Модернизация диагностического оборудования

В процессе эксплуатации строительных и дорожных машин их рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за изнашивания деталей. В машинах появляются отказы и неисправности, которые обнаруживаются и устраняются при техническом обслуживании и ремонте. Правильная организация и высокое качество выполнения диагностических работ дизельных двигателей имеет большое народнохозяйственное значение, так как увеличивает вторичный моторесурс машин и оказывает значительное влияние на трудоемкость ТО и Р. В результате диагностического контроля детали должны быть подразделены на три группы годные, подлежащие восстановлению и негодные.

Поэтому целью курсового проекта является анализ, изучение и модернизация диагностического оборудования. Объектом для изучения взята корпусная деталь, блок цилиндров с поршневой группой двигателя ЯМЗ-240. В курсовом проекте представлена таблица возможных неисправностей, структурные и диагностические параметры, приборы, инструменты и технологическая карта контроля.

1. Возможные неисправности блока цилиндров с поршневой группой.

В процессе эксплуатации блок цилиндров с поршневой группой подвергается химическому, тепловому и коррозионному воздействию газов и охлаждающей жидкости, механическим нагрузкам от переменного давления газов, вибрации, влиянию абразивной среды и так далее. Для данного класса деталей основными видами износа являются коррозионно-механический, и молекулярно-механический, которые характеризуются следующими явлениями — схватыванием, переносом материала, вырыванием частиц и образованием продуктов химического взаимодействия металла с агрессивными элементами среды. При эксплуатации двигателя в нем возможны неисправности (см. таблица 1.1).

Таблица 1.1 — Неисправности блока цилиндров с поршневой группой дизельного двигателя.

2. Диагностирование блока цилиндров с поршневой группой.

2.1 Структурные и диагностические параметры.

Таблица 2.1.1 Параметры структурные и диагностические.

2.2 Приборы и инструменты для контроля структурных и диагностических параметров.

Универсальные измерительные средства выбирают с учетом точности измерения и конструктивных особенностей измеряемой детали (учитывая при этом экономичность применения инструмента). Выбор того или иного универсального измерительного инструмента производят по номограмме. Проверка работоспособности различных систем машин и, прежде всего, двигателя, актуальна как для строительно-дорожной, так и для грузовой техники. Существуют модели оригинальных устройств, позволяющих быстро проверить исправность механических агрегатов двигателя, систем охлаждения, зажигания, топливоподачи и выпуска отработавших газов, обнаружить неисправности электропроводки и приборов освещения.

Один из которых, тестер утечек из надпоршневого пространства DRV 02 (рис. 2.2.1) и компрессометр (рис. 2.2.2), они применяется для испытания бензиновых и дизельных двигателей. Он позволяет выявить недопустимый уровень потерь давления в цилиндре, снижающий работоспособность двигателя. С его помощью можно установить причину утечек, которая может заключаться в негерметичности впускных и выпускных клапанов, повреждении прокладки головки блока, поршня или поршневых колец. Прибор оснащен манометром, шкала которого отградуирована в процентах. Если давление поступающего в цилиндр воздуха падает более чем на 23%, герметичность считается нарушенной. В комплект входят метровый шланг высокого давления и быстросъемные коннекторы для подсоединения тестера к испытуемому цилиндру через отверстие для установки свечи зажигания (бензиновые двигатели) или форсунки (дизельные двигатели).

Рис. 2.2.1 — Тестер утечек из надпоршневого пространства позволяет не только определить степень герметичности камеры сгорания, но и установить вероятную причину ее потери.

Компрессометр представляет собой манометрическую головку, соединенную гибким шлангом с переходником или быстросъемным наконечником-адаптером для плотной стыковки с полостью камеры сгорания. Манометр снабжают обратным клапаном и, клапаном сброса давления. Различают приборы для замера компрессии в бензиновых и дизельных двигателях, компрессия в дизелях измеряется — через отверстие для форсунки или свечи предпускового подогрева (накаливания). Компрессографы рекомендуется использовать в тех случаях, когда по роду работы приходится часто выполнять замеры компрессии. Они отличаются от компрессометров тем, что результаты измерений фиксируются автоматически в графической форме на карточке, вставляемой в прибор.

