Датчики для измерения эксплуатационных параметров дизельного двигателя и оценки остаточного ресурса
Для оценки расхода масла на угар в бортовой системе диагностирования предлагается использовать тепловой датчик качества и уровня масла ДГС-М-300-24-01, который устанавливается в нижней части масляного поддона двигателя в диапазоне рабочего уровня масла в картере. При эксплуатации непрерывно измеряется уровень масла и рассчитывается убывание объема по сигналам первого и второго датчика. Значения передаются в комбинацию приборов в виде сигналов, которые по известному пробегу пересчитываются в расход масла на 100 км (табл. 1.1, рис. 1).
Измерение аварийного уровня позволяет продиагностировать и выдать сигнал о предельном уровне масла.
Изнашивание цилиндропоршневой группы (ЦПГ), а также задиры ЦПГ или подшипников коленчатого вала приводят к повышению давления картерных газов вследствие горения масла и прорыва газов из рабочего объема. Начальное значение давления картерных газов для нового двигателя составляет 100–150 мм вод. столба, предельное, при котором эксплуатация недопустима, – 350–400 мм. вод. столба. Для оценки расхода картерных газов и остаточного ресурса в бортовой системе диагностирования предлагается использовать датчик давления картерных газов БД ПД-Р (–1...10) бар, 4-20мА; альтернативным вариантом являлся датчик MPX5010DP, 0...10 кПА, 0...5В, который обладает большей чувствительностью и позволяет измерять необходимое давление с большей точностью (табл. 1.2, рис. 2).
Таблица 1 – Перечень датчиков бортовой системы диагностики
1.1. Датчик уровня масла в картере двигателя |
|
Датчик уровня масла ДГС-М-٥٠١-٢٤-O١ |
|
Назначение, технические характеристики |
|
Назначение: прибор предназначен для выдачи сигнала на индикаторные устройства или через согласующие цепи на исполнительные элементы. Прибор предназначен для работы в следующих условиях: – номинальная температура окружающего воздуха – + 25 ± 10° С; – относительная влажность – ٤٥...٨٠٪; – атмосферное давление – ٨٤,٠ ...١٠٦,.٧ кПа; (٦٣٠...٨٠٠ мм рт. ст.). Рабочая ориентация прибора в пространстве – любая. Технические характеристики: – напряжение питания – 10...30 В; – максимальная нагрузка – 3 ВА; – номинальный ток нагрузки – 0,25 А; – диапазон температуры измеряемой жидкости – от –40 до +120 °С |
Внешний вид |
Место установки и обоснование его выбора |
|
Левая боковина передней части (капельника) поддона картера двигателя; датчик должен зарегистрировать достижение определенного уровня масла. Применим для определения минимального рабочего уровня масла в поддоне картера двигателя, а также для сигнализации двух уровней израсходованного объема масла на угар |
|
Диагностируемый параметр |
|
1. Аварийный уровень масла. 2. Расход масла на угар за определенный пробег |
|
Диагностируемый агрегат, узел, система, механизм, возможные отказы |
|
ДВС / система смазки / уровень масла / расход масла на угар / ЦПГ |
|
Процессы и характеристики, контролируемые датчиком |
|
Уровень масла в поддоне картера, контролируемый несколькими датчиками |
|
Неисправности, которые можно предупредить с помощью датчика. Обеспечиваемые показатели надежности |
|
Изнашивание деталей ЦПГ, потеря мощности, увеличение расхода топлива. Долговечность, оценка остаточного ресурса ДВС |
|
Примечание: фотография места установки рисунок ١ |
1.2. Датчик дифференциального давления картерных газов |
|
БД ПД-Р (-١...١٠ бар) М ١٢x١.٥, КЛ. т. ٠,٥,٤...٢٠ mА |
|
Назначение, технические характеристики |
|
Общие сведения: преобразователь давления типа БД модель ПД-Р выпускается по документации фирмы-изготовителя. Зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 38413-08 (Сертификат об утверждении типа средств измерений № 32443 от 16.10.2013). Изготовитель: Компания «BD» (Индия – Россия). тел. (495) 645-9189, (499) 400-0410. Технические характеристики: – диапазон измерений – –1... 10 бар; – погрешность – ٠,٥٪ от предела измерений; – класс защиты – IP ٦٥; – выходной сигнал – ٤-٢٠ mА (двухпроводная схема); – питание – DC ٠...١٠ V; – перегрузочная способность – ١,٥; – присоединительная резьба – М١٢x ١,٥; – размер под ключ – ٢٤; – температура окружающей среды – –40...+65 °С; – температура измеряемой среды – –٤٠...+ ١٥٠ °С; – атмосферное давление – ٨٤...١٠٦ кПа; – относительная влажность – 30...95%; – масса – не более 0,2 кг; – средний срок службы – 12 лет |
Внешний вид |
Место установки и обоснование его выбора |
|
Корпус датчиков давления, закрепленный через опорную пластину к правой части картера масляного двигателя; необходимы измерения над поверхностью масла для определения давления картерных газов |
|
Диагностируемый параметр |
|
Давление картерных газов |
|
Диагностируемый агрегат, узел, система, механизм, возможные отказы |
|
