Способ локализации негерметичных клапанов грм

Способ локализации негерметичных клапанов газораспределительного механизма 4-тактного автомобильного ДВС основан на визуальном наблюдении за выходом дыма из свечных отверстий двух контрольных цилиндров при нагнетании дыма в камеру сгорания диагностируемого цилиндра. Номера расположения контрольных цилиндров для контроля утечки соответственно через впускной и выпускной клапаны диагностируемого цилиндра определяют просто, быстро и точно расчетным путем, который является универсальным для ДВС любой рядности с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы. 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Способ локализации негерметичных клапанов газораспределительного механизма (ГРМ) 4-тактного автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является безразборным и согласно Международной патентной классификации МПК-2018.01 относится к объектам, имеющим классификационные индексы F01L 3/04 - подъемные клапаны и клапанные седла с покрытиями и F99Z - тематика, не предусмотренная в данном разделе, но тесно связанная с ним.

Герметичность сопряжения клапан-седло является одним из важнейших факторов, определяющих давление топливовоздушной смеси и рабочего тела в цилиндре и в конечном итоге мощность, экономичность и экологичность ДВС.

В процессе эксплуатации происходит увеличение зазора между сопряженными поверхностями вследствие износа фаски клапана и седла, а также трущихся поверхностей кулачков распределительного вала, рычагов, коромысел, гидрокомпенсаторов и других компонентов ГРМ, а кроме того, возможны повреждения, прежде всего, прогары.

Чтобы предотвратить лавинообразный рост зазора, важно иметь способ простой, быстрой и точной локализации дефекта на ранней стадии его развития.

Уровень техники

Сопряжение клапан-седло является частью оболочки камеры сгорания (КС). Износ сопряженных поверхностей заключается в изменении размеров деталей вследствие отделения материала с поверхности трения и деформации поверхностного слоя и выражается в единицах длины, массы или объема (В.Б. Джерихов. Автомобильные эксплуатационные материалы. Ч. II. Масла и смазки. С-Пб. Изд-во ГАСУ, 2009, с. 17). Поскольку сопряжение клапан-седло должно быть герметичным и наличие зазора не допускается, то необходимость его измерения отпадает, а техническая задача диагностики сводится к его выявлению и локализации.

Очевидно, что безразборное диагностирование оболочки КС возможно только путем определения значений косвенных диагностических параметров. Такими параметрами являются компрессия цилиндра и утечка газов из КС. Если компрессия занижена и не возросла после заливки в цилиндр нескольких миллилитров моторного масла, это признак зазора в сопряжении клапан-седло, но он не позволяет локализовать зазор во впускном и/или выпускном клапане. Негерметичность клапанов в любом случае обусловливает разборку ДВС и дефектовку его деталей, что, на первый взгляд, казалось бы, отменяет необходимость локализации дефекта на стадии безразборной диагностики, однако, практика показывает, что глубокая безразборная локализация (ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения, табл. 1, п. 31) существенно повышает достоверность дефектовки. В отдельных случаях локализацию негерметичного клапана диагностируемого цилиндра обеспечивает применение пневмотестера утечек (ПТУ) - https://www.drive2.ru/1/507802849292321442 (фиг. 1) по месту звука выходящего воздуха из свечных отверстий других цилиндров, зная номера расположения и порядок работы (зажигания) которых, их определяют как контрольные цилиндры и благодаря им узнают, какой конкретно клапан - впускной или выпускной - является негерметичным, однако, утечки далеко не всегда сопровождаются звуком.

Аналогами изобретения являются способы, которые включают: извлечение свечей зажигания из цилиндров; определение утечки оболочки КС цилиндров; назначение для диагностирования клапанов тех цилиндров, которые имеют утечки, превышающие допустимые значения; определение контрольных цилиндров для контроля утечек через впускной и выпускной клапаны диагностируемого цилиндра; установку поршня диагностируемого цилиндра в верхнюю мертвую точку в конце такта сжатия; нагнетание дыма в КС диагностируемого цилиндра через свечное отверстие посредством генератора дыма (ГД), что обеспечивает визуальную фиксацию его проникновения в контрольные цилиндры - https://forum.injectorservice.com.ua/viewtopic.php?f=6&t=9710 (фиг. 2). При выходе дыма из свечного отверстия контрольного цилиндра определяют технический диагноз (ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения, табл. 1, п. 9) соответствующего клапана, включающий его техническое состояние как неработоспособное, вид дефекта как негерметичность сопряженных поверхностей клапан-седло, место дефекта фаска, седло или деталь привода клапана, прогнозируемое техническое состояние при продолжении эксплуатации ДВС как развитие дефекта.

