Способ диагностирования цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

союз советскихСОциАлистическихРЕСПУБЛИК 4 С О 1 И 15/О 12 5 ГОсудАРстВенный кОмитетпо изоБ етениям и откътипеи гкнт ссс(56) Терских И.А. Диагностика технического состояния тракторов. - Иркутск, СХИ, 1975, м. 93-97.(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение предназначено для с повьшения точности и расширения функциональных возможностей диагностирования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, При движении поршня 3 через отверстие б 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. и 1 з.п., ф-лы, 5 илИзобретение относится к эксплуатации и может быть использовано длядиагностирования цилиндропоршневойгруппы двигателей внутреннего сгора 5ния, в частности судовых двухтактныхдизелей,Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональныхвозможностей. 10На фиг, 1 представлено устройстводля осуществления способа, общийвид; на фиг. 2 - устройство, разрезпо продольной оси цилиндра; на фиг.35 - диаграммы технического состояния.На диаграмме (фиг. 3), снятой нанеработающем двигателе при проворачивании коленвала ДВС на 180 , Аопределяет степень загрязнения поршня, Б - степень износа поршневогокольца, В - толщину поршневого кольца, Г соответствует юбке (тронку)поршня; Д - гребенка поршневых колец, На диаграмме (фиг. 4), снятойна работающем двигателе при проворачивании коленвала ДВС на 180А определяет степень загрязненияпоршня. На диаграмме (фиг. 5) снятойна работающем двигателе при проворачивании коленвала ДВС на 360 , Е -величина смещения кулака индикаторного привода, Ж - величина, определяющая смещение гребенки поршневых колец.Устройство для осуществления спо 35соба содержит. блок 1 двигателя, снабженный гильзой 2, в которой находитсяпоршень 3, снабженный поршневыми кольцами 4. В районе перемычки продувочных окон 5 гильзы 2 выполнено 40сквозное отверстие 6, которое соединя ется с диффуз ором эжект ор а (первичным датчиком ) 7. Камера смешениядатчика 7 соединена посредством тру-.бопровода 8 с индикаторным краном 9, 45на котором установлен индикатор 10механического типа, который соединенс индикаторным приводом 11, в составкоторого входит кулачная шайба 12,закрепленная на распредвале 13 ДВС,На фиг. 2 показаны также нагар14 на поршне 3, нормально работающее поршневое кольцо 4, залегшее приэтом и потерявшее упругость поршневоекольцо 4,55Способ осуществляется следующимобразом.Поршень 3 двигателя устанавливается в одно из крайних положений -нижняя мертвая точка (НМТ) или верхняя мертвая точка (ВМТ), На барабаниндикатора 10 устанавливается листиндикаторной бумаги,а индикатор 10 соединяется с включенным индикаторнымприводом 11, С помощью стационарноговалоповоротного устройства (ВПУ)поворачивают коленчатый вал двигателя. Одновременно начинают подаватьсжатый воздух на датчик 7. До .тогомомента, пока поршень 3 не подойдетк сквозному отверстию 6 гильзы 3,датчик 7 работает как эжектор. Приэтом в камере датчика 7 создаетсяразрежение, удерживающее в крайнемнижнем положении самописец индикатора 10. Через диффузор датчика 7 сжатый воздух попадает в отверстие 6и выходит в надпоршневое или подпорыневое пространство (в зависимостиот точки начала движения поршня) .В момент подхода поршня 3 к отверстию6 выход сжатого воздуха из диффузорадатчика 7 затрудняется. При этомв камере датчика 7 величина вакууманачинает уменьшаться и самописец индикатора 10 перемещается, отмечаяна листе индикаторной бумаги моментпоявления поршня 3, Барабан индикато-.ра 10 совершает при этом движение,предусмотренное индикаторным приводом 11, В момент подхода любого порыневого кольца 4 к отверстию 6 ипоследующего перекрытия указанногоотверстия происходит повышение давления в камере датчика 7, котороеоказывает воздействие на самописециндикатора 10, В случае, если поршневое кольцо соответствует всем эксплуатационным требованиям, т,е,вплотную прилегает к зеркалу втулкицилиндра, то в определенный моментполностью прекращается выход сжатоговоздуха из сквозного отверстия 6Вкамере смещения датчика 7 резко повышается давление, что фиксируется самописцем индикатора 10, Давление в камере датчика 7 не изменяется до момента, когда противоположная кромкапоршневого кольца 4 откроет отверстие,6 цилиндрической втулки 2 и сжатыйвоздух начнет поступать в пространство, образованное поршневыми кольцами.При этом, если тело поршня загрязнено нагаром или другими отложениями,то толщина нагара фиксируется самописцем индикатора 10, так как в данном случае давление в камере датчика01541 6 в корневых канавках. Если на полученной диаграмме на участке, соответствующем юбке поршня имеется 5смещение (позиция Г), то это указывает на погрешность индикаторного привода, а площадь, заключенная между соответствующими участками кривой, соответствует площади погрешности. 