Рис. 2.2.2 — Дизельный компрессометр фирмы Гило имеет предел измерений до 60 Бар. Компрессометр снабжен вентилем сброса давления и предохранительным клапаном, предотвращающим повреждения измерительной головки в результате пневмоудара.

Состояние сопряжения поршень — поршневые кольца — гильза цилиндра можно оценить по количеству газов, прорывающихся в картер. Этот диагностический параметр измеряют при помощи расходомера КИ-4887−1 (рис. 2.2.3), предварительно прогрев двигатель до нормального теплового режима. Прибор имеет трубу с входным 5 и выходным 6 дроссельными кранами. Входной патрубок 4 присоединяют к маслозаливной горловине двигателя, эжектор 7 для отсоса газов устанавливают внутри выхлопной трубы или присоединяют к вакуумной установке. В результате разрежения в эжекторе картерные газы поступают в расходомер. Устанавливая при помощи кранов 5 и 6 жидкость в столбиках манометров 2 и 3 на одном уровне, добиваются, чтобы давление в полости картера было равно атмосферному. Перепад давления? h устанавливают по манометру 1 одинаковым для всех замеров при помощи крана 5. По шкале прибора определяют количество газов, прорывающихся в картер, и сравнивают его с номинальным в (л/мин).

Рис. 2.2.3 Схема расходомера КИ — 4887−1: 1−3 — манометры; 4 — входной патрубок; 5,6 — дроссельные краны соответственно входной и выходной; 7 — эжектор Способ диагностирования при ремонте блоков двигателей установкой чугунных гильз хорошо известен и широко используется авторемонтниками с незапамятных времен. Применяя технологию гильзоваиия при ремонте зарубежных двигателей, отличающихся большим конструктивным разнообразием нужно учитывать ряд особенностей. Изготовленные гильзы маркируются в соответствие с номерами цилиндров и тщательно обмеряются (рис. 2.2.4) с занесением результатов в технологическую карту. После растачивания цилиндра глубина выточки измеряется с точностью до 0,01 мм (рис. 2.2.5), для этого удобно использовать глубиномер с индикаторной головкой. А наружный диаметр упорного бурта измеряется штангенциркулем (рис. 2.2.6), и должен быть таким, чтобы радиальный зазор (д) был не менее 0,2 мм.

Рис. 2.2.4 — Измерение диаметра изготовленных гильз с помощью штангенциркуля Рис. 2.2.5 — Измерение глубины выточки с помощью глубиномера с индикаторной головкой Рис. 2.2.6 — Измерение высоты упорного буртика гильзы Широкое применение при контроле деталей находят индикаторные нутромеры. Точность измерения отверстий с помощью этих приборов лежит в пределах от 0,01 до 0,03 мм, а при настройке их по специальным эталонным кольцам точность замера значительно повышается. Нутромеры обычно имеют в комплекте сменные насадки, с помощью которых обеспечивается измерение диаметров отверстий в пределах диапазона измерения прибора. Перед измерением отверстия необходима установка индикатора нутромера на нуль. Существует несколько способов — с помощью кольцевого калибра, специального установочного прибора и микрометра. Наиболее точно установка на нуль выполняется с помощью кольцевого калибра (рис. 2.2.7). Установив рабочую часть нутромера в калибр, покачиванием стержня определите положение стрелки, определяющее минимальный размер, после чего сдвигом шкалы индикатора нуль шкалы совмещается со стрелкой. Недостатком данного способа является необходимость иметь достаточно большое количество калибров, что неудобно при ремонте двигателей большого числа моделей. Более удобно использование установочного прибора, настраиваемого на любой размер. Такой прибор аналогичен микрометру, но имеет широкую рабочую поверхность для удобства настройки нутромера. Способы настройки нутромера с помощью установочного прибора или микрометра могут дать погрешность из-за отклонения формы измерительных поверхностей нутромера от сферы, например, вследствие их износа.

