Эндоскопия камеры сгорания

 Большинство существующих способов и методов контроля технического состояния двигателей не удовлетворяет текущие потребности станций технического обслуживания. Они не обеспечивают получение такого количества информации, которое позволило бы определить техническое состояние двигателей в данный момент времени и осуществить прогнозирование остаточного ресурса без предварительной разборки из-за малого количества контролируемых параметров. Среди возможных способов увеличения периодов между техническим обслуживанием и ремонтом является определение текущего технического состояния мотора путем безразборного диагностирования. До недавнего времени способы и методы контроля технического состояния двигателей не удовлетворяли запросам станций технического обслуживания, нуждающихся в оборудовании, позволяющем определить техническое состояние двигателей в данный момент времени и давать точный прогноз остаточного ресурса мотора без предварительной разборки. Одним из наиболее совершенных способов увеличения периодов между техническим обслуживанием и ремонтом на сегодня является метод безразборного диагностирования. Его появление обуславливает своевременное выявление эксплуатационных неисправностей двигателя и позволяет значительно сократить время и затраты на проведение ремонтных работ. Необходимо учитывать уровень эксплуатационных свойств моторного масла. Информация о состоянии мотора (и в особенности надпоршневого пространства и камеры сгорания), включающая параметры работающего масла, является комплексной. Она содержит сведения о техническом состоянии камеры сгорания как о наиболее теплонапряженной части двигателя, с одной стороны, и о характеристиках и состоянии самого работающего моторного масла – с другой. Методика принятия решения о техническом состоянии деталей цилиндро-поршневой группы двигателя обычно включает следующие этапы:– сбор и систематизацию данных о видах отказов узла трения; анализ данных о процессах старения масла и изменении параметров надежности двигателя в зависимости от интенсивности этих процессов; анализ изменения конструктивных, кинематических и функциональных параметров мотора, а также показателей качества масла.Улучшение технических характеристик двигателей внутреннего сгорания привело к усложнению их конструкции, повышению точности изготовления деталей и качества сборки. В этой связи среди инструментальных способов диагностирования моторов наибольшее распространение получили визуальные средства контроля технического состояния, так называемые интроскопийные, основанные на минимальном объеме разборок двигателя, что не сопровождается последующей их приработкой, а следовательно – повышенным износом вновь собранных деталей и сопряжений. Помимо камеры сгорания, такую диагностику могут использовать для исследования состояния картера, систем воздухоснабжения, газообмена, охлаждения, впускного и выпускного коллектора и др. Наиболее эффективные инструментальные способы в практике безразборного диагностирования двигателя основаны на применении эндоскопов различной конструкции и разрешающей способности. Эндоскоп – это оптический прибор, снабженный осветительным устройством и предназначенный для осмотра внутренних поверхностей объекта, контроля частей двигателя.Основными задачами технической эндоскопии являются: определение технического состояния деталей двигателя; прогнозирование технического состояния мотора с оценкой вероятности и времени возникновения отказов или неисправностей на основании обнаруженных изменений в состоянии деталей и узлов; планирование вида и объема технического обслуживания;– определение объема и вида работ по восстановлению технического состояния двигателя и установление наиболее эффективных способов устранения неисправностей.Вероятность обнаружения дефектов деталей мотора зависит от качества получаемой информации во время проведения эндоскопической диагностики, что накладывает определенные требования на технические характеристики эндоскопа.Технические эндоскопы делятся на жесткие, гибкие, полужесткие и видеоэндоскопы. Жесткие предназначены для визуального контроля узлов, к которым имеется прямой доступ. Когда прямой доступ к объекту диагностирования невозможен или сам объект имеет сложную геометрию, применяют гибкие эндоскопы, состоящие, как правило, из визуальной и осветительной систем. Визуальная система представляет собой волоконно-оптический жгут, а осветительная состоит из оптического волокна, один конец которого вмонтирован в подключенный к осветителю специальный наконечник, имеющий одну или две степени свободы. Как правило, гибкие эндоскопы имеют герметичную маслобензостойкую рабочую часть из нержавеющей стали.Полужесткие эндоскопы являются разновидностью гибких волоконно-оптических эндоскопов. Полужесткая рабочая часть позволяет не только сохранять приданную ей форму, но и не падает под собственным весом. Они также могут иметь управляемый конец с одной или двумя степенями свободы. Замена в системе передачи изображения гибкого эндоскопа волоконно-оптического жгута на электронику позволила повысить разрешающую способность приборов и привела к появлению видеоэндоскопов. Отличительной особенностью этих приборов является высокое качество изображения. Видеоэндоскопы предназначены для вывода изображения на дисплей или монитор с последующим сохранением результатов диагностики в фото- или видеоформате для их последующей интерпретации. Некоторые современные эндоскопы также позволяют осуществлять количественные оценки, например, степени износа (путем измерения длины и глубины отдельных задиров и микрозадиров), ширины натиров, площади локальных зон повышенного изнашивания, а также оценить количество образовавшихся отложений на внутренних поверхностях деталей камеры сгорания и проводить иные измерения. Благодаря таким широким возможностям видеоэндоскопы являются наиболее оптимальными устройствами при проведении диагностики двигателей внутреннего сгорания. Использование эндоскопа как средства диагностики обеспечивает дешевый, эффективный и быстрый метод диагностирования технического состояния двигателя, существенно снижает количество и длительность простоев автомобиля. Это один из наиболее информативных на сегодня методов определения текущего технического состояния двигателя и его остаточного ресурса, позволяющий выявить допущенные нарушения при эксплуатации автотехники, а также возможности их устранения. Применение эндоскопической диагностики также позволяет в некоторых случаях увеличить интервал замены моторного масла, скорректировать график технического обслуживания и повысить эффективность использования транспортных средств. Перед диагностикой рекомендуется составить план проведения осмотра двигателя, а после ее осуществления – отчет, содержащий необходимые фотоизображения, записанные в ходе осмотра двигателя, с пояснениями и рекомендациями специалиста-эндоскописта. Осмотр надпоршневого пространства проводится через отверстия для топливных форсунок или свечей зажигания, которые необходимо демонтировать перед началом проведения диагностики. В ходе осмотра двигателя производится фотографирование поверхностей всех внутренних деталей камеры сгорания, после чего специалист-эндоскопист интерпретирует имеющиеся фотографии и делает выводы о техническом состоянии мотора и степени влияния уровня эксплуатационных свойств моторного масла на него. В частности, это позволяет сделать выводы о наличии, виде и количестве отложений на днище поршня, верхней части гильзы цилиндра, головке цилиндра и клапанах. Вид отложений и их количество зависят от различных факторов, начиная от типа двигателя, режимов его работы и заканчивая эксплуатационными свойствами используемого масла и техническим состоянием мотора. Наличие повышенного количества отложений на деталях камеры сгорания может плохо сказаться на работоспособности двигателя, например способствовать преждевременному воспламенению топливовоздушной смеси, локальному перегреву деталей двигателя, повышенному абразивному изнашиванию и прочим негативным последствиям, которые снижают его ресурс. Вот несколько интересных фактов, касающихся отложений, которые можно обнаружить, только взглянув на двигатель изнутри: отслоившиеся отложения, попадая в зазор между поршнем и гильзой цилиндра, еще больше ускоряют процессы изнашивания; отсутствие отложений лишь в одном цилиндре двигателя может свидетельствовать о попадании охлаждающей жидкости в этот цилиндр, например, через образовавшуюся трещину; увеличенное количество отложений на днище в нижней части поршня в районе расположения впускного клапана может свидетельствовать о повышенном расходе моторного масла через впускной клапан в связи со значительной изношенностью направляющих втулок клапанов или маслосъемных колпачков (при их наличии). Всю эту информацию можно получить в результате проведения эндоскопической диагностики двигателя. Моторные масла, обладающие высокой стойкостью к высокотемпературному окислению и достаточным уровнем моющих свойств, могут свести к минимуму количество образующихся отложений, тем самым увеличив ресурс двигателя. Проведение эндоскопической диагностики также позволяет получить информацию о техническом состоянии распылителей топливных форсунок, исходя из расположения и относительных размеров следов ударов топливных факелов, которые можно заметить по меньшему количеству отложений в характерных участках на днище поршня. Следы ударов топливных факелов могут быть расположены неравномерно, находиться в нехарактерных зонах или быть разными по размеру. Все это может свидетельствовать о некорректной работе топливных форсунок. При проведении диагностики специалист-эндоскопист может также наблюдать возможные повреждения поршня, такие как: следы задиров, возникшие из-за ударов клапаном; царапины; прогары поршня; термоусталостные трещины; прочие повреждения. По характеру повреждения делается вывод о возможной его причине, после чего даются рекомендации по снижению вероятности появления подобных повреждений при дальнейшей эксплуатации техники. Специалист, проводящий эндоскопическую диагностику, также может обнаружить очаги коррозии, образовавшиеся в связи с длительным простоем техники, наличием конденсата, попаданием воздуха, содержащего влагу, или охлаждающей жидкости в камеру сгорания, либо из-за использования моторного масла, обладающего низким или недостаточным уровнем противокоррозийных свойств. Вероятно, самая важная информация, которую получает владелец техники, воспользовавшийся сервисом по эндоскопической диагностике, это степень износа двигателя. При эксплуатации полностью исправного двигателя на нормальных режимах с использованием моторного масла, соответствующего требованиям производителя техники, протекают процессы нормального изнашивания. Если техника эксплуатируется в жестких режимах или какие-либо системы двигателя находятся в неисправном состоянии, повышается вероятность протекания процессов аномального изнашивания, появления натиров и задиров, которые могут привести к поломке двигателя. Процессы изнашивания могут усиливаться по ряду причин: из-за попадания дорожной пыли в камеру сгорания, наличия большого количества отложений, использования запасных частей низкого качества и т. д. При повышенном изнашивании следует уделять особое внимание качеству воздушных фильтров и интервалам их замены, выбору запасных частей и моторного масла, которое также может снизить степень изнашивания деталей за счет более высокого уровня его противоизносных свойств. Длительные перегрузки, перегрев двигателя, поломка или залегание поршневых колец, неисправность топливного насоса высокого давления или отдельной форсунки могут провоцировать схватывание поверхностей поршневых колец/юбки поршня и стенки цилиндра, в результате чего происходят задиры. Все это специалист-эндоскопист может диагностировать на ранней стадии, что позволит осуществить предупредительный ремонт и избежать поломки двигателя в условиях, когда ограничен доступ к станциям технического обслуживания.  Наличие повышенного количества отложений, неисправность топливных форсунок, высокая степень износа деталей мотора или их повреждение – это далеко не все, что определяется при проведении диагностики. Специалист-эндоскопист может установить правильность регулировки теплового зазора клапанов, обнаружить следы газовой эрозии и сделать предположения о причинах их появления, выявить признаки возможного коробления гильзы цилиндра и многое другое. Результатом проведения эндоскопической диагностики может являться корректировка межремонтного ресурса мотора и определение соответствия используемого моторного масла условиям эксплуатации двигателя и особенностям его конструкции. Сегодня метод безразборной диагностики двигателя позволяет получить наибольшее количество информации по сравнению с другими методами. Однако стоит принять во внимание, что разовая диагностика состояния лишь одного цилиндра не позволит получить объективную картину состояния двигателя. Для этого нужен комплексный анализ.

 

Пример осмотра камеры сгорания при помощи качественного эндоскопа.