Диагностирование двигателя. Диагностические параметры двигателя

Диагностика двигателя включает ознакомление с учётными данными, осмотр и опробование пуском, измерение мощности, диагностику кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов и системы охлаждения. По результатам диагностики проводят необходимые регулировочные, крепёжные или ремонтные работы.

Ознакомление с учётными данными двигателя охватывает следующие сведения: пробег автомобиля и ресурс работы двигателя; ремонты, которым подвергался двигатель; его топливную экономичность; заявки водителя о надёжности работы двигателя. Эти сведения, освещая «техническую биографию» двигателя, позволяют дать предварительную оценку его технического состояния и в дальнейшем более целеустремлённо проводить его диагностику.
Осмотр и опробование двигателя пуском состоит в визуальном обнаружении подтеканий масла, топлива, охлаждающей жидкости, оценке лёгкости пуска, дымления на выпуске, прослушивании его работы с целью обнаружения резких шумов, стуков, оценке равномерности и устойчивости работы и др. Эта проверка позволяет выявить очевидные дефекты двигателя без применения диагностических средств и определить дальнейший технологический процесс его технического обслуживания.
Измерение мощности двигателя производится на динамометрическом стенде при диагностике автомобиля в целом, а при его отсутствии, бестормозным методом, методом разгона или по разрежению во впускном трубопроводе. Принцип бестормозной проверки мощности двигателя заключается в том, что нагрузка на поочерёдно проверяемые цилиндры создаётся за счёт отключения свечей зажигания. Выключенные цилиндры нагружают коленчатый вал двигателя главным образом за счёт компрессии. При этом угловая скорость коленчатого вала двигателя снижается тем больше, чем ниже мощность проверяемых цилиндров.
Полученную скорость сравнивают с нормативной и на этом основании определяют номинальную мощность, развиваемую каждым из цилиндров и двигателем в целом.
Методом разгона мощность двигателя автомобиля определяют по приросту углового ускорения коленчатого вала в установленном диапазоне его оборотов без нагрузки и при полном открытии дросселя.
По разрежению во впускном трубопроводе мощность двигателя определяют как произведение разрежения на скорость вращения коленчатого вала. Мощность двигателя зависит от большого числа факторов: износов цилиндропоршневой группы, угла опережения зажигания, мощности искры, производительности жиклёров и т.д. Поэтому в случае её отклонения от нормы приступают к поэлементной диагностике систем и механизмов двигателя.

3. Диагностические признаки и диагностические параметры.
Возможность прямого изменения структурных параметров, а, следовательно, и возможность их непосредственного использования для диагностики весьма ограничена. Поэтому при диагностике параметры технического состояния механизма, как правило, измеряют косвенно, используя выходные (рабочие) и сопутствующие процессы, порождаемые функционирующим механизмом. Указанные процессы, будучи функционально связаны техническим состоянием механизма, содержат необходимую для диагностики информацию. Они называются диагностическими признаками. При диагностике двигателей наиболее часто используют такие признаки, как эффективность механизма, колебательные процессы, тепловое состояние, герметичность, состав масла и др. Каждый из диагностических признаков можно количественно оценивать при помощи соответствующих диагностических параметров. Эффективность (т.е. выходной рабочий процесс) двигателя можно оценить по мощности и темпу её нарастания. Такие параметры дают обобщённую информацию о состоянии механизма в целом, являющуюся основой для дальнейшей поэлементной диагностики. Сопутствующие процессы можно оценить при помощи таких диагностических параметров, как величина, скорость и ускорения вибраций, степень и скорость нагрева, компрессия, концентрация в масле продуктов износа и др. Эти параметры дают более узкую, конкретную информацию о техническом состоянии диагностируемого механизма. Кроме того, они достаточно универсальны и широко применимы для сложных технических устройств. Диагностические параметры механизма, так же как и структурные, являются переменными случайными величинами и имеют соответствующие номинальные (или начальные) SН1, SН2…., SНп и предельные SП1, SП2,…., SПп значения.
Начальная величина диагностического параметра характеризует кондицию механизма. Его величину можно определить по среднему значению измерений данного диагностического параметра у совокупности заведомо исправных механизмов. Сравнивая фактическую величину диагностического параметра с номинальной, можно судить об израсходованном ресурсе.
Предельную величину диагностического параметра можно определить на основе закона её распределения для механизмов данной совокупности в период их нормальной эксплуатации (т.е. после приработки до начала прогрессивного изнашивания). Так как в этот период интенсивность отказов механизма примерно постоянна, то плотность распределения f(S) диагностического параметра относится к практически исправным механизмам. Поэтому неисправными механизмами можно считать такие, у которых диагностический параметр превышает величины, входящие в 95% случаев его распределения. На основе этого величину Sп можно принять равной её граничному значению АВ между исправными и не исправными механизмами. В дальнейшем Sп оптимизируют по экономическому критерию с учётом величины межконтрольного пробега.
По мере ухудшения технического состояния механизма диагностические параметры могут либо увеличиваться (вибрации, расход топлива), либо уменьшаться (давление масла, мощность). Определённая связь между диагностическими и структурными параметрами механизма позволяет без разборки количественно оценить его исправность и работоспособность. Для того чтобы обеспечить достоверность, экономичность и стабильность результатов, диагностические параметры должны отвечать требованиям однозначности, воспроизводимости, чувствительности или информативности.
Однозначность диагностического параметра означает, что все его текущие значения (в интервале изменений технического состояния механизма от некоторого начального Xн до Xп однозначно соответствуют структурным параметрам, т.е. зависимость S = f(X) в указанном интервале не имеет экстремума. Воспроизводимость (или стабильность) параметра определяется дисперсией его величин, многократно измеренных с заданной точностью.
Чувствительность или информативность диагностического параметра оценивается величиной и скоростью его приращения при достаточно малом изменении структурного параметра механизма. Указанные качества диагностических признаков, а следовательно, и достоверность диагностики в большой степени зависят от теплового нагрузочного и скоростного режимов работы диагностируемого механизма. Поэтому при диагностике часто используют устройства, задающие и поддерживающие оптимальные режимы.