) указывается в технической характеристике автомобиля.

Чем больше литраж двигателя, тем выше его мощность и удельный расход топлива.

Камерой сгорания называют объём цилиндра над поршнем, при положении поршня в верхней мёртвой точке. Топливно-воздушная смесь в цилиндре сжимается поршнем как раз до этого объёма и сгорает в этом объёме после воспламенения. Отношение объёма смеси, поступившей в цилиндр на такте впуска, к объёму смеси, сжатой до объёма камеры сгорания при такте сжатия, называют степенью сжатия двигателя. Степень сжатия показывает, во сколько раз в цилиндре сжимается смесь и определяется по формуле n = Vп/Vксг.

Степень сжатия бензиновых двигателей лежит в пределах 8 – 12, дизельных – в среднем 18 – 22. От степени сжатия зависит топливная экономичность и мощностные характеристики двигателя. Степени сжатия двигателей ограничиваются, у бензиновых двигателей – свойством применяемого топлива (бензина), у дизельных – конструктивными особенностями применяемых материалов, из которых изготавливаются детали двигателя и которые с повышением степени сжатия должны выдерживать большие нагрузки. Свойства бензинов описываются октановым числом бензина, характеризующим его антидетонационную стойкость. Антидетонационная стойкость топлива тем выше, чем больше его октановое число (А –80, 93, 95, 98 и др.). Конструкция двигателя предполагает применение бензина со строго заданным октановым числом (регламентируется заводом изготовителем). Применение бензина с меньшим октановым числом приведёт к работе двигателя с детонацией и, как следствие, к преждевременному износу, или поломке двигателя. Высокооктановые бензины при сгорании выделяют больше тепла.

Детонационное сгорание рабочей смеси (детонация) предполагает нехарактерно быстрое сгорание (взрыв) топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя, приводящее к повышению нагрузок, в первую очередь на детали цилиндропоршневой группы. Скорость распространения фронта пламени, сгорающего в цилиндре топлива, может возрастать с 40 м/сек. до 2000 м/сек. и более. Признаком работы двигателя с детонацией являются характерные и хорошо прослушиваемые стуки, получившие название детонационных стуков. Детонационные стуки возникают вследствие вибрации стенок цилиндра и других деталей ЦПГ под воздействием «ударной волны». Причиной детонации может быть:

применение топлива с октановым числом ниже рекомендованного инструкцией производителя перегрев двигателя , перегрузка двигателя по оборотам или крутящему моменту чрезмерно раннее зажигание, а также та или иная совокупность перечисленных явлений.

Работа двигателя с детонацией может сопровождаться перегревом двигателя, падением его мощности и высоким расходом топлива.

Следствием работы двигателя с детонацией могут быть поломки перемычек между кольцами на поршнях, поломки самих колец, оплавление кромки и/или прогорание днища поршня.

Калильное зажигание — самопроизвольное и несвоевременное воспламенения смеси от сильно нагретых деталей двигателя (юбки свечи, кромки поршня, кромки клапана, тлеющего нагара и т.п.).

Причиной появления калильного зажигания может быть: повышенное нагароотложение на днищах поршней несоответствие свечей зажигания данному типу двигателя

На работающем двигателе, при движении поршня к нижней мёртвой точке силы, действующие на поршень, прижимают его к правой стенке цилиндра, а при движении к верхней мёртвой точке, к левой. При переходе поршня через мёртвые точки происходит изменение опоры поршня (перекладка поршня) с одной стенки цилиндра на другую.

Изменение направления действия сил в цилиндре приводит к неравномерному износу цилиндр а (под овал и под конус с образованием износного уступа в верхней части цилиндра).

Давление, создаваемое поршнем в цилиндре в конце такта сжатия называется компрессией .

Величина компрессии зависит от: степени сжатия двигателя состояния деталей цилиндропоршневой группы и клапанов.

Измеряя компрессию в цилиндрах двигателя, мы только косвенно можем судить о степени изношенности соответствующих деталей или об их неисправности.

Фазы газораспределения

Это моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала относительно мёртвых точек.

