Материал: 2410

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение определенного времени.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической документации.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.

Неисправность или повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособности.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособ-

Ресурс – суммарная наработка объекта от начала его эксплуата-

ции до перехода в предельное состояние.

При идент ф кацбнеисправностей машин требуется боль-

ший объем и анал з нформации. При этом необходимо определить место возникновения дефекта и оценить степень его развития.

Наиболее сложной задачей является прогноз изменения технического состояния, позволяющий определить остаточный ресурс.

Под термином «мониторинг технического состояния» понимается весь комплекс процедур оценки состояния машин или оборудования:

–защита от внезапных повреждений (поломок);

–предупреждение об изменении технического состояния;

–обнаружение дефектов на ранних стадиях эксплуатации (зарождающихся дефектов), определение места их появления, вида и степени развития;

–прогноз изменения технического состояния оборудования.

81

Суть технической диагностики определяют оценка и прогноз состояния объекта по результатам прямых или косвенных измерений параметров состояния или диагностических параметров. Значение диагностического параметра не дает оценки технического состояния объекта. Необходимо знать не только фактическое состояние объекта Dфак, но и эталонное (нормативно-техническое значение) Dэт. Разность между фактическим и эталонным значениями диагностических

Оценка технического состояния объекта определяется величиной отклонения фактических значений его параметров от эталонных (контрольных) значений. Любая система технической диагностики работает на принципе анализа отклонений и сравнения с допустимыми нормативно-техническими или конструкторскими параметрами объекта (двигателя, его механизмов и систем). Степень достоверности и точность диагноза технического состояния объекта зависят от применяемой методики, аппаратуры и ее погрешности.

Рис. 5.1. Разбиение множеств технических состояний системы: 1 – топливная система исправна и работоспособна; 2 – топливная система неисправна, но работоспособна;

3 – топливная система неисправна и неработоспособна

Между этими подмножествами существуют следующие соотношения: подмножество Ти входит составной частью в подмножество

82

Следовательно, функциональные блоки системы могут находиться в одном из трех основных состояний: исправен и работоспособен; неисправен, но работоспособен; неисправен и неработоспособен [19].

Эталонное (контрольное) значение параметра – значение исправного состояния объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической или конструкторской документации и может выполнять на требуемом уровне возложенные на него функции.

Диагностический сигнал – контролируемая характеристика объекта, используемая для выявления диагностических признаков. По диагностическому сигналу может классифицироваться вид мониторинга (контроля) и диагностика (вибрационная, акустическая, тепловая, газодинамическая, электрическая).

Диагностический признак – свойство объекта, качественно от-

стики с целью получен я необходимой информации для определения его состояния. Диагностирование может выполняться в мастерских и в условиях эксплуатации.

5.2. Классификация диагностических систем

Диагностические системы характеризуются большим разнообразием технических средств измерения и обработкой сигнала, а также методов и правил решения диагностических задач. Классификация диагностических систем представлена на рис. 5.2 [18].

Методы функционального диагностирования предусматривают получение данных о техническом состоянии двигателя и его узлов без его разборки и вывода из эксплуатации. Существуют следующие методы функционального диагностирования в зависимости от измеряе-

83

мой величины на основе анализа: рабочего процесса по индикаторной диаграмме; пропусков воспламенения топлива в цилиндрах; виброакустических, тензометрических колебаний протекающих процессов в системах дизеля; химического состава отработавших газов; неравномерности частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Рис. 5.2. Классификация диагностических систем

Метод диагност рован я на основе анализа параметров рабоче-

го процесса используетсяС для комплексной и локальной (местной) оценки технического состояния двигателя. Методика основана на сравнении фактических показателей работы двигателя с заранее известными неисправностями (отказами) или эталонными (контрольными) значениями параметров.

Анализ неисправностей двигателя показывает, что наиболее частые отказы имеют системы подачи топлива (насосы высокого давления, форсунки), механизмы газораспределения и детали цилиндропоршневой группы. Неисправности указанных систем ДВС могут развиваться постепенно (износ) или мгновенно. Их появление приводит к ухудшению показателей работы двигателя – повышению расхода топлива, снижению мощности, повышению токсичности отработавших газов. Таким образом, возникновение указанных неисправностей отражается на ухудшении рабочего процесса двигателя. По этой

84

причине контроль протекания рабочего процесса эффективен для прогнозирования технического состояния систем двигателя.

Вид диагностического сигнала может быть получен с использованием датчиков акустических, вибрационных, тепловых, газодинамических, оптических, тензометрических, пьезокварцевых.

Уровень автоматизации может быть экспертным и автоматическим. Диагностическое оборудование может быть переносным и встроенным, а вид диагностического эксперимента – тестовый или функциональный.

Взависимости от степени автоматизации решение о техническом состоянии объекта принимает эксперт или компьютерная программа.

Система, состоящая из топливного насоса высокого давления, нагнетательного трубопровода и форсункиИ, относится к числу важнейших агрегатов дизеля. По данным отечественных и зарубежных исследователей, до 30% неисправностейДдизеля связано с отказом топливной системы.

Основными неисправностями форсунки является износ прецизионной пары «игла – корпус распылителяА », уменьшение начального давления открытия, образование кокса в сопловых отверстиях, зависание иглы. б

Впроцессе эксплуатации прецизионные детали форсунки подвергаются износу, чтоиувеличивает утечки топлива через зазор между иглой и корпусом распыл теля форсунки. Наличие утечек отрицательно влияетСна впрыск топл ва, особенно для режимов малых цикловых подач и частот вращен я коленчатого вала двигателя.

Одним из основных недостатков форсунки является уменьшение начального давления открытия иглы. Это приводит к увеличению продолжительности впрыска и цикловой подачи, ухудшению качества распыливания топлива, снижению экономичности дизеля, закоксовыванию сопловых отверстий, токсичности отработавших газов.

Известно, что распылители с малым диаметральным зазором часто приводят к зависанию иглы, которое происходит из-за тепловой деформации корпуса распылителя либо деформации от крепления распылителя к корпусу форсунки. Техническое состояние форсунки

обычно проверяется при помощи прибора КИ-3333 или стенда А-106 после демонтажа ее с двигателя.

В табл. 5.1 показано влияние конструктивных и регулировочных параметров форсунки тепловозного дизеля 16 ЧН 26/26 на ее состоя-

85