Прототипом является аналог, в котором производитель ПТУ заранее учел номера и порядок работы цилиндров некоторых типов ДВС, на основании чего указал конкретные номера расположения контрольных цилиндров для контроля утечки впускных (ВП) и выпускных (ВЫП) клапанов диагностируемого цилиндра соответствующего номера (фиг. 3) - https://forum. injectorservice.com.ua/viewtopic.php?f=6&t=9710&start=60. Вместе с тем, прототип имеет существенные ограничения, которые не обеспечивают выполнение технической задачи диагностики всех типов ДВС: он предусматривает диагностику ДВС лишь с числом цилиндров 4, 6 и 8, имеющих 1-К2 варианта порядка работы, в то время как современные двигатели только легковых автомобилей содержат 3, 4, 5, 6, 8, 10 или 12 цилиндров, число вариантов порядка работы которых включает почти все возможные их комбинации. Кроме того, прототип предусматривает лишь последовательную нумерацию расположения цилиндров, начиная от носка коленчатого вала (КВ), а при двухрядном (V-образном или оппозитном) расположении цилиндров, начиная слева, если смотреть со стороны носка КВ (BOSCH. Автомобильный справочник. Пер. с англ. - 2-е изд.; М.: ЗАО «КЖИ «за рулем», 2004, с. 401). Однако, такая нумерация расположения не является стандартной или общепринятой; существует много двигателей с отличной от неб нумерацией, например, последовательной, но начиная с хвостовика КВ (Autodata 3.38, Citroen Xsara II 2,0 16V 2002-2005, Engine code: RFN, Firing order, Cylinder layout; Renault Laguna III (07-), 1,6 2007-11, Engine code: K4M824, Firing order, Cylinder layout. Изд-во Autodata limited, 2011 и мн. др.), а в двухрядных двигателях, кроме того, хоть нумерация и начинается с носка КВ, но при этом в левом ряду расположены цилиндры с нечетными номерами, а в правом ряду с четными (там же, Opel/Vauxhall Vectra С 3,2 2002/05, Engine code: Z32SE, Firing order, Cylinder layout).

Информацию по типам ДВС, не указанным в документации на ПТУ, порядку нумерации расположения и порядку работы их цилиндров можно найти в других источниках, однако, в этом случае диагност вынужден сам определять номера контрольных цилиндров, что требует сопоставления номеров расположения и порядковых номеров (в порядке работы в рабочем цикле ДВС) цилиндров, но это вызывает наибольшие затруднения, потери времени, путаницу и частые ошибочные диагнозы.

Указанные проблемы прототипа решены в изобретении. Предлагаемый способ не известен из уровня техники, он для специалиста не следует из уровня техники явным образом, он доступен, прост и может быть массово использован в отрасли автомобильного сервиса, в силу чего является новым, промышленно применимым изобретением, имеющим изобретательский уровень.

Раскрытие изобретения

Изобретение отличается от прототипа тем, что контрольные цилиндры ДВС определяют путем несложного универсального математического расчета.

Способ локализации негерметичных клапанов ГРМ включает: извлечение свечей зажигания из цилиндров; определение утечки оболочки КС цилиндров; назначение для диагностирования клапанов тех цилиндров, которые имеют утечки, превышающие допустимые значения; обращение номера расположения диагностируемого цилиндра Z в его порядковый номер z согласно порядку работы цилиндров в рабочем цикле ДВС; определение расчетным путем порядковых номеров х и у двух контрольных цилиндров соответственно для контроля утечки впускного и выпускного клапанов цилиндра Z; обращение полученных порядковых номеров контрольных цилиндров х и у в соответствующие номера их расположения X и Y; установку поршня цилиндра Z в верхнюю мертвую точку в конце такта сжатия; нагнетание дыма посредством ГД в КС цилиндра Z через свечное отверстие. При выходе дыма из свечного отверстия контрольного цилиндра X и/или Y определяют технический диагноз соответственно впускного и/или выпускного клапана цилиндра Z: техническое состояние клапана неработоспособное, вид дефекта - негерметичность сопряженных поверхностей клапан-седло, место дефекта - фаска, седло или деталь привода клапана, прогнозируемое техническое состояние при продолжении эксплуатации ДВС - развитие дефекта.

