Метод експертного оцінювання технічного стану автомобільного двигуна після його перегріву
DOI:
https://doi.org/10.30977/AT.2219-8342.2021.48.0.5Ключові слова:
двигун внутрішнього згоряння, теплоносій, несправність, перегрівАнотація
Проблема. Для експертних досліджень технічного стану автомобіля непростим завданням є визначення причин та поширення несправності механізмів та систем двигуна. У роботі запропонована модель несправності двигуна в процесі перегрівання, зокрема в аварійному режимі, викликаному швидкою втратою охолоджувальної рідини. У двигунів легкових автомобілів із системами охолодження традиційного типу з одноходовим термостатом і байпасним каналом швидке аварійне падіння рівня рідини викликає припинення її циркуляції по великому колу. У цьому випадку камери згоряння отримують надзвичайно серйозні ушкодження у вигляді плавлення стінок і випадання сідл, тоді як поршні в циліндрах зазнають незначних термічних пошкоджень і тільки через значно більший час від початку руйнування камери згоряння. Установлено, що термічне ушкодження головки циліндра можливе вже через 10 с після порушення охолодження. Поршень нагрівається повільніше й може бути пошкоджений тільки у верхній частині й за значно більший час. За результатами дослідження встановлено, що за умови аварійної втрати охолоджувальної рідини водій не має технічної можливості бачити підвищення температури, що може мати значення в процесі виявлення причин несправності двигунів, пов’язаних із перегрівом. Мета. Дослідити й відтворити модель несправності двигуна після його перегріву. Методологія. Теоретичні розрахункові результати підтверджені реальними експериментальними дослідженнями відмов двигунів у процесі перегрівання. Наукова новизна. На підставі розроблених моделей складена методика й виконаний розрахунок теплового стану деталей двигуна після його перегріву. Результати. Розрахунковим шляхом отримано, що за відсутності охолоджувальної рідини датчик температури, у разі його розташування на вихідному патрубку головки циліндра, не покаже підвищення температури аж до відмови двигуна. Визначений певний характер несправності деталей механізмів двигуна у випадку його раптового перегріву. Практична значущість. Проведені дослідження та складені розрахункові моделі дозволяють експерту зробити більш об’єктивне оцінювання розвитку механізму несправності двигуна за умови його перегріву в процесі експлуатації автомобіля.
Посилання
Greuter E, Zima S. Engine Failure Analysis: Internal Combustion Engine Failures and their Causes, SAE International, 2012, 568 p.
Хрулев А., Дроздовский В., Лосавио С. Экспертиза технического состояния и причины неисправностей автомобильной техники, Москва, Изд-во АБС, 2019, 966 с.
Хрулев А.Е., Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. «За рулем», 440 с.
Хрулев А. Точка кипения, Автомобиль и сервис, 2011, 03, с. 20–26.
Bloch H.P. and Gettner F.K. Practical Machinery Management for Process Plants: Volume 2: Machinery Failure Analysis and Troubleshooting. Gulf Publishing Company, Houston, Texas, 1999.
Gurusaheb Singh Missan, I.P.Keswani. Analysis of Causes of Engine Overheating due to Cooling System Failure Using Pareto Principle, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), 2016, 36(5), pp. 242-248.
Muthukumarasamy S., Dinesh R., Dinesh Kumar K., Haribabu M., Pratheesh R. Analysing the Causes of Overheating of Heavy Duty Truck Engines and Heat Flux of Radiator Using Pareto Principle Ansys Software, International Journal of Pure and Applied Mathematics, 2018, 118(20), pp 4955–4963.
Naga Prasad C.S. Thermal Analysis of Engine Failure Conditions in Engine Overheating Cases, International Journal of Research, 2017. 4(17), pp. 4020–4025.
Momin S., Kader G., Roy P., Hasan S. Automatic Signal and Alarming System To Avoid Engine Overheating, International Journal of Research, 2016, 3(13), pp. 962–966.
