График износа двигателя от температуры

Диагностика двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии по анализу работающего масла

В настоящее время анализ смазочных материалов для оценки состояния агрегатов автомобиля широко распространен в странах Европы и США. Становится востребованным он и в России.

Компания «Химмотолог» работает в данной области с 2010 года, и к настоящему времени не только проводит анализ смазочных материалов, но также разрабатывает и производит приборы для экспресс-анализа, с помощью которых можно самостоятельно оценить качество масла и провести диагностику состоя­ния техники. Наши приборы работают по всей России, а также в Белоруссии, Киргизии, Молдавии, Казахстане и Украине.

Масло – это «кровь» автомобиля. Как по анализу крови можно выявить наличие заболеваний, так и по анализу работающего масла можно установить наличие неисправностей в ДВС, КПП, трансмиссии.

По сравнению с другими методами диагностики анализ работающего в двигателе масла имеет ряд существенных преимуществ:

• диагностику выполняют без разборки и визуального осмотра;
• неисправности двигателя, трансмиссии, редукторов и др. обнаруживаются на самой ранней стадии возникновения;
• не требуется доставка диагностической аппаратуры к местам эксплуатации техники или перегон техники на пост диагностирования;
• анализ дает возможность заменять масло при действительной утрате им работоспособности, а не по величине пробега или мото-часам;
• анализ позволяет получить большой объем информации при небольшой трудоемкости его выполнения.

Несмотря на свою простоту, анализ масла имеет достаточно высокую точность: при разборке и ремонте двигателей предполагаемые неисправности подтверждаются в 95% случаев. Экономическая эффективность диагностирования дизелей по анализам масла очень высока. Эксплуатационные расходы автопредприятий снижаются в среднем на 25%. Снижение затрат в первую очередь обусловлено уменьшением расходов на закупку запасных частей и проведение ремонтных работ, минимизацией потерь, связанных с вынужденным простоем автомобилей. Дополнительную экономию дает уменьшение расхода масла и топлива, так как масло заменяют по фактической необходимости, а своевременное устранение неисправностей двигателя позволяет избавиться от обусловленного ими перерасхода топлива.

Существуют лаборатории, специализирующиеся на анализе горюче-смазочных материалов, например, в Великобритании через одну из таких компаний проходит более 70 тыс. образцов масла в год.

Более половины из 482 парков грузовых автомобилей в США с количеством транспортных единиц десять и более осуществляют анализ масла. Половина из них прибегают к услугам независимых лабораторий, треть парков сотрудничают с лабораториями фирм, поставляющих им масла, 20% парков проводят анализ сами с помощью специальных лабораторных комплектов (из них 60% закупили эти комплекты сами, остальным паркам они были предоставлены поставщиком масла).

Многие производители моторных масел в качестве безвозмездной сервисной услуги проводят анализы работавшего масла покупателям своей продукции. Такая практика уже много лет имеет место в разных странах.

Основным преимуществом диагностики по анализу работающего масла является простота ее проведения: не требуется разбирать соответствующий агрегат или выводить автомобиль из эксплуатации. Таким образом, можно чаще проводить диагностику, что дает возможность выявлять дефекты в технике на ранней стадии, и тем самым уменьшить затраты на техническое обслуживание и покупку запасных частей.

Масло не только служит источником информации, но и само является «жидкой деталью». К нему применимы понятия надежности и работоспособности, оно, так же как и любая другая деталь, может «выйти из строя» и перестать выполнять свои функции.

Указанные в инструкциях по эксплуатации двигателей и правилах технического обслуживания сроки смены масел определены по результатам испытаний. Стендовыми и эксплуатационными испытаниями заводов-изготовителей установлена наработка, в течение которой не будет значительного нагарообразования и износа, двигатель работает надежно с гарантированным ресурсом.

Но эти условия почти всегда отличаются от реальных. В эксплуатации качество топлива может быть лучше или хуже используемого при испытаниях, неодинаково и техническое состоя­ние двигателей. Сроки же смены установлены заводами для новых двигателей. В процессе эксплуатации существенно меняются нагрузки, от величины которых заметно зависит долговечность двигателя. Можно назвать еще множество факторов, влияющих на срок смены масел и ресурс техники, но все они не учитываются при регламентной замене масла.

В случае замены масла по пробегу возможны следующие ситуации: во-первых, замена масла, еще не выработавшего свой ресурс; во-вторых, работа двигателя на масле, эксплуатационные свойства которого недопустимо ухудшены. В первом случае повышается стоимость эксплуатации, во втором – снижается надежность работы двигателя. И то и другое экономически невыгодно. Эту проблему также может решить анализ работающего масла.

Для проведения анализа работавшего масла необязательно отправлять его в лабораторию, существует возможность определения показателей масла с помощью специальных приборов.

Рассмотрим основные показатели качества масла.

Инструкция Ниссан Тиида по действиям с перегретым двигателем:

Если автомобиль перегревается, необходимо:

• По возможности остановиться в безопасном месте.
• Выключить кондиционер и опустить окна.
• Если перегрев продолжается, включите обогреватель и вентилятор, чтобы сбросить тепло в пассажирский салон.
• Откройте капот, чтобы двигатель остыл.
• Если вы застряли в пробке, и температура продолжает повышаться, включите нейтральную передачу или припаркуйтесь и включите двигатель — это поможет вытянуть больше жидкости и воздуха через радиатор.
• Старайтесь резко не тормозить, так как это нагреет двигатель еще больше.

Руководство по эксплуатации Ниссан Тиида напоминает, что лучший способ предотвратить нагревание двигателя – соблюдать график технического обслуживания. В конечном итоге, чем меньше тепловая нагрузка на компоненты вашего автомобиля, тем здоровее он будет.

