САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ Й УНИВЕРСИТЕТ имени академика АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ С .П .К О Р О Л Е В А М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗО ВАНИЯ РО С СИ ЙСКО Й ФЕДЕРАЦИИ САМ АРСКИЙ ГО СУДАРСТВЕННЫ Й АЭРО КО С М И ЧЕС КИ Й У Н И В Е Р С И Т Е Т им е н и а ка д е м и ка С .П .К О Р О Л Е В А ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРОВО-ПОРШНЕВОЙ ГР УП ПЫ ДВИ ГАТЕЛЯ А Ш -6 2И Р НА САМОЛЕТЕ АН-2 ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРОВО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТ ЕЛЯ АШ-62ИР НА САМОЛЕТЕ АН-2 Методические указания к лаборат орной работе С А М А Р А 2 0 0 3 С А М А Р А 2 0 0 3 С оставители: И .М . М акар о вски й , Г.А. Н ови ко в У Д К 6 2 9 .7 .6 5 8 .5 8.0 0 Д иагности рование цилиндрово-порш невой группы д в и г а т е л я А Ш - 6 2 И Р на с а м о л е т е А н -2 : М етод , ука за н и я к лаб. работе / Самар, аэрокосм, ун-т; Сост. И.М. Макаровский, Г.А. Новиков Самара, 2003. 12 с. И зл а га е тс я м е то д и ка д и а гн о с т и р о в а н и я цилиндрово п о р ш н е во й гр у п п ы (Ц П Г ) д в и га те л я А Ш -6 2 И Р на са м о л е те А н -2 в п р о ц е ссе за п уска и о п р об ов а ния ; п р и во д я тся те хн о л о гические указания по проверке герм етичности и поиску дефектов ц и л и н д р о в. Работа рассчитана на шесть учебных часов и предназначена для студентов 5-го курса специальности 130300. Подготовлена на кафедре ЭЛАиД. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ Ознакомление студентов с методикой диагностирования ЦПГ в процессе запуска и опробования двигателя; приобретение навыков в проведении работ по проверке герметичности и поиску дефектов цилиндров. П О РЯ Д О К ВЫ ПО ЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Изучить особенности конструкции, условия эксплуатации и методику диагностирования ЦПГ. 2. Ответить на контрольные вопросы. 3. Провести диагностирование ЦПГ заданного двигателя. 4. Оформить отчет по работе. 1. ТЕ О РЕ ТИ Ч Е С КА Я ЧАСТЬ П ечатаю тся по реш ению редакционно-изд ател ьского совета С а м а р с ко го го с у д а р ств е н н о го а э р о ко с м и ч е с ко го у н и в е р си те та имени академика С.П. Королёва Рецензент Т и х о н о в А. Н. 1.1. Особенности конструкции и условия эксплуатации ЦПГ На двигателе АШ-62ИР [1] установлено 9 цилиндров с порядком работы 1-3-5-7-9-2-4-6-8 и степенью сжатия 6,4±0,1. Общий рабочий объем всех цилиндров - 29,87 литра. ЦПГ двигателя включает в себя собственно цилиндры, поршни, поршневые кольца и пальцы. Она предназначена для преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения воздушного винта и приводных агрегатов. От технического состояния (ТС) ЦПГ во многом зависят все эксплуатационны е характеристики двигателя (эф ф ективная мощность, удельный расход топлива и другие). Детали ЦПГ работаю т в усл о в и я х вы соких м еханических и т е п л о в ы х н а гр узо к, а та кж е п о д в е р ж е н ы и зно су от тр е н и я . Напряженность работы трущихся поверхностей деталей усугубляется тем, что они смазываются маслом без давления, на них попадают сажа, нагар и тверды е частицы пыли вместе с воздухом . При некоторых условиях слой масла с трущихся поверхностей может быть 3 смыт бензином или чрезмерно разжижен за счет перегрева цилиндров, что существенно увеличивает скорость изнашивания деталей. Ц ил индр состоит из головки и гильзы, соединенны х между собой неразборной резьбой. При работе двигателя на цилиндр действую т значительны е механические и тепловы е нагрузки от давления и температуры газов, сил бокового давления поршня, сил трения и т.д. Сила бокового давления прижимает поршень то к одной, то к другой стенке гильзы, в результате чего происходит овализация трущихся поверхностей гильзы и поршня. Для уменьшения сил трения между гильзой и поршнем имеется зазор (0,54.......1,14 мм), который при работе двигателя заполняется маслом. При перегреве цилиндра и смывании масла бензином режим трения изменяется и приближается к сухому. Длительная работа ЦПГ в таких условиях приводит к задиру зеркала цилиндра, разрушению поршневых колец, прогару поршня и другим повреждениям. Сила трения поршневых колец о гильзу зависит от удельного давления кольца на стенку гильзы, которое обусловлено упругостью кольца и давлением газов на его тыльную поверхность. Действие газов наиболее сильно выражено на верхних кольцах, у которых удельное давление от газов в 30 60 раз превышает давление от сил упругости (0,06.......0,1 МПа).