В некоторых случаях при ремонте деталей сложной конфигурации (блоки цилиндров, головки и др.) приходится сталкиваться с определением толщины стенок в конкретных сечениях. Для этого можно использовать специальный приборстенкомер (рис. 2.2.8). Его точности — 0,1 мм вполне достаточно, поэтому при необходимости его нетрудно изготовить. Использование стенкомера позволяет избежать ошибок, например, при растачивании и пользовании поврежденных блоков цилиндров. С помощью лекального угольника (рис. 2.2.9) можно приближенно определить, например, неперпендикулярность отверстия шатуна к его боковой поверхности или цилиндра к верхней плоскости блока.

Рис. 2.2.7 — Настройка нутромера на нуль с помощью кольцевого калибра Рис. 2.2.8 — Схема измерения толщины стенки цилиндра блока стенкомером: 1, 2 — ножка приспособления; 3 — индикатор часового типа; 4 — поворотный упор Рис. 2.2.9 — Лекальный угольник Для измерения диаметров отверстий применяют пневматические приборы. Схема такого прибора показана на рис. 2.2.10. Воздух от компрессорной установки под давлением 3—3,5 кгс/см² по трубе 1 поступает во влагоотделитель 2 и затем в двухступенчатый стабилизатор 3 давления. Далее воздух по стеклянной трубке 6 и по шлангу 11 подводится к пневматическому калибру 9, имеющему два или более сопла 5. Трубка 6 изготовлена с высокой точностью и имеет конусность отверстия 1:1000. Внутри трубки помещен металлический поплавок 7, удерживаемый струей воздуха на определенном уровне. Если калибр 9 вставить в измеряемое отверстие, то воздух будет выходить в зазор между торцами сопел 8 и поверхностью детали. При большом зазоре расход воздуха будет больше и поплавок в стеклянной трубке поднимется на более высокий уровень. Так как величина расхода воздуха зависит от зазора между торцами сопел калибра и деталью, то по уровню поплавка на шкале 10 определяют фактические размеры отверстия. Шкала прибора должна быть протарирована для каждой группы деталей и настроена по калибру. Замер производят в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и подлине.

Рис. 2.2.10 — Пневматический прибор для измерения диаметров отверстий: 1 — трубка подвода сжатого воздуха; 2 — влагоотделитель; 3 — стабилизатор давления; 4 — винт; 5 — регулировочный винт; 6 — стеклянная трубка; 7 — поплавок; 8- сопла; 9 — калибр; 10 — шкала; 11 — шланг Проверку герметичности водяной полости блока производят гидравлическим испытанием на стенде (рис. 2.2.11). Насос 10 закачивает жидкость из резервуара, расположенного в основании, в водяную полость испытуемого блока под давлением 4—5 кгс/см². Давление жидкости в блоке контролируется манометром 7. Принципиальная гидравлическая схема привода всех оправок приведена на рис. 2.2.12. Принцип, действия и порядок работы на стенде следующий: после установки блока и поворотный барабан включают кран 5, при этом под давлением масла поршни гидроцилиндров введут оправки 2 во все цилиндровые гнезда; последующим включением крана 4 оправки 2 перекроют все цилиндровые гнезда. Включением крана 6 штоки гидроцилиндров 1 и 3 перекрывают торцовые и наклонные каналы блока. После закачки жидкости в водяную рубашку блока производится выдержка в течение 2 мин под давлением 4—5 кгс/см². Течь при этом не допускается.

В условиях небольших авторемонтных мастерских гидравлическое испытание водяной рубашки блока может быть произведено с помощью приспособления (рис. 2.2.13).

Рис. 2.2.11 — Стенд для испытания водяной полости блока на герметичность: 1— электродвигатель поворотного барабана; 2 — основание стенда; 3 — редуктор; 4 — поворотный барабан; 5 — оправки для перекрытия отверстий в блоке; 6 — рабочие цилиндры; 7 — манометр; 8 — оправка для перекрытия цилиндровых отверстий в блоке: 9 — гидравлическая установка; 10 — насос; 11— электродвигатель насоса Рис. 2.2.12 Гидравлическая схема стенда для испытания блока на герметичность: 1,3 — гидроцилиндры; 2 — оправки; 4 — кран привода оправок; 5 — кран подачи масла к поршням; 6 — кран управления штоками гидроцилиндров.

