Typowe przyczyny zużycia wybranych elementów silnika.

Jest już niemal prawidłowością, że najkrótszy okres żywotności w samochodzie ma silnik. Intensywność zużywania poszczególnych elementów silnika wzrosła w ostatnich czasach mimo znacznie doskonalszej technologii wykonania, doskonalszych konstrukcji i lepszych materiałów konstrukcyjnych. Przyczyną tego wzrostu jest tendencja do zwiększenia mocy z jednostki objętości skokowej. Pociąga to za sobą nie tylko znacznie większe obciążenia jednostkowe zarówno przekroju jak i jednostki powierzchni części trących, ale także i większe prędkości względne tarcia i wyższą temperaturę cyklu pracy silnika. Mimo, że wszystkie trące części silnika są bogato smarowane, nie występuje w nich na ogół tarcie płynne, a jedynie mieszane, o różnym stopniu obfitości. W zasadzie jedynie łożyska silnika smarowane są płynnie. Dlatego też zużycie przez utlenienie jest typowe jedynie dla łożysk wału korbowego, a w znacznie mniejszej mierze dla pary tłok-cylinder i to jedynie w strefach, w których tłok ma względem gładzi cylindrowej dużą prędkość względną. W efekcie niestabilnej pracy silnika samochodowego łożyska obok zużycia przez utlenienie występuje chwilowe zużycie przez sczepienie, 1 rodzaju oraz zużycie quasiścieranie,

Niestabilna praca, w czasie której brak tarcia płynnego w łożyskach i dominuje zużycie inne niż przez utlenienie, ma miejsce:

1. W okresie uruchamiania silnika, szczególnie silnika zimnego, przy temperaturze ujemnej (poniżej -5°C); olej jest wówczas zbyt gęsty i nie dopływa tak intensywnie, by mógł się natychmiast wytworzyć klin smarowy; niezależnie jednak od temperatury sil­nika w ciągu kilku sekund po uruchomieniu klin smarowy nie istnieje, a więc nie istnieje także tarcie płynne;

2. W przypadku pracy przy pełnym obciążeniu silnika, na tzw. cha­rakterystyce zewnętrznej, przy obrotach bliskich lub równych obrotom momentu maksymalnego; klin smarowy jest wówczas nietrwały i dość często występuje chwilowe jego prze­rwanie, powodujące typowe dla tarcia mieszanego zużywanie w mikroobjętościach styku;

3 W krótkim czasie po nagłym 'naciśnięciu przez kierowcę pedału przyspieszenia; rośnie wówczas natychmiast jednostkowy nacisk na łożyska wału korbowego, nie zrekompensowany jeszcze podwyższeniem prędkości kątowej wału korbowego i zwiększeniem wydajności oleju przez pompę oleju, w efekcie występuje tzw. głód oleju, tzn. po prostu niedostatek oleju na wytworzenie trwałego klina i zbyt małe siły unoszące czop wskutek zbyt małej pręd­kości kątowej czopa;

4 W przypadku bardzo dużego przegrzania silnika, szczególnie oleju w silniku, olej traci wówczas swą optymalną lepkość, staje się rzadszy i nie zapewnia w konkretnych warunkach eksploatacji, szczególnie przy pełnym obciążeniu silnika, utworzenia dostatecz­nie odpornego na przerywanie klina smarowego;

5 W przypadku dużego rozcieńczenia oleju paliwem; ma to miejsce szczególnie w silnikach wysokoprężnych, ale także i gaźnikowych;

nadmiar nie spalonego paliwa, wskutek np. niesprawnych rozpy­laczy układu zasilania paliwem, spływa do miski olejowej i powo­duje znaczny spadek lepkości oleju oraz spadek jego własności smarnych;

6 W przypadku użycia zamiennika oleju o zbyt niskiej lepkości;

7 W przypadku znacznego powiększenia w wyniku zużycia luzu w parze czop-panewka; występują wówczas dodatkowe uderzenia dynamiczne, przerywające klin smarowy, a także olej przetlaczany przez układ przepompowujący może nie dopływać w dostatecznej ilości do ostatniego łożyska.

W skrajnych przypadkach, gdy klin smarowy jest przerywany zbyt często i zbyt często występuje tarcie mieszane, o współczynniku tarcia znacznie większym od tarcia płynnego, co pociąga za sobą znaczne wydzielenie ciepła w łożysku, może dojść do lawinowego zużycia cieplnego przez sczepianie II rodzaju. Jest to awaryjny rodzaj zużycia, prowadzący do szybkiego zatarcia czopa w panewce. Trudno wówczas mówić już o podwyższonym zużywaniu. gdyż taki przypadek prowadzi do awarii silnika i konieczności dokonania naprawy

Para trąca czop-panewka jest bardzo czuła na proces tarcia i na zmianę normalnych parametrów, decydujących o jakości ich pracy. Dlatego panewkę uodparnia się na zużycie w okresach przerywania klina smarowego przez nadanie jej większej ślizgowości i wytrzymałości cieplnej; zastępuje się stopy na osnowie cynowej brązami ołowiowymi lub także stopami Zn-Al. To wszystko jednak nie tak

chroni przed intensywnym rodzajem zużycia jak chroni właściwy sposób użytkowania pojazdu, szczególnie obciążania silnika.