В результате на двигателях обычно имеет м есто повы ш енны й износ в е р хн и х (ко м пресси онн ы х) колец и верхнего пояса гильзы цилиндров. В верхней части головки цилиндра расположены две клапанные коробки, в которых размещаются детали клапанов впуска и выпуска. Кроме того, в головку цилиндра спереди и сзади ввертываются две бронзовые футорки для установки свечей зажигания. Поршень служит для передачи сил давления газов на шатун и для герметизации ЦПГ. При работе поршень испытывает значительные м еханические (до 140 кН) и тепловы е (нагрев днищ а до 330°С) нагрузки. Неравномерный нагрев и силы давления газов приводят к деформации поршня, которая совместно сдеформацией гильзы может привести к ум еньш ению зазора, увеличению сил трения и, как следствие, заклиниванию поршня в цилиндре, повреждению зеркала цилиндра (образованию рисок) и поршня. Порш невы е кольца предназначены для герметизации ЦПГ, так как ограничивают возможность интенсивного прорыва газов в картер двигателя и подсос воздуха из картера в камеру сгорания. При работе кольца нагреваются до температуры 200...... 250°С от со п р и ко с н о в е н и я с го р я ч и м и га зам и и по рш не м , а та кж е от 4 воздействия сил трения. В результате нагрева колец и масла увеличиваются силы трения, происходит интенсивный износ колец и гильзы цилиндра, а также смолообразование на поверхностях кольца и в канавках поршня. Кольца устанавливаются в канавках поршня с боковым зазором до 0,2 мм и по стыку до 1,8 мм, чем обеспечивается их подвижность при работе. При интенсивном смолообразовании подвижность колец может быть нарушена, что приводит к снижению герметичности цилиндра. Герметичность цилиндров необходима для обеспечения сжатия рабочей смеси для ее быстрого и полного сгорания. Увеличение скорости горения смеси способствует повышению давления и тем пературы газов в камере сгорания и, тем самым, величины по лезной работы газов в такте расширения. Мощность двигателя при этом растет, а удельный расход топлива уменьшается. В процессе эксплуатации за счет износа деталей ЦПГ происходит постепенное снижение герметичности цилиндров, что сопровождается ухуд ш е н и е м э кс п л у а та ц и о н н ы х ха р а кт е р и с т и к д в и га те л я . На герметичность цилиндров, кроме износа ЦПГ, оказывают влияние и неисправности (дефекты) клапанов газораспределения (обгорание клапанов и седел, обрыв и зависание клапанов, неплотное закрытие клапанов из-за отсутствия эксплуатационных зазоров в механизме газораспределения и другие). Такие дефекты обычно имеют место в отдельных цилиндрах, сопровождаются скачкообразным изменением контролируемых параметров (Рк) и внешними признаками (тряска). Основными причинами преждевременного износа ЦПГ являются многократный перегрев цилиндров и засорение масла механическими примесям и, играющ ими роль абразива. Внеш ними признаками нарушения герметичности цилиндров из-за износа ЦПГ являются: - появление белого дыма на выхлопе вследствие интенсивного поступления масла в камеру сгорания; - повышенный расход масла; -выброс масла через систему суфлирования вследствие повышения давления газов в картере; - тряска двигателя из-за замасливания свечей и другие. Следует отметить, что при равномерном износе ЦПГ всех ци линдров указанные признаки могут быть выражены слабо даже при значительном ухудшении эксплуатационных характеристик двигателя. Все детали ЦПГ взаимозаменяемы и могут быть заменены на новые (ремонтные) в условиях эксплуатации. 5 1.2. Методика диагностирования ЦПГ Определение р инд. Диагностирование ЦПГ проводится в процессе ТО, а также при запуске и опробовании двигателя (рис.1). Целью диагностирования я в л я е тс я п р о ве р ка р а б о т о с п о с о б н о с т и , п о и ск и у с тр а н е н и е неисправностей (дефектов) цилиндров. Проверку работоспособности ЦПГ проводят в процессе запуска и опробования двигателя путем ЦПГ работоспособ' на нет сопоставления текущего значения наддува цилиндров Р ™ д с его 7 нормативными значениями ,р'к и Р ’ Методика проверки подробно изложена в [3]. Поиск неисправностей (дефектов) ЦПГ проводят путем проверки герметичности цилиндров по компрессии, утечкам воздуха, а также путем визуального осмотра камеры сгорания при