Анализатор герметичности цилиндров

Разные приспособления, облегчающие труд автомастера
Ответить
  • Автор
  • Сообщение
artmel

Анализатор герметичности цилиндров

Сообщение artmel »

Вот почитал и стало интересно
кто пользовался?
Кто что думает об этой методике?

http://www.freemen.su/index.php?productID=193


Известные методы диагностирования цилиндропоршневой группы (ЦПГ) можно свести к трем основным:

Оценка состояния ЦПГ по расходу картерных газов имеет недостаточную точность, обусловленную влиянием утечек газов через сальниковые уплотнения. Свести к минимуму влияние утечек возможно лишь при принудительном отсасывании газов из картера для обеспечения в нем атмосферного давления при измерении расхода, что весьма трудоемко. На показания индикатора влияет также уровень вибрации двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Кроме того, данный метод не позволяет отдельный неисправный цилиндр и, тем более, определить первопричины снижения работоспособности ЦПГ, а к утечкам через клапан вообще нечувствителен.

Принцип «пневмокалибратора»позволяет выявлять конкретный неисправный цилиндр.

Поршень проверяемого цилиндра, выставляется при медленном прокручивании коленчатого вала на рабочий такт сжатия или расширения (при перекрытых клапанах). В цилиндр подается сжатый воздух и по времени падения давления оценивается пневмоплотность цилиндра. Данный метод может быть реализован только в стационарных условиях при наличии источника сжатого воздуха.

Недостатки метода: необходимо выставить поршень хотя бы в две позиции – на середине и в конце такта сжатия. Технически проделать эту операцию довольно сложно, особенно если двигатель оснащен АКПП. Во-вторых, при проверке последних цилиндров мы получим худшие результаты, в следствие утечки к моменту проверки части масла в картер. В-третьих, достоверно можно оценить только утечки в клапанах по повышенной интенсивности падения давления и наличию «свиста» во впускном или выпускном коллекторах. О состоянии колец или износе гильзы этот метод достоверно не указывает.

Замер компрессии – самый популярный метод диагностики среди автомехаников. Положительные качества его очевидны – простота, доступность, универсальность. Однако этот метод позволяет лишь определить наличие или отсутствие компрессии в цилиндре. Одним замером практически невозможно разделить утечки связанные с не герметичностью клапанов или компрессионных колец. Приходится производить два замера компрессии по цилиндру с закрытой и полностью открытой дроссельной заслонкой или добавлять 3-5 мл масла для усиления масляного клина сопряжении компрессионное кольцо – гильза. Кроме того, на показатели компрессии влияют пусковые обороты коленчатого вала и температура. При разряженном аккумуляторе потеря компрессии составляет в среднем 0,1-0,2 МПа. Помимо этого, на показатели компрессии изношенной ЦПГ сильно влияет излишнее количество масла или топлива и цилиндре, сопротивление во впускном патрубке, температура масла паразитный объем переходного устройства и т.д. В самом щадящем варианте методическая погрешность оценки ЦПГ по давлению сжатия (компрессия) составляет не менее 30%.


Диагностирование состояния элементов ЦПГ при помощи Анализатора Герметичности Цилиндров.

Изображение

1. Полный вакуум (-Р1) и остаточный вакуум (-Р2).

Величину максимального разряжения в цилиндре, которое способна создать ЦПГ, называют полным (полезным) вакуумом (-Р1). Благодаря эффекту масляного клина, величина полного вакуума при удовлетворительном состоянии гильзы цилиндра и герметичности клапанов не бывает ниже определенного значения (-Р1min) для каждого типа ДВС и практически не зависит от состояния поршневых колец. Поэтому в зависимости от величины полного вакуума (-Р1) мы можем сделать вывод о состоянии гильзы цилиндра (эллипсность, наличие задиров).

