УДК: 621.43.057(8)
Усольцев А.А, Колдаев Н.В., Корниенко В.А.
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ СПОСОБ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Владивостокский государственный университет экономики и сервиса
This article is reflected modern point of viewe at the motor car servicing. The nectssity of cleaning inside surface engine without disassemble is setted doun at work. The data of toxity, fuimy and compresion before and after engine cleaning are investigated here. These parametres may be used for precede diagnostic engine, estimation degree wear conjugate pair surface of CPG /cylinder piston group/.
Keywords: servicing, engine, non-disassemble, cleaning, toxity, fuimy, compresion, diognostic, wear.
В данной статье отражен современный взгляд на обслуживание двигателей внутреннего сгорания. Обоснована необходимость безразборной очистки ДВС от нагаров и отложений. Показано, что значения параметров токсичности, дымности и компрессии, измеренные до и после очистки, могут быть использованы для предварительной диагностики состояния цилиндропоршневой группы ДВС.
Ключевые слова: обслуживание, ДВС, безразборная, очистка, нагары, токсичность, дымность, компрессия, диагностика.
В настоящее время к современным двигателям внутреннего сгорания предъявляются все более жесткие требования, как по эксплуатационным характеристикам, так и по их влиянию на окружающую среду. Особое внимание уделяется вопросам повышения надежности. Соблюдение этих требований добиваются совершенствованием конструкций двигателей с применением сложных современных решений и новейших технологий, а так же улучшая автомобильные топлива и смазочные материалы.
Усложнение конструкции современных двигателей приводит к увеличению затрат на поддержание двигателя в исправном техническом состоянии.
Многие проблемы, в том числе снижение межремонтного времени и ресурса двигателя, связаны с накоплением в нем отложений.
Самым слабым звеном в современном ДВС, является цилиндропоршневая группа. Именно при выходе из строя ЦПГ приходится чаще всего производить капитальный ремонт двигателя. Самой уязвимой частью ЦПГ, состояние которой влияет на все процессы, происходящие в двигателе, является уплотнение между поршнем и цилиндром [1].
Специалистами было подсчитано, что на трение и утечки приходится 25 – 50 % всех механических потерь в двигателе автомобиля, а потери в паре трения поршневое кольцо – стенки цилиндра составляют 9 – 15 % мощности двигателя [2].
Существующие способы очистки двигателей от отложений имеют ряд недостатков и не пригодны для использования в современных двигателях.
Известные способы механической очистки предполагают предварительный демонтаж деталей с двигателя [3,4]. Известно, что каждая разборка и нарушение взаимного расположения приработавшихся деталей приводят к сокращению остаточного ресурса на 30 … 40% [5,6].
Известные физико-химические способы очистки двигателей предполагают удаление отложений составами агрессивными по отношению к деталям двигателя [7,8,9].
Таким образом, разработка способа удаления отложений из двигателя без его разбора с использованием химических композиций не оказывающих отрицательного влияния на детали и рабочие процессы двигателя – является актуальной. Проведенные лабораторией химмотологии ВГУЭС исследования показали, что комплексное применение очищающих агентов со стороны масляной системы и цилиндропоршневой группы, позволяет не только эффективно удалять отложения в камере сгорания и масляной системе, но и успешно бороться с так называемым «залеганием» колец. В качестве очищающих агентов мы использовали: для снятия нагаров в камере сгорания - производные фосфорной и борной кислот, а для удаления отложений в масляной системе - соединения аминного ряда. В качестве критериев очистки были приняты замеры компрессии и токсичности отработанных газов. Измерение этих параметров проводили до и после процедуры очистки двигателя.
Данные экспериментов сведены в Таблицы 1 – 4.
Таблица 1
Изменение токсичности отработанных газов бензиновых автомобилей.
