Разработка метрологического обеспечения процесса диагностирования по параметрам автотранспортных средств (давление в масляной магистра

В некоторых  двигателях применена новая активно-реактивная центрифуга (рис. 8б). В отличие от реактивной активно-реактивная центрифуга не имеет жиклеров (форсунок). Струи масла, под действием которых вращается ротор, не сливаются в поддон, а поступают для смазывания трущихся деталей двигателя. К оси 9 неподвижно прикреплен насадок 8, имеющий каналы А, касательные к его окружности. В верхней части корпуса 7 ротора выполнены касательно расположенные каналы Б.

Неочищенное масло под давлением 0,6-0,7 МПа от масляного насоса поступает через  кольцевую полость В (между осью и трубкой) в каналы А. Вытекая  из этих каналов под давлением, струи  масла, направленные касательно к стенкам  колонки ротора, образуют активный момент, который заставляет ротор  вращаться в направлении движения струи, как показано на рисунке стрелкой. Механические примеси, содержащиеся в  масле, под действием центробежных сил отлагаются на внутренних стенках  вращающегося ротора в виде смолистого слоя. Очищенное масло с большой  скоростью выбрасывается через  тангенциально расположенные каналы Б в верхней части ротора и  через радиальные отверстия поступает  в канал неподвижной оси и  далее в масляную магистраль. При  этом возникает реактивная сила, которая  тоже вращает ротор. Таким образом, вращение ротора центрифуги происходит за счет суммарной энергии двух потоков  масла: активного действия струй  при поступлении в ротор по каналам А и реактивного действия - при выходе из ротора по каналам  Б.

 

Рис. 9 Полнопоточный масляный фильтр: 
1 - маслоотводяшая трубка, 2 - трубка охлажденного в радиаторе масла, 
3 - трубка отвода горячего масла в радиатор, 4 - радиаторный клапан, 
5, 6 - каналы отвода очищенного неохлажденного и охлажденного масла в магистраль, 
7 - канал подвода неочищенного масла в фильтр, 8 - сливной клапан, 
9- полость слива масла в картер двигателя, 10 - регулировочные винты клапанов, 
11- корпус фильтра, 12- перепускной клан, 13 - пустотелая ось, 14 - крышка, 
15 - насадок (завихритель масла), 16 - корпус ротора, 17- стакан, 18- упорная шайба, 
19 - колпак. 

В центробежных масляных фильтрах ротор состоит  из корпуса 16 и стакана 17. Площадь  верхнего днища ротора больше площади  нижнего, поскольку диаметр верхней  шейки оси меньше диаметра нижней. Общая сила давления масла, направленная вверх, больше силы, действующей на нижнее днище ротора. Вследствие этого  при работе двигателя ротор всплывает  и разгружает опорный торец. При  увеличении давления в роторе больше нормального он перемещается еще  выше. От перемещения вверх ротор  удерживается упорной шайбой 18, а  от перемещения вниз - буртом оси 13. Осевой разбег 0,3-1,5 мм.

В корпусе  фильтра установлены три клапана: перепускной 12, сливной 8 и радиаторный 4.

Перепускной клапан поддерживает давление масла  в роторе. Если давление масла при  входе в ротор повышается до 0,65 МПа (при густом масле или загрязненном роторе), клапан открывается, и неочищенное  масло стекает в картер двигателя. У некоторых двигателей перепускной  клапан при открытии пропускает масло  в масляную магистраль, минуя центрифугу. Перепускной клапан регулируют на давление 0,65-0,70 МПа регулировочным винтом 10.

Радиаторный клапан служит для перепуска холодного  масла, которое, минуя масляный радиатор, поступает в масляные каналы двигателя. Открытие клапана должно происходить  при разности давлений 0,06-0,07 МПа. Радиаторный  клапан не регулируют.

Сливной клапан 8 предназначен для слива  излишков очищенного масла в картер при повышении давления в масляных каналах двигателя. Клапан регулируют регулировочным винтом 10 до нормального  давления масла в смазочной системе.