Иванов И.Е., Шатров М.Г., Кричевская Т.Ю. Системы охлаждения поршневых двигателей внутреннего сгорания. МАДИ, Москва, 2015, 168 с.
Хрулев А. Э. Применение инженерных методов при экспертном исследовании и определении причины перегрева ДВС. Двигатели внутреннего сгоранияя, 2015, 2, С. 86–95.
Prudhvi G, Vinay G, Suresh Babu G. Cooling Systems in Automobiles and Cars. International Journal of Engineering and Advanced Technology, 2013, 2(4), pp. 688–695.
Товстоногов А.П. Системы охлаждения поршневых ДВС. Самара, Самарский государственный аэрокосмический университет, 2002. 208 с.
Kolbenschmidt Piston damage - recognising and rectifying. Service Tips and Infos, 4th ed., Neuenstadt, MS Motorservice International GmbH, 2014, 91 p.
MAHLE Engine Components and Filters: Damage profiles, Probable Causes and Prevention, Technical Information MS3-1109, Farmington Hills, MAHLE Aftermarket Inc., 2016, 76 p.
Çengel Yu.A. Heat and Mass Transfer. Fundamentals and Applications, 5th ed., New York, McGraw-Hill Education, 2015, 968 p.
Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен: Учебник для вузов, 2-е изд., Москва, МЭИ, 2005, 550 с.
Janna W.S. Engineering Heat Transfer, 3rd ed., Boca Raton, CRC Press, 2009, 980 p.
Jack T.K., Ojapah M.M. Water-Cooled Petrol Engines: A Review of Considerations in Cooling Systems Calculations with Variable Coolant Density and Specific Heat, International Journal of Advances in Engineering & Technology, 2013, 6(2), pp. 659–67.
Van Basshuysen R., Schäfer F. Internal Combustion Engine Handbook Basics, Components, Systems, and Perspectives, Warrendale, SAE International, 2004, 811 p.
Ефимов С.И., Иващенко Н.А., Ивин В.И. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей, Москва, Изд-во "Машиностроение", 1985, 456 с.
Yamagata Hiroshi The science and technology of materials in automotive engines, Cambridge, Woodhead Publishing Limited, 2005, 298 p.
Чайнов Н.Д., Краснокутский А.Н., Мягков Л.Л. Устройство и расчет поршневых двигателей. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Е. Баумана, 2018, 536 с.
Tonye. K. Jack, Mohammed M. Ojapah. Water-Cooled Petrol Engines: a Review of Considerations in Cooling Systems Calculations with Variable Coolant Density and Specific Heat, International Journal of Advances in Engineering & Technology, 2013, 6(2), pp. 659-667.
References (transliteration)
Greuter E, Zima S. (2012) Engine Failure Analysis: Internal Combustion Engine Failures and their Causes, SAE International.
Khrulev A., Drozdovskiy V., Losavio S. (2019) Ekspertiza tehnicheskogo sostoyaniya i prichinyi neispravnostey avtomobilnoy tehniki [The Technical Condition Expertise and the Automotive Technology Fault Causes], Moscow, Publishing house ABS. [in Russian]
Khrulev A.E., Foreign Cars Engines Repair (1998) Moscow, Publishing House "Za Rulem". [in Russian]
Khrulev A. (2011) The boiling point, Car and Service, 03, 20–26.
Bloch H.P., Gettner F.K. (1999) Practical Machinery Management for Process Plants: Volume 2: Machinery Failure Analysis and Troubleshooting. Gulf Publishing Company, Houston, Texas.
Gurusaheb Singh Missan, I.P. Keswani (2016) Analysis of Causes of Engine Overheating due to Cooling System Failure Using Pareto Principle, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT, 36(5), 242-248.