пом ощ и о п ти ч е с ки х пр иборо в (эн д о ско п о в ). К ом пресси ю (максимальное давление воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия) определяют с помощью пульта ЦПГ и других приспособ лений при прокрутке коленчатого вала двигателя за лопасти воз душного винта или от статора. Для этого из всех цилиндров двигателя (непосредственно после его прокручивания от статора) выворачивают один ряд свечей, а в свечное отверстие проверяемого цилиндра ввертывают приемный штуцер 1 пульта (рис. 2). Открывают кран наполнения 2 (положение "компрессия") и проворачивают коленчатый вал двигателя от стартера до полной остановки. По показанию манометра 3 определяют величину компрессии в цилиндре. Нор мальной герметичности цилиндра соответствует компрессия более 3 кг/см2 (0,3 МПа). Аналогично определяют компрессию и в осталь ных цилиндрах двигателя. Неисправным цилиндром при этом считают тот, у которого выявлена недостаточная компрессия. Для стравливания давления из баллона 4 кран 2 переводят в положение "герметичность" и открывают кран 5 "наддув". Данный метод проверки герметичности цилиндров не позволяет с достаточной точностью оценить степень износа деталей ЦПГ, а также выявить причину нарушения герметичности (дефект). Поэтому после проверки герметичности цилиндров по компрессии цилиндр, вызвавший подозрение, проверяют по утечкам воздуха. Для этого поршень проверяемого цилиндра устанавливают в положение ВМТ в конце такта сжатия. Проверяют наличие давления воздуха в баллоне 4 по манометру 3 (после открытия крана 2). Давление в баллоне должно быть не менее 3 кг/см2 (0,3 МПа). 6 Постановка дви гателя на осо бый контроль Поиск и устране ние причины в о зкожного отказа /Р е з . N положит нет Поиск и устране ние причины от каза ЦПГ нет Замена ЦПГ (вос становление) Рис. 1. А лгоритм диагностирования д вигателя А Ш -62И Р 7 проведением проверки к датчику давления 9 подключают самопи сец; закрывают кран 2 (положение "компрессия") и проворачивают коленчатый вал двигателя от стартера. По осциллограмме (см. рис. 3) определяют максимальное давление в цилиндре (компрессию), а также работоспособность механизма газораспределения, кривошипно шатунного механизма и других систем двигателя. О и с; х Рис. 2. Пневматическая схема пульта ПГЦ Удерживая воздушный винт от проворачивания, кран 2 устанав ливают в положение "герметичность", открывают кран 5 "наддув" и по показанию манометра 6 определяют величину утечек воздуха из цилиндра. Манометр 6 градуируется так, чтобы при отсутствии утечек воздуха (полной герм етичности цил инд ра) и постоянном давл ени и за редуктором 7, равном 1,5 кг/см2 (0,15 МПа), он показывал 100%, а при отсутствии герметичности - 0%. Промежуточные показания манометра характеризуют степень нарушения герметичности цилиндра. Нормальной герметичности цилиндра в этом случае соответствуют показания манометра не менее 60%. Причину наруш ения герм етичности цилиндра (место утечки воздуха) определяют входе проверки путем прослушивания двигателя в контрольных точках. Так, если утечка воздуха происходит из-за нарушения герметичности выпускного клапана (отсутствие зазоров в механизме газораспределения, обрыв клапана и т.д.), шипящий звук возникает в вы хлопной тр уб е д вигате л я, при наруш ении герметичности впускного клапана -в воздухозаборнике карбюратора, ЦПГ - в суфлере двигателя и т.д. В некоторых случаях может быть целесообразно зафиксировать результаты проверки герметичности на самописце. Для этого перед ал 90 но г*о збо tfSo sw Угол поворота коленчатого вала, градусов Рис. 3. О сциллограм ма изменения давления в цилиндре по углу поворота коленчатого вала двигателя 2. П РА КТИЧ ЕС КАЯ ЧАСТЬ При проведении диагностирования ЦПГ заданного двигателя необход им о придерж иваться сл едую щ ей по след овательности выполнения работ. 1 .Провести запуск и опробование двигателя согласно [2]. Оформить "Протокол испытания" (Приложение 1). 2. Провести проверку работоспособности двигателя согласно [3]. Занести результат проверки в "Протокол испытания". 3. Провести поиск и устранение неисправности неработоспособной системы (при необходимости) согласно [4]. 9 4. Провести повторный запуск и опробование двигателя. Убедиться в устранении дефекта. Оформить "Протокол испытания". 5. Провести проверку герметичности и поиск дефектов цилиндров (пр и н е о б х о д и м о с т и ) с о гл а с н о "Т е х н о л о ги ч е с к о й ка р те " (приложение). 