Измерение давления картерных газов дизельных двигателей

Износ цилиндро-поршневой группы двигателя можно определить несколькими способами.

1) Измерение компрессии в цилиндрах ДВС. При этом можно увидеть:

Реальную компрессию в цилиндре (не путать со степенью сжатия!)
Разброс компрессии по цилиндрам (дает возможность понять, какой цилиндр изношен больше других)
Добавив масло в цилиндр в количестве 15-20 см3 и выждав 5-10 мин, а затем произведя замер, будет понятно, что послужило причиной падения компрессии — износ поршневой или неплотное закрытие клапанов.

2) Измерение давления картерных газов.

В картере любого ДВС при исправной системе вентиляции всегда создаётся разряжение (отрицательное давление — вакуумирование). При нарушении работы системы вентиляции картера создаётся избыточное давление внутри ДВС, что приводит в первую очередь к течи сальников и уплотнений двигателя. При достижения критической отметки, давление «выбивает» щуп измерения уровня масла.

Следующее видео снято на моторе Fiat 1.3 MultiJet после капитального ремонта.

В даном видео видно , что при запуске двигателя стрелка прибора отклонилась против часовой стрелки, что свидетельствует о наличии вакуума в картере ДВС, но при увеличении частоты оборотов до 1500-2000, давление увеличивается. Это свидетельствует о частичном прорыве газов в картер двигателя.

На втором видео видно, что при повышении оборотов, давление уже не поднялось выше 60 мм.рт.ст. Этот ролик был снят на том же моторе, что и предыдущий , но после того как мотор проехал 1237 км после капремонта.

Уменьшение давления картерных газов свидетельствует о притирке цилиндро-поршневой группы.

На турбированых моторах перед заменой турбины необходимо произвести замер давления карьерных газов. Это поможет найти причину выхода турбины из строя.

Так как в турбине нет резиновых уплотнений (а система уплотнений турбины работает за счёт разности давлений), то наличие избыточного давления в картере ДВС будет служить затрудненному сливу масла. Это приводит к выдавливанию его через лабиринтные уплотнения наружу, в холодную или горячию часть улитки турбины. Поэтому, если давление в картере велико — замена турбины при наличии масла во впускном или выпускном коллекторе на новую или отремонтированую может ничего не изменить . Масло вновь появится примерно через 10 тыс.км или раньше.

Вывод. Перед заменой турбины необходимо провести несколько тестов, чтоб поставить верный диагноз.

Измерение давления картерных газов дизельных двигателей

Николаев Евгений Владимирович, ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, младший научный сотрудник, ecoserv@mail.ru, тел. (499) 174-82-11, 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 1

В статье рассмотрены проблемы диагностирования автотракторных двигателей по параметрам расхода и давления картерных газов. Представлены результаты исследований влияние скоростного режима работы двигателя на изменения значений диагностических параметров. Статья будет интересна инженерам технического сервиса, механизаторам, студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим специальностям.

Ключевые слова: диагностирование, технические показатели, определение технического состояния, методы технического контроля.

Известно большое число различных способов диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания. Общими признаками известных способов является наличие процедур, заключающихся в том, что в установленных условиях измеряют диагностический показатель как показатель состояния одного конструктивного элемента двигателя, сравнивают измеренное значение показателя с опорной пороговой величиной и при установленном уровне их отличий судят о техническом состоянии узла двигателя — классифицируют определенного вида нарушение его работы. Определенные скоростной и тепловой режимы устанавливаются конкретно для каждого типа двигателя, соответствующие, как правило, режиму холостого хода. Однако, как показывает опыт, изменение диагностического показателя происходит под воздействием множества факторов. Для конкретизации влияний отдельных факторов на диагностические показатели стоит проводить измерения на различных скоростных рабочих режимах двигателя.

1. Проверка двигателя со свободной системой выпуска картерных газов (через сапун)

Для проверки технического состояния ЦПГ по расходу картерных газов герметизируется сапун, горловина масломерного щупа, на маслозаливную горловину устанавливается индикатор картерных газов (КИ-17999М), двигатель выводиться на постоянные номинальные обороты вращения коленчатого вала и проводится измерение. Предварительно двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры. Далее проводиться измерение избыточного давление в картере двигателя, которое характеризует техническое состояние системы вентиляции картера. Сапун разгерметизируется, взамен ротаметрической трубки устанавливается манометр на низкое давление, щель пробора плотно закрывается, измерение проводиться на постоянных номинальных оборотах. Повышенное давление может свидетельствовать о забитом сапуне, который необходимо прочистить, во избежание дальнейшего повышения давления в картере и течи масла через уплотнители. Если давление в картере дизеля высокое и при прочищенном сапуне, то это свидетельствует об значительных износах цилиндропоршневой группы.