Масляные  фильтры некоторых двигателей снабжены вместо радиаторного клапана краном-переключателем, с помощью которого масляный радиатор в зимнее время отключают.

Техническое обслуживание неисправности  смазочной системы

Долговечность работы двигателя зависит от чистоты  масла. Загрязненное масло способствует быстрому износу трущихся поверхностей деталей. Простейший способ определения  качества (чистоты) масла — проверить  его на ощупь. или несколько капель масла нанести на белую (лучше  фильтровальную) бумагу, то, растекаясь, загрязненное масло оставит в  середине бумаги темное пятно. Это свидетельствует  о том, что активная присадка масла  выпадает в осадок. У чистого масла  она находится во взвешенном состоянии  и на фильтровальной бумаге будет  иметь форму кольца.

Техническое обслуживание смазочной системы  заключается в проведении следующих  операций: проверка содержания масла  в картере двигателя и плотности  всех соединений в системе; наблюдение за температурой и давлением масла  в системе при прогреве двигателя  и работе его под нагрузкой; промывка смазочной системы и смена  масла.

При техническом  обслуживании смазочной системы  двигателя водитель обязан ежесменно  не раньше чем через 10 мин после  остановки двигателя проверить  уровень масла в картере и  отлить его до верхней риски масломерного стержня; устранить подтекание масла  в соединениях деталей и трубок; во время работы следить за показаниями  масляного манометра.

Основные  неисправности смазочной системы - отсутствие давления масла, пониженное или повышенное давление, попадание  охлаждающей жидкости в смазочную  систему и течь масла.

Давление  в смазочной системе может  отсутствовать по следующим причинам: низкий уровень масла в поддоне  картера, заедание редукционного клапана  или неисправность привода масляного  насоса. Устранить эти неисправности  можно соответственно долив масло  в поддон картера, промыв редукционный клапан или исправив привод масляного  насоса.

Пониженное  давление масла в магистрали может быть вызвано следующими причинами: мало масла в поддоне, в результате чего в насос попадает воздух, жидкое масло вследствие его повышенной температуры, разжижения топливом или несоответствия марки масла, засорена сетка маслоприемника, ослабла пружина редукционного клапана насоса, поломана или ослабла пружина сливного клапана фильтра, изношены детали масляного насоса, большой зазор между шейками и подшипниками коленчатого вала.

Для устранения неисправности необходимо последовательно  устранить причины, ее вызывающие: долить масло, устранить перегрев масла  или заменить масло в картере  в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, снять поддон и промыть маслоприемник, промыть  и отрегулировать редукционный и  сливной клапаны, в случае необходимости  заменить вкладыши коленчатого вала.

Повышенное  давление масла может быть вызвано следующими причинами: густое масло или заедание сливного клапана фильтра. Чтобы давление масла было нормальным, следует включить масляный радиатор, проверить вязкость масла и, если необходимо, заменить его, проверить сливной клапан и устранить заедание.

Если  охлаждающая жидкость попадает в  картер, то следует, во-первых, подтянуть  гайки крепления головки блока  и, если необходимо, заменить уплотнительные кольца между гильзой цилиндра и  блоком. Течь масла устраняют затяжкой креплений в месте обнаружения  течи и в случае необходимости  заменой прокладки или неисправной  детали.

В данной работе параметром диагностирования является давление масла в масляной магистрали трактора К-701, которое должно быть 0,8±0,06 МПа. 
 
 
 

ВЫБОР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ 

    При выборе СИ учитывают совокупность метрологических (цена деления, погрешность, пределы измерений, измерительное усилие), эксплуатационных и экономических показателей, к которым относятся: массовость (повторяемость измеряемых размеров) и доступность их для контроля; стоимость и надежность СИ, метод измерения; время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения; масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка; жесткость объекта контроля, шероховатость его поверхности; режим работы и т.д.