We wszystkich innych parach trących silnika występuje w zasadzie tarcie mieszane, na ogół dość bogate. Przy stosowaniu olejów z dodatkami smarnymi wysokociśnieniowymi występuje tam tarcie mieszane, składające się ze stref styku płynnego w mikroobszarach, a w punkcie nieistnienia mikroklinów ze stref tarcia granicznego. W efekcie zużycie innych części silnika nosi cechy konglomeratu rodzaju zużyć, a mianowicie zużycia przez utlenienie, quasiściernego oraz przez sczepianie 1 rodzaju. To ostatnie występuje wówczas, gdy w wyniku nieprzychylnych warunków pracy w pewnych chwilach i punktach zostaje przerwana warstewka graniczna i dochodzi do mikrostyku suchego.

Dość znaczny udział zużycia przez sczepianie zauważa się na niektórych częściach rozrządu oraz układu korbowego, jak krzywce wałka rozrządczego i talerzyku popychacza zaworu, sworzniu tłokowym oraz niekiedy czopie korbowodowym lub częściej czopie korbowodu przyczepnego w przypadku silnika wielocylindrowego o układzie bloków V. Tutaj także zauważa się ślady zużycia quasiściemego, tzn. mikroskrawania i bruzdowania nierównościami powierzchni materiału twardszego, W ostatniej fazie okresu międzynaprawczego silnika ślady te są bardzo wyraźne i zużywanie bardzo intensywne. Wpływ na to mają zarówno zwiększone luzy, jak i jakość powierzchni trącej pogarszająca się znacznie w wyniku występowania zużycia przez sczepienie I. rodzaju. Zużycie przez utlenienie w połączeniu ze zużyciem quasiściernym występuje na powierzchni cylindra, tłoka i pierścieni tłokowych. Ruch posuwisto-zwrotny uniemożliwia trwałe utworzenie klina smarowego, podobnie jak uniemożliwia to kształt powierzchni trących. Intensywność zużywania jest na ogół mimo to nieduża, co tłumaczy się do­brymi własnościami smarnymi oleju oraz niedużymi naciskami jednostkowymi tłoka i pierścieni na gładź cylindrową. Zużycie quasiścierne występuje tutaj dość wyraźnie. Jest to wynik występowania typowego zużycia ściernego wskutek przedostawania się do wnętrza cylindrów wraz z powietrzem dość znacznych ilości pyłu szczególnie w przypadku silników pojazdów terenowych lub np. czołgu. Pył, znacznie twardszy od metali, powoduje mikroskrawanie powierzchni tarcia, szczególnie pierścieni i tłoka. Niezależnie od tego udział zużycia korozyjnego jest tutaj dość znaczny, szczególnie w sferach górnych cylindra. Wywołane to jest wpływem gorących gazów spalinowych, ułatwiających zarówno proces ścierania w wyniku wysokiej temperatury warstwy wierzchniej jak i powodujących zmiany korozyjne materiału cylindra, tłoka i pierścieni tłokowych. Grupa tłokowa smarowana jest przez rozbryzg i rozprowadzenie oleju pierścieniami. Szczególnie intensywne zużywanie ma miejsce w okresie uruchamiania i rozgrzewania silnika. Zimny olej daje mniejszą skuteczność rozbryzgu i mniejszą równomierność rozprowadzenia oleju po powierzchni tarcia. W czasie rozgrzewania często występuje zużywanie przez sczepianie II rodzaju. Występuje ono lawinowo w przypadku zbyt niskiego poziomu oleju w misce olejowej lub zbytniego rozcieńczenia oleju paliwem przy jednoczesnym przegrzaniu silnika. Dochodzi wówczas do lawinowego zużywania cieplnego, powodującego zatarcie tłoka w cylindrze. Często w takim przypadku występuje również popękanie pierścieni tłoka co powoduje z kolei uszkodzenie zaworów, komory spalania, a także niekiedy panewek wału korbowego i innych części silnika. Z reguły przy silnym zatarciu tłoka w cylindrze dochodzi do awarii: złamania korbowodu i niekiedy przebicia bloku cylindrów. Specyficznemu rodzajowi zużycia ulegają zawory. O ile prowadnica i trzonek zaworu wykazują ślady zużycia quasiściernego oraz nikłe przez sczepianie I rodzaju, o tyle przylgnia gniazda zaworu oraz grzybka zaworu zużywa się w znaczniejszym stopniu wskutek działania strumieni gazów spalinowych. Podobnie przylgnia i grzybek zaworu ssącego wykazuje ślady zużycia quasiściernego płynącymi wraz z powietrzem cząstkami pyłu. Ostateczne zużycie zaworu wylotowego jest wynikiem łącznego działania powtarzających się udarów przy zamykaniu zaworu, erozyjnego wpływu gazów spalinowych z produktami niepełnego spalania oraz korozyjnego działania płomienia („nadpalania").