Рисунок 1 – измерение расхода картерных газов

2. Проверка бензиновых двигателей

Все современные бензиновые двигатели, используемые в автотранспорте, оснащены системой рециркуляции картерных газов, газы с картера поступают во впускной коллектор на дожигание. При измерении давления картер не герметизируется, манометр с помощью переходного устройства плотно устанавливается на маслозаливной горловине. Во избежание влияния вибраций на манометр возможно соединение его с полостью картера через резиновый шланг длинной 1. 1,5 м и внутренним диаметром 6. 8 мм, который так же выполняет роль демпфера. Измерения проводятся на прогретом двигателе. При номинальной частоте вращения двигателя (750 ±50 оборотов в минуту) значения давления у исправного двигателя должны быть в диапазоне 500. 1500 Па (для двигателей, рабочий объем цилиндров которых равен 1,8. 3.0 л). Давление, превышающее данные значения, свидетельствует об износах цилиндропоршневой группы. При увеличении частоты вращения двигателя до 2200. 3500 оборотов в минуту должно создаться разряжение 100. 500 Па. Это вызвано тем, что с увеличением оборотов двигателем начинает потребляться большее количество воздуха, что увеличивает разряжение во впускном коллекторе, в связи, с чем полностью открывается перепускной клапан, и начинается интенсивное засасывание во впускной коллектор картерных газов. Если при максимальных оборотах холостого хода давление не снижается, то это свидетельствует о неисправном перепускном клапане. Если же разряжение выше указанной нормы, то это указывает на загрязненный воздушный фильтр.

Рисунок 2 – Измерение давления в картере бензинового двигателя

3. Проверка дизелей с турбонаддувом и системой рециркуляции картерных газов

Повышенное давление в картере двигателя важный показатель неисправностей цилиндропоршневой группы и турбонаддува. Номинальное давление для дизелей в картере двигателя мощностью до 500 л/с 80. 150 Па (значения моторостроительного завода). Давление 500 Па и выше для большинства дизелей свидетельствуют о необходимости проведения ремонта. Для выявления неисправного узла, по причине которого в картере двигателя повышенное давление, необходимо провести измерения на различных скоростных режимах работы двигателя. Если давление при увеличении частоты вращения двигателя колеблется незначительно – причина в повышенном износе ЦПГ. Если при увеличении частоты давление растет, то причина в значительном износе подшипников ТКР.

В результате сравнения давления картерных газов на различных скоростных режимах работы двигателя делается вывод о техническом состоянии отдельного диагностируемого угла. Допустимые пределы изменения давления в картере, соответствующие исправному и неисправному состоянию конкретного узла, необходимо устанавливать для каждого типа двигателя по результатам проводимых испытаний.

The pressure in the crankcasу

E.V. Nikolaev, junior researcher GOSNITI, Moscow, Institutsky 1 proezd, 1,

tel. (499) 174-82-11

The paper considers the problem of diagnosis of automotive engines in the parameters of flow and pressure of crankcase gases. The results of studies the influence of engine speeds by changing the values of diagnostic parameters. The article will be interesting to engineers, technical service, machine operators, students and postgraduates studying in the relevant specialties.

Key words: diagnosis, technical indicators, the definition of a technical condition, methods of technical control.

014-010 Измерение давления картерных газов

Общие сведения

Повышенное давление картерных газов указывает на неисправность двигателя или его узла/детали, которая является причиной поступления продуктов сгорания или воздуха в картер двигателя. В результате давление картерных газов увеличивается выше нормы, что вызывает увеличение их расхода.

В данной процедуре описан порядок измерения давления картерных газов и выявления неисправного узла.

Давление картерных газов, как правило, измеряется в следующих ситуациях::

Проверка приработки деталей двигателя после капитального ремонта.
Диагностика причин повышенного расхода масла через трубку сапуна картера двигателя (в открытых системах вентиляции картера)
Диагностика причин наличия масла во впускной системе (в замкнутых системах вентиляции картера)
Диагностика причин высокого давления картерных газов (для двигателей с датчиком давления в картере)
Определение возможных внутренних повреждений (износ поршневых колец, уплотнений или направляющих стержней клапанов, турбонагнетателя, воздушного компрессора и пр.).

