Способ диагностирования цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01M15/00 

Фиг.; .

Изобретение относится к эксплуатации и может быть.использовано для диагностирования цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгора- ния, в частности судовых двухтактных дизелей.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей.

На фит, 1 представлено устройство для осуществления способа, вид; на фиг, 2 - устройство, разрез по продольной оси цилиндра; на фиг,3- 5 - диаграммы технического состояния.

На диаграмме (фиг, 3)снятой на неработающем двигателе при проворачивании коленвала ДВС на 180 , А определяет степень загрязнения порщ- ня, Б - степень износа поршневого кольца, В - толщину порщневого кольца, Г соответствует юбке (тронку) поршня; Л - гребенка поршневых колец. На диаграмме (фиГо А), снятой на работающем двигателе при проворачивании коленвала ДВС на 180, А определяет степень загрязнения поршня. На диаграмме (фиг, 5) снятой на работающем двигателе при проворачивании коленвала две на 360, Е - величина смещения кулака индикаторного привода, Ж - величина, определяющая смещение гребенки порщневых колец.

Устройство для осуществления способа содержит, блок 1 двигателя, снабженный гильзой 2, в которой находитс поршень 3, снабженный поршневыми кольцами А, В районе перемычки продувочных окон 5 гильзы 2 вьтолнено сквозное отверстие 6, которое соединяется с диффузором эжектора (первичным датчиком ) 7. Камера смешения . датчика 7 соединена посредством трут бопровода 8 с индикаторньм краном 9, на котором установлен индикатор 10 меха1шческого типа, который соединен с индикаторным приводом 11, в состав которого входит кулачная шайба 12, закрепленная на распредвале 13 ДВС,

На фиг, 2 показаны также нагар 14 на поршне 3, нормально работающее поршневое кольцо 4, залегшее при этом и потерявшее упругость поршнево кольцо 4, .

Способ осуществляется следуюищм образом.

Поршень 3 двигателя устанавливается в одно из. крайних положений 0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нижняя мертвая точка (НМТ) или верхняя мертвая точка (ВМТ), На барабан индикатора 10 устанавливается лист .индикаторной бумаги,а индикатор 10 соединяется с включенным индикаторньгм приводом 11, С помощью стационарного валоповоротного устройства (ВПУ) поворачивают коленчатый вал двигателя. Одновременно начинают подавать сжатый воздух на датчик 7, До -того момента, пока поршень 3 не подойдет к сквозному отверстию 6 гильзы 3, датчик 7 работает как эжектор. При этом в камере датчика 1 создается разрежение, удерживающее в крайнем нижнем положении самописец индикатора 10, Через диффузор датчика 7 сжатый воздух попадает в отверстие 6 и выходит в надпоршневое или подпорш- невое пространство (в зависимости от точки начала движения поршня), В момент подхода поршня 3 к отверстию 6 выход сжатого воздуха из диффузора датчика 7 затрудняется. При этом в камере датчика 7 величина вакуума начинает уменьшаться и самописец индикатора 10 перемещается, отмечая на листе индикаторной бумаги момент появления порщня 3, Барабан индикато-. ра 10 совершает при этом движение, предусмотренное индикаторным приводом 11, В момент подхода любого поршневого кольца 4 к-отверстию 6 и последующего перекрытия указанного отверстия происходит повышение давления в камере датчика 7 которое оказывает воздействие на самописец индикатора 10, В случае, если поршневое кольцо соответствует всем эксплуатационным требованиям, т.е.. вплотную прилегает к зеркалу втулки цилиндра, то в опр еделенньй момент полностью прекращается выход сжатого воздуха из сквозного отверстия 6,- В .камере смещения датчика 7 резко повышается давление, что фиксируется самописцем индикатора 10, Давление в камере датчика 7 не изменяется до момента, когда противоположная кромка поршневого кольца 4 откроет отверстие; 6 цилиндрической втулки 2 и сжатый воздух начнет поступать в пространство, образованное поршневыми кольцами. При этом, если тело поршня загрязнено нагаром или другими отложениями, то наГара фиксируется само-, писцам индикатора 10, так как в данном случае давление в камере датчика

7 отличается от давления на чистом участке поршня. Последующие преобразования давления в датчике 7 и движения самописца индикатора 10 аналогичны. В случае, если поршневое кольцо (например, 4) залегает, то.его состояние также соответствует определенному даапению в камере датчика 7 и

регистрируется. Если поршневое коль- цо ломается и выпадает.из поршневой канавки, то на диаграмме это отражается линией, лежащей ниже линии, показываюп1ей тело поршня.

Дпя определения технического.состояния 1ШГ две на неработающем двигателе при проворачивании коленвала две на 180 полученная с помощью индикатора 10 диаграмма снимается и анализируется. В случае необходимости проверки индикаторного привода диаграмма снимается при проворачивании две на 360° поворота коленвала, при этом на полученной диаграмме можно также определить величину зазора в канавках поршневых колец.

