Виброакустический контроль газораспределительного механизма ДВС
Vibroacoustic control of the gas distribution mechanism of the internal combustion engine

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

ДВИГАТЕЛЬ, МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ДИАГНОСТИРОВАНИЕ, КОНТРОЛЬ, АМПЛИТУДА, ЧАСТОТА, ФАЗА, ЭКОНОМИЧНОСТЬ, ENGINE, GAS DISTRIBUTION MECHANISM, DIAGNOSIS, CONTROL, AMPLITUDE, FREQUENCY, PHASE, EFFICIENCY

АННОТАЦИЯ

Авторы: Гриценко Александр Владимирович, Машрабов Нематулла, Барышников Сергей Александрович, Балясников Алексей Сергеевич, Савосин Владимир Сергеевич

В настоящее время заметно усложнились узлы систем двигателя и его контролепригодность. Контролепригодность ухудшилась по причине появления множества дополнительных узлов и механизмов. Дополнительные узлы, например, в газораспределительном механизме в эксплуатации приводят к заметному сокращению ресурса двигателя. Важен контроль технического состояния ГРМ с целью обеспечения его бесперебойности работы и прогнозирования остаточного срока эксплуатации. Решить вышеуказанные задачи позволяет внедрение методик виброакустического контроля параметров. Для диагностирования механизма ГРМ с учетом минимума помех и максимума информативности была выбрана виброаппаратура, включающая в себя: USB-Avtoscope III (осциллограф Постоловского); ноутбук с штатной программой анализа данных; датчик давления для контроля давления в цилиндре и акселерометр. Для исключения линейного расширения металлов диагностирование необходимо проводить на двигателе, температура которого находится в диапазоне +10…+30 °С (измерения, проводимые измерительным щупом в этом диапазоне температур, одинаковы) при 1100 мин-1 - 14 с, при 1300 мин-1 - 12 с, при 1500 мин-1 - 10,2 с. Способ крепления датчика - наклейка на метилцианоакриловый клей (по ГОСТ Р ИСО 5348-99). Изменение теплового зазора клапана с 0,35 мм до 0,7 мм уменьшает фазу открытия клапана на величину 2∙15° 301 (т.е. приводит к существенному запаздыванию открытия клапана на 15° 301 и ускорению его закрытия на 15° 301). В основной части эксперимента исследованы амплитудные и частотные параметры вибраций клапанных механизмов при вариации тепловых зазоров 0,9 мм, 0,6 мм, 0,3 мм, 0,2 мм, 0,15 мм, 0,1 мм и 0,05 мм (с частотой вращения коленчатого вала 1000 мин-1, 1300 мин-1, 1500 мин-1). Анализ данных показывает, что при зазоре в клапане, равном 0,9 мм, фаза виброколебания составила 212 Гц. Начальная амплитуда вибросигнала для всех трех вариантов составила 127 мВ. Максимальная амплитуда вибросигнала составила: при 1000 мин-1 - 685 мВ; при 1300 мин-1 - 1770 мВ; при 1500 мин-1 - 2213 мВ. Анализ данных показывает, что при зазоре в клапане, равном 0,2 мм, фаза виброколебания составила 589 Гц. Начальная амплитуда вибросигнала для всех трех вариантов составила 79,4-79,6 мВ. Максимальная амплитуда вибросигнала составила: при 1000 мин-1 - 87 мВ; при 1300 мин-1 - 121 мВ; при 1500 мин-1 - 184 мВ. Анализ данных показывает, что при зазоре в клапане, равном 0,1 мм, фаза виброколебания составила 969 Гц. Начальная амплитуда вибросигнала для всех трех вариантов составила 79,1-89,9 мВ. Максимальная амплитуда вибросигнала составила: при 1000 мин-1 - 89,9 мВ; при 1300 мин-1 - 89,9 мВ; при 1500 мин-1 - 79,1 мВ

Abstract:

NAME: Vibroacoustic control of the gas distribution mechanism of the internal combustion engine
AUTOR: Gritsenko Alexander Vladimirovich, Mashrabov Nematulla, Baryshnikov Sergey Alexandrovich, Balyasnikov Alexey Sergeyevich, Savosin Vladimir Sergeyevich

Nowadays, engine system components and its testability have become significantly more complicated. The testability has deteriorated due to the appearance of many additional components and mechanisms. Additional components in the gas distribution mechanism when operating lead to a noticeable reduction in the engine life. It is important to control the technical state of the gas distribution mechanism in order to ensure its smooth operation and predict its residual life. To solve the above mentioned problems means to use the methods of vibro-acoustic monitoring of parameters. To diagnose the gas distribution mechanism with the minimum interference and the maximum information content vibration equipment was chosen, namely: USB-Avtoscope III (Postolovsky oscilloscope), a laptop with a regular data analyzing program, a pressure sensor to monitor the pressure in the cylinder and an accelerometer. To exclude the linear expansion of metals, the diagnostics should be carried out on an engine at the temperature in the range of +10...+ 30 °С (the measurements with the measuring probe in this temperature range are the same) at 1100 min-1 it is 14 s, at 1300 min-1 it is 12 s, at 1500 min-1 it is 10.2 s. A sticker on methylcyanoacrylic adhesive is chosen as the method of holding the sensor (according to GOST R ISO 5348-99). A change in the valve thermal gap from 0.35 mm to 0.7 mm reduces the valve opening phase by 2∙15° 301 (i.e. it leads to a significant delay in opening the valve by 2∙15° 301 and accelerating its closing by 2∙15° 301). In the main part of the experiment, the amplitude and frequency parameters of the vibrations of the valve mechanisms were investigated with the thermal clearances 0.9 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.2 mm, 0.15 mm, 0.1 mm and 0.05 mm (with the crankshaft rotation speed being 1000 min-1, 1300 min-1, 1500 min-1). The data analyzed showed that with a valve gap of 0.9 mm, the oscillation phase was 212 Hz. The initial vibration amplitude for all three variants was 127 mV. The maximum amplitude of the vibration signal was: 685 mV at 1000 min-1; 1770 mV at 1300 min-1; 2213 mV at 1500 min-1. The data analyzed show that with a valve gap of 0.2 mm, the oscillation phase was 589 Hz. The initial amplitude of the vibrosignal for all three variants was 79.4-79.6 mV. The maximum amplitude of the vibration signal was: 87 mV at 1000 min-1; 121 mV at 1300 min-1; 184 mV at 1500 min-1. The data analyzed show that with a valve gap of 0.1 mm, the oscillation phase was 969 Hz. The initial vibration amplitude for all three variants was 79.1-89.9 mV. The maximum amplitude of the vibrosignal was: 89.9 mV at 1000 min-1; 89.9 mV at 1300 min-1; 79.1 mV at 1500 min-1