Анализатор герметичности цилиндров (АГЦ-2)
Прибор для оценки текущего состояния цилиндропоршневой группы бензинового или дизельного двигателя. Диагностика при помощи Анализатора Герметичности Цилиндров АГЦ (ранняя модификация выпускалась под названием АГЦ-2) позволяет достоверно точно (без разборки двигателя) оценить по отдельности техническое состояние клапанного механизма (сопряжение клапан-седло, нагар на клапане или скол), износ гильзы цилиндра (ее выработку), компрессионных и маслосъемных колец (закоксовку, залегание, поломку).
Позволяет определить степень износа, наличие поломок и остаточный ресурс каждого элемента цилиндропоршневой группы (кольца, клапана, гильза, поршень) по отдельности, а так же оценить качество произведенного ремонта головки блока.
Диагностика этим прибором не отличается от замера компрессии. Все измерения проводятся в процессе «прокрутки» двигателя стартером или пусковым устройством. Прибор АГЦ подключается к цилиндру через свечное или форсуночное отверстие. Преимущества АГЦ — в простоте процесса диагностики и одновременно в высокой информативности результатов измерения. Достоинства прибора в том, что не важно в каком состоянии аккумуляторная батарея, ее состояние не скажется на качестве диагностики. Нет необходимости знать номинальную величину компрессии для каждого двигателя, чтобы сравнить ее с результатами диагностики. Необходимо знать только марку топлива, на котором ездит данный автомобиль. Диагностируемые параметры сверяются по диагностическим диаграммам для данного вида топлива, и происходит оценка состояния ЦПГ. Разработаны диагностические диаграммы для АИ-76-80, АИ-92-95-98, и дизельного топлива. А если автомобиль чередует работу на бензине и газе, то следует применять диаграмму для данной марки бензина. За счет своевременного выявления дефектов составных элементов ЦПГ Анализатор герметичности цилиндров (АГЦ) позволяет избежать необоснованного проведения ремонта ЦПГ, полнее использовать ресурс двигателя, качественно проводить регламентные работы. Работа с АГЦ не требует специальной технической подготовки, анализатор вполне по силам как диагностам со стажем, так и начинающим.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АГЦ (АГЦ-2)
- При предпродажной оценке двигателя или автомобиля
- При возникновении рекламационных ситуаций
- Направления связанные с поиском неисправностей в двигателе
- При оценке качества ремонта и оценке технического состояния
- Оценка объема плановых ТО
- При покупке поддержанных автомобилей
- Оценка эффективности применения технологии безразборного восстановления ДВС.
АГЦ является необходимым для специалистов, применяющих профессионально технологии безразборного ремонта (восстановление поверхностей трения) ДВС. При применении таких технологий необходимо качественно и достоверно оценить состояние ЦПГ для принятия решения о целесообразности проведения работ по безразборному ремонту двигателя автомобиля. Может наличие поломок в ЦПГ или критический износ не позволят получить эффект от применения модификаторов трения и двигателю необходим «капитальный ремонт». При отсутствии поломок и некритическом износе диагностика анализатором герметичности АГЦ позволяет вести мониторинг процесса восстановления элементов ЦПГ, рассчитать необходимое количество препарата и количество обработок для получения максимального результата с гарантией на выполненные работы.
КОМПЛЕКТАЦИЯ АГЦ
- Анализатор в сборе — 1шт.
- Переходное устройство (ПУ) для бензиновых ДВС с резьбой М14*1,25 — 1шт.
- Комплект диагностических таблиц 3шт (АИ-76-80, АИ-92-95-98 и дизтоплива).
- Комплект уплотнительных резиновых колец (ЗИП), паспорт, чемоданчик.
ДОПОЛНИТЕЛЬНО
Модификации для дизельных двигателей: СТ-ДР (ДД-4100), СТ-ДИ (ДД-4120), СТ-ДУ (ДД-4130), помимо прибора АГЦ с переходником для бензиновых двигателей в комплект входят имитаторы форсунок для подключения прибора к форсуночным отверстиям дизельных двигателей. Комплекты имитаторов форсунок аналогичны комплектам имитаторов форсунок компрессометров ДД-4200, ДД-4210, ДД-4220.
Цена АГЦ с переходниками для диагностики дизелей:
- ДД-4100 (СТ-ДР) — 10.000 руб. 3 переходника для российских грузовых дизелей.