Как видите, существует достаточно много нюансов, из-за которых может происходить износ ЦПГ и снижаться свойства работы камеры сгорания и, значит, свойства двигателя в целом.

Он перестает «работать нормально», как обычно говорят.

О способах проверки износа ЦПГ говорилось уже много, но это не значит, что сказано уже всё и говорить больше не о чем.

Говорить о чем есть.

Например, о «степени сжатия».

Одни говорят, другие повторяют, что «степень сжатия двигателя не меняется на протяжении всей эксплуатации двигателя».

Неправильно . Меняется. Пусть по-разному, больше или меньше, но меняется.

Например, от величины нагара в камере сгорания и на клапанах.

И после пробега автомобиля в сто или двести тысяч километров, после эксплуатации и обслуживании автомобиля «по-русски», степень сжатия будет отличаться от той, которая была вначале, когда автомобиль сошел с конвейера.

И если уж мы заговорили о нагаре, то надо обязательно упомянуть о другой его отрицательной стороне – уменьшении теплоотвода в стенки.

По этой причине температура топливо-воздушной смеси и давление в конце такта сжатия повышается, что может провоцировать возникновение детонации.

Косвенно наличие нагара в камере сгорания можно определить при помощи т.н. «калильного теста».

Это когда отключаем катушку зажигания (и не забываем про обязательные условия безопасного отключения) и запускаем двигатель.

Если завелся или сделал попытки завестись, то можно предположить о наличии нагара в камере сгорания.

Более точную проверку по нагару можно провести при помощи автомобильного эндоскопа, например, такого: http://www.autodata.ru/autodata.ru/endoscope.pdf. Или других, коих существует великое множество.

На этом рынке приборов цена = качеству и возможностям устройства.

Состояние цилиндро-поршневой группы обычно проверяют при помощи компрессометра.

Однако эта проверка является весьма относительной, так как на её показания влияют разного рода причины, например:

— насколько сильно она может «раскрутить» двигатель при проведении теста

— разряженная или «полумертвая» батарея не даст возможность провести тест правильно

Неточные выводы

Невозможность установления точной причины пониженной или увеличенной компрессии: если компрессию измерить на холодном и горячем двигателе, то её величина будет разной. На «холодном» двигателе – меньше, на «горячем» больше. И причина здесь не только в величине сжатия холодного или горячего воздуха поступающего в цилиндры, а и в клапанах, имеющих разный коэффициент расширения при разных температурах.

Состояние дроссельной заслонки: при открытой или закрытой показания будут разными.

Состояние «обратного» клапана самого компрессометра: если он «пропускает», то показания будут неверными.

Нельзя провести тест, если стартер неисправен или двигатель снят с автомобиля для ремонта.

Нельзя определить состояние деталей группы поршня: поршень, поршневые кольца (компрессионные и масляные), стопорные кольца и заглушки. Эти детали определяют герметичность рабочей полости.

Кроме того, неточные показания компрессометра могут быть вызваны не только износом гильз цилиндров, поршней, компрессионных колец, но и другими причинами:

нарушение тепловых зазоров в клапанном механизме износ направляющих втулок клапанов

прогорание клапана или поршня негерметичность впускных и выпускных клапанов дефекты прокладки ГБЦ закоксовывание поршневых колец или их физическое разрушение

И не стоит забывать, что при проведении теста при помощи компрессометра, надо опираться не на «количественные» показания прибора ( цифры на шкале ), а обращать внимание на разность показаний между цилиндрами и выводы делать только из этих данных.

Что бы избежать таких погрешностей измерения и более точно определить состояние цилиндро-поршневой группы, применяется пневмотестер – « индикатор утечек в надпоршневом пространстве » .

Надо сразу отметить, что пневмотестер не заменяет компрессометр , это совершенно другой прибор с другими целями и задачами.

Устройство и принцип работы замечательно простой:

два манометра соединенных между собой через каллибровочное отверстие (стрелка на фото вверху) регулятор давления на входе соединительные шланги

При проведении измерений надо обращать внимание на инструкцию в прибору: каждый производитель делает свое каллибровочное отверстие и полученные данные необходимо интерпретировать через инструкцию к устройству.