W silnikach wysokoprężnych spotyka się dodatkowo erozyjne zużycie powierzchni otworków rozpylaczy elementów wtryskowych. a niekiedy także i zużycie pary iglica - przylgnia iglicy korpusu wtryskiwacza. Tutaj charakter zużycia jest quasistatyczny i quasiścierny. Jest to typowe zużycie erozyjne. Trzeba zaznaczyć, że intensywność zużywania rozpylaczy wtryskiwaczy jest dość duża. Tak dużej intensywności zużywania sprzyja dodatkowo wysoka temperatura i obecność agresywnych korozyjnie, gorących gazów spalinowych.

Ocena stanu technicznego silnika. Badania stanu technicznego silnika należą do grupy badań kontrolnych, które obejmują próby i pomiary umożliwiające ocenę działania silnika i okre­ślenie stopnia zużycia jego elementów. Podstawowymi elementami silnika, których stan techniczny wpływa bezpo­średnio na jakość i efektywność jego pracy, są: mechanizm tłokowo-korbowy i mechanizm rozrządu, a w szczególności połączenia tłok - pierścienie tłoko­we - gładź cylindra oraz komora sprężania - zawory. Na prawidłowość pracy silnika w dużym stopniu wpływa również działanie układu zasilania i układu zapłonowego. Badania kontrolne mające na celu określenie stanu technicznego silnika obejmują następujące próby i pomiary:

— oględziny i osłuchiwanie silnika,

— pomiar ciśnienia sprężania,

— pomiar szczelności cylindrów,

— ocenę stanu technicznego łożysk głównych i korbowodowych na podstawie ich szczelności.

W przypadku silników z zapłonem samoczynnym do określenia ich stanu technicznego niezbędne jest ponadto sprawdzenie działania urządzenia wtry­skowego i kontrola stopnia zadymiania spalin. Oględziny zewnętrzne silnika oraz badania i próby wykonywane bez użycia specjalistycznych przyrządów, zwane diagnostyką bezprzyrządową (organolep­tyczną), umożliwiają ocenę kompletności silnika, a także wykrycie usterek regulacyjnych oraz zużycia elementów i mechanizmów wewnętrznych.

Następną próbą jest osłuchanie silnika. Na podstawie analizy dźwięków towarzyszących pracy silnika można wysnuć wnioski co do stopnia zużycia poszczególnych zespołów silnika, głównie mechanizmu rozrządu i układu tłokowo-korbowego. Silnik osłuchuje się przed i po osiągnięciu przez ciecz chłodzącą temperatury 80—90°C. Do osłuchiwania używa się stetoskopów, zwanych też defektofonami. Obszary osłuchiwania przedstawia. Różne rodzaje zużyć lub uszkodzeń powodują swoiste, ale nakładające się na siebie odgłosy- Stąd też wnioskowanie o stanie technicznym silnika na podstawie osłuchiwania wymaga dużej wprawy i doświadczenia. Przed przystąpieniem do osłuchania silnika należy sprawdzić stan połączeń osprzętu silnika, aby dźwięki spowodowane rozluźnieniem połączeń nie znie­kształcały dźwięków pochodzących od wewnętrznych mechanizmów silnika.

Badanie diagnostyczne stanu technicznego silnika na podstawie pomiaru ciśnienia sprężania w cylindrachCiśnienie sprężania zależy głównie od:

— stopnia sprężania

— stanu technicznego elementów mających decydujący wpływ na szczelność komory sprężania (tłoków, pierścieni tłokowych, gładzi cylindrów, zawo­rów i ich gniazd, uszczelki pod głowicę);

— warunków, w jakich znajduje się badany silnik (temperatura silnika — zimny czy nagrzany — ciśnienie otoczenia itp.);

— warunków, w jakich dokonuje się pomiaru (prędkość obrotowa wału korbowego, szczelność połączenia manometru z gniazdem świecy lub wtryskiwacza itp.).Dwa ostatnie czynniki można odpowiednio dobrać i dokładnie określić ich wpływ na wysokość ciśnienia sprężania. Czynnikami stałymi, niezależnymi od badającego, są stopień sprężania zależny od konstrukcji silnika i stan techniczny wymienionych wyżej części silnika. Znając nominalną wartość ciśnienia sprężania badanego typu silnika można ją porównać z wynikami pomiarów i na podstawie stwierdzonych różnic ciśnienia wnioskować o stanie technicznym silnika.

Ocena stanu technicznego silnika na podstawie wyników pomiaru ciśnienia sprężania.

Spadek ciśnienia sprężania w poszczególnych cylindrach w granicach do 0,2 MPa dla silników z zapłonem iskrowym i do 0,7 MPa dla silników z zapłonem samoczynnym sygnalizuje wzrost nieszczelności, lecz nie kwalifikuje silnika do natychmiastowej naprawy, o ile różnica między zmierzonym ciśnieniem a średnią dla danego silnika wartością ciśnienia nie przekracza 7% tej wartości. Spadki ciśnienia większe niż 0,2 MPa (0,7 MPa) lub odchyłki od średniej wartości większe niż 7% świadczą o zużyciu i usterkach, które należy usunąć odpo­wiednimi zabiegami naprawczymi. Tego typu zmiany ciśnienia mogą być spo­wodowane:

— zużyciem przylgni zaworów i ich gniazd,

— zużyciem gładzi cylindrów i pierścieni tłokowych,

— zakleszczeniem się pierścieni tłokowych w rowkach,

— uszkodzeniem uszczelki głowicy.