Диагностическая модель (ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения, табл. 1, п. 20) изобретения включает таблицу соответствия номеров расположения цилиндров и их порядковых номеров согласно порядку работы цилиндров диагностируемого ДВС, а также расчетные формулы.

Например, для 12-цилиндрового ДВС таблица соответствия может иметь следующий вид (табл. 1):

Расчетные формулы универсальны для 4-тактного автомобильного ДВС любой рядности с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы:

где х - порядковый номер контрольного цилиндра для контроля впускного клапана;

у - порядковый номер контрольного цилиндра для контроля выпускного клапана;

z - порядковый номер диагностируемого цилиндра;

i - количество цилиндров диагностируемого ДВС.

Например, если диагностируемый цилиндр указанного в табл. 1 ДВС имеет номер расположения Z=2, то при обращении его в порядковый номер согласно табл. 1 z=9. Из (1) следует:

Обращение порядковых номеров в номера расположения цилиндров согласно табл. 1:

т.е. выход дыма из цилиндров X=7 и/или Y=11 является признаком негерметичности соответственно впускного и/или выпускного клапанов цилиндра Z=2 (фиг. 4).

Достигнутый технический результат способа диагностики заключается в выявлении и локализации негерметичности клапанов ГРМ 4-тактного автомобильного ДВС любой рядности с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы. Он находится в прямой причинно-следственной связи с такими существенными признаками изобретения, как новизна, простота, скорость, точность и универсальность, воплощенные в диагностической модели.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Пневмотестер утечек.

Фиг. 2. Пример диагностирования клапанов посредством генератора дыма.

Фиг. 3. Таблица проверки утечки воздуха через клапаны двигателя.

Фиг. 4. Результат определения цилиндров для контроля клапанов цилиндра №2 двигателя BMW N73 В60А.

Фиг. 5. Практическая локализация негерметичных клапанов ГРМ двигателя R4 2013.

Осуществление изобретения

Достигнутый технический результат изобретения подтвержден многочисленными экспериментальными данными, полученными при практическом диагностировании 4-тактных автомобильных рядных, V-образных и оппозитных бензиновых и дизельных ДВС отечественного и иностранного производства с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы.

Практическая реализация способа локализации негерметичных клапанов ГРМ показана на примере 4-цилиндрового рядного ДВС Engine code: R4 1,51 автомобиля Geely MK 2013 г., имеющего нумерацию расположения цилиндров с носка коленчатого вала и порядок работы цилиндров 1-3-4-2.

Диагностируемый цилиндр ДВС имеет номер расположения Z=4, который согласно табл. 2 обращается в порядковый номер z=3.

Из (1) следует:

Обращение порядковых номеров х, у в номера расположения цилиндров X, Y согласно табл. 2:

т.е. выход дыма из цилиндров X=2 и/или Y=3 является признаком негерметичности соответственно впускного и/или выпускного клапанов цилиндра Z=4.

Поскольку дым при нагнетании в цилиндр 4 выходит из цилиндра 3 (фиг. 5), имеет место негерметичность выпускного клапана цилиндра 4.

Технический диагноз выпускного клапана диагностируемого цилиндра 4: техническое состояние клапана - неработоспособное; вид дефекта - негерметичность сопряженных поверхностей клапан-седло; место дефекта - фаска, седло или деталь привода клапана; прогнозируемое техническое состояние при продолжении эксплуатации ДВС - развитие дефекта.

Полученные многочисленные экспериментальные данные подтвердили соответствие технического результата заявленному назначению способа: он обеспечивает простую, быструю, точную и универсальную локализацию негерметичных клапанов ГРМ 4-тактного автомобильного ДВС любой рядности с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы.

