Методи виброакустического діагностування.

Найбільш перспективним методом діагностики технічного стану газорозподільного і кривошипно-шатунного механізмів є віброакустичні методи діагностування з застосуванням спеціальної вимірювальної апаратури. Для віброакустичної діагностики використовують коливальні процеси пружного середовища, що виникають при роботі механізмів. Джерелом цих коливань є газодинамічні процеси (згоряння, випуск, впуск), регулярні механічні зіткнення в сполученнях за рахунок зазорів і неврівноваженості мас, а також хаотичні коливання, обумовлені процесами тертя. При роботі двигуна всі ці коливання накладаються один на одного і, взаємодіючи, утворять випадкову сукупність коливальних процесів, називану спектром. Це ускладнює віброакустичну діагностику через необхідність придушення перешкод, виділення корисних сигналів і розшифровки коливального спектра.

Поширення коливань у пружному середовищі (тверді тіла, рідини, гази) носить хвильовий характер. Параметрами коливального процесу є частота (періодичність), рівень (амплітуда) і фаза (положення імпульсу коливального процесу щодо опорної крапки циклу роботи механізму). Рівень вимірюють зсувом, чи швидкістю прискоренням часток пружного середовища, тиском, що виникає в ній, чи ж потужністю коливального процесу. Між параметрами коливального процесу існують перекладні масштаби. Повітряні коливання прийняте називати шумами (стукотами) і сприймають їх за допомогою мікрофона. Коливання матеріалу, з якого складається механізм, називають вібраціями. Параметри вібрації сприймають за допомогою п'єзоелектричних датчиків, потім підсилюють, вимірюють по масштабі і реєструють.

Віброакустична діагностика дозволяє розшифрувати коливальні процеси, тому що кожна совдаряюча пара породжує свої власні коливання, що по своїх параметрах різко відрізняються як від коливань газодинамічного походження, так і від коливань, викликаних тертям. Потужність коливань різко змінюється при зміні зазорів, це порозумівається тим, що зміна зазорів викликає зміну енергії зіткнення. При цьому так само змінюється тривалість зіткнень. Приналежність коливань совдаряючихся пар визначають по фазі щодо опорної крапки (верхня мертва тічка, посадка клапана й ін.).

Існує кілька методів віброакустичної діагностики. Найбільше поширення одержала реєстрація рівня коливального процесу у виді миттєвого імпульсу у функції часу (чи кута повороту колінчатого вала) за допомогою осциллографа. Рівень і характер спаду коливального процесу в порівнянні з нормативним дозволяє визначити несправність диагностуємого сполучення. Більш універсальним методом віброакустичної діагностики є реєстрація й аналіз усього спектра, тобто всієї сукупності коливальних процесів. Коливальний спектр знімають на вузькій, характерній ділянці процесу при відповідному швидкісному і навантажувальному режимі роботи диагностуємого механізму. Аналіз спектра полягає в угрупованні по частотах його складових коливальних процесів за допомогою фільтрів (подібно настроюванню радіоприймачів на відповідну хвилю). Дефект виявляють по максимальному чи середньому рівні коливального процесу в смузі частот, обумовленою роботою диагностуємого сполучення в порівнянні з нормативами (еталонами).

Приблизно визначити шуми і стукоти в двигуні можна за допомогою стетоскопа. Двигун допускається до експлуатації при помірному стукоті клапанів, штовхальників і розподільного вала на малих оборотах неодруженого ходу. Якщо виявлені стукоти в шатунних і корінних підшипниках колінчатого вала, двигун до експлуатації не допускається. Стукіт корінних підшипників глухий, сильний, низького тону.