Aby określić, która z tych przyczyn Jest powodem spadku ciśnienia sprężania, należy posługiwać się następującymi wskazówkami:

— Jednakowe obniżenie ciśnienia sprężania w dwóch sąsiadujących ze sobą cylindrach wskazuje, że przyczyną prawdopodobnie jest uszkodzenie uszcze­lki głowicy między tymi cylindrami.

— Wykrycie uszkodzeń zewnętrznych części uszczelki głowicy ułatwia posma­rowanie jej brzegów zewnętrznych i sąsiadujących z nią krawędzi głowicy cienką warstwą oleju silnikowego; w miejscu uszkodzenia uszczelki w cza­sie suwu sprężania będą się wydostawały pęcherzyki powietrza,

— Wzrost ciśnienia sprężania po uszczelnieniu komory sprężania olejem o 0,07 — 0,12 MPa w stosunku do wyniku uzyskanego przy pomiarze przed uszczel­nieniem świadczy o zużyciu, zakleszczeniu lub pęknięciu pierścieni tłoko­wych; wzrost ciśnienia w granicach 0,12— 0.2 MPa wskazuje na znaczne zużycie wszystkich elementów współpracujących w połączeniu tłok-pierś-cień-gładź cylindra, natomiast minimalny wzrost ciśnienia do 0,05 MPa lub jego całkowity brak sygnalizuje zużycie przylgni gniazd i zaworów.

Podstawowe metody zbierania (danych) informacji eksploatacyjnych wg. PN-IEC/96.

IEC (Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna) jest światową organizacją normalizacyjną zrzeszającą krajowe komitety elektrotechniczne. Celem IEC jest krzewienie współpracy międzynarodowej we wszystkich zagadnieniach związanych z normalizacją. Badania eksploatacyjne są ważnym elementem użytkowania i obsługi systemu lub urządzenia, mającym istotny wpływ na jego obsługiwalność. Badania te mogą być wykonywane ręcznie lub za pomocą aparatury badawczej o różnym stopniu automatyzacji. Zaleca się aby podczas inżynierskich prac studialnych prowadzonych w fazie koncepcji i definiowania, podatność wyrobu na badania rozpatrywać z uwzględnieniem mogących mieć miejsce przypadków ryzyka. Wiele projektów choćby najnowszych w pewnym stopniu opiera się na urządzeniach obecnie użytkowanych. Urządzenia te wykazują określony poziom techniczny, oddający nowoczesność projektu, zaprojektowaną diagnostykę techniczną z okresu gdy urządzenia te były projektowane, a także modyfikacje wykonane w trakcie eksploatacji. Nowy projekt wymaga jednagże pewnych odmiennych koncepcji użytkowania związanych z postępem techniki. Poziom nieuszkadzalności pewnych zespołów, części i elementów może być taki, że nie ma potrzeby stosowania monitorowania stanu lub badań diagnostycznych, jeżeli urządzenia będą użytkowane w takich samych warunkach. W miarę wzrostu stopnia niepewności w tym zakresie lub ważności rozważanych części wymagających gwarancji odpowiednio wzrastają również wymagania dotyczące znajomości stanu danego obiektu. Z drugiej strony może być możliwe lub pożądane zainwestowanie w określone badania eksploatacyjne w celu zminimalizowania obszarów niepewności. Decyzja zależy od charakteru niepewności, prawdopodobieństwa rozwiązania tego problemu oraz od kosztu opracowania i kosztu obiektu odniesionych do kosztów wyposażenia wymaganego do diagnozowania i monitorowania stanu obiektu w czasie eksploatacji, łącznie z kosztami czasów przestoju z przyczyn wewnętrznych oraz personelu obsługi. Przy ocenie wariantów rozwiązań zaleca się rozpatrzenie stanu wiedzy o badaniach eksploatacyjnych oraz rozpatrzenia możliwych metod, łącznie z ich zaletami, wadami, kosztami i przystosowaniem do ewentualnych przyszłych wymagań. Zaleca się aby w fazie projektowania i rozwoju były uwzględnione w projekcie właściwości i charakterystyki podatności na badanie. Zaleca się zwrócić szczególną uwagę na techniki badań eksploatacyjnych mających potencjalny wpływ na poprawę obsługiwalności wyrobu i minimalizację czasu przestoju z przyczyn wewnętrznych a stąd zwiększenie gotowości i zysków oraz zmniejszenie ogólnych kosztów. Podstawą badań diagnostycznych jest ustalenie na podstawie pomiarów danych pierwotnych opisujących z dostateczną dokładnością stan badanego modelu UUT (Unit Under Test- model badany); jako dane preferowane zalecane są te które są również potrzebne do celów eksploatacyjnych. W celu minimalizacji kosztów zaleca się aby dodatkowe parametry były włączone tylko wtedy gdy są bezwzględnie potrzebne, a w szczególności dotyczy to parametrów nieelektrycznych, gdyż wówczas zamiana mierzonych wielkości w reprezentujące je sygnały elektryczne może być trudna i kosztowna. Zaleca się ustalenie lub wyznaczenie za pomocą metod teoretycznych lub praktycznych wartości granicznych, tolerancji, tablic wartości logicznych, lub tablic decyzyjnych, jak również bardziej złożonych zależności fizycznych. Zaleca się aby w przypadku niezdatności istotnych dla bezpieczeństwa, czas rozpoznawania niezdatności był zminimalizowany oraz aby były dotrzymane wymagania dotyczące górnej granicy czasu stosowania do warunków zewnętrznych.

