Министерство образования и науки Российской Федерации

Северный (Арктический) федеральный университет

имени М.В.Ломоносова

Кафедра эксплуатации автомобилей и машин лесного комплекса

(наименование кафедры)

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт энергетики и транспорта

курс

4

группа

37Б

РЕФЕРАТ

По дисциплине

Техническая эксплуатация силовых агрегатов и трансмиссий

На тему

Режимы обкатки и оборудование для двигателей КамАЗ после капитального ремонта

(наименование темы)

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель

Ю.Д.Кириллов

(должность)

(подпись)

(и.,о., фамилия)

(дата)

Архангельск

2011

Лист для замечаний
Оглавление

Введение	4
1 ОБКАТКА ДВИГАТЕЛЕЙ	6
1.1 Назначение обкатки	6
1.2 Обкатка двигателей КамАЗ	8
1.3 Режим холодной обкатки двигателя	9
1.4 Режим горячей обкатки двигателя	10
1.5 Повторные испытания двигателя	11
2 Оборудование для обкатки двигателей после капитального ремонта	14
2.1 Общее устройство стенда	14
2.2 Модели стендов для двигателей КамАЗ:	16
2.2.1 Стенд КИ-5540	16
2.2.2 Стенд КС-276-03	17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	19

Введение
Для любой части двигателя, побывавшей в капитальном ремонте, будь то расточка цилиндров, отверстий или шлифовка поверхностей валов, требуется определенный период приработки сопряжений. Как правило, первичная обкатка для большинства автомобильных пар трения продолжается в течение первых 2–3 тыс. км пробега. Указанный пробег не является завершением этой малоприятной процедуры, просто с момента его преодоления наконец-то появляется возможность плавно наращивать нагрузку. Окончательная приработка деталей в зависимости от их качества и качества ремонта обычно достигается к пробегу 10–15 тыс. км. Только после этого можно «потребовать» от двигателя всего того, на что он способен.

Приработка трущихся пар всегда сопровождается их повышенным нагревом. По этой причине обкатка отремонтированного или нового двигателя должна производиться при уменьшенной нагрузке и оборотах коленчатого вала не более 60% от номинальных с обязательным применением горюче-смазочных материалов, рекомендованных производителем.

Неправильно обкатанный двигатель, часто «располагает» ресурсом, не превышающим и 30% от расчетного значения, заложенного заводом-изготовителем в его конструкцию. Правильно обкатанный двигатель в дальнейшем «отблагодарит» владельца долгой и безупречной работой на многие тысячи километров пробега.

Поверхности вновь обработанных и новых деталей при сильном увеличении состоят из мелких впадинок и бугорков с довольно острыми вершинками. Целью обкатки является взаимное сглаживание этих микронеровностей при уменьшенных нагрузках на сопряжения. Мнение о том, что качественно сделанные детали не требуют обкатки, не совсем верно. Детали обрабатываются режущим инструментом, а который оставляет после себя разного рода микронеровности, размер которых в конечном итоге и определяет продолжительность обкатки.

На ее продолжительность также влияет материал деталей, к примеру, хромированное кольцо, установленное в относительно гладкий, поработавший уже цилиндр, существенно увеличивает период приработки деталей.

Режимы обкатки, а так же оборудование, необходимое для её проведения будут рассмотрены мною в данном реферате.
1 ОБКАТКА ДВИГАТЕЛЕЙ

1. 
   Назначение обкатки
   

Обкатка — часть технологического процесса ремонта. Во время обкатки происходит приработка рабочих поверхностей деталей, осадка прокладок, выявляются и устраняются отдельные дефекты сборки.

Рабочие поверхности прирабатываются с постепенным уменьшением интенсивности изнашивания. Однако завершается приработка только через несколько десятков, а иногда и сотен часов работы дизеля. В этой связи обкатку разделили на стендовую и эксплуатационную.