Способ локализации негерметичных клапанов газораспределительного механизма 4-тактного автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) включает извлечение свечей зажигания из цилиндров, определение утечки оболочки камеры сгорания цилиндров, назначение для диагностирования клапанов тех цилиндров, которые имеют утечку, превышающую допустимое значение, определение контрольных цилиндров для контроля утечек через впускной и выпускной клапаны диагностируемого цилиндра, установку поршня диагностируемого цилиндра в верхнюю мертвую точку в конце такта сжатия, нагнетание дыма в камеру сгорания диагностируемого цилиндра через свечное отверстие, при выходе дыма из свечного отверстия контрольного цилиндра определение технического диагноза соответствующего клапана, включающего его техническое состояние как неработоспособное, вид дефекта как негерметичность сопряженных поверхностей клапан-седло, место дефекта фаска, седло или деталь привода клапана, прогнозируемое техническое состояние при продолжении эксплуатации ДВС как развитие дефекта, отличающийся тем, что обращают номер расположения диагностируемого цилиндра в его порядковый номер согласно порядку работы цилиндров в рабочем цикле ДВС, определяют расчетным путем порядковые номера двух контрольных цилиндров соответственно для контроля утечки впускного и выпускного клапанов, обращают полученные порядковые номера контрольных цилиндров в соответствующие номера их расположения, что обеспечивает простое, быстрое, точное и универсальное определение контрольных цилиндров ДВС любой рядности с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области контроля герметичности оборудования атомных электрических станций (АЭС) и может быть использовано для обнаружения, локализации и оценки величины течи из трубопроводов водо-водяных энергетических реакторов.

Изобретение относится к области атомной энергетики. Система контроля течи теплообменника пассивного отвода тепла влажностным методом содержит устройство отбора и транспортировки воздуха, выполненное в виде патрубка с диафрагмой.

Изобретение относится к контролю герметичности оборудования потенциально опасных промышленных объектов и, в частности, может быть использовано для обнаружения, локализации и определения величины утечки теплоносителя из трубопроводов первого контура водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР).

Изобретение относится к производству технологических модулей глубоководных аппаратов, а именно к оборудованию для проведения гидравлических испытаний на прочность и герметичность.

Изобретением является ковровый зонд для обнаружения утечек в подземных газовых трубах. Сущность: ковровый зонд содержит рукоятку (12), колесо (16) и плоский ковровый элемент (14).

Группа изобретений относится к определению того, является ли источником зарегистрированных газовых сигналов болотный газ или коммунальный газ при поиске утечек коммунального газа в подземных трубопроводах.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности, к автоматическим системам управления положением модели в аэродинамических трубах. Модель размещают таким образом, что ее ось вращения находится на равном расстоянии от узлов крепления державки, положение узлов крепления державки изменяют автоматически по трем параметрам управления: углу атаки, вертикальному и горизонтальному перемещениям в соответствии с заданной программой, вырабатывающей на каждом такте управления сигнал управления силовыми механизмами - линейными приводами.

Изобретение относится к области испытаний ракетно-космической техники и может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата и поиска места течи из его отсеков в условиях орбитального полета или в процессе вакуумных испытаний.

Изобретение относится к способам испытания на прочность и герметичность элементов котельного оборудования и трубопроводов. Сущность: котельное оборудование и трубопроводы наполняют жидкостью, нагнетая давление до величины пробного давления.

Изобретение относится к области контроля герметичности полых изделий и может быть использовано для контроля герметичности самолетных топливных баков преимущественно сложной конфигурации.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к стендам для испытания компрессоров. Испытательный стенд характеризуется тем, что теплообменник (6), содержащийся в замкнутой пневматической магистрали (14), является криогенным теплообменником (6), один вход которого соединен с выходом турбины (2), являющейся технологической турбиной (2), а один выход - с компрессором (4), который является испытуемым компрессором (4).

Изобретение относится к техническому обслуживанию автотранспортных машин. Фиксацию материала, используемого при выполнении смазочно-заправочной операции с помощью предназначенного для этого прибора, осуществляют на экран, ветошь, перчатки и верхнюю одежду оператора, которые взвешивают до и после применения названного прибора.