Для опрессовки блока необходимо установить в цилиндровые гнезда двенадцать оправок 1, уплотнить выточки, завернув гайки 3 и болты 4. Соединить патрубок блока с водопроводом и насосом, Закрыть заглушками все остальные отверстия водяной системы блока, открыть краны и 10 и клапан 2, закрыть кран 5, заполнить полость блока водой. При появлении воды через отверстие клапана 2 закрыть его.

Рис. 2.2.13 Приспособление для испытания водяной полости блока цилиндров на герметичность: 1 — оправки; 2 — клапан; 3 — гайка оправки; 4 — болты; 5, 6, 9, 10 — краны; 7 — манометр; 5 — насос ГН-60 с ручным приводом Испытание каналов системы смазки блока цилиндров на герметичность производят на специальной установке. При испытании уплотнение всех масляных отверстий в блоке производится специальными уплотнителями с пневматическим приводом. Насосом производят закачку жидкости в блок под давлением 12 кгс/см² и выдерживают при этом давлении не менее 2 мин. Течь через стенки каналов системы смазки не допускается. Для испытания применяют раствор, в котором на 1 л воды содержится: 10—15 г кальцинированной соды, 2—3 г нитрита натрия, 0,1—0,3 г эмульгатора ОП-7.

Контроль размера 449,7 мм и параллельность плоскостей под головки цилиндров к оси расточек коренных подшипников коленчатого вала осуществляется специальным приспособлением (рис. 2.2.14). Скалку 1 с наружным диаметром 62±0,025 мм устанавливают в крайние гнезда роликоподшипников на специальных втулках, наружный диаметр которых равен 260 ^-0.053 Прибор базовым фланцем устанавливается на привалочную плоскость блока, измерительный шток прибора входит в контакт с поверхностью скалки. Настройка индикатора производится контрольной скобой 3, имеющей размер 6 ^+_0,005 мм. Разность показаний индикатора при установке прибора в два крайние отверстия под гильзы одного ряда цилиндров покажет величину непараллельности привалочной поверхности к оси расточек коренных опор.

Рис. 2.2.14 Приспособление для контроля: 1 — скалка; 2 — прибор для контроля; 3 — контрольная скоба Контроль глубины выточки (номинальный размер 12 ±0,035 мм) производят приспособлением (рис. 2.2.15, а). Приспособление устанавливают на площадку кольцевой выточки. Плоскостность торца кольцевой выточки проверяют приспособлением (рис. 2.2.15, б). Замер производят перемещением каретки 7 с помощью винта 9 и пружины 8. Неплоскостность выточки на ширине 2,5 мм по радиусу допускается не более 0,01 мм.

Рис. 2.2.15. Приспособление для контроля глубины (а) и плоскости торца (б) выточки под бурт гильзы цилиндра: 1— шток; 2 — двуплечий рычаг; 3 — индикатор; 4 — плита; 5 — измерительный рычаг; 6 — стойка с индикатором; 7 — подвижная каретка; 8 — пружина; 9 — винт; 10 — корпус Стуки двигателя прослушивают при помощи стержневого (рис. 2.2.16, а) или трубчатого (рис. 2.2.16, б) стетоскопов, прикасаясь концом стержня 2 или 4 к зонам прослушивания на двигателе.

Рис. 2.2.16. Стетоскопы, а — стержневой; б — трубчатый; 1 — слуховая шайба; 2 — стержень; 3 — наконечник; 4 — слухвой стержень Состояние коренных подшипников коленчатого вала определяют, прослушивая нижнюю часть блока цилиндров при резком открытии и закрытии дроссельной заслонки. Изношенные коренные подшипники издают сильный глухой стук низкого тона, усиливающийся при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала Работу сопряжения поршень — гильза цилиндра прослушивают по всей высоте цилиндра при малой частоте вращения коленчатого вала с переходом на среднюю. Появление звука, напоминающего дрожащий звук колокола, усиливающегося с увеличением нагрузки на двигатель и уменьшающегося по мере прогрева двигателя, указывает на возможное увеличение зазора между поршнем и гильзой цилиндра, изгиб шатуна, перекос оси шатунной шейки или поршневого пальца, особенно, если у двигателя наблюдается повышенный расход топлива и масла. Скрипы и шорохи в сопряжении поршень — гильза цилиндра свидетельствуют о начинающемся заедании в этом сопряжении, вызванном малым зазором или недостаточным смазыванием.