Стендовая обкатка выполняется на ремонтных предприятиях. Ее режимы определены для каждой конкретной модели дизеля в нормативно-технической документации.

Эксплуатационная обкатка проводится на предприятиях (в хозяйствах) при последовательном увеличении нагрузки по режимам обкатки той машины, на которой установлен дизель. Оптимальная продолжительность этого вида обкатки находится в пределах 30...60 ч работы дизеля.

Износостойкость новой детали, полученной механической обработкой, условно может быть рассмотрена как суммарная величина, обусловленная износостойкостью основного материала и свойствами рабочего поверхностного слоя, т. е. геометрическими и физико-механическими свойствами, сообщаемыми поверхности в процессе механической обработки.

Первая составляющая — физико-механические свойства основного материала — играет значительную роль, как в начальный период работы детали, так и в период эксплуатации. Вторая условная составляющая — физико-механические свойства поверхностного слоя материала — имеет технологическую природу, связана с особенностями процесса механической обработки, когда создается микрорельеф и происходит некоторое изменение пластичности и напряженности поверхностного слоя. Эта составляющая определяется качеством поверхностей трущихся деталей и проявляется только в период их приработки, характеризующий начальную износостойкость. Качество рабочих поверхностей деталей слагается из ряда параметров: шероховатости, микротвердости, микронеровности размера остаточных напряжений и др.

Продолжительность и качество приработки зависят в значительной степени также от качества сборки (соблюдение установленных в технической документации зазоров, параллельности осей и контактирующих поверхностей). Нарушение технологической дисциплины при сборке приводит к необходимости увеличения продолжительности процесса приработки. При прочих равных условиях качество приработки зависит от нагрузки на трущиеся поверхности, их относительной скорости перемещения, температуры контактирующих поверхностей, качества и эффективности фильтрации картерной смазки (удаления продуктов износа).

С учетом этого в задачу обкатки дизелей входит: получение высокого качества рабочих поверхностей деталей при минимальном их износе в процессе обкатки; завершение приработки при минимальной продолжительности обкатки.

Сокращение продолжительности приработки не должно приводить к сокращению послеремонтного ресурса работы дизелей.

Идеально было бы иметь для каждого дизеля свою программу обкатки, которая учитывала бы конкретные его особенности, такие как качество рабочих поверхностей деталей, качество сборки, литраж, мощность и частоту вращения коленчатого вала. Однако пока нет достаточно надежных, пригодных для применения в условиях ремонтного производства средств и критериев, позволяющих определить момент завершения приработки.

В этой связи нормативно-технической документацией на капитальный ремонт установлены единые режимы обкатки для дизелей каждой модели, гарантирующие достижение такой степени приработки, при которой он подготовлен для проведения приемо-сдаточных испытаний (приемочного контроля).

Основное соединение, определяющее качество приработки дизелей, — гильза цилиндра — поршневые кольца. После завершения приработки трущихся поверхностей этих деталей принято считать обкатку двигателя законченной. В условиях ремонтного производства прямое измерение качества приработки в процессе обкатки не представляется возможным, поэтому для оценки качества приработки дизелей обычно используют технико-экономические параметры (эффективную мощность, удельный расход топлива, расход масла на угар). Значение этих показателей дается в нормативно-технической документации на капитальный ремонт дизелей.

2. 
   Обкатка двигателей КамАЗ
   

Обкатке на стенде, укомплектованном согласно требованиям ГОСТ 14846-81, подвергают каждый двигатель, выходящий из капитального ремонта. Стендовая обкатка включает в себя холодную обкатку, обкатку на холостом ходу и горячую обкатку (обкатку под нагрузкой).

Обкатку проводят на летнем дизельном топливе (ГОСТ 305—82) и на моторном масле М-10В или М-10Г2. Физико-технические параметры топлива и масла должны быть удостоверены документом.