Анализ диаграммы (фиг. 3), полученной на неработающем двигателе при проворачивании коленвала двигателя на 180 , осуществляется следующим об- разом. Зная масштаб пружины индикатора, можно рассчитать и определить следующие параметры технического состояния 1ЩГ. Визуально амплитуде колебаний давления определяется работоспособность поршневых колец. Величину нагара в любом месте поршня определяют по величине А, износ поршневых колец - по a fflлитyдe Б, толщину поршневых колец - по величине В. Дпя определения погрешности индикаторного привода и величины зазоров в канавках диаграмму технического состояния снимают поворотом коленвала на 360 (фиг. 5). .

Определение технического состояния ЦПГ две на работающем двигателе производится аналогично, при этом иаграммы имеют несколько отличный вид. Диаграмму (фиг. 4) получают аналогично диаграмме (фиг. 3), только на работающем двигателе. Оценк-а технического состояния 1ЩГ осущестляется по указанным параметрам.

Диаграмму (фиг. 5) получают на аботающем- двигателе при проворачиании коленвала -ДВе на 360° и позвояет определить дополнительно погрешость индикаторного привода и зазоры

6015416

в корнев х канавках. Если на полученной диаграмме на -участке, соответствующем юбке поршня имеется смещение (пози1щя Г), то это указывает на погрешность индикаторного привода, а площадь, заключенная между соответствующими участками кривой, соответствует площади погрешности, ig Величина смещения Е соответствует в масштабе величине, на которую необходимо переместить кулачную шайбу 12 И1щикаторного привода 11 для устранения данной погрешности. Величина J5 Ж, определяемая по фазовому смещению имцульсов давления при прохождении поршневых колец, минус значение величины Е дает величину зазора в канавках а (фиг. 2) любого поршневого 20 кольца. Это объясняется тем, что в

зависимости от направления.движения поршня его поршневые кольца прижаты к верхней или нижней поверхности .поршневой канавки, что и фиксируется 25 самописцем индикатора 10 как фазовое смещение. Исчезновение одного или нескольких импульсов давления происходит в двух случаях: в случае поломки или залегания соответствующего пор- 30 шневого кольца и в случае прохожде- ПИЯ замка поршневого кольца в районе сквозного отверстия 6 цилиндровой втулки 2, при этом можно определить вращающиеся поршневые кольца (по J2 периодическому исчезновению импуль- сов) и скорость вращения колец. Используя полученные диаграммы можно определить положение поршня как на ходу, так и на стоянке. Для этого 40 необходимо установить от двух до . четырех датчиков соответственно в диаметральной и перпендикулярной плоскостях иилиндророй втулки 2.

При этом положения поршня определя- 45 ются по высоте юбки сигналу про про- хождении поршня (позиция Г), а также амплитуде и myльcoв от одноименных поршневых колец. Это объясняется тем, что в случае привалки поршня

к одной из сторон гильзы 2 выход воздуха из отверстия 6 затруднен больше, чем с противоположной стороны, а следовательно, это отражается на

диаграмме.

50

55

Разница между амплитудами импульсов полученных диаграмм дает картину положения поршня во втулке.

«Формул аи 3 о б р е т е н и я

: 1. Способ диагностирования цилинд- ропоршневой группы двигателя внутреинего сгорания, включающий прокручива- Hj-ie коленчатого вала, подачу сжатого в|эздуха под заданным давлением через о гверстие во внутреннюю полость ци- л|1ндра, измерение величины давления И сравнение ее с эталоном, о т - Л; и ч а ю щ-и |i с я тем, что с це- повышения точности и расширения ф|)Гнкци6нальных возможностей,- подачу врзр,уха осуществляют в пространство м|ежду гильзой, поршнем и кольцами тф -рпендикулярно к поверхности гильзы njiH прохождении поршневых колец через sjoHy подачи давления.

j 2. Способ по п. 1-, о т л и ч а - к( щ и и с я тем, что зона подачи давления расположена выше дна поршня

o 5

0

при его положении в нижней мертвой точке.

3. Устройство для диагностирования 11 1пиндропрршневой группы двигателя внутреннего сгорания, содержащее полость, образованную гильзой, поршнем и кольцами двигателя, магистраль подачи сжсчтого воздуха, датчик давления и регистрирующий прибор, причем источник сжатого воздуха соединен с полостью через отверстие, .а датчик давления связан ,с магистралью подачи сжатого воздуха и регистрирующим прибором, отличаю- щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, отверстие для подачи сжатого воздуха выполнено в боковой стенке.гильзы вьше дна поршня в положении нижней мертвой точки, причем отверстие имеет диаметр, меньший чем расстояние между кольцами, толщины кольца .

Изобретение предназначено для повышения точности и расширения функциональных возможностей диагностирования цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня 3 через отверстие 6 в стенке гильзы 2 подается сжатый воздух, при прохождении через зону расположения отверстия поршневых колец 4 и частей поршня 3, изменяется давление воздуха в первичном датчике 7, что регистрируется самописцем 10 прибора. 2 с.п.ф. и 1 з.п.ф., 5 ил.

gg3ffax

Фиг.г

Фиг.З

Фиг.

Фиг. 5