15 20 25 30 35 4 О 45 50 диаграмме,55 5 16 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 давлению 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, показывающей тело поршня.Дпя определения техническогосостояния ЦПГ ДВС на неработающем двигателе при проворачивании коленвала ДВС на 180 полученная с помощью индикатора 10 диаграмма снимается и анализируется. В случае необходимости проверки индикаторного привода диаграмма снимается при проворачивании ДВС 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 оборазом. Зная масштаб пружины индикатора, можно рассчитать и определить следуюшие параметры технического состояния ЦПГ. Визуально амплитуде колебаний давления определяется работоспособность поршневых колец. Величину нагара в любом месте поршня определяют по величине А, износ поршневых колец - по амплитуде Б, толщину поршневых колец - по величине В. Для определения погрешности индикаторного привода и величины зазоров в канавках диаграмму технического состояния снимают поворотом коленвала на 360 (фиг, 5) .Определение технического состоя - ния ЦПГ ДВС на работающем двигателе производится аналогично, при этом диаграммы имеют несколько отличный вид, Диаграмму (фиг. 4) получают аналогично диаграмме (фиг, 3), только на работающем двигателе. Оценка технического состояния ЦПГ осуществляется по указанным параметрам,Диаграмму (фиг. 5) получаютна работающем двигателе при проворачивании коленвала ЯВС на 360 и позволяет определить дополнительно погрешность индикаторного привода и зазоры Величина смещения Е соответствует в масштабе величине, на которую необходимо переместить кулачную шайбу 12индикаторного привода 11 для устранения данной погрешности, Величина111, определяемая по фазовому смещению имцульсов давления при прохожде"нии поршневых колец, минус значениевеличины Е дает величину зазора вканавках а (фиг. 2) любого поршневогокольца, Это объясняется тем, что взависимости от направления. движенияпоршня его поршневые кольца прижатык верхней или нижней поверхностипоршневой канавки, что и фиксируетсясамописцем индикатора 10 как фазовоесмещение, Исчезновение одного илинескольких импульсов давления происходит в двух случаях; в случае поломки или залегания соответствующего поршневого кольца и в случае прохождения замка поршневого кольца в районесквозного отверстия 6 цилиндровойвтулки 2, при этом можно определитьвращающиеся поршневые кольца (попериодическому исчезновению импульсов) и скорость вращения колец. Используя полученные диаграммы. можноопределить положение поршня как находу, так и на стоянке, Для этогонеобходимо установить от двух до .четырех датчиков соответственно вдиаметральной и перпендикулярнойплоскостях цилиндровой втулки 2,При этом положения поршня определяются по высоте юбки сигналу про прохождении поршня (позиция Г), а такжеамплитуде импульсов от одноименныхпоршневых колец. Это объясняетсятем, что в случае привалки поршня к одной из сторон гильзы 2 выход воздуха из отверстия 6 затруднен больше,чем с противоположной стороны, аследовательно, это отражается на Разница между амплитудами импульсов полученных диаграмм дает картину положения поршня во втулке, 1 б 015 А 1Формула изобр етения 1. Способ диагностирования цилиндропоршневой группы двигателя внутрен-5 него сгорания, включающий прокручивание коленчатого вала, подачу сжатого воздуха под заданным давлением через отверстие во внутреннюю полость цилиндра, измерение величины давления и; сравнение ее с эталоном, о т - л;:и ч а ю щ и й с я тем, что с целЬю повышения точности и расширения функциональных возможностей, подачу воздуха осуществляют в пространство 15 между гильзой, поршнем и кольцами перпендикулярно к поверхности гильзы при прохождении поршневых колец через зону подачи давления.202, Способ по п, 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что зона подачидавления расположена выше дна поршня при его Оложении В нижней мертвойточке.3, Устройство для диагностирования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, содержащее полость, образованную гильзой,поршнем и кольцами двигателя, магистраль подачи сжатого воздуха, датчикдавления и регистрирующий прибор,причем источник сжатого воздуха соединен с полостью через отверстие,а датчик давления связан с магистралью подачи сжатого воздуха и регистрирующим прибором, о т л и ч а ю -щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, отверстие для подачисжатого воздуха выполнено в боковойстенке. гильзы выше дна поршня в положении нижней мертвой точки, причемотверстие имеет диаметр, меньший,чемрасстояние между кольцами, толщиныкольца,1601541 ла ректор В,Гирняк едакт роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,гарина,Заказ 3 ВНИИПИ Г Составитель А. АристовТехред М.Дидык 267 Тираж 440 Подписное осударственного комитета поизобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5