На обкатку и испытания дизели поставляют без вентилятора, гидронасоса, водяного и масляного радиаторов, выпускной трубы и искрогасителя. Допускается обкатка без генератора с применением натяжного ролика. Технологический воздухоочиститель должен иметь устройство для прекращения (в случае аварийной ситуации) поступления воздуха в цилиндры дизеля.

Соответственно, прежде чем приступить к обкатке и испытаниям отремонтированного двигателя, необходимо выполнить следующие операции:

• 
  вывернуть сливные пробки из масляного картера;
  
• 
  соединить выпускные газопроводы с фланцами выпускных коллекторов;
  
• 
  соединить карданным валом балансирный электротормоз стенда с маховиком двигателя;
  
• 
  соединить трубку слива топлива от форсунок с топливной системой стенда;
  
• 
  закрыть и закрепить кожух ограждения со стороны вентилятора;
  
• 
  соединить тягу с рычагом подачи топлива из ТНВД;
  
• 
  соединить тягу с рычагом остановки двигателя;
  присоединить к двигателю шланги подвода и отвода воды;
  
• 
  присоединить к фильтру центробежной очистки масла и к полнопоточному фильтру очистки масла шланги подвода масла;
  
• 
  снять топливную трубку высокого давления восьмой секции ТНВД (первого цилиндра двигателя) и соединить со штуцером датчика;
  
• 
  присоединить шланг подвода топлива к ТНВД и дренажную трубку отвода топлива от топливного фильтра;
  
• 
  присоединить гибкий металлический шланг подвода воздуха от воздушного фильтра к двигателю;
  
• 
  установить технологические заглушки в отверстия подвода воды и масла к компрессору и насосу гидроусилителя руля;
  
• 
  включить подачу воды, масла и топлива к двигателю.
  

3. 
   Режим холодной обкатки двигателя
   

Холодная обкатка двигателя производится после замены блока цилиндров, коленчатого вала, распределительного вала, одного или нескольких поршней или гильз, более половины вкладышей коренных или шатунных подшипников, а также более двух поршневых колец.

Перед обкаткой проверяют параметры подводимых к двигателю энергоносителей. Температура масла, подаваемого в двигатель, должна быть не ниже 50°С, давление масла — не ниже 0,1 МПа при минимальной частоте вращения коленчатого вала и 0,4 ... 0,55 МПа при 2600 мин^-1 . Температура воды должна быть 50±5 °С.

Установив скобу останова двигателя в положение выключенной подачи, включают электродвигатель стенда и производят холодную обкатку двигателя на режимах, приведенных в таблице 1
. Таблица 1 – Режимы холодной обкатки двигателя

Номер режима	Частота вращения коленчатого вала, мин-1	Время, мин
1	600	2
2	800	3
3	1000	5
4	1200	5
5	1400	5

Затем снимают крышки головок цилиндров и проверяют подачу масла к подшипникам коромысел клапанов. Проверяют герметичность уплотнений форсунок в головках цилиндров. Течь топлива не допускается. Температура масла должна быть в пределах 80 - 85°С, а давление — 0,1 МПа при частоте вращения коленчатого вала 600 мин^-1. Проверяют герметичность всех систем двигателя. Выбрасывание и подтекание воды, топлива, масла, а также прорыв газов в местах соединений не допускаются.

Болты крепления головок цилиндров подтягивают с моментом затяжки 160...190 Н*м, проверяют и при необходимости регулируют зазоры в клапанном механизме газораспределения, после чего устанавливают прокладки крышек и крышки головок цилиндров и завертывают болты их крепления с моментом затяжки 17...22 Н*м. Затем проверяют и при необходимости регулируют угол опережения впрыска топлива.
1.4 Режим горячей обкатки двигателя
Горячая обкатка двигателя выполняется всегда после холодной обкатки. Приработку двигателя только в режиме горячей обкатки осуществляют лишь после замены менее чем половины вкладышей коренных или шатунных подшипников, а также по одному поршневому кольцу не более чем в двух цилиндрах. При горячей обкатке выполняют все работы, входящие в процесс холодной обкатки. Режимы горячей обкатки указаны в таблице 2.
Таблица 2 - Режимы горячей обкатки двигателя

Номер режима	Частота вращения коленчатого вала, мин-1	Нагрузка, л.с.	Время, мин
1	2	3	4
1	1400	0	10
2	1600	30	10
3	1800	60	10
4	2000	90	10
5	2200	120	10
6	2400	150	5
7	2600	180	5
8	2600±20	190	8

Затем проверяют максимальную частоту вращения коленчатого вала, которая должна быть не более 2930 мин^-1, и минимальную, которая должна быть не менее 600 мин^-1. При неустойчивой работе двигателя на холостом ходу, если при повышении частоты вращения до 1400...1500 мин^-1 и резком ее уменьшении двигатель останавливается и регулируют минимальную частоту вращения коленчатого вала. После окончания обкатки проверяют затяжку гаек, шпилек крепления головки цилиндров двигателя.
1.5 Повторные испытания двигателя
В случае устранения неисправностей, связанных с заменой головки цилиндра или других деталей, с заменой масляного, жидкостного или топливного насосов, шестерен распределения, сальников коленчатого вала, картера маховика, передней крышки блока цилиндров, а также после переборки двигателя без замены его составных частей проводят обкатку двигателя в режиме повторных испытаний, приведенных в таблице 3.

Таблица 3 – Режимы повторных испытаний двигателя

Номер режима	Частота вращения коленчатого вала, мин-1	Нагрузка, л.с.	Время, мин
1	1000	0	5
2	1800	60	10
3	2000	90	5
4	2200	120	5
5	2400	150	5

Контрольные испытания двигателя выполняют при его приемке на режимах, указанных в таблице 4.

Таблица 4 – Режимы контрольной приемки двигателя

Контрольная операция	Частота вращения коленчатого вала, мин-1	Нагрузка, л.с.	Время, мин
Контроль работы двигателя и его систем при переменных нагрузках	2000	90	2
	2200	120	2
	2400	150	2
Проверка частоты вращения на холостом ходу минимальная	600	0	3
Проверка частоты вращения на холостом ходу максимальная	2930	0	3

Также учитывается контрольный расход топлива по скоростной характеристике, который находится в пределах 165-178 г/л.с. ч.

Двигатель считается принятым при соблюдении следующих требований:

• 
  двигатель прошел обкатку на заданных режимах, что подтверждено записями в журнале регистрации испытаний;
  
• 
  двигатель устойчиво работает при частоте вращения коленчатого вала 800 мин;
  
• 
  максимальная частота вращения коленчатого вала при работе без нагрузки не превышает 2930 мин;
  
• 
  двигатель останавливается при выключении подачи топлива;
  
• 
  при всех нагрузках и допустимых частотах вращения коленчатого вала двигатель работает равномерно, без резких стуков и шумов, выделяющихся из нормального шума работы двигателя;
  
• 
  отсутствуют течи масла, топлива и воды через соединения.
  

После контрольной приемки с двигателя демонтируют все установленные на него и монтируют все снятые с него при подготовке к испытаниям шланги, трубопроводы и устройства и снимают приводные ремни.
2 Оборудование для обкатки двигателей после капитального ремонта
2.1 Общее устройство стенда
Обкатка двигателей производится на стендах, оборудованных электрическим асинхронным двигателем и устройствами для измерения мощности двигателя, его крутящего момента и расхода топлива. Асинхронный двигатель работает в двух режимах: до 1400 мин^-1 — как электрический двигатель (при этом происходит вращение коленчатого вала без запуска двигателя); свыше 1400 мин^-1 — как генератор (в качестве балансирной тормозной установки на коленчатом валу двигателя). Основные составные части стенда для обкатки двигателя показаны на рисунке 1.