- ДД-4120 (СТ-ДИ) — 12.700 руб. 11 переходников для импортных легковых и грузовых дизелей.
- ДД-4130 (СТ-ДУ) — 14.000 руб. 14 переходников, объединенный комплект из СТ-ДР и СТ-ДИ
Andrey-k85 ›
Блог ›
Анализатор герметичности цилиндров. Часть2
Оценка степени износа поршневой группы и прогнозирование остаточного ресурса
Цилиндропоршневая группа – один из самых ответственных и быстро изнашиваемых узлов двигателя внутреннего сгорания. Потеряна компрессия в цилиндрах и наш двигатель перестал быть резвым и мощным, стал плохо запускаться, появился чрезмерный расход топлива и масла, а за машиной расстилается густой шлейф сизого дыма, загрязняя атмосферу, губя природу и преждевременно унося жизнь вселенной.
Разброс компрессии в цилиндрах приводит к преждевременному износу двигателя.
Причин может быть много. Как часто мы не можем объективно оценить проблему и найти причину неисправностей?
В большинстве случаев двигатель ставится на ремонт и разбирается преждевременно, потому, что не определена конкретная причина неисправности.
Нередко это бывает всего лишь из-за «закоксовки» поршневых колец одного из цилиндров или нагара на клапане, а всего лишь надо было сделать «раскоксовку» и заменить маслосъемный колпачок.
Анализатор герметичности цилиндров — прибор для диагностики цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания, не имеющий аналогов в мире, который без особого труда и тем более не разбирая мотора, даст Вам объективную оценку состояния, поломок, и остаточного ресурса ЦПГ двигателя внутреннего сгорания.
По мере совершенствования конструктивно — технологических элементов машин
(в первую очередь ДВС) повышаются требования к оборудованию технического сервиса.
Не в последнюю очередь эти требования касаются и средств технической диагностики, где наблюдается заметное отставание в части развития новых методов диагностирования, способных существенно повысить достоверность диагноза при одновременном снижении трудоемкости.
Зарубежный опыт показывает нам пути использования, как отдельных встроенных датчиков, так и информативных систем, обеспечивающих периодический или постоянный контроль технического состояния основных ресурсонесущих, или отвечающих за безопасность основных частей машин. Не вдаваясь в дискуссию перспективности данного пути развития средств контроля технического состояния машин, отметим, что для отечественного машиностроения (транспортные средства и мобильные энергетические установки) в силу ряда объективных причин быстрое развитие рассматриваемого направления разработок встроенных средств контроля в массовом варианте ни на сегодняшний день, ни на ближайший период нереально. Отметим также, что в методическом плане современные средства диагностики не отличаются значительно от средств 10-20-летней давности.
Предлагаемый к рассмотрению метод диагностирования ЦПГ позволяет в целом свести к минимуму отмеченные недостатки и достаточно достоверно оценить состояние ЦПГ и, соответственно, определить вид и объем профилактических не обезличенных ремонтных воздействий. Сущность метода заключается в следующем: в процессе прокручивания коленчатого вала стартером или пусковым двигателем, измеряют разрежение в надпоршневом пространстве на такте расширения посредством вакуумного клапана. При этом на предыдущем такте сжатия осуществляется полная продувка цилиндра через редукционный клапан малого давления (0,01Кгс/см2). Полученная величина полного вакуума (Р1) характеризует состояние гильзы цилиндра (овальность и конусность) и плотность сопряжения «клапан-седло». Замеры полного вакуума (Р1) осуществляются с минимальной трудоемкостью, т.к. не имеют жесткого крепления переходных устройств (ПУ) перед измерением. Но при этом виде измерения (Р1) мы ничего не можем сказать о состоянии поршневых колец. Почему? Ответ достаточно прост – при нормальной гильзе и «плотных» клапанах наличие масляного клина всегда обеспечит высокий вакуум (ниже будут приведены параметры полного и остаточного вакуума исправного ДВС ).
Перекроем редукционный клапан, изолировав тем самым надпоршневое пространство. Теперь на такте сжатия давление повышается до максимального значения (компрессии). При этом часть сжимаемого воздуха прорывается через поршневые кольца в картер двигателя. После достижения ВМТ поршень начинает такт расширения, возвращаясь на исходную координату начала такта сжатия.
В этом случае вакуумный клапан «запоминает» остаточный вакуум, величина которого прямо пропорциональна той части давления (компрессии), которая была «потеряна» при прорыве через поршневые кольца. При нормальных кольцах остаточный вакуум весьма незначителен. При изношенных, поломанных или «закоксованных» поршневых кольцах существенно возрастает (более 0,2 кгс/см2).
Рассмотрим случай износа гильзы. Известно, что гильза при износе в вертикальной проекции приобретает форму эллипса. При достаточной степени износа (>50%) наличие зазора между эллипсным сектором зеркала цилиндра и круглым сектором компрессионного кольца обуславливает появление подсоса воздуха из картера на такте разряжения, который не может быть устранен никаким масляным клином.
Наиболее распространенный характер потерь контакта между кольцом и цилиндром
Наиболее распространённый характер потерь контакта между кольцом и цилиндром
а) «провис» кольца при овальной гильзе;
б) «подпор» при разных диаметрах кольца и цилиндра;
в) кольцо и цилиндр имеют неправильную геометрию;
г) «малый провис» при отсутствии хрома на концах кольца;
д) «пропеллерность» кольца в канавках поршня;
е) «лыски» в результате некачественного нанесения покрытия на кольцо.
Наиболее часто в быстроходных ДВС возникает вибрация компрессионных колец, вызываемая осевыми и радиальными колебаниями резонансного характера, приводящими к пропуску газов, повышению расхода смазки и даже поломке колец.
Причины увеличения утечки газов из цилиндра:
Схема насосного действия компрессионного кольца
Потеря компрессии при пригорании поршневого кольца
Действие пары «поршень-цилиндр» при различных видах перекоса поршневого кольца
недопустимое повышение температуры поршневого узла;
— закоксовывание канавок поршня и пригорание колец;
— повышенный износ цилиндровых втулок и колец;
— потеря упругости поршневых колец;
— поломка поршневых колец;
— задиры поршней и цилиндровых втулок;
— старение масла и увеличение его расхода;
— ухудшение пусковых качеств двигателя
Клапаны газораспределения ДВС.
Из всех деталей цилиндропоршневой группы выпускные клапаны карбюраторных ДВС имеют наибольшую термическую напряженность < 8000С.
Основной дефект выпускных клапанов связан с прогоранием уплотняющих поверхностей седел и тарели
Схема отказа клапана :
На фаске тарели клапана во время остывания образуется липкий слой, способный удерживать попавшие на него из потока газов твердые частицы золы с высокой температурой плавления.
Частицы осаждаются на фаске и выбивают микровмятины в металле.
Со временем при большом числе таких вмятин герметичность клапана нарушается и начинается прогорание в виде каналов на фаске седла и тарелки клапана
Схема образования прогара клапана
Необходимо помнить :
Для клапанов газораспределения наиболее опасными режимами являются:
• Полная нагрузка двигателя
• Малая частота вращения коленчатого вала
• Максимальный крутящий момент
• Прогорание выпускного клапана начинается в зоне, наиболее удаленной от выпускного клапана, где температура тарели наивысшая
• Появление отложений на фаске клапана происходит лишь в случае нагрева клапана свыше температуры 5500С
• На фаске тарели клапана появляется твердая стеклообразная пленка, ухудшающая условия теплоотвода и приводящая к выгоранию металла клапана
Пример диагностики автомобильного ДВС.
Автомобиль
ВАЗ-2109
Год выпуска – 1996
Автомобиль ВАЗ-2109 оснащен инжекторным двигателем объемом 1,3 л.
Диагностика с помощью компрессометра и АГЦ-2 показала следующие результаты:
Параметры компрессии в цилиндрах двигателя
Параметры Р1 и Р2по прибору АГЦ-2
Диаграмма Р1,Р2
Анализ результатов диагностики
1. Износ ЦПГ двигателя текущий (измеренные координаты Р1 и Р2 попадают в зону «в» текущего износа)
2. Особого внимание требует поршневая группа цилиндра №4, так как координаты Р1 и Р2 находятся на границе зон «с» и «d» закоксовывания колец.
3. Явная неисправность в цилиндре №1: негерметичность камеры сжатия, так как координаты Р1 и Р2 находятся в зоне «f». Здесь наиболее вероятно нарушение герметичности клапанов газораспределения.
Полученная величина полного вакуума (-Р, ) характеризует состояние гильзы цилиндра (качество поверхности и степень износа) и плотность сопряжения «клапан-седло».
При этом важно отметить, что измерение полного вакуума осуществляется с минимальной трудоемкостью, так как не требует жесткого крепления ПУ перед измерением.
Определение полного вакуума Р1 Принцип измерения полного вакуума Р1 Принцип измерения остаточного вакуума Р2
Однако величина полного вакуума практически не несет информацию о состоянии колец. Из опыта использования прибора АГЦ имеют место быть случаи, когда высокий полный вакуум (-Р1) в отдельных или всех цилиндрах при неудовлетворительном состоянии поршневых колец. Разгадка этого «явления» достаточно проста — при «круглой» гильзе и «плотных» клапанах наличие масляного клина всегда обеспечит высокий вакуум. Перекроем редукционный клапан, то есть изолируем надпоршневое пространство. Теперь на такте сжатия давление повышается до максимального значения в момент достижения поршнем ВМТ. При этом часть сжимаемого воздуха прорывается через поршневые кольца в картер двигателя. После достижения ВМТ поршень идет вниз (такт расширения), возвращаясь в исходную ординату начала такта сжатия .
В этом случае вакуумный клапан «запоминает» остаточный вакуум (-Р2), величина которого пропорциональна той части давления (компрессии), которая была «потеряна» при прорыве части воздуха через компрессионные кольца. При мало изношенных и не закоксованных (подвижных) кольцах величина остаточного вакуума весьма незначительна. При изношенных, закоксованных или поломанных компрессионных кольцах значение -Р2 существенно возрастает.
Теперь рассмотрим гильзу. Известно, что в сечении изношенная гильза имеет форму эллипса. При большой степени износа (более 60 %) наличие зазора между эллипсным сектором зеркала цилиндра и круглым сектором компрессионного кольца обуславливает появление подсоса воздуха из картера на такте разрежения (расширения), который невозможно остановить масляным клином .
Аналогичная картина наблюдается при наличии на поверхности гильзы сильной выработки или вертикальных глубоких борозд .
В практике эксплуатации ЦПГ гораздо более часто встречаются неисправности субъективной природы возникновения, в основе которой лежит неполное сгорание топлива в камере сгорания и попадание туда масла из-за негерметичности колпачков и направляющих втулок клапанов. Это закоксовка цилиндров и наличие масла.
Как известно, наличие масла в цилиндре значительно влияет на достоверность оценки пневмоплотности ЦПГ любым из перечисленных выше методов. Однако вакуумный метод и здесь позволяет распознать причину возникновения неисправности.Завышенные показатели -Р, свидетельствуют о наличии в цилиндрах дополнительного источника пневмоплотности в результате закоксовки колец, потерявших свою подвижность, и тем самым усиливших насосный эффект поршней.
В целом на основе большого статистического материала можно сформулировать общее правило — если значение -Р1 отдельного цилиндра (или всех) превышает среднее значение остальных или среднестатистическое для установленной наработки или пробега на 0,04 кгс/см2, то это превышение свидетельствует о наличии в цилиндре свободного масла.
Разумеется, кроме масла в цилиндр может попадать топливо или охлаждающая жидкость, где уменьшение показателей -Р1 связано с разжижением масляного клина.
Наконец, для дизелей большегрузных автомобилей, автобусов и другой техники иностранного производства, имеющих повышенный ресурс (так называемых «миллионников»), характер износа гильзы отличается от отечественного, то есть гильза изнашивается практически «кругло». В результате даже при больших износах и закоксовках в большинстве случаев показатели Рк, -Р1, -Р2 будут удовлетворительными (эффект гидроцилиндра), несмотря на повышенный расход масла. В таких случаях приведенного выше правила для оценки состояния ЦПГ явно недостаточно, и требуется привлечение других методов.
Особое место в классификации неисправностей ЦПГ отводится клапанному механизму. Теоретически, в случаях небольшого нарушения пневмоплотности сопряжения «клапан-седло» значения -Р1, -Р2 (например, для дизеля) будут близки . И тогда, естественно, возникает зона информационной неопределенности, преодолеть которую возможно только с привлечением дополнительной диагностической информации (в данном случае используя пневмокалибратор). Практически неисправность указанного сопряжения проявляется в виде внезапного отказа (прогар, скол, трещина), приводящего к потере работоспособности данного цилиндра. Образование условного отверстия («дыры») в камере сгорания приводит к резкому уменьшению величины -Р1, так как никакой дополнительный источник пневмоплотности (лишнее масло, не прогоревшее топливо) не в состоянии его уплотнить .
