Отображение дефектов дизеля на «Дельфине», часть 1

 В отличие от известных диагностических стендов, традиционно оперирующих электрическими сигналами, действующими в контурах управления двигателя и  функциональных систем, в «Дельфине» значительно расширен круг используемых носителей  информации. Методика постановки диагнозов опирается не только на электрические сигналы, но дополнительно  на ультразвуки, вибрации, конструкционную и газовую акустику, давления, магнетизм, температуры и деформации – всего  задействуется 30 наименований датчиков различных физических величин. Для выработки компьютерных диагнозов разработаны оригинальные методики математической обработки измерительных данных.     

         Интеллектуальная насыщенность стенда позволяет диагностировать не только электрические неполадки, но, и что особенно важно,  ранние стадии развития конструкционных и функциональных дефектов. Причем,  не только на двигателях и ходовой части автомобилей, но  и на любых технических устройствах, работа которых сопровождается вибрациями.    

         Разумеется, «человек с улицы» не сможет добиться эффективного использования высоких возможностей такого стенда. Здесь недостаточно умения вставить разъем  в розетку самодиагностики автомобиля и прочитать сообщение на дисплее тестера или сканера.

        «Дельфин» рассчитан на квалифицированного пользователя. Выполнение этого условия становится все более доступным. Бурное развитие техники требует нового более грамотного подхода к ее обслуживанию, а автосервис становится все более привлекательным для образованной молодежи, уже овладевшей компьютером.   Хорошие результаты получаются также у бригады из 2 человек, один из которых хорошо знает физический принцип действия диагностируемого объекта, а другой имеет навыки работы с компьютером. Привлечение диагностов к устранению выявленных ими недостатков – прекрасный путь профессионального совершенствования.

    Умение логически мыслить – непременное требование к участникам работ.          Начальную подготовку пользователи  проходят под руководством  специалистов ЗАО «Циклон» по 100-часовой учебной программе. Обучение возможно на рабочих местах пользователей. Осуществляем авторский надзор.

          Ниже приведены некоторые случаи диагностирования дизелей.    

          (Материалы любезно предоставлены пользователями «Дельфинов»).

          На рис.1 волнистой линией показаны поперечные вибрации верхней части нормально работающего  двигателя с последовательностью срабатывания цилиндров 1-3-4-2. Глядя на рисунок можно утверждать, что при срабатывании каждого цилиндра корпус получает толчки примерно одинаковой амплитуды.

Это косвенно свидетельствует о примерно одинаковой мощности, отдаваемой каждым цилиндром. Ниже вибрационного расположены сигналы ультразвуковых датчиков, которые фиксируют  возмущения, обусловленные рабочими процессами.

            На рис.2 показаны аналогичные поперечные колебания дефектно функционирующего двигателя с такой же последовательностью срабатывания цилиндров (двигатель «колотит»). По системе впрыска замечаний не обнаружено.  Каких-либо ударов не прослушивалось, хотя шумовая обстановка изменилась непривычным образом.   

           Внимание обратили на относительно большие амплитуды толчков в моменты срабатывания цилиндров 1 и 4 и относительно уменьшенные амплитуды толчков в моменты срабатывания цилиндров 3 и 2. Замечание по двум смежным  цилиндрам  указывало на механическую связь дефектов и на необходимость демонтажа головки. Действительно, прокладка между блоком  цилиндров и головкой  оказалась пробитой в зоне между цилиндрами 2 и 3.

На рис.3 зафиксирован момент запуска двигателя. Верхняя кривая отображает напряжение на аккумуляторной батарее. Нижняя кривая показывает ультразвуковую активность форсунки. Сопоставляя их между собой, легко усмотреть момент, когда прекратилась работа стартера и началась работа цилиндров. Произошло это в момент начала работы форсунки на 1850 сек. Задержка начала работы форсунки может быть связана с ее неправильной настройкой, либо с дефектами ТНВД (например, недостаточная гидроплотность клапанов или «завоздушивание»). Если бы впрыск происходил, но двигатель все равно не заводился, то искать дефект надо не в топливной системе, а в цилиндропоршневой группе или в газораспределительном механизме, т.е. в двигателе.

Зарубежные разработчики силовых агрегатов рассматривают вибрации как провоцирующий и дестабилизирующий фактор, источник дополнительных динамических нагрузок на конструкцию. Поэтому обычно проводится  нормирование вибраций для эксплуатационных условий. В  основу закладывают спектральные данные по виброскорости.

 На рис.4 и 5 представлены компьютерные оценки допустимости виброактивности по американским нормативам.   Так, зафиксированные на холостом ходу (рис.4) максимальные значения  0,01мм/с  на частоте  107,14 Гц соответствуют виброрежиму с оценкой «хорошо», а на высоких оборотах (рис.5) максимальные значения фиксируются на  той же частоте и достигают значений 844,64 мм/с, что признается «недопустимо».

          Путем набора статистических данных по диагностируемым объектам,  можно отнести их к одному из классов по благополучности и обосновать необходимость дальнейшего поиска дефектов.

          Компьютерные оценки допустимости, представленные на рис. 4 и 5, были получены по измерительным  данным, представленным на рис. 6 и 7.

         Один  датчик вибраций был установлен  на крышке в районе первого цилиндра рядного двигателя и ориентирован поперечно (аналогично случаю рис.1). Другой датчик был установлен аналогично, но в районе шестого цилиндра и ориентирован «навстречу» первому датчику. 

         Визуальным анализом графиков рис.6 легко обнаруживается приблизительное равенство и противофаза колебаний. Это указывает на то, что при каждом срабатывании цилиндров двигатель получает одинаковые односторонние толчки, что соответствует нормальной работе  на режиме холостого хода (смотрите компьютерную оценку на рис.4).

На рис.7 приведены показания этих же датчиков на высоких оборотах. Бросается в глаза синфазность колебаний. Наблюдаемые изменения динамики говорят о том, что по мере увеличения оборотов  происходит поворот оси угловых колебаний двигателя от горизонтального положения к вертикальному.

          Для понимания причин аномалии еще раз обратим внимание на результаты спектрального анализа (рис.4 и 5). Сам факт неизменности частоты вибраций 107,14 Гц при различных оборотах двигателя исключает силы инерции, т.е. механику, как  причину аномалии.

Для реализации такой ситуации достаточно нарушить управляемые электроникой фазы впрыска топлива, особенно в крайних цилиндрах (в одном слишком рано, в другом слишком поздно). Диагноз, поставленный на основании простейшего анализа вибраций, полностью подтвердился.

Анатолий Коновалов 

                                                                                             Олег Лукьяненко

Специально для Autodata.ru