Марка, фирма |
ДВС, год, объем ЦПГ см3, система впрыска |
До чистки |
Норма по ГОСТ Р 52033-2003 |
После очистки |
|||
CO,% |
CH, млн-1 |
CO,% |
CH, млн-1 |
CO,% |
CH, млн-1 |
||
Corolla, СНОГ* отсутст. |
5A-FE, 1998, 1500, EFI |
nмин 4,0 nпов 2,2 |
nмин 1500 nпов 800 |
nмин 3,5 nпов 2,0 |
nмин 1200 nпов 600 |
nмин 3,1 nпов 1,8 |
nмин 1100 nпов 600 |
СНОГ 2-х ступ. |
7A-FE, 1997, 1800, EFI |
nмин 2,3 nпов 0,9 |
nмин 600 nпов 250 |
nмин 1,0 nпов 0,6 |
nмин 400 nпов 200 |
nмин 1,1 nпов 0,6 |
nмин 400 nпов 200 |
Vista, СНОГ 2-х ступ. |
3S-FSE, 1998, 2000, D-4 |
nмин 2,0 nпов 0,8 |
nмин 450 nпов 250 |
nмин 1,0 nпов 0,6 |
nмин 400 nпов 200 |
nмин 0,9 nпов 0,6 |
nмин 400 nпов 200 |
MARK II, CНОГ 2-х ступ. |
1G-FE, 1997, 2000, EFI |
nмин 1,8 nпов 0,8 |
nмин 450 nпов 250 |
nмин 1,0 nпов 0,6 |
nмин 400 nпов 200 |
nмин 1,1 nпов 0,6 |
nмин 400 nпов 200 |
Сrown, Toyota СНОГ 3-х ступ. |
2JZ-GE, 1999, 3000, EFI |
nмин 0,5 nпов 0,1 |
nмин 200 nпов 100 |
nмин 0,5 nпов -0,3 |
nмин 100 nпов 100 |
nмин 0,5 nпов 0,1 |
nмин 100 nпов 100 |
* СНОГ – система нейтрализации отработанных газов, n- ступенчатая.
Измерения проводили в соответствии с ГОСТ Р52033-2003.
Как это видно из полученных результатов, изменение токсичности ОГ - как критерий полноты очистки, надежно работает в случае 2-х ступенчатой СНОГ или при ее отсутствии. Таким образом, использовать единственно этот параметр, как нам представляется, некорректно.
Таблица 2
Изменение дымности отработанных газов дизельных автомобилей
Марка, фирма |
ДВС, год, объем ЦПГ см3, система впрыска |
До очистки |
Норма по ГОСТ 21393-75 |
После очистки |
|||
К, м-1 |
N, %* |
K, м-1 не более |
N, %, не более |
К, м-1 |
N, % |
||
Corolla, |
3C-E, 1999, 2200, EFI |
ncв. 1,5 nмакс. 0,5 |
48 20 |
ncв. 1,2 nмакс. 0,4 |
40 15 |
ncв. 1,3 nмакс. 0,4 |
42 15 |
Crown, |
2L-TE, 2000, 2400, EFI |
n cв. 1,8 nмакс. 0,5 |
54 20 |
n cв. 1,6** nмакс. 0,4 |
50* 15 |
n cв. 1,7 nмакс. 0,4 |
52 15 |
Hiace, |
1KZ-TE,2000, 3000, EFI |
n cв. 1,7 nмакс. 0,4 |
52 15 |
n cв. 1,6 nмакс. 0,4 |
50 15 |
n cв. 1,6 nмакс. 0,4 |
50 15 |
Dyna, |
4B, 2001, 3700 |
n cв. 1,4 nмакс. 0,4 |
45 15 |
n cв. 1,2 nмакс. 0,4 |
40 15 |
n cв. 1,2 nмакс. 0,4 |
40 15 |
Avenir, Nissan |
CD20ET, 1999, 2000,EDI |
n cв. 1,8 nмакс. 0,5 |
54 20 |
n cв. 1,6 nмакс. 0,4 |
50 15 |
n cв. 1,6 nмакс. 0,4 |
50 15 |
* Нормы даны для L = 0,43 м
** С наддувом
При оценке степени очистки дизелей мы руководствовались ГОСТ 21393-75. Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. Данный ГОСТ был вновь введен в действие с 1 января 2000 г.
Полученные результаты показывают, что, как и в случае с бензиновыми двигателями, показатель дымности не может быть использован в качестве единственного критерия полноты очистки.
Таблица 3
Изменение компрессии двигателей бензиновых автомобилей.
Марка, фирма |
ДВС, год, объем ЦПГ см3, система впрыска |
До очистки |
После очистки |
||||||
Р по цилиндрам, атм |
Р по цилиндрам, атм. |
||||||||
I |
II |
III |
IV |
I |
II |
III |
IV |
||
Corolla, СНОГ* отсутст. |
5A-FE, 1998, 1500, EFI |
12.3 |
11.0 |
11.8 |
12.8 |
13.5 |
13.4 |
13.6 |
13.5 |
СНОГ 2-х ступ. |
7A-FE, 1997, 1800, EFI |
12.8 |
12.9 |
13.0 |
12.6 |
13.5 |
13.5 |
13.6 |
13.6 |
Vista, СНОГ 2-х ступ. |
3S-FSE, 1998, 2000, D-4 |
12.6 |
12.5 |
12.4 |
12.6 |
13.6 |
13.6 |
13.6 |
13.6 |
MARK II, CНОГ 2-х ступ. |
1G-FE, 1997, 2000, EFI |
11.8 |
11.6 |
12.0 |
12.1 |
13.2 |
13.3 |
13.4 |
13.3 |
Сrown, Toyota СНОГ 3-х ступ. |
2JZ-GE, 1999, 3000, EFI |
12.6 |
12.7 |
12.7 |
13.0 |
13.8 |
13.8 |
13.8 |
13.8 |
Таблица 4
Изменение компрессии двигателей дизельных автомобилей.
Марка, фирма |
ДВС, год, объем ЦПГ см3, система впрыска |
До очистки |
После очистки |
||||||
Р по цилиндрам, атм |
Р по цилиндрам, атм. |
||||||||
I |
II |
III |
IV |
I |
II |
III |
IV |
||
Corolla, |
3C-E, 1999, 2200, EFI |
26.7 |
27.2 |
27.5 |
28.0 |
29.0 |
29.0 |
29.1 |
29.5 |
Crown, |
2L-TE, 2000, 2400, EFI |
27.5 |
27.6 |
28.0 |
28.0 |
30.0 |
30.0 |
30.1 |
30.1 |
Hiace, |
1KZ-TE,2000, 3000, EFI |
28.1 |
28.0 |
29.0 |
29.4 |
30.0 |
30.0 |
30.2 |
30.1 |
Dyna, |
4B, 2001, 3700 |
29.1 |
28.8 |
28.7 |
28.5 |
30.0 |
30.0 |
30.3 |
30.1 |
Avenir, Nissan |
CD20ET, 1999, 2000,EDI |
27.7 |
28.0 |
28.1 |
27.8 |
29.9 |
29.9 |
29.8 |
29.8 |
Как это видно из приведенных данных, для бензиновых и дизельных ДВС измерение компрессии и токсичности отработанных газов до и после процедуры очистки является достаточно надежным критерием ее полноты. Кроме того, эти значения могут быть использованы и для предварительной диагностики состояния ЦПГ ДВС, оценки степени изношенности пар сопряжения ЦПГ.
Литература
1. В.М. Гуреев, А.М. Дружинин, Р.Р. Гельманов. – Нагарообразование и ресурс ДВС, Вестник машиностроения. 2009. № 1, с. 29 ISSN 0042-4633.
2. Гнатченко И.И. и др Автомобильные масла, смазки присадки: Справочное пособие. – М.: ООО «Издательство АСТ»; СПБ.: ООО «Издательство «Полигон», 2000. – 360 с.: ил.
3. Беренсон С.П. Химическая технология очистки двигателей внутреннего сгорания. М.: Транспорт, 1967.
4. Авторское свидетельство СССР № 1142528, кл. С 23 G 5/00 1985. В.В. Фролов, В.Д. Хазов и другие Способ удаления нагара и смолистых отложений с металлических деталей
5. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник для студ. Учреждений сред. проф. образования / В.М. Власов, С.В. Жанказиев, С.М. Круглов и др.; Под ред. В.М. Власова.- М.:Издательский центр «Академия», 2003. – 480 с.
6. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов/ В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. – 2-е изд., перераб. И доп.– М.: Высшая школа, 2005. – 479 с.: ил.
7. Коробейник А.В. Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов-н/Д: «Феникс», 2002. – 288 с.
8. Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 496 с.
9. Авторское свидетельство СССР № 1163019, кл. F 02 B 77/04, 1985. Ю.А. Васильев, Ю.А. Киреев, А.Н. Бурдин, М.С. Яхин. Способ очистки деталей двигателя внутреннего сгорания от отложений