Величину потерь давления рабочего тела в цилиндре ДВС при максимальном давлении в цилиндре называют остаточным (паразитным) вакуумом (-Р2). При удовлетворительном состоянии гильзы цилиндра и герметичности клапанов величина остаточного вакуума характеризует состояние поршневых колец – степень износа, залегание (закоксовка), поломку перемычек на поршне, поломку колец. Пневмоплотность закрытия клапанов, а также наличие трещин в днище поршня, в головке блока ДВС в большей мере влияет на значение величины соотношения Р1/Р2, соответственно в случае пониженного значения величины Р1/Р2 от номинально допустимых, можно выявить неполадки, связанные с клапанами, трещинами в деталях. Причем степень расхождения с номинальными значениями Р1/Р2 позволяет разделить негерметичность клапанов или же трещины в деталях.



2. Преимущества вакуумного метода диагностики перед существующими методиками диагностирования состояния ЦПГ.

На основе представленных нормативных значений рассчитаем информативность и методическую погрешность метода на примеребензинового ДВС. Итак, диапазон изменения параметра 0,84-0,17=0,67 (кгс/см2), соответственно информативность 0,67/0,84=80%. Абсолютная методическая погрешность находится в пределах 0,04 (кгс/см2), а относительная 0,04/0,67=6%. В сравнении с методической погрешностью (30%) и информативностью (» 20%) компрессометра вакуумный метод выглядит гораздо предпочтительней, т.к. позволяет не только «распознавать» неисправность, но и прогнозировать остаточный ресурс.



Основные преимущества перед существующими методами диагностики:

· Простота. Не требуется длительной диагностики и дорогостоящего оборудования.

· Доступность. Сравнительно низкая стоимость плюс отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании делают АПЦ/АГЦ-2 доступным для любого автомеханика.

· Достоверность. Методика основана на естественных условиях работы элементов ЦПГ и поэтому снижается влияние субъективных оценок и косвенных признаков.

· Надежность. Простота конструкции и отсутствие сложных систем анализа снижает количество отказов и ошибок.

Данная методика разработана ГОСНИТИ (Государственный научно-исследовательский институт ремонта и эксплуатации автотракторной техники), владельцы патента на «Способ диагностирования цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания» № 2184360 – Николай Тихонович Иванов, Виктор Анатольевич Чечет, Юлия Анатольевна Чечет.



2.1. Замеры величин (-Р1) и (-Р2).

Замер полного вакуума (-Р1). При движении поршня вверх на такте сжатия (Рис. 1) рабочее тело через редукционный клапан практически полностью выталкивается из камеры сгорания в атмосферу. Далее после ВМТ поршень начинает двигаться вниз, редукционный клапан закрывается, и в цилиндре создается разряжение. Посредством вакуумного клапана фиксируется максимальное значение разряжения, которое способна создать ЦПГ двигателя в данном цилиндре. Значение величины полного вакуума (-Р1) фиксируется на вакуумметре.

Изображение


Рис.1 Схема замера полного вакуума (-P1).



Замер остаточного вакуума (-Р2). Если при движении поршня вверх (Рис. 2) на такте сжатия надпоршневое пространство будет перекрыто, т.е. в камере сгорания будет нагнетаться максимальное давление, то часть рабочего тела через поршневые кольца будет проникать в картер двигателя, соответственно масса рабочего тела в начале такта сжатия в конце такта рабочего хода будет уменьшаться на величину утечек Dm через поршневые кольца. Эта величина на рис.2 обозначена как h. Соответственно, не доходя h до НМТ в цилиндре будет возникать разряжение, которое фиксируется вакуумным клапаном и величина которого снимается с показания вакуумметра.

Изображение


Рис. 2 Схема замера остаточного вакуума (-P2).



Во время замера (-Р2) прибором АГЦ необходимо, перед тем, как начать вращение КВ, нажать на кнопку сброса и держать 2-3 сек. после начала вращения КВ. Отпустив кнопку сброса, отследить значение (-Р2). Это необходимо делать потому, что во время остановки двигателя до подключения АГЦ к цилиндру поршень может находиться выше НМТ на такте сжатия, т.е. начал движение вверх, или при движении вниз на рабочем ходе не опустился до НМТ. Если не открывать клапан сброса в этих ситуациях, то вакуумный клапан зафиксирует часть значения полного вакуума (-Р1), что как правило, значительно больше по величине, чем значение остаточного вакуума (-Р2). Более того, в процессе замера (-Р2) рекомендуется несколько раз подряд сбросить показания нажатием кнопки сброса для подтверждения значения (-Р2), зафиксированного на вакуумметре, в процессе вращения КВ.