ДВС / система смазки / угар масла / ЦПГ / расход масла повышенный, задиры ЦПГ, задиры подшипников, залегание поршневых колец |
|
Процессы и характеристики, контролируемые датчиком |
|
Объем (давление) картерных газов. Состояние ЦПГ |
|
Неисправности, которые можно предупредить с помощью датчика. Обеспечиваемые показатели надежности |
|
Предельный износ деталей ЦПГ, залегание поршневых колец. Обеспечение заданной долговечности |
|
Примечание: фотография места установки рисунок ٢ |
1.3. Датчик дифференциального давления в системе смазки |
|
Автомобильные трансмиттеры давления: РТ١٢٤В-٢٤٠/٢٤١/٢٤٢/٢٤٣/٢٤٤ |
|
Назначение, технические характеристики |
|
Общие сведения: специально сконструированные для автомобилей трансмиттеры давления серии РТ١٢٤В-٢٤٠, РТ١٢٤В-٢٤١, РТ١24В-242, РТ124В-243, РТ124В-244 с керамическим, пьезорезисторным сердечником. Компактная конструкция, высокая надежность, удобный монтаж, устойчивость к вибрации и т. д. Усталостная долговечность – ١٠ ٠٠٠ ٠٠٠ циклов. Технические характеристики: – диапазон измерений: 0 ~ 0,1МРа ~ 10МРа (240/241/244); 0 ~ 10МРа ~ 100МРа (243); 0 ~ 0,1МРа ~ 35МРа (242); – погрешность – ٠,٥٪ от предела измерений; – класс защиты – IP ٦٥; – выходной сигнал – 4–20 mA; 0,5–4,5 V; – питание – 24VDC, 5VDC; – перегрузочная способность – ١,٥; – присоединительная резьба – М١٢ x ١,٥; – размер под ключ – ٢٤; – температура окружающей среды – –40...+65 °С; – температура измеряемой среды – –٤٠...+١٥٠ °С; Средний срок службы – 12 лет |
Внешний вид |
Место установки и обоснование его выбора |
|
Необходима установка непосредственно на коленчатом вале для определения изменения давления в системе смазки и регистрации снижения давления перед шатунными подшипниками |
|
Диагностируемый параметр |
|
Давление масла, степень засоренности ФТОМ, изнашивание подшипников КШМ |
|
Диагностируемый агрегат, узел, система, механизм, возможные отказы |
|
ДВС / система смазки / КШМ / ЦПГ / износы коренных и шатунных подшипников |
|
Процессы и характеристики, контролируемые датчиком |
|
Обеспеченность подвода масла к шатунным подшипникам |
|
Неисправности, которые можно предупредить с помощью датчика. Обеспечиваемые показатели надежности |
|
Предельный износ деталей КШМ. Задиры, оплавление, схватывание шатунных подшипников в связи с масляным голоданием. Долговечность КШМ, оценка остаточного ресурса КШМ |
|
Примечание: фотография места установки – рисунок 3 |
Изнашивание подшипников коленчатого вала, а также других потребителей масла, влияющих на работоспособность самых ответственных и высоконагруженных шатунных подшипников, оценивается уровнем давления масла перед шатунными подшипниками. Начальное давление у нового двигателя составляет 0,25 МПа, предельным для диагностирования является давление 0–0,5 МПа. Для измерения необходимо с носка коленчатого вала сделать вывод для присоединения к нему датчика давления и температуры масла. Можно использовать датчики РТ124В-240/241/242/243/244 или датчик двигателя Ротакс 912 нового типа. Установочная резьба в 2-х вариантах: конусная 1/4″ или M12 × 1.5 (табл. 1.3, рис. 3).
Литература
- Кулаков А.Т. Разработка способа диагностирования шатунных подшипников двигателей и практических рекомендаций для снижения их отказов в процессе эксплуатации (на примере КамАЗ-740) : дис. ... канд. техн. наук. – Саратов, 1986. – 173 c.
- Гафиятуллин А. А. Обеспечение работоспособности шатунных подшипников автотракторных двигателей путем создания неразрывности масляного потока : дис. ... канд. техн. наук. – Саратов, 2005. – 130 c.
- Восстановление деталей силового агрегата КамАЗ-740.11-240 (EURO-1) / Р. А. Азаматов, А. С. Де нисов, А. Т. Кулаков, П. Г. Курдин. –Набережные Челны : ОАО «Камазтехобслуживание», 2007. – 307 с.
- Кулаков А. Т., Мистриков М. И. Оценка работоспособности и остаточного ресурса поршневых колец двигателей КамАЗ, бывших в эксплуатации // Автомобильная промышленность. – 1995. – № 12. – С. 16–20.
- Дюмин И. Е. Ресурс автомобильных двигателей и повышение эффективности его использования // Автомобильный транспорт. – 1983. – № 2. – С. 34–37.
- Денисов А. С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей. – Саратов : Сарат. гос. техн. ун-т, 1999. – 352 с.
- Калимуллин Р. Ф. Разработка диагностического обеспечения подшипников коленчатых валов автомобильных двигателей // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2012. – № 5(64). – С. 101–108.
- Пат. Рос. Федерация 2560972. Способ безразборной диагностики степени износа подшипников дизельного двигателя / О. А. Кулаков, А. Т. Кулаков, А. А. Гафиятуллин, Е. П. Барыльникова, А. А. Макушин.
- Пат. Рос. Федерация 2221964. Индикатор неразрывности потока жидкости / Н. И. Светличный, А. Т. Кулаков, Р. Т. Тазеев, А. А. Гафиятуллин, С. В. Сибиряков, А. С. Денисов. – 2004. – 8 с.
Метки: Транспорт, Сельское и лесное хозяйство