Muthukumarasamy S., Dinesh R., Dinesh Kumar K., Haribabu M., Pratheesh R. (2018) Analysing the Causes of Overheating of Heavy Duty Truck Engines and Heat Flux of Radiator Using Pareto Principle Ansys Software, International Journal of Pure and Applied Mathematics, 118 (20), 4955–4963.
Naga Prasad C.S. (2017) Thermal Analysis of Engine Failure Conditions in Engine Overheating Cases, International Journal of Research, 4 (17), 4020–4025.
Momin S., Kader G., Roy P., Hasan S. (2016) Automatic Signal and Alarming System To Avoid Engine Overheating, International Journal of Research, 3(13), 962–966.
Ivanov I.E., Shatrov M.G., Krichevskaya T.Yu. (2015) Sistemyi ohlazhdeniya porshnevyih dvigateley vnutrennego sgoraniya [Cooling systems of reciprocating internal combustion engines] MADI, Moscow [in Russian]
Khrulev A.E. (2015) Primenenie inzhenernyih metodov pri ekspertnom issledovanii i opredelenii prichinyi peregreva DVS [Application of Engineering Methods in the Investigation and Definition of the Cause of Engine Overheating], Dvigateli vnutrennego sgoraniyaya, 2, 86–95. [in Russian]
Prudhvi G, Vinay G, Suresh Babu G. (2013) Cooling Systems in Automobiles and Cars. International Journal of Engineering and Advanced Technology, 2(4), 688–695.
Tovstonogov A.P. (2002) Sistemyi ohlazhdeniya porshnevyih DVS [Cooling Systems for Reciprocating Internal Combustion Engines] Samara, Samara, Samarskiy gosudarstvennyiy aerokosmicheskiy universitet. [in Russian]
Kolbenschmidt (2014) Piston damage - recognising and rectifying. Service Tips and Infos, 4th ed., Neuenstadt, MS Motorservice International GmbH, 91 p.
MAHLE (2016) Engine Components and Filters: Damage profiles, Probable Causes and Prevention, Technical Information MS3-1109, Farmington Hills, MAHLE Aftermarket Inc.
Çengel Yu.A. (2015) Heat and Mass Transfer. Fundamentals and Applications, 5th ed., New York, McGraw-Hill Education.
Tsvetkov F.F., Grigoriev B.A. (2005) Teplomassoobmen: Uchebnik dlya vuzov [Heat and mass transfer: Textbook for universities], 2-e izd., Moskva, MEI. [in Russian]
Janna W.S. (2009) Engineering Heat Transfer, 3rd ed., Boca Raton, CRC Press.
Jack T.K., Ojapah M.M. (2013) Water-Cooled Petrol Engines: A Review of Considerations in Cooling Systems Calculations with Variable Coolant Density and Specific Heat, International Journal of Advances in Engineering & Technology, 6(2), 659–67.
Van Basshuysen R., Schäfer F. (2004) Internal Combustion Engine Handbook Basics, Components, Systems, and Perspectives, Warrendale, SAE International.
Efimov S.I., Ivaschenko N.A., Ivin V.I. (1985) Dvigateli vnutrennego sgoraniya: Sistemyi porshnevyih i kombinirovannyih dvigateley [Internal combustion engines: Systems of piston and combined engines] Moskva, Izd-vo "Mashinostroenie". [in Russian]
Yamagata Hiroshi (2005) The science and technology of materials in automotive engines, Cambridge, Woodhead Publishing Limited.
Chaynov N.D., Krasnokutsky A.N., Myagkov L.L. (2018) Ustroystvo i raschet porshnevyih dvigateley. Moskva [Design and Calculation of Piston Engines] Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana. [in Russian]
Tonye K. Jack, Mohammed M. Ojapah (2013) Water-Cooled Petrol Engines: a Review of Considerations in Cooling Systems Calculations with Variable Coolant Density and Specific Heat, International Journal of Advances in Engineering & Technology, 6(2), 659-667.