2.2. Анализ состояния ЦПГ по величинам значений (-Р1) и (-Р2).

Как было отмечено выше, минимальное значение полного вакуума при плотно закрытых клапанах не зависит от состояния поршневых колец благодаря эффекту «масляного клина». В свою очередь, величина (-Р2) при плотно закрытых клапанах отражает количество утечек через поршневые кольца, т.е. характеризует пневмоплотность поршневых колец. Пневмоплотность закрытия клапанов, а также наличие трещин, влияет на величину (-Р1) и (-Р2) одновременно. Экспериментальные исследования, подкрепленные большим статистическим материалом, позволили обосновать основные нормативные значения показателей (–Р1) и (–Р2) для дизельных и бензиновых двигателей.


Изображение

Для удобства диагностики составлены диаграммы состояния ЦПГ для различных типов двигателей. На «Диаграмме состояния элементов ЦПГ», учитывая выше изложенные толкования, выделены зоны состояния элементов ЦПГ в зависимости от значений (-Р1) и (-Р2). Зная значения (-Р1) и (-Р2) в конкретном цилиндре и сопоставив значения с «Диагностической диаграммой» можно быстро и достоверно оценить состояние элементов ЦПГ.
Изображение

3. Таблица «Типовые варианты состояния ЦПГ».

* (звездочкой отмечен дизель)

Изображение

artmel

Сообщение artmel »

Прибор измеряет 2 параметра:
- Р1 – величину полного вакуума в цилиндре;
- Р2 – величину остаточного вакуума в цилиндре.

Изображение
Рис 3. Состав АГЦ-2

Изображение
Рис 3а. Комплектация АГЦ-2

Изображение
Рис 4.Деталировка Вакуумомера


Принцип работы прибора АГЦ-2:
Все измерения проводятся без разборки двигателя через свечные или форсуночные отверстия во время «прокрутки» двигателя стартером или пусковым устройством

1. Определение величины полного вакуума в цилиндре (Р1)

Изображение
Рис.10. Развернутые индикаторные диаграммы рабочего процесса в цилиндре двигателя


Изображение
Рис.11. Определение полного вакуума Р1

Изображение
Рис.12. Принцип измерения полного вакуума Р1


Полученное значение полного вакуума указывает на степень износа цилиндра и плотность в сопряжении клапан - седло.
Однако параметр Р1 не дает возможности оценить состояние поршневых колец.
Наличие масляного «клина» способствует сохранению достаточно высокого вакуума в надпоршневом пространстве, что значительно снижает достоверность измерений.

Степень изношенности поршневых колец оценивается вторым параметром - остаточным вакуумом (Р2).
Разряжение в конце такта расширения (остаточный вакуум), пропорционально утечке воздуха через кольца.


2.Определение величины остаточного вакуума в цилиндре (Р2)

Изображение
Рис 13.Измерение остаточного вакуума Р2

Изображение
Рис 14.Принцип измерения остаточного вакуума Р2

Изображение
Рис 15.Индикаторная диаграмма, снятая слабой пружиной

Изображение
Рис 16.Разная степень износа поршневых колец

Изображение
Рис 17.Бензин 92-95

Изображение
Рис 18.Бензин 76-80

Изображение
Рис 19.Дизель

Изображение
Рис 20.Разница

Наиболее распространенный характер потерь контакта между кольцом и цилиндром
Изображение

а) «провис» кольца при овальной гильзе;
б) «подпор» при разных диаметрах кольца и цилиндра;
в) кольцо и цилиндр имеют неправильную геометрию;
г) «малый провис» при отсутствии хрома на концах кольца;
д) «пропеллерность» кольца в канавках поршня;
е) «лыски» в результате некачественного нанесения покрытия на кольцо.