    Основной  параметр, который контролируется в  масляной магистрали – давление. Целью решения данной задачи является выбор оптимального средства измерения для данного показателя. Для этого применим способ выбора средства измерения по коэффициенту уточнения. Этот способ предусматривает сравнение точности измерения и точности функционирования объекта контроля. При выборе СИ данным способом используем коэффициент точности (уточнения) К_Т при известном допуске на параметр Т:

                                                    К_Т = 1/2R,                                                       (1) 

    где R – относительная погрешность метода измерений, которую выбирают из ряда 0,5; 0,4; 0,3; 0,25; 0,15; 0,1 в зависимости то того, насколько важна точность измерительной информации. 

    Предел  основной допускаемой погрешности  СИ находим по формуле: 

                                       ∆_д = T/2,6К_Т = RT/1,3 ≥ ∆_си                                         (2) 

    Затем по представленным СИ выбирают с такой  погрешностью, которая удовлетворяла  бы данному неравенству.

      

        Представим в таблице 1 перечень СИ и их характеристики. 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Т а б л и ц а  1

    Перечень  СИ, используемых для контроля давления в масляной магистрали  

№ п/п	Средство измерения	Предельно допустимая погрешность СИ, %	Стоимость СИ, руб.
1	HS-1019B	±2	1800
2	КИ-13936-ГОСНИТИ	±2,5	400
3	Датчик давления МС2000-2151	±0,5	12000

 

    Произведем  расчеты:

    Р=0,8±0,06 МПа. Выберем R= 0,3, что характеризует среднюю точность измерительной информации, и воспользуемся формулой (2):

                         ∆_д =(0,3*0,12)/1,3≈ 0,023 МПа

    Так как наиболее широкое распространение  получило нормирование класса точности СИ по приведенной погрешности, то полученный результат представляем виде приведенной  погрешности:

    γ = ±(∆/Х_мах)*100% = ±(0,023/0,86)*100% ≈ 2,7%,

    где Х_мах – максимальное значение измеряемой величины.

    Из  таблицы 1 выбираем такое СИ, что  бы его класс точности был ≤ 2,7%. В нашей таблице подходит прибор КИ-13936-ГОСНИТИ с классом точности 2,5%. Так же он более выгоден по экономическим параметрам. 
 

Выбранное СИ КИ-13936-ГОСНИТИ 

    Для определения давления масла в главной масляной магистрали используется прибор КИ-13936-ГОСНИТИ. Он состоит (рис.10) из манометра 7, защищенного винтовым демпфером 6, штуцера с уплотняющей шайбой манометра 8, рукавов 5 и 9, штуцера 3. Штуцер закрывается заглушкой 10. Рукав и штуцер служат для присоединения устройства к главной масляной магистрали системы смазки.

    

 
Рис. 10. Схема прибора КИ-13936-ГОСНИТИ:

1 - шайба уплотнительная; 2 - болт; 3 — штуцер;

4 - хомут; 5, 9- рукава; 6 - демпфер; 7-манометр;

8 - уплотняющая  шайба манометра; 10-заглушка

В основе метода измерения лежит работа манометра, который переходными штуцерами  присоединяют к главной масляной магистрали. После этого запускают  предварительно прогретый двигатель  и снимают показания манометра (не менее 3-х раз) при номинальной  и максимальной частотах вращения коленчатого  вала двигателя. 

Манометр  состоит (рис.11) из трубчатой пружины, которая изменяет свою кривизну с изменением измеряемого давления и ее свободный конец через тягу 2 поворачивает зубчатый сектор 3 и находящуюся с ним в зацеплении шестерню 4. Вместе с шестерней поворачивается закрепленная на ней стрелка 5, перемещающаяся вдоль шкалы 6. 

    Рис.11Манометр с трубчатой пружиной 
 

 
1 — трубчатая пружина;  
2 — тяга;  
3 — зубчатый сектор;  
4 — шестерня;  
5 — стрелка;  
6 — шкал.МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