5. Mechanizm i warunki pracy klina smarowego na przykładzie pierścienia tłokowego.

Filmem olejowym nazywana jest warstwa oleju rozdzielająca powierzchnię ślizgową pierścienia i gładź cylindrową (rys.1).

Wśród warunków koniecznych do jego powstania należy wymienić:

- istnienie zbieżnej szczeliny (zwanej szczeliną smarną) pomiędzy współ­pracującymi powierzchniami,

- chociażby częściowe wypełnienie tej szczeliny olejem,

- ruch pierścienia względem gładzi cylindrowej.

Rys.1. Powstawanie klina olejowego.

Położenie pierścienia względem gładzi cylindrowej wynika z równowagi sił działających na pierścień w kierunku promieniowym. Przy określaniu tego położenia praktyczne znaczenie ma minimalna grubość filmu olejowego h_m (w punkcie M - rys.1)Po warstwie oleju na gładzi, pozostawionej przez pierścienie zgarniające (h_z), poruszają się pierścienie uszczelniające. Rozkład grubości warstwy oleju pod pierścieniami uszczelniającymi zależy od ich konstrukcji, warunków pracy, a także od h_z. W pobliżu ZZ i ZW, na skutek spadku prędkości tłoka, pierścienic zbliżają się do gładzi. Przeciwdziała temu efekt wyciskania oleju spod pierścieni. W zależności od warunków pracy, powierzchnia pierścienia uszczelniającego może być całkowicie lub częściowo pokryta warstwą oleju. Przy wykorzystaniu modelu matematycznego układu tłokowo-cylindrowego silnika spalinowego można m.in. otrzymać wykres przedstawiający obraz pokrycia powierzchni ślizgowej pierścienia filmem olejowym (rys.2a). Wykres ten obrazuje, w jaki sposób, na jakich odcinkach drogi, powierzchnia ślizgowa pierścienia pokryta jest filmem olejowym. Przykładowo, jeżeli grubość warstwy oleju na gładzi cylindrowej przed poruszającym się pierścieniem wynosi h_w1 (rys.2b), to powierzchnia pierścienia w części napływowej pokryta jest tylko częściowo filmem olejowym: jeżeli h_w2 - to powierzchnia ta pokryta jest całkowicie, lecz pierścień nie zgarnia oleju; jeżeli h_w3 - pierścień zgarnia nadmiar zgromadzonego na gładzi oleju. Jeżeli dodatkowo pierścień ten porusza się w kierunku zwrotu zewnętrznego, to na tych odcinkach jego drogi następuje zgarnianie oleju w kierunku komory spalania (obszary te zaznaczono na rys.2 okręgami).

Rys.2. Wykres przedstawiający sposób pokrycia powierzchni ślizgowej pierścienia filmem

olejowym (a) i grubości warstwy olejowej h_w przed pierścieniem poruszającym się z prędko­ścią u (b)

Należy jednak zaznaczyć, że całkowitemu wypełnieniu olejem szczeliny pod powierzchnią ślizgową pierścienia towarzyszy zawsze zgarnianie jego nadmiaru (przypadek wystąpienia całkowitego wypełnienia szczeliny bez zgar­niania oleju ma tylko charakter teoretyczny i w trakcie pracy silnika na dłuższym odcinku drogi pierścienia nie może mieć miejsca).

Ocena ilościowa zgarniętego oleju będzie możliwa dopiero w wyniku przeprowadzenia bilansu oleju znajdującego się na gładzi cylindrowej przed poruszającym się pierścieniem oraz pozostającego na gładzi po przejściu pierścienia. Konieczne jest obliczenie grubości warstwy

Interesujące jest zagadnienie, czy grubość warstwy oleju po przejściu tłoka pozostaje niezmienna. Z analizy wynika, że na warstwę oleju działa siła ciężkości i strumień gazów. Rozważania na ten temat wskazują, że warstwa oleju znajdująca się na gładzi cylindrowej nie może być unoszona przez strumień gazów. Natomiast siła ciężkości powodo­wać może spływanie warstwy oleju z prędkością nic przekraczającą l mm/s. W efekcie tych rozważań można przyjąć, że jest ona nieruchoma do czasu ponownego przejścia tłoka po warstwie oleju.