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для определения технического состояния деталей цилиндропоршневой группы и газораспределительного механизма двигателя без его пуска.

Изобретение относится к устройствам для испытания топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания. В заявке описано устройство (2) для проверки топливных форсунок, имеющее гидравлический насос (6), который предназначен для подачи проверочного масла, двигатель (4), который механически соединен с гидравлическим насосом (6) и предназначен для его приведения в действие, по меньшей мере один держатель (16) для крепления в нем по меньшей мере одной проверяемой топливной форсунки (18) и топливную рампу (10), которая предназначена для приема подаваемого гидравлическим насосом (6) проверочного масла и для гидравлического соединения с по меньшей мере одной проверяемой топливной форсункой (18).

Использование: для определения относительной влажности. Сущность изобретения заключается в том, что определяют относительную влажность по разностям между парами отраженных сигналов одного ультразвукового датчика, соединенного с транспортным средством, при этом каждый из отраженных сигналов имеет по существу эквивалентное время прохождения от объекта обратно к указанному одному ультразвуковому датчику; определяют состав отработавших газов посредством газового датчика, соединенного с выпускной системой двигателя, приводящего в движение транспортное средство; во время работы двигателя без подачи топлива определяют относительную влажность посредством указанного газового датчика; и на основе параметров окружающей среды или работы транспортного средства выбирают, какой способ определения относительной влажности применить.

Изобретение относится к испытательным стендам для жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРДМТ). Тягоизмерительное устройство состоит из корпуса, выполненного в виде круговой балки, упругих элементов, представляющих собой радиально ориентированные лепестки прямоугольного сечения, соединяющие корпус устройства и технологический фланец, на котором крепится испытуемый двигатель, а их количество, длина и параметры профиля обеспечивают требуемую собственную частоту конструкции, не менее чем в десять раз превышающую частоту измеряемых импульсов тяги, кроме того, в устройстве используются высокоточные лазерные датчики перемещения, которые в процессе работы двигателя могут быть установлены либо в барокамере в герметичном корпусе, либо вне ее.

Изобретение предназначено для использования в управлении периодичностью обслуживания технической системы. Способ эксплуатации технической системы включает установление периодичности ее технического обслуживания по наработке и допустимой интенсивности отказов по отношению к наработке, проведение технического обслуживания по наработке и фиксирование значения интенсивности отказов до технического обслуживания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ для двигателя с наддувом.

Изобретение относится к способам и системам обнаружения пропусков зажигания в двигателе внутреннего сгорания. В одном примере, способ может включать в себя дискретизацию флюктуаций коленчатого вала по перекрывающимся друг с другом первому и второму окнам дискретизации и обнаружение пропусков зажигания по дискретизированным сигналам.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ для двигателя (10) с наддувом заключается в том, что направляют периодический сигнал на рециркуляционный клапан (РКК) (152) компрессора (122), (132).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя заключается в том, что генерируют вибрацию с помощью исполнительного механизма в отсутствие сгорания в двигателе. Исполнительный механизм является частью автомобильной системы акустического оповещения и генерирует автомобильные акустические оповещения в соответствии с тем, что скорость автомобиля ниже порогового значения и двигатель отключен. Индицируют ухудшение характеристик датчика детонации на основе амплитуды выходного сигнала датчика детонации, полученного в ответ на генерируемую вибрацию. Раскрыт вариант способа для двигателя и система гибридного электромобиля. Технический результат заключается в повышении надежности определения ухудшения характеристик датчика детонации двигателя. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ локализации негерметичных клапанов газораспределительного механизма 4-тактного автомобильного ДВС основан на визуальном наблюдении за выходом дыма из свечных отверстий двух контрольных цилиндров при нагнетании дыма в камеру сгорания диагностируемого цилиндра. Номера расположения контрольных цилиндров для контроля утечки соответственно через впускной и выпускной клапаны диагностируемого цилиндра определяют просто, быстро и точно расчетным путем, который является универсальным для ДВС любой рядности с числом цилиндров 3÷12, любым порядком нумерации расположения цилиндров и любым порядком их работы. 5 ил.

Наверх