Наиболее часто в быстроходных ДВС возникает вибрация компрессионных колец, вызываемая осевыми и радиальными колебаниями резонансного характера, приводящими к пропуску газов, повышению расхода смазки и даже поломке колец.
Причины увеличения утечки газов из цилиндра:
- недопустимое повышение температуры поршневого узла;
- закоксовывание канавок поршня и пригорание колец;
- повышенный износ цилиндровых втулок и колец;
- потеря упругости поршневых колец;
- поломка поршневых колец;
- задиры поршней и цилиндровых втулок;
- старение масла и увеличение его расхода;
- ухудшение пусковых качеств двигателя.

Изображение
Рис 21.Схема насосного действия компрессионного кольца.

Изображение
Рис 22.Потеря компрессии при пригорании поршневого кольца

Изображение
Рис 23.Действие пары «поршень-цилиндр» при различных видах перекоса поршневого кольца


Клапаны газораспределения ДВС
Из всех деталей цилиндропоршневой группы выпускные клапаны карбюраторных ДВС имеют наибольшую термическую напряженность < 8000С.
Основной дефект выпускных клапанов связан с прогоранием уплотняющих поверхностей седел и тарели

Схема отказа клапана :
На фаске тарели клапана во время остывания образуется липкий слой, способный удерживать попавшие на него из потока газов твердые частицы золы с высокой температурой плавления.
Частицы осаждаются на фаске и выбивают микровмятины в металле.
Со временем при большом числе таких вмятин герметичность клапана нарушается и начинается прогорание в виде каналов на фаске седла и тарели клапана.

Необходимо помнить :

Для клапанов газораспределения наиболее опасными режимами являются:
• Полная нагрузка двигателя
• Малая частота вращения коленчатого вала
• Максимальный крутящий момент
• Прогорание выпускного клапана начинается в зоне, наиболее удаленной от выпускного клапана, где температура тарели наивысшая
• Появление отложений на фаске клапана происходит лишь в случае нагрева клапана свыше температуры 5500С
• На фаске тарели клапана появляется твердая стеклообразная пленка, ухудшающая условия теплоотвода и приводящая к выгоранию металла клапана

Изображение
Рис 24.Схема образования прогара клапана


Пример диагностики автомобильного ДВС.
Автомобиль
ВАЗ-2109
Год выпуска – 1996
Автомобиль ВАЗ-2109 оснащен инжекторным двигателем объемом 1,3 л.
Диагностика с помощью компрессометра и АГЦ-2 показала следующие результаты:

Изображение
Рис 25.Параметры компрессии в цилиндрах двигателя

Изображение
Рис 26.Параметры Р1 и Р2по прибору АГЦ-2

Изображение
Рис 27.Диаграма Р1,Р2

Анализ результатов диагностики
1. Износ ЦПГ двигателя текущий (измеренные координаты Р1 и Р2 попадают в зону «в» текущего износа)
2. Особого внимание требует поршневая группа цилиндра №4, так как координаты Р1 и Р2 находятся на границе зон «с» и «d» закоксовывания колец.
3. Явная неисправность в цилиндре №1: негерметичность камеры сжатия, так как координаты Р1 и Р2 находятся в зоне «f». Здесь наиболее вероятно нарушение герметичности клапанов газораспределения.
Последний раз редактировалось artmel 07.11.2009, 15:33, всего редактировалось 1 раз.

artmel

Сообщение artmel »

вот почитал разобрался немного, умно придумано... но есть одно НО... очень дорого! 8600руб это слишком!
Глядя на картинки можно заметить сходство с осцилками ДД , может кто подведет эту теорию под ДД?

Не в сети
Сообщения: 1481
Зарегистрирован: 19.12.2008, 12:33
Откуда: Псков
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 39 раз
Контактная информация:

Сообщение kbh72 »

Можно попробовать вместо манометра использовать д.р. и методику подогнать. :)
_________________
Эксперт - это человек, который совершил все возможные ошибки в очень узкой специальности

Не в сети
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 04.09.2008, 19:21
Откуда: Киев Боярка
Поблагодарили: 4 раза

Сообщение bobych »

Шаг вперед и три назад.
Для чего осциллограф и датчик давления?
"Дедушкин" манометр - сила :x

artmel

Сообщение artmel »

так и пытаемся подвести эту базу под осцил.
причем тут "шаг назад"?