7. Typowe niedomagania silnika ZS w okresie eksploatacji(dane z praktyki).

NIEDOMAGANIA UKŁADU WTRYSKOWEGO

Układ wtryskowy samochodu nie stanowi zwartej konstrukcyjnie całości, lecz składa się z kilku zespołów indywidualnie zamocowanych na silniku i połączonych przewodami paliwowymi. Należą do nich: — rozpylacz, wprowadzający odpowiednio zorientowany strumień paliwa do komory spalania, — wtryskiwacz, w którym jest mocowany rozpylacz i mechanizm do regulacji ciśnienia, — pompa wtryskowa z wyposażeniem (regulatorem prędkości obrotowej, pompą zasilającą, przestawiaczem wtrysku, dodatkowym wyposażeniem), napędza­na od silnika i tłocząca paliwo pod wysokim ciśnieniem przez przewód wtryskowy do wtryskiwacza, — filtr paliwa, oczyszczający paliwo dopływające do pompy wtryskowej i chroniący przed uszkodzeniem precyzyjne części układu wtryskowego. Uszkodzenia elementów układu wtryskowego mogą być przyczyną: trudnoś­ci podczas rozruchu silnika, zmniejszenia mocy, zwiększonego zużycia paliwa, zwiększonego zadymienia spalin, hałaśliwej pracy silnika. Związki między zauważonymi nie domaganiami w pracy silnika a nie sprawnościami w działaniu układu wtryskowego przedstawiono poniżej.

Trudny rozruch ciepłego silnika. 1. Brak paliwa. 2. Zapowietrzony układ zasilania. 3. Zatkany filtr paliwa (parafina).4. Zluzowanie, pęknięcie, przegięcie lub zatkanie przewodu. 5. Uszkodzenie wtryskiwacza (rozpylacza). 6. Uszkodzenie zaworu STOP (brak prądu). 7. Zatkanie osadnika lub filtru pompy zasil. 8. Nieprawidłowa dawka paliwa. Trudny rozruch silnika w sianie zimnym.1. Brak paliwa. 2. Zapowietrzony układ paliwowy. 3. Uszkodzone urządzenie rozruchowe. 4. Uszkodzenie w połączeniu przewodów wtryskowych. 5. Zatkanie filtru paliwa (parafina). 6. Uszkodzona świeca żarowa, brak prądu. 7. Uszkodzenie wtryskiwacza, rozpylacza. 8. Zła dawka paliwa. 9. Uszkodzenie zaworu STOP. Nierównomierna praca silnika na biegu jałowym.1. Uszkodzone przewody zasilające.2.Uszkodzony wtryskiwacz, rozpylacz. 3. Zła regulacja prędkości obrotowej. 4. Nieprawidłowa dawka paliwa. Niestabilność biegu jałowego. 1. Złe połączenie przewodów wtryskowych. 2. Zapowietrzenie układu zasilania. 3. Uszkodzenie wtryskiwacza, rozpylacza. 4. Złe ustawienie pompy na silniku. 5. Zły początek tłoczenia. 6. Zła regulacja prędkości obr. i max. 7. Nieprawidłowa dawka paliwa. 8. Zużycie par precyzyjnych. 9. Zatkanie pompy zasilającej. Przerwy w pracy silnika podczas jazdy. 1.Brak paliwa. 2.Zapowietrzony zbiornik paliwa. 3.Zapowietrzony układ zasilania paliwem. 4.Zatkanie filtru (parafina).5.Utrata szczelności połączeń przewodów. 6.Nieprawidłowa dawka paliwa. 7.Zużycie par precyzyjnych. 8.Zatkana pompa zasilająca (osadnik, filtr). Spadek mocy silnika. 1.Zapowietrzony układ zasilania paliwem. 2.Zatkany filtr (parafina). 3.Nieszczelne, uszkodzone przewody paliwa. 4.Uszkodzony wtryskiwacz, rozpylacz. 5.Źle ustawiona pompa na silniku. 6.Zła regulacja obrotów. 7.Zła dawka paliwa. 8.Zużycie par precyzyjnych. 9.Zatkanie pompy zasilającej. Nadmierne zużycie paliwa. 1.Uszkodzone przewody paliwa. 2.Uszkodzony wtryskiwacz, rozpylacz. 3.Złe ustawienie pompy na silniku. 4.Niewłaściwy początek tłoczenia. 5.Niewłaściwa dawka paliwa. 6.Nadmierne zużycie par precyzyjnych. Niemożliwe wyłączenie silnika. 1.Uszkodzenie zaworu STOP. 2.Brak prądu w zaworze STOP. Twarda praca silnika (czarny dym). 1.Nieprawidłowe połączenie przewodów. 2.Uszkodzony wtryskiwacz (rozpylacz). 3.Źle ustawienie pompy na silniku. 4.Niewłaściwy początek tłoczenia. Biały dym przy pełnym obciążeniu silnika. 1.Brak paliwa. 2.Zapowietrzony zbiornik paliwa. 3.Zapowietrzony układ zasilania paliwem. 4.Zatkany filtr paliwa. 5.Uszkodzone, zatkane przewody paliwa. 6.Złe ustawienie pompy na silniku. 7.Nieprawidłowy początek tłoczenia. 8.Zatkana pompa zasilająca. Nieprawidłowa prędkość obrotowa. 1.Nieprawidłowe połączenie przewodów. 2.Uszkodzone, zatkane przewody. 3.Złe ustawienie pompy wtryskowej. 4.Brak regulacji obrotów silnika. Zimny silnik nie osiąga dużej prędkości obrotowej. 1.Brak paliwa, zapowietrzenie. 2.Uszkodzone urządzenie rozruchowe. 3.Złe połączenie przewodów paliwa. 4.Zatkany filtr paliwa (parafina). 5.Złe ustawienie pompy na silniku. 6.Nieprawidłowa dawka paliwa. 7.Zużycie par precyzyjnych. 8.Zatkanie pompy zasilającej. Pompa wtryskowa grzeje się. 1.Nieprawidlowa dawka paliwa. 2.Nadmierne zużycie par precyzyjnych. Przegrzanie silnika. 1.Uszkodzenie wtryskiwacza, rozpylacza. 2.Złe ustawienie pompy wtryskowej.