6. Составить технический диагноз работоспособности ЦПГ и занести его в "Протокол испытания". М етод, указания к па б. р а б о те/С ам ар, гос. аэрокосм , ун-т; Сост. И.М. М акаровский, Н.Н. Игонин, Г.А. Новиков. Самара, 2001. 4. Поиск и устранение неисправностей в системах ЛА с исполь зованием рабочих алгоритмов диагностирования: Метод, указания к паб. работе/Самар, гос. аэрокосм, ун-т; Сост. И.М. Макаровский, Г.А. Новиков, Самара, 2001. 2.1. Содержание отчета 1. Изложение особенностей конструкции, условий эксплуатации и методики диагностирования ЦПГ. 2 . И з л о ж е н и е с у щ н о с ти м е то д о в п р о в е р ки ге р м е ти ч н о с ти цилиндров и поиска причин неисправностей (дефектов). 3. Р е зул ь та ты провер ки р а б о то с п о с о б н о сти ЦПГ и проверки герметичности цилиндров. 4. Протокол испытания заданного двигателя. 2.2. Контрольные вопросы 1. Каково назначение ЦПГ и как влияет ее ТС на эксплуатационные характеристики двигателя? 2. Как и для чего проводят диагностирование ЦПГ? 3. Как проводят проверку герметичности цилиндров по компрес сии? 4. Как проводят проверку герметичности цилиндров по утечкам воздуха? 5. Как определяют место утечки воздуха из цилиндра (дефект)? 6. Каково содержание технического диагноза о работоспособности ЦПГ? Библиографический список 1. Авиационный двигатель АШ -62И Р: Учеб. пособие/Б.А. Углов; Самар, гос. аэрокосм. ун-т. Самара, 1992. 2. Запуск и опробование двигателей АШ -62ИР: Метод, указания к паб. работе/Самар, гос. аэрокосм, ун-т; Сост. Н.Н. Игонин, Г.А. Новиков. Самара, 1993. 3. Д и а гн о с ти р о в а н и е д в и га те л я А Ш -6 2 И Р на са м о л е те А н-2: 10 Прилож ение Технологическая карта № 1 Проверка герметичности цилиндра двигателя А Ш -6 2 И Р Содержание операции и технические Работы вы требования (ТТ) полняемые при отклоне нии от ТТ 1. Проверка компрессии в цилиндрах 1.1. Подготовьте самолет и двигатель к запуску согласно инструкции [2] 1.2. Проверните коленчатый вал двигателя от стартера без включения зажигания, крана ос танова и при откры тых заслонках карбюрато ра 1.3. Откройте капоты двигателя, выверните пе редний ряд свечей из цилиндров 1.4. Вверните в свечное отверстие проверяемого цилиндра приемный штуцер Ц П Г 1.5. Подготовьте Ц П Г к определению компрессии согласно инструкции 1.6. Проверните коленчатый вал двигателя старте ром 1.7. Определите компрессию по манометру Ц П Г При ком «Компрессия» прессии ме нее 0,3 М П а цилиндр от бракуйте 1.8. Выполните заключительные работы по вос становлению двигателя 2. Проверка герметичности цилиндров 2.1. Выполните работы согласно пп. 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 2.2. Подготовьте Ц П Г к определению герметично сти согласно инструкции Контроль К К 11 Окончание приложения Технологическая карта № 1 Проверка герметичности цилиндра двигателя А Ш -6 2 И Р Содержание операции и технические Работы вы требования (ТТ) полняемые при отклоне нии от ТТ 2.3. Откройте кран «Наддув» и определите герме При давле тичность цилиндра по манометру «Герметич нии менее ность» 60% цилиндр отбракуйте 3. П оиск места утечки воздуха из цилиндра 3.1. Выполните работы согласно пп. 2.1, 2.2, 2.3 3.2. Прослушайте двигатель в контрольных точках При обнару согласно инструкции и определите места жении боль утечки воздуха ш их утечек воздуха ци линдр отбра куйте 3.3. Выполните заключительные работы по вос становлению двигателя Оборудование: пульт Ц П Г, набор ключей Контроль К Учебное издание ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРОВО-ПОРШ НЕВОЙ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЯ АШ -62ИР НА САМОЛЕТЕ АН-2 М етодические указания к лаборат орной работе С оставители: М акаровский И горь М стисл аво вич Новиков Герман Арсеньевич Редактор Л. Я. Ч е г о д а е в а Корректор Л. Я. Ч е г о д а е в а Компьютерная верстка О. А. А н а н ь е в Подписано в печать17.03.2003 г. Ф ормат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.печ.л. 0,69. Усл.кр,- отт. 0,73. Уч. - изд.л. 0,75. Тираж 100 экз. Заказ Арт.С-31/2003. С ам арский госуд арственны й а эр о ко см и ческий уни ве р сите т имени академика С.П. Королева. 443086, Самара, М осковское ш оссе, 34. РИО С ам арского го суд ар стве нно го аэр о ко см и ческого университета. 443001, Самара, ул.М олодогвардейская, 151. 12
© Copyright 2022 DropDoc