Надежность мотора

Отзывы о работе двигателя в целом положительные. Но имеется ряд минусов, особенностей двигателя – которые при эксплуатации важно обязательно учесть. Это позволит увеличить ресурс работы мотора, а также избежать проблем в дороге. Если предусмотреть все возможные неисправности заблаговременно. Особенно это касается двигателей 4b12 устанавливаемых на машины Митсубиши Лансер 10.

Чаще всего встречаются неисправности следующего рода:

• выход из строя масляного насоса – важно следить за давлением масла, при наличии подозрений на проблемы необходимо заглушить двигатель;
• подшипники компрессора кондиционера – важно периодически осуществлять замену;
• стрекотание форсунок – требуется отрегулировать работу инжектора;
• повышенная вибрация – обычно связана с необходимостью заменить свечи.

Важно уделять внимание блоку цилиндров. Коленвал обычно замены не требует, но необходимо следить за состоянием шатунных вкладышей.

Поломки, требующие снять двигатель для их устранения, случаются относительно нечасто. Важно следить за состоянием ремня генератора и своевременно осуществлять его замену. Процесс этот не сложен, возможно осуществить его в гаражных условиях – как и многие другие ремонтные работы.

Некоторые трудности порой возникают при снятии ГБЦ – головки блока цилиндров. Подобные процедуры при отсутствии опыта и соответствующих инструментов лучше осуществлять в специализированном сервисе. При проведении ремонтных работ желательно приобретать только оригинальные детали. Приводной ремень – от Bosch, вкладыши — Taiho, других именитых фирм. Это позволит свести к минимуму вероятность приобрести бракованную продукцию, приводящую в дальнейшем к поломке двигателя.

Покупка ремня, а также масла и других расходных материалов обойдется не дорого. Но такие комплектующие, как датчик коленвала, распредвал и клапан egr обойдутся в несколько тысяч рублей и более. 4b12 снабжается надежным вариатором на некоторых моделях автомобилей, также существует множество комплектаций с механической коробкой переключения передач. При ремонте важно точно замерить размер коленвала – это упростит подбор деталей.

• График сдачи промежуточных результатов и зачетов по НИР и практикам магистрантами 2 курса
• Вниманию студентов 2 курса группы ЭМД-208 и 209!
• Вниманию выпускников!
• Студенты гр. ЭМД-406 и ЭМД-407!
• Магистранты 2 курса!

Исследования в области трения и износа ведутся в следующих направлениях:

1. Имитационное моделирование трения и изнашивания основных узлов трения ДВС – цилиндропоршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, а также моделирование работы системы смазки ДВС.

2. Исследование триботехнических характеристик и износостойкости поверхностей из алюминиевых сплавов, упрочненных методами электролитического и искрового микродугового оксидирования.

В ДВС, как и в любом механизме, есть сопряжения деталей, которые движутся относительно друг друга. Такие сопряжения называются «парами трения». Основными парами трения в ДВС являются следующие:

• поршневые кольца – гильза цилиндра;
• юбка поршня – гильза цилиндра;
• коренные и шатунные подшипники коленчатого вала и подшипники распределительного вала газораспределительного механизма;
• манжетные уплотнения переднего и заднего носков коленчатого вала;
• кулачки распределительного вала – толкатели;
• стержни клапанов – втулки клапанов;
• тарелки клапанов – седла и др.

Так что же такое «механические потери» двигателя и каковы их составляющие? Под мощностью механических потерь двигателя понимается мощность, необходимая для преодоления всех сил трения и привода всех агрегатов двигателя в заданном скоростном и нагрузочном режиме:

где N_м – мощность механических потерь; N_i – индикаторная мощность двигателя; N_е – эффективная мощность двигателя.

По сути, это разность между мощностью, полученной от сгорания топлива в цилиндре (индикаторная мощность N_i), и мощностью, снимаемой с двигателя (эффективная мощность N_е). В частности, в режиме холостого хода индикаторная мощность равна мощности механических потерь, так как с двигателя мощность потребителем не отбирается и N_е = 0.

Основными составляющими механических потерь двигателя являются потери трения в цилиндро-поршневой группе – трение поршневых колец и тронка (юбки) поршня о поверхность цилиндра. В зависимости от режима работы и конструкции двигателя эта составляющая выражается 40 — 75 % от всех потерь трения в ДВС. Вторая по значимости составляющая – трение в подшипниках и уплотняющих устройствах коленчатого вала, исчисляющееся цифрой 10 — 15 % от всех механических потерь. Далее – потери (5 — 15 %) на привод механизма газораспределения двигателя – трение и преодоление сопротивления газов и клапанных пружин на тактах газообмена (выпуска и впуска). Около 10 % забирает на себя привод вспомогательных агрегатов – масляного насоса системы смазки, водяного насоса (помпы) и вентилятора системы охлаждения, генератора системы электрооборудования двигателя.

Мощность механических потерь сильно зависит от частоты вращения коленчатого вала, точнее, от средней скорости поршня – практически по квадратичной формуле: чем выше обороты, тем больше трение; от нагрузки при постоянных оборотах коленчатого вала они имеют практически линейную зависимости и прямо пропорциональны.

На кафедре ДВС разработаны имитационные модели для расчета потерь на трение и изнашивание основных узлов трения. Результаты некоторых расчетов приведены ниже.

Изменение мгновенных механических потерь в поршневых кольцах по углу поворота коленчатого вала ДВС при частоте вращения вала 5000 об/мин и полной нагрузке на двигатель

Изменение мгновенных механических потерь в КШМ по углу поворота коленчатого вала ДВС при частоте вращения вала 5000 об/мин и полной нагрузке на двигатель

Износ гильзы цилиндра по зонам за цикл

Пример расчета износа по зонам вала коренного подшипника за цикл работы двигателя