NIEDOMAGANIA WTRYSKIWACZY.

Jakość rozpylenia i odpowiednie rozprowadzenie kropelek paliwa w prze­strzeni komory spalania zależy bezpośrednio od rozpylacza, który jest precyzyj­nym podzespołem wtryskiwacza. Części rozpylacza — korpus i igła — są wykonane bardzo dokładnie i stanowią nierozdzielną parę precyzyjną. Podlegają selekcji wymiarowej oraz indywidualnemu kojarzeniu, przez co nie wolno zamieniać części rozpylacza. O dobrym rozpyleniu paliwa w komorze spalania silnika decyduje również prędkość wypływu paliwa z rozpylacza, która zależy od ciśnienia otwarcia wtryskiwacza. Ciśnienie otwarcia wtryskiwacza jest parametrem regulacyjnym, zmiennym w czasie użytkowania silnika, co wymaga okresowych sprawdzeń i regulacji.

Najczęściej spotykane objawy towarzyszące możliwym przyczynom nie­prawidłowej pracy wtryskiwaczy przedstawiono poniżej.

Przeciekanie rozpylaczy. l. Osadzanie nagaru, zapieczenie iglicy. Zniekształcony strumień paliwa. 1.Zanieczyszczony rozpylacz. 2.Uszkodzona iglica. Rozpylacz „nie brzęczy" w czasie wtrysku. 1. Zbyt ciasno spasowany rozpylacz. 2.Luźna iglica.3.Zniekształcona nakrętka mocująca. Nadmierny przeciek paliwa. 1.Luźna iglica rozpylacza. 2.Luźna nakrętka mocująca. 3.Obce ciało między rozpylaczem a korpusem wtryskiwacza. Niewłaściwe ciśnienie otwarcia rozpylacza. 1.Iglica zakleszczona lub skorodowana. 2.Rozpylacz zatkany (brud, nagar). Zbyt niskie ciśnienie otwarcia. l. Pęknięta sprężyna wtryskiwacza. Rozpylacz zabarwiony na niebiesko. l. Nieprawidłowe dokręcenie lub chłodzenie. Zbyt mały skok tłoczka (w pompowtryskiwaczach). 1.Nieprawidłowy luz między dźwignią a popychaczem. 2.Niejednakowe dokręcenie nakrętek. 3. Pęknięta lub słaba sprężyna tłoczka.

NIEDOMAGANIA POMP WTRYSKOWYCH.

Silniki wysokoprężne są wyposażone w rozdzielaczowe lub rzędowe pompy wtryskowe. W pompach rozdzielaczowych układem tłoczącym może być jeden tłoko-rozdzielacz lub para przeciwległych tłoczków. W pompie rzędowej ukła­dów tłoczących jest tyle, ile wtryskiwaczy w silniku. Podzespoły precyzyjne pomp wtryskowych (elementy tłoczące, rozdzielacze i zawory tłoczące) są wykonane z dużą dokładnością, a następnie selekcjo­nowane i parowane. Stąd ich części składowe nic mogą być wzajemnie zamieniane. Pompa wtryskowa poza tłoczeniem paliwa do wtryskiwaczy i sterowaniem wielkością tłoczonej dawki, decyduje o chwili rozpoczęcia tłoczenia (wtrysku) paliwa do komory spalania. Kąt wyprzedzenia tłoczenia jest podstawowym parametrem regulacyjnym w każdym silniku wysokoprężnym. Zestawienie typowych niedomagań pomp wtryskowych przedstawiono poniżej.