ПРИМЕЧАНИЕ : Сведения о конкретных признаках повышенного давления картерных газов и указания см. в блок-схеме t027 «Повышенное давление картерных газов» в соответствующем руководстве по ремонту двигателя.

Ниже описаны общие рекомендации по измерению давления картерных газов для таких ситуаций.

ПРИМЕЧАНИЕ : Некоторые рисунки в данной процедуре могут не отображать фактический вариант исполнения двигателя, но операции в самой процедуре остаются прежними.

Важно отметить, что термины «повышенное давление картерных газов» и «повышенный расход масла через трубку сапуна» часто используются как синонимы.

Если при измерении давления картерных газов выявляется повышенный расход масла через трубку сапуна, на результаты измерения может повлиять уровень масла в системе.

Измерение давления картерных газов осложняется постепенным скоплением масла в жиклере (отверстии дроссельной шайбы) измерительного приспособления. Это уменьшает его проходное сечение, что увеличивает результаты измерения давления картерных газов.

В такой ситуации сделайте следующее:

Найдите другое место на двигателе для измерения давления картерных газов (заливная горловина системы смазки или ее крышка, неиспользуемый канал слива масла из турбонагнетателя и пр.)
Полностью удалите отложения масла из сапуна и тщательно просушите его перед выполнением измерений.
Определите, нет ли такой причины появления масла в сапуне, как, например:
несоответствие норме уровня масла;
Условия работы транспортного средства (большие углы наклона, активное перемещение двигателя в поперечном направлении)
Попадание масла в полость сапуна из внутренних деталей двигателя (форсунок охлаждения поршней, каналов слива масла из вспомогательных агрегатов и пр.)
Определите, нет ли другого варианта установки сапуна на данном двигателе.

Приспособления для проверки давления картерных газов имеют одинаковую конструкцию. Различие между ними состоит в величине калиброванного отверстия. Предусмотрено несколько жиклеров разного размера для более точно измерения давления картерных газов на различных модификациях двигателей разной номинальной мощности. Причина этого в том, что расход картерных газов зависит от расхода воздуха в двигателе.

Если давление картерных газов измерять на 2 двигателях с одним рабочим объемом и с одинаковым вариантом комплектации, но с разной номинальной мощностью и частотой вращения, расход картерных газов будет различным.

Двигатель с более высокой номинальной мощностью и частотой вращения будет потреблять больше воздуха, и расход картерных газов будет выше. Поэтому если на таком двигателе использовать приспособление с калиброванным отверстием меньшего диаметра, величина их давления может превысить предел измерения манометра.

Для измерения давления картерных газов подсоедините водяной манометр, номер по каталогу ST1111-3, или его аналог, шкальный манометр или датчик давления к приспособлению.

ПРИМЕЧАНИЕ : Предел измерения водяного манометра, номер по каталогу ST1111-3, равен 944 мм [36 дюймов] водяного столба.

На таблицах ниже показана связь между измеренным давлением и расходом картерных газов для разных приспособлений

В таблице ниже приводятся общие данные по давлению картерных газов для двигателей среднего класса. Из-за большого разнообразия типов, вариантов комплектации и значений номинальной мощности/частоты вращения эти величины предназначены для использования только в качестве рекомендаций при определении наличия проблемы. Они не являются критериями исправности двигателя.

ПРИМЕЧАНИЕ : Если есть предположение, что внутреннее повреждение двигателя является причиной повышенного давления картерных газов, для его подтверждения необходимы другие действия,

На результаты измерения давления картерных газов следует опираться при определении степени приработки деталей двигателя после капитального ремонта или при наличии других признаков неисправностей. В число этих признаков входят следующие:

Повышенный выброс масла через трубку сапуна картера двигателя
Высокое давление в картере двигателя (для двигателей с датчиком давления в картере)
Снижение мощности
Расход масла
Дымность.

При отсутствии других признаков выполнять весь объем работ по измерению давления картерных газов не нужно.

Если есть предположение, что внутреннее повреждение двигателя является причиной повышенного давления картерных газов, для его подтверждения необходимы другие действия, в том числе:

Проверьте соответствие норме технологии обслуживания двигателя
Вскройте масляный фильтр и проверьте, нет ли в нем посторонних частиц
Проведите анализ пробы масла на наличие загрязнений.

Начальная проверка

ПРИМЕЧАНИЕ : Место установки и тип сапуна картера двигателя определяются вариантом исполнения двигателя (с передними или задними распределительными шестернями) и/или его типом (автомобильный, промышленный или судовой).

Перед измерением давления картерных газов проверьте отсутствие засорений в трубке сапуна.

См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели серии C, Бюллетень 3666003.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели B3.9, B4.5, B4.5 RGT и B5.9, Бюллетень 3666087.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели ISB и QSB5.9-44, Бюллетень 3666193.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISBe, ISB и QSB (с топливной системой с общим топливопроводом высокого давления), Бюллетень 4021271.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, промышленные двигатели серий QSB3.9-30, QSB4.5-30 и QSB5.9-30, Бюллетень 4021398.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели ISC, ISCe, QSC8.3, ISL, ISLe3, ISLe4 и QSL9, Бюллетень 4021418.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели B3.3 и QSB3.3 CM2150, Бюллетень 4021540.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISC и ISL CM2150, Бюллетень 4021569.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISB CM2100 и CM2150, Бюллетень 4021578.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISBe и ISDe CM2150, Бюллетень 4021597.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISLe CM2150, Бюллетень 4021630.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISL G CM2180, Бюллетень 4021649.
См. Руководство по ремонту, двигатели ISF3.8 CM2220, ISF3.8 CM2220 AN и ISF3.8 CM2220 IAN, Бюллетень 4021704. Для открытых систем вентиляции картера используйте следующую процедуру. См. Процедуру 003-018 в Разделе 3. Для замкнутых систем вентиляции картера используйте следующую процедуру.См. Процедуру 003-024 в Разделе 3.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISB4.5, ISB6.7, ISD4.5 и ISD6.7 CM2150 SN, Бюллетень 4022188.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели серии B4.5s и B6.7s, Бюллетень 4095243.
См. Процедуру 003-024 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISF2.8 CM2220, ISF2.8 CM2220E, ISF2.8 CM2220 AN и ISF2.8 CM2220 IAN, Бюллетень 4022178. См. Процедуру 003-026 в Разделе 3.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISB6.7, Бюллетень 4022254.
См. Процедуру 003-018 в Разделе 3 Руководства по ремонту, двигатели ISB6.7, Бюллетень 4022254.

При диагностике причины повышенного выброса масла через трубку сапуна может потребоваться снять его детали для очистки и удаления отложений масла перед измерением давления картерных газов.

Проверьте уровень масла в двигателе и, при необходимости, правильность калибровки масломерного щупа. Если уровень масла слишком высокий, это может привести к увеличению давления в картере и/или выбросу масла из сапуна.

См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели серии C, Бюллетень 3666003.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели B3.9, B4.5, B4.5 RGT и B5.9, Бюллетень 3666087.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели ISB и QSB5.9-44, Бюллетень 3666193.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISBe, ISB и QSB (с топливной системой с общим топливопроводом высокого давления), бюллетень 4021271.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, промышленные двигатели серий QSB3.9-30, QSB4.5-30 и QSB5.9-30, Бюллетень 4021398.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по диагностике неисправностей и ремонту, двигатели ISC, ISCe, QSC8.3, ISL, ISLe3, ISLe4 и QSL9, Бюллетень 4021418.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели B3.3 и QSB3.3 CM2150, Бюллетень 4021540.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISC и ISL CM2150, Бюллетень 4021569.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISB CM2100 и CM2150, Бюллетень 4021578.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISBe и ISDe CM2150, Бюллетень 4021597.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISLe CM2150, Бюллетень 4021630.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISL G CM2180, Бюллетень 4021649.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISF3.8 CM2220, ISF3.8 CM2220 AN и ISFF3.8 CM2220 IAN, Бюллетень 4021704.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISB4.5, ISB6.7, ISD4.5 и ISD6.7 CM2150 SN, Бюллетень 4022188.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISF2.8 CM2220, ISF2.8 CM2220E, ISF2.8 CM2220 AN и ISF2.8 CM2220 IAN, Бюллетень 4022178.
См. Процедуру 007-011 в Разделе 7 Руководства по ремонту, двигатели ISB6.7, Бюллетень 4022254.

Измерение

Подберите приспособление для измерения давления картерных газов для конкретного двигателя. Используйте таблицу «Давление картерных газов для двигателей среднего класса» для подбора этого приспособления, исходя из типа и/или мощности двигателя.