Не в сети
Аватара пользователя
Сообщения: 885
Зарегистрирован: 18.09.2008, 23:06
Откуда: Севастополь
Поблагодарили: 103 раза

Сообщение gnat »

А заметили с какой точностью нужно отсчитывать показания на манометрах 0.80-0.82. Как вы думаете ловить эти сотые доли? (вспомните измерения компресометром) И допуск всего 2 сотки,меньше-больше ,уже другой диагноз.И для разных ДВС разные данные являются нормой.Я уверен что и при наличии гидрокомпенсаторов и без них ,тоже различные данные являются нормой. Не всё так просто.

Кроме того посмотрите приведёную таблицу неисправностей двигателей.Так там просто по компресии ясно что разбирать нужно движёк и ремонтировать когда компресия везде 30 а в одном 15 атм(дизель) или везде 12 а в одном 7атм. Кроме того при поломке штанги впускного клапана не от куда будет забирать воздух на фазе впуска и нечего будет сжимать,не может быть там компресия 30атм(ошибка значит)
Последний раз редактировалось gnat 10.11.2009, 09:16, всего редактировалось 1 раз.

Не в сети
Сообщения: 81
Зарегистрирован: 04.09.2008, 19:21
Откуда: Киев Боярка
Поблагодарили: 4 раза

Сообщение bobych »

Вообще то ДД в цилиндре + самописец + РС на много информативнее
шкалы манометра. :wink:
Можно на "досуге просмотреть,поразмышлять"... о шкале манометра,
ее инерционности,и как приделать к ней карандаш с бумажкой,что б графики рисовала...
И в ХХI веке ни как не избавиться от каменного топора. :D

artmel

Сообщение artmel »

наверно я плохо сформулировал мысль, идея не в покупке такого прибора, а на основе этой теории доработать теорию для ДД.

Не в сети
Аватара пользователя
Сообщения: 885
Зарегистрирован: 18.09.2008, 23:06
Откуда: Севастополь
Поблагодарили: 103 раза

Сообщение gnat »

Нет! здесь совсем другой принцип.Ведь сдесь применяются дополнительные клапана и осцилограма совсем не такая как с ДД.Прокол всей этой диагностики в том что очень мал допуск по разнице исправного и неисправного ДВС. Обратите внимание на таблицу. Определяется только то что и так уже определяется компресометром и продувкой цилиндра воздухом. Кстати продувка воздухом точней определит неисправность (например вылез палец и продрал канавку на цилиндре)(прогар того или иного клапана, продувка точно укажет какой и в каком цилиндре не кроет)

Кроме того по пъезодатчику всё что в таблице приведено точней определится.И на гораздо раннем этапе износа. Это дедовский метод то есть то время когда небыло компъютера,ДД,ДР и современных методов диагностики.

Поэтому просто забудьте о нём и лучьше переключитесь на диагностику ДД и ДР. Если кто зарабатывает деньги диагностикой ДВС (а не ремонтом) запритесь в гараже,поэкспериментируйте,поснимайте осцилограмы ДД и ДР. Зажмите клапан выпускной что б он не закрывался,-снимите осцилограму. Зажмите и впускной - снимите. Отрегулируйте выпускной,а впускной оставте-снимите. Отрегулируйте. Перебросте ремень - снимите.Сделайте подсос в одном цилиндре по кольцу форсунки-снимите.Сделайте подсос впускного коллектора-снимите.Проточите в свече паз(что б воздух свистел из работающего цилиндра)-снимите(это как буд то кольца,перегородки полопались) Вот тогда вы сможете более менее точно диагностировать ДВС для клиента и моториста и брать за это деньги.
Ответить

Вернуться в «Приспособления для диагностики»