Pompa nie podaje paliwa. l. Zatkany przewód lub element filtrujący. 2.Nieszczelny korek powietrzny. 3.Zawieszony tłoczek pompy. 4.Zawieszony popychacz w tulei. 5. Zawieszony zawór odcinający. Pompa nie podaje paliwa. jednostajnie. l. Nieszczelny korek powietrzny. 2.Pęknięta sprężyna zaworu odcinającego. 3.Pęknięta sprężyna tłoczka. 4.Zużyta rolka popychacza. 5.Zawieszanie się tłoczka w cylinderku. 6.Porysowana tarcza rozdzielacza. 7. Zatkany przewód lub filtr. Niewystarczająca ilość paliwa (na jeden suw). l.Przeciekający zawór odcinający. 2. Przecieki na złączach wys. ciśnienia. Nadmierna ilość paliwa (na jeden suw). l.Poluzowany wkręt zacisku wycinka zębatego. Zmienny początek wtrysku. l.Poluzowany wkręt w popychaczu. 2.Uszkodzone profile krzywek. Zacinający się trzpień sterujący. l. Tłoczek pompy zablokowany. 2.Zanieczyszczona zębatka sterująca.

NIEDOMAGANIA UKŁADU ZASILANIA PALIWEM

W skład układu zasilania silników wysokoprężnych wchodzą urządzenia i przewody doprowadzające do silnika paliwo i powietrze. Urządzenia do­prowadzające paliwo to: zbiorniki paliwa, przewody paliwa niskociśnieniowe, osadnik zanieczyszczeń, pompa zasilająca z nitrem paliwa. Filtr dokładnego oczyszczania paliwa, pompa wtryskowa, przewody wysokociśnieniowe, wtryskiwacze i przewody nadmiarowe. Urządzenia doprowadzające powietrze to: filtr powietrza i przewód ssący. Typowe objawy i odpowiadające im możliwe przyczyny niedomagać układu zasilania paliwem przedstawiono poniżej.

Wycieki paliwa. 1.Brak szczelności zbiornika. 2.Pęknięte, nieszczelne przewody paliwa. Brak dopływu paliwa. 1.Zanieczyszczone przewody, krany lub filtry paliwa. 2.Uszkodzona pompa zasilająca. 3. Niesprawny zawór przelewowy. 4.Uszkodzone zawory lub (loczki.5.Uszkodzona sprężyna przepony, tłoczka. 6.Zużyte koła zębate, obudowy lub pokrywy. Niedostateczna ilość paliwa. 1.Zapowietrzony układ zasilania paliwem. 2 Nieszczelne zawory. 3.Zużyte sprężyny tłoczka. 4.Uszkodzona pompa zasilająca. Zanieczyszczenia paliwa i powietrza. l.Zatkane Filtry. 2.Niewłaściwe paliwo. 3. Zła obsługa filtrów.

NIEDOMAGANIA REGULATORÓW PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ

Regulator prędkości obrotowej (mechaniczny, pneumatyczny, hydrauliczny) jest urządzeniem korygującym dawkę paliwa w zależności od zmieniających się obciążeń silnika (korektor dawki) oraz sterującym początkiem tłoczenia paliwa (przestawiać?, wtrysku paliwa). Zadaniem regulatora prędkości obrotowej jest:* utrzymanie prędkości obrotowej biegu jałowego silnika przy zwolnionym pedale przyśpieszenia, * ograniczenie maksymalnej prędkości obrotowej silnika przy maksymalnym przyśpieszeniu, * regulacja prędkości obrotowej przy wymuszeniach pośrednich. Pompy wtryskowe są najczęściej wyposażone w mechaniczne regulatory wielozakresowe, regulujące prędkość obrotową w całym przedziale prędkości i obciążeń, za pomocą kompensacyjnego oddziaływania siły odśrodkowej wirujących ciężarków. Rozpoznawanie niedomagań regulatorów prędkości obrotowej silnika przedstawiono poniżej. Zbyt wysoka prędkość obrotowa z in­tensywnym dymieniem. 1.Niewłaściwie ustawiona sprężyna regulatora. 2.Źle ustawiony zderzak listwy sterującej. 3.Zbyt duży nacisk na tulejkę regulatora. 4.Nieszczelność w przewodzie podciśnieniowym lub w zespole pneumatycznym. 5.Uszkodzone zawory regulatora hydraulicznego. Niska max prędkość obrotowa lub brak mocy silnika. 1.Pęknięte sprężyny regulatora. 2.Niewłaściwie ustawiony zderzak listwy sterującej. 3.Mały nacisk sprężyny na tulejkę lub ciężarki mecha­nizmu odśrodkowego. 4.Uszkodzone zawory regulatora hydraulicznego. 5.Niewłaściwy rozmiar gardzieli. 6.Zbyt niskie ciśnienie oleju. 7.Zatarcie ciężarków. 8.Zacięcia połączeń dźwigniowych

NIEDOMAGANIA UKŁADU SMAROWANIA

Siły tarcia występują pomiędzy wszystkimi współpracującymi częściami silnika. W związku z tym części te muszą być stale i wyczerpująco smarowane. Olej w silniku spełnia następujące zadania: — zmniejsza tarcie przez oddzielenie warstwą oleju (tzw. klin olejowy) współ­pracujących części. Zapobiega to szybkiemu zużyciu trących się powierzchni oraz prowadzi do zwiększenia sprawności silnika; — chłodzi nagrzewające się podczas pracy silnika części (głównie tłok i gładź cylