Контроль ГРМ и КШМ анализом спектра вибраций работающего двигателя

В последнее время многие мотор-тестеры комплектуются вибродатчиками для определения состояния механизмов по характеру вибросигнала, т.е. колебаниям, вызванным ударным взаимодействием деталей.

Схематично вибродатчик (рис.3.11) представляет собой магнитное основание 2, на котором с помощью стойки 3 одним концом закреплена упругая пластина 4.

На другом конце пластины закреплена некоторая масса 6, которая, согласно второму закону Ньютона, в силу своей инерции при вибрации основания стремится сохранить состояние покоя.

Это вызывает изгиб пластины, причем величина упругой деформации пропорциональна амплитуде колебаний основания.

На пластину наклеен чувствительный элемент 5, преобразующий напряжения изгиба в электрический вибросигнал. Сверху датчик закрыт крышкой 7. Магнитное основание предназначено для закрепления датчика на поверхности вибрирующей детали, однако есть датчики, закрепляемые с помощью резьбовой шпильки, клея или иным способом.

Рис.3.11. Устройство вибродатчика: 1 – вибрирующая деталь; 2 – магнитное основание; 3 – стойка; 4 – упругая пластина; 5- чувствительный элемент; 6 – масса; 7 – крышка

Определение величины теплового зазора основано на том, что при постоянной массе клапана амплитуда виброимпульса тем больше, чем больше скорость движения клапана в момент удара при посадке. В частности увеличение теплового зазора всего на 20 % вызывает увеличение скорости посадки клапана в 2…2,5 раза и соответствующее изменение виброимпульса.

Посадка клапана с перекосом вызывает боковые колебания клапана в седле, причем, первоначальный импульс имеет несколько уменьшенную амплитуду вследствие удара клапана кромкой.

Посадка клапана с подскоком сопровождается появлением вторичных виброимпульсов из-за повторного соударения клапана с седлом.

Датчик крепится на крышке головки блока вблизи клапанов соответствующего цилиндра.

Анализом спектра вибросигнала (рис.3.14) можно определить и техническое состояние подшипников двигателя.

В частности амплитуда сигнала «А» (см. рис.3.14) во многом зависит от величины зазоров в подшипниках. На рис. 3.15 показано семейство кривых, полученных при разных зазорах в коренных подшипниках коленчатого вала и на разных частотах вращения.

Рис.3.15. Изменение амплитуды виброимпульса в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя КамАЗ-740 и зазоров в коренных подшипниках:

1 – зазор 0,1 мм; 2 – 0,2 мм; 3 – 0,3 мм; 4 – 0,4 мм

Вибродатчик был закреплен в нижней средней части блока цилиндров на головке болта масляного поддона.