Далее и обязательно:

прогреваем двигатель до рабочей температуры фиксируем коленчатый вал от проворачивания выставляем поршень проверяемого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия

Читайте также  Как регулировать клапана на газели

Если показания двух манометров одинаковые – утечек нет.

Если разные – есть.

По разности давлений (показаний прибора), можно судить о состоянии ЦПГ.

Можно косвенно определить состояние ЦПГ по звуку, назовем это — «по шипению», что будет означать утечку в том или ином месте, к примеру, если мы слышим звук из: клапанной крышки: неплотное прилегание поршневых колец, прорыв газов в картер выхлопной трубы: негерметичность выпускного клапана пузыри в расширительном бачке охлаждающей жидкости: прокладка ГБЦ перетекание воздуха в соседний цилиндр – прокладка между цилиндрами

Вот так или приблизительно так звучал ответ на вопрос по износу ЦПГ и способах его проверки на курсах обучения автомобильной Диагностике преподавателем Козырой Андреем Николаевичем .

Информационный отдел компании BrainStorm

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ Текст научной статьи по специальности « Механика и машиностроение»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Троицкий А.В.

Рассмотрена методика диагностирования технического состояния деталей цилиндропоршневой группы судовых дизелей , основанная на анализе импульсов давления картерных газов; дана оценка возможности ее реализации на базе существующих диагностических комплексов.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Троицкий А.В.

A TECHNICAL CONDITION DIAGNOSIS OF MARINE DIESEL PISTON-CYLINDER GROUP PARTS VIA CRANKCASE GASES PRESSURE METERING

This article shows a technical condition diagnosis of marine diesel piston-cylinder group parts, based on crankcase gases pressure pulse metering. The feasibility of this method via using of modern diagnostic equipment assessed.

Текст научной работы на тему «ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ»

[1] Тихомиров Г.И. Технологии обработки воды на морских судах. Учебное пособие для курсантов и студентов морских специальностей. — Владивосток.: МГУ, 2013. — 159 ст.

[2] Гудков А.Г. Механическая очистка сточных вод. Учебное пособие.- Вологда: ВоГТУ, 2003. — 152 ст.

[3] Шаов А.Х, Хараев А.М. Технология очистки природных и сточных вод. Учебное пособие. -Нальчик: Каб. — Балк. ун-т, 2005. — 103 ст.

[4] Лучинин И.В. Вихревой сепаратор для очистки сточных вод предприятий от углеводородов. Автореферат. — Уфа.: УГНТУ, 2002. — 22 ст.

[5] Шестов Р.В. Гидроциклоны. Изд-во «Машиностроение». — Ленинград.: 1967. — 78 ст.

MORE EFFECTIVE TREATMENT FOR OILY WATER NAVY SHIPS

R. V. Pyrkov, Y.I. Matveev

Promising methods for cleaning oil-contaminated water in ships of the Navy.

А.В. Троицкий, ст. преподаватель ФБОУВПО «ВГАВТ»

603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5А

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ ПО ДАВЛЕНИЮ КАРТЕРНЫХ ГАЗОВ

Рассмотрена методика диагностирования технического состояния деталей цилин-дропоршневой группы судовых дизелей, основанная на анализе импульсов давления картерных газов; дана оценка возможности ее реализации на базе существующих диагностических комплексов.

Ключевые слова: судовой дизель, диагностирование, детали цилиндропоршневой группы, поршневые кольца, прорыв газов.

Проблема диагностирования технического состояния главных и вспомогательных двигателей при эксплуатации судовых энергетических установок является актуальной. Наиболее напряженным узлом дизеля и одним из самых ответственных является узел сопряжения деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ).

Именно поэтому диагностирование технического состояния деталей ЦПГ является актуальной задачей.

Основными критериями, определяющими работоспособность деталей цилиндропоршневой группы, являются:

— хорошее прилегание поверхностей трения друг к другу;

— отсутствие повреждений (задиров) на поверхностях трения;

— хорошее распределение смазки на рабочих поверхностях.

Оценить работоспособность деталей ЦПГ позволяет контроль их технического состояния.

Методы контроля технического состояния деталей ЦПГ можно разделить на требующие разборки двигателя (наиболее распространены визуальный осмотр и микро-метрирование) и безразборные (чаще всего применяются пневмоиндицирование, тер-мометрирование и анализ рабочего процесса) [1].

Визуальный осмотр — метод, заключающийся в контроле наличия на поверхностях трения рисок и повреждений, следов прорыва газов. Несмотря на распространенность, метод трудоемок и носит субъективный характер.

Микрометрирование. Метод требует выполнения большого числа измерений. Дает надежные результаты, только если износы деталей достаточно велики.

Пневмоиндицирование заключается в применении специального прибора — пнев-моиндикатора, устанавливающегося на индикаторный кран или через специальный переходник в отверстие форсунки. С его помощью измеряется (а затем оценивается) давление в камере сгорания при подаче воздуха через расходомерное устройство, в котором поддерживается постоянный перепад давления. Пневмоиндицированием определяется состояние клапанов и износ цилиндропоршневой группы на остановленном двигателе.

Требующийся для проведения пневмоиндицирования вывод двигателя из эксплуатации, а также отсутствие ясности в причине утечек (в случае негерметичности камеры сгорания) делают этот метод неудобным и малоинформативным.

Термометрирование осуществляется с помощью термодатчиков, установленных в местах наиболее интенсивного изнашивания деталей ЦПГ. Метод реализован в штатных системах технической диагностики судовых дизелей, выпускаемых зарубежными фирмами (например, Autronica Fire and Security AS).

Метод имеет высокую информативность, однако требует вмешательства в конструкцию двигателя, отчего неприменим для дизелей, находящихся в эксплуатации: доукомплектование их штатными датчиками подобной системы диагностирования -процедура нерентабельная.

Самыми передовыми в настоящее время являются методы диагностирования, основанные на анализе рабочего процесса, индицируемого в цилиндре ДВС. Это группа методов, заключающаяся в применении электронных систем индицирования рабочего процесса (диагностических комплексов), обрабатывающих полученные данные по специальному алгоритму (как правило, ноу-хау производителей) и автоматически дающих экспертную оценку. Подобные системы состоят из блока сбора и регистрации данных и датчика давления, устанавливающегося на индикаторный кран. В комплект также может входить датчик угла поворота коленчатого вала и датчики для регистрации каких-либо других параметров (датчики давления топлива в элементах топливной аппаратуры, вибродатчики и пр.).

Применение электронных систем индицирования рабочего процесса позволяет проводить диагностику работающего двигателя (не требует вывода его из эксплуатации), является оперативным и высокоинформативным методом.

Рассмотрим протекание рабочего процесса в цилиндре дизеля при нарушении герметичности камеры сгорания. Возникающие в этом случае утечки рабочего тела приводят к изменению формы кривой давления газов в цилиндре: кривая сжатия становится более пологой, максимум этой кривой смещается в сторону опережения, величина давления сжатия падает (рис. 1). По этим признакам нарушение плотности камеры сгорания диагностируется достаточно легко. Однако наблюдаемая картина не указывает на причину утечек, которой может быть неплотная посадка клапанов, нарушение технического состояния деталей ЦПГ или, вообще, дефект прокладки, установленной в месте стыка блока цилиндров и цилиндровой крышки.

Таким образом, индицирование только давления газов внутри цилиндров не дает ясной картины происходящих в двигателе процессов. С целью уточнения причины возможных утечек рабочего тела из камеры сгорания предлагается дооснастить элек-

тронную систему индицирования датчиком давления газов в картерном пространстве, смонтировав его, например, на одном из картерных люков (рис. 2).

Рис. 1. Характер изменения формы кривой сжатия при различных величинах «характеристического просвета» Д между поршневым кольцом и втулкой цилиндра малооборотного дизеля (по [3])

Рис. 2. Предлагаемое размещение датчика давления картерных газов

Прорыв газов из надпоршневой полости в картерное пространство через имеющиеся неплотности в деталях ЦПГ вызывает пульсацию давления картерных газов. Произведя одновременно индицирование рабочего процесса в цилиндре дизеля и запись импульсов давления картерных газов, сопоставив затем их по фазе, становится возможным каждому цилиндру поставить в соответствие свой импульс давления газов в картере (рис. 3). Амплитуда этих импульсов будет характеризовать техническое состояние деталей ЦПГ каждого конкретного цилиндра: чем она больше, тем меньшая плотность камеры сгорания обеспечивается узлом «поршень — поршневые кольца -втулка цилиндра».

Рис. 3. Сопоставление индикаторных диаграмм рабочего процесса в цилиндрах дизеля и диаграмм давления картерных газов

Эксперименты с двигателями, имеющими различное техническое состояние деталей ЦПГ, позволят выявить предельные амплитуды давления картерных газов, при которых требуется вывод двигателя из эксплуатации и проведение соответствующего технического обслуживания.

[1] Голуб Е.С., Мадорский Е.З., Розенберг ГШ. Диагностирование судовых технических средств: Справочник. — М.: Транспорт, 1993 — 150 с.

[2] Обозов A.A. Тестовый метод оценки газоплотности камеры сгорания судового малооборотного дизеля // Двигателестроение. — 2009. — № 2 (236). — С. 51-52.

[3] Обозов A.A. Алгоритм для диагностирования нарушения герметичности камеры сгорания цилиндра судового малооборотного дизеля // Судостроение. — 2010. — №3. — С. 37-41.

A TECHNICAL CONDITION DIAGNOSIS OF MARINE DIESEL PISTON-CYLINDER GROUP PARTS VIA CRANKCASE GASES PRESSURE METERING

This article shows a technical condition diagnosis of marine diesel piston-cylinder group parts, based on crankcase gases pressure pulse metering. The feasibility of this method via using of modern diagnostic equipment assessed.

А.Г. Чичурин, доцент, канд. техн. наук, ФБОУ ВПО «ВГАВТ» 603005, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а

НАДЕЖНОСТЬ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ СУДНА

Проводится анализ причин ненадежности существующих судовых паровых котлов. Предлагается паровые котлы строить на основе генератора пара, в котором множество не надежных элементов (трубы, их соединения с коллекторами) заменяется небольшим числом более надежных деталей.

Ключевые слова: котельная установка, паровой котел, генератор пара надежность, пар, неисправности, аварийность.

Котельная установка (КУ) является неотъемлемой частью судовой энергетической установки (СЭУ) большинства современных судов. При выходе из строя КУ обычно возможности СЭУ существенно снижаются и зачастую она не может выполнить возложенные на нее задачи. В свою очередь надежность КУ в значительной степени определяется надежностью парового котла, который входит в состав большинства котельных установок.

Паровые котлы впервые появились на судах порядка два столетия назад и с самого начала и до сих пор они наиболее опасные объекты из всего оборудования СЭУ. Это обусловлено тем, что паровые котлы при эксплуатации содержат значительные количества воды (от сотен килограмм до тонн), которая нагрета до высокой температуры и находится под давлением. Так, например, паровой котел КВГ-0.25/3, широко распространенный на речных судах, при работе содержит 190 кг воды под давлением порядка 3атм и при температуре около 130 °С. При аварии котла эта огромная масса раскаленной воды под давлением врывается в машинное помещение, вызывая тяжелые последствия для здоровья обслуживающего персонала и нанося огромные материальные потери, вплоть до гибели судна.

Анализ работ [1-3], посвященных вопросам надежности судовых ПК, а также принципов построения основных типов ПК показал, что в основном неисправности связаны с выходом из строя труб и их соединений, которые работают длительное время в весьма сложных условиях.

Рассмотрим для примера котел КВГ25К /2,3/. В его состав входят два водяных коллектора и один пароводяной. Данные коллекторы соединены между собой большим количеством труб: экранные трубы, покрывающие стенки топки котла, множество труб конвективного пучка, а также опускные трубы. Кроме того, котел имеет коллектор для перегретого пара с множеством труб пароперегревателя. Все указанные трубы и их соединения с коллекторами, кроме опускных, со стороны топки омываются пламенем или дымовыми газами, температура которых может достигать 1000 °С, а с другой стороны водой или паром (трубы пароперегревателя) под высокими давлением и температурой.