поршневой цилиндр двигатель неисправность.

2.3 Контрольно-диагностическая карта.

1. Справка о виде и дате последнего технического обслуживания и ремонта.

2. Сведения о неисправностях (по заявке машиниста).

3. Сведения о общей наработки с момента эксплуатации.

4. Результат диагностирования (таблица 2.3.1).

5.

Заключение

диагноста о техническом состоянии объекта.

6. Остаточный ресурс объекта.

7. Неисправности и способы их устранения.

8.

Заключение

инженера (мастера наладчика).

Таблица 2.3.1 — Результат диагностирования.

Примечание: Р — регулировка, О — очистка, З — заменить на исправное, И — исправное.

Приложения.

Приложение 1.

Конструкция и размеры, контролируемые в блоке цилиндров и гильзе Рис. 1.1 — Конструкция и размеры блока цилиндров: 1- блок; 2 — ремонтная втулка; 3 — гильза; 4 — втулка оси толкателя; 5 — втулка распределительного вала; 6 — наружное кольцо подшипника; 7 — ремонтное кольцо Рис. 1.2 — Контролируемые поверхности гильзы цилиндра.

Приложение 2.

Техническая характеристика индикатора концентрации напряжения ИКН-1М Рис. 2.1 — Общий вид ИКН-1М для контроля трещин, напряжений металла и других дефектов.

диапазон измерения величины Нр +/_ 2000 А/м количество каналов измерения величины Нр 2(4).

минимальный (максимальный) шаг измерения 1(128) мм максимальная скорость сканирования (шаг 1мм) 0.2(0.5) м/с микропроцессор 8 бит емкость оперативной памяти 128 Кб емкость энергонезависимой памяти 1(4) Мб жидкокристаллический графический индикатор 128*64 точки скорость передачи данных на 1ВМ РС через Я5232 115 кбот питание от аккумуляторов потребляемая мощность 0.8−2.2 В · А.

Приложение 3.

Таблица 4.1 Контрольно-диагностическая карта погрузчика ТО-11 (К-702).

Список используемых источников.

1. Самохин С. С. Нюансы гильзирования / С. С. Самохин, А. Э. Хрулев // Автомобиль и сервис. — 2004. № 2. — с. 30−33.

2. Ульман А. Г. Диагностические приборы / А. Г. Ульман // Автомобиль и сервис. — 2004. № 6. — с.22, 43.

3. Карагодин В. И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учеб. пособие / В. И. Карагодин, Н. Н. Митрохин. — М. 2001. — 496 с.

4. Емелин, В. И. Восстановление деталей и узлов машин: Учеб. пособие / В. И. Емелин. — Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. — 375 с.

5. Аршинов, В. Д. Ремонт двигателей ЯМЗ: Учеб. пособие / В. Д. Аршинов, В. К. Зорин. — М.: Транспорт, 1978. — 310 с.

6. Хрулев А. Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей: Учеб. для вузов /А. Э. Хрулев. — М.: Транспорт. 2000. — 546 с.

7. Клюев В. В. Технические средства диагностирования: Справочник / В. В. Клюев. — М.: Машиностроение. 1974. — 672 с.

8. Беспалов, Н. А. Агрегатный ремонт дорожных машин: Учеб. пособие / Н. А. Беспалов. — М.: Машиностроение, 1984. — 241 с.

9. СТП КГТУ 01 — 02 / Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. — 52 с.

10. Медведков В. И. Автомобили КамАЗ: Учеб. пособие / В. И. Медведков, С. Т. Билык. — М.: ДОСААФ, 1987. — 372 с.