Двигатель, поступивший на испытательную станцию, должен быть укомплектован водяным насосом, компрессором, насосом гидроусилителя рулевого управления, стартером и генератором. В картер двигателя заливается масло М-10В. Уровень масла контролируется по меткам на указателе уровня масла.

Топливный насос высокого давления, форсунки, водяной насос должны быть предварительно испытаны и приняты ОТК.

Двигатели испытываются с технологическими воздушными фильтрами.

Коленчатый вал двигателя должен проворачиваться стартером. Если коленчатый вал не проворачивается, двигатель снимается со стенда и дефекты устраняются на специально оборудованных для этой цели постах.

Обкатка двигателей производится при наличии воды, масла, топлива в соответствующих системах и отсутствии внешних повреждений.

Холодная обкатка начинается при температуре масла не менее 50 °С. В начале холодной обкатки необходимо проверить подачу масла к подшипникам коромысел, герметичность уплотнений форсунок и головок цилиндров, соединений в системах смазки и охлаждения.

Горячая обкатка и испытание двигателя производятся на дизельном топливе.

После пуска двигателя проверяется герметичность соединений выпускных коллекторов и трубопроводов системы питания. При необходимости производится установка минимальной частоты вращения холостого хода, величина которого не должна превышать 600 мин^-1. Она осуществляется болтом ограничения минимальных оборотов.


Рисунок 1 - Стенд для обкатки двигателей: 1 — двигатель, установленный для обкатки; 2 — станина для установки и крепления двигателя; 3 — сцепление; 4 — балансирная машина; 5 — реостат; 6 — указатель температуры масла; 7 — тахометр; 8 — весовой механизм; 9 — указатель нагрузки на валу двигателя; 10 — манометр в масляной системе двигателя; 11 — указатель температуры воды в системе двигателя; 12 — корпус весового механизма; 13 — редуктор; 14 — маховик; 15 — рукоятка муфты выключателя сцепления; 16 — муфта выключения сцепления; 17 — вал привода коленчатого вала; 18 — колба расхода дизельного топлива; 19 — электромагнитный клапан; 20 — мерный бачок дизельного топлива; 21 — трубка уровня дизельного топлива; 22 — фотодиод

При работе двигателя на стенде не должно быть резких стуков и шумов, выделяющихся из общего шума работы двигателя на данном режиме. Не допускаются резкое изменение нагрузки и частоты вращения двигателя, выбрасывание и течь масла, воды, топлива, а также прорыв газов в местах соединений.

Признаками брака двигателя являются:

• 
  образование масляных пятен и отдельных капель в местах сальниковых уплотнений (падение отдельных капель — не более одной капли за 5 мин при любых режимах работы двигателя);
  
• 
  образование масляных пятен без каплеобразования в местах разъемов и соединений;
  
• 
  выделение масла и конденсата через отводящую трубку системы вентиляции картера (не более 2 капель в минуту при частоте вращения коленчатого вала 2600 мин^-1);
  
• 
  слив топлива из дренажных трубок форсунок в виде капель;
  
• 
  выделение воды, смазки или смеси воды и смазки из дренажного отверстия водяного насоса при любых режимах работы двигателя в количестве не более одной капли за 3 мин.
  

2.2 Модели стендов для двигателей КамАЗ:
Существует несколько распространенных на территории РФ универсальных обкаточных стендов. Все они имеют широкий ряд обкатываемых двигателей и отличаются лишь внешним видом и некоторыми техническими характеристиками.
2.2.1 Стенд КИ-5540
Стенды предназначены для холодной и горячей (с нагрузкой и без) обкатки двигателей КамАЗ, ЯМЗ, СМД с частотой вращения коленчатого вала до 3000 об/мин - без коробки передач и быстроходных (более 3000 об/мин) двигателей ЗИЛ, ГАЗ, УАЗ, ВАЗ - с коробкой передач на передаче. Стенды могут быть приспособлены для обкатки коробок передач, гидромеханических передач (ГМП), гидротрансформаторов, ведущих мостов и т.д.

Стенды состоят из: трехфазной электромашины типа АКБ с динамометром; жидкостного реостата; электрического и приборного шкафов; устройства для измерения расхода топлива; продольных, поперечных плит и стоек; позволяющих установку любого автотракторного двигателя.

Реостат заправляется 2-3%-ным раствором кальцинированной соды, позволяет плавно трогать и регулировать обороты двигателя при холодной обкатке и регулировать тормозную мощность ЭМ при горячей обкатке. При холодной обкатке ЭМ работает в режиме двигателя, горячей обкатке - в режиме генератора с рекуперацией электроэнергии в сеть.

При обкатке контролируются: мощность, потребляемая при холодной обкатке; мощность торможения при горячей обкатке; частота вращения вала двигателя; давление масла; температура масла и ОЖ.

Таблица 5 - Техническая характеристика стенда

№ п/п	Техническая характеристика	КИ-5540
1	Мощность ЭМ в режиме двигателя, кВт	90
2	Мощность ЭМ в режиме тормоза, кВт/л.с.	176/240
3	Диапазон регулирования частоты вращения ЭМ, об/мин	650 - 1450
4	Диапазон частоты вращения ЭМ при работе в режиме тормоза, об/мин	1650 - 3000
5	Диапазон измерения частоты вращения, об/мин   - магнитоиндукционным тахометром   - электронным тахометром	до 3000 до 9999
6	Диапазон измерения давления масла, кгс/см2	0 - 10
7	Диапазон измерения температуры масла и ОЖ, °С	0 -150
8	Масса стенда, кг	2200
9	Занимаемая площадь, м2	20

2.2.2 Стенд КС-276-03
Стенд предназначен для обкатки двигателей ЯМЗ, КамАЗ, ЗМЗ, ГАЗ, Д-245.12 - базовая комплектация, 30кВт, универсальный. Используется для эксплуатирующих организаций НГДУ, АТП, БЦТО, РММ, которые имеют разномарочный подвижной состав автомашин, самостоятельно выполняют текущий или капитальный ремонт. Стенд для обкатки КС-276 позволяет выполнять приработку и испытание ДВС различных марок грузовых и легковых автомобилей, автобусов, тракторов в трех режимах: 1 - в холодном режиме; 2 - в горячем без нагрузки; 3 - в горячем под нагрузкой. 

К преимуществам обкаточного стенда КС276 я бы отнес:

1.Универсальность;

2. Малую энергоёмкость;

3. Автоматизированный процесс обкатки;

4. Безфундаментную установка на виброизолирующие опоры;

5. Простоту монтажа и обслуживания;

6. Возможность визуального контроля за процессом обкатки с удалённого рабочего места, распечатки протокола данных обкатки, сбора и хранения результатов. 

Таблица 6 - Технические характеристики КС-276-03

Принцип нагружения	динамический
Питающая сеть	3 фазы
Режим работы:
	холодная обкатка
	горячая обкатка без нагрузки
	горячая обкатка под нагрузкой
	испытания
Габаритные размеры стенда, мм	3020х1010х1400
Масса, кг	1230
Мощность приводного электродвигателя при n=735 об/мин, кВт	30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Качество отремонтированных деталей в наши дни несколько отличается от желаемого, и, к сожалению, не в лучшую сторону. Причин тому великое множество. Даже имея фирменное оборудование, нужно уметь на нем работать, к тому же, умеющий на нем работать должен еще иметь время и желание сделать все, что предусмотрено заводской технологией. Кроме того отсутствие службы ОТК на большинстве ремонтных организаций, применение не соответствующих технологии станков, инструментов и материалов, отсутствие важных знаний в работе.

В такой важной процедуре, как обкатка двигателя соблюдение правил и технологий является одним из основных критериев успеха. Современное оборудование и инструмент дают возможность продлить ресурс двигателя, но лишь при грамотном

их применении.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