Основной причиной ухудшения эффективной работы автомобиля или его агрегатов и механизмов является изменение структурных параметров, измерение которых не всегда возможно без разборки. Поэтому об изменении технического состояния судят по величине диагностических параметров, позволяющих определить техническое состояние объекта без разборки.
Диагностические параметры связаны определенными зависимостями как со структурными параметрами, так и с эксплуатационными качествами двигателя. Знание зависимостей между структурными и диагностическими параметрами, понимание характера их изменения в процессе эксплуатации позволяют определять действительное состояние агрегатов без их разборки, прогнозировать остаточный ресурс и обоснованно назначать вид ремонта или объем ТО двигателя.
Диагностические параметры бензинового двигателя и дизеля отличаются по ряду параметров и зависят от конструкции конкретного двигателя. Поэтому диагностические параметры приводятся фирмами-изготовителями по каждой модели двигателя. Параметры бензинового двигателя ЗИЛ-508.10 и дизеля ММЗ-245.12С приведены ниже.
Диагностические параметры бензинового двигателя ЗИЛ-508.10:
- Эффективная мощность на коленчатом валу, кВт, менее — 88,23
- Мощность, затрачиваемая на прокручивание коленчатого вала двигателя с частотой вращения 3 200 мин-1, кВт, более — 35
- Максимальный крутящий момент, Н-м, менее — 330
- И вменение крутящего момента двигателя ври последовательном отключении каждого из цилиндров, %, менее — 12
- Удельный расход топлива, г/МДж, более — 98,1
- Давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя, МПа, менее — 0,7
- Разность давлений в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя, МПа, более — 0,1
- Допустимая утечка сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр (У2), вследствие износа цилиндра, %, не более — 25
- Допустимая утечка сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр, вследствие износа клапанов и колец (У 1), %, не более — 15
- Давление масла в главной масляной магистрали при скорости движения автомобиля 40 км/ч, МПа, менее — 0,1
- Давление масла в смазочной системе двигателя, прогретого до рабочей температуры на холостом ходу, МПа, менее — 0,05
- Расход масла на угар, % от расхода топлива, более — 3
- Концентрация железа (Fe) в масле по ГОСТ 20759—75, %, более — 0,015
- Содержание оксида углерода (СО) в отработавших газах при частоте вращения коленчатого вала, мин-1, двигателя, %, более:
- 500...600 — 3
- 1900...2600 — 2
- Содержание углеводородов (СН) в отработавших газах в объемных долях, мин-1, при частоте вращения коленчатого вала, мин двигателя, более:
- 500...600 — 3000
- 1900...2600 — 1000
- Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала, мин-1, более — 600
- Вакуум во впускном трубопроводе, МПа, менее — 0,0572
- Интенсивность прорыва газов в картер двигателя, л/мин, более — 130
- Установившаяся температура охлаждающей жидкости,°C, более — 90
- Скорость падения давления сжатого воздуха в системе охлаждения (при проверке герметичности), МПа/с, более — 0,01
- Прогиб ремня вентилятора при усилии 40 Н, мм, более — 15
Диагностические параметры дизеля ММЗ-245.12С:
- Эффективная мощность (брутто) на коленчатом валу, кВт, менее — 73
- Удельный расход топлива, г/(кВт-ч), более — 272
- Давление масла в главной масляной магистрали дизеля, прогретого до температуры 75...95°C, МПа, менее:
- на режиме частоты вращения 2 400 мин 1 (при невозможности дальнейшей регулировки сливного клапана) — 0,13
- на режиме минимальной частоты вращения холостого хода — 0,06
- Расход масла на угар. % от расхода топлива, более — 1
- Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала, мин-1, более — 900
- Установившаяся температура охлаждающей жидкости,°C, более — 100
- Прогиб ремня вентилятора при усилии 40 Н между шкивами генератора и коленчатого вала, мм, более — 20
Капитальный ремонт двигателя определяется в первую очередь износом цилиндров, а общий — необходимостью замены поршней и поршневых колец (иногда только поршневых колец). Одновременно с ремонтом цилиндров ремонтируется коленчатый вал и заменяются другие детали кривошипно-шатунного механизма.
Признаками необходимости ремонта двигателя являются увеличенный расход масла на доливание, дымление (прорыв газов в картер), резко увеличенный расход топлива, резкое снижение мощности двигателя и затрудненный пуск зимой.
Диагностические параметры позволяют определить техническое состояние отдельных механизмов, систем и сборочных единиц двигателя, но не дают возможности оценить в целом его состояние. Поэтому на практике нужно использовать одновременно несколько методов и параметров или выбирать наиболее подходящие для данного случая. При измерении затрат энергии на преодоление сил трения в механизмах определяется техническое состояние подшипников коленчатого и распределительного валов, поршневых колец и механизма газораспределения.
Анализ шума и вибрации, возникающих при работе механизмов, дает возможность диагностировать все подвижные сопряжения, в которых возникают ударные нагрузки. Этим методом можно диагностировать состояние кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.
Проверка герметичности систем и сопряжений основана на измерении утечки газов или жидкостей. Результат измерения утечки газов из надпоршневого пространства дает представление о техническом состоянии деталей цилиндро-поршневой группы, герметичности клапанов газораспределительного механизма, целостности прокладки головки цилиндров. По герметичности системы охлаждения можно оценить работу клапанов пробки расширительного бачка, плотность соединений системы в целом.
Расход масла на угар в результате увеличенных зазоров в деталях цилиндро-поршневой группы является одним из лучших показателей износа двигателя, но имеет и ряд недостатков. Главный недостаток этого способа заключается в том, что для определения угара масла требуется совершить пробег автомобиля или автобуса не менее 50 км на эталонном участке дороги с определенной скоростью движения и нагрузкой, на что необходимо затратить примерно 3 ч
При диагностировании также используется такой параметр, как давление газов в картере двигателя, измеряемое пьезографом. Этот способ определения технического состояния цилиндро-поршневой группы двигателя основывается на измерении утечки газов из надпоршневого пространства. Чем больше газов в единицу времени прорывается в картер двигателя, тем выше в нем давление, так как выходу газов в окружающую среду препятствует уплотнитель картера и система, соединяющая картер с окружающей средой 41 рез фильтр вентиляции, который может осмоляться и засоряться.
В настоящее время пока не удалось выявить количественную зависимость давления газов в картере от технического состояния двигателя, но для ориентировочной оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы этот метод вполне пригоден. Таким образом, одним из признаков неисправности двигателя являются повышенные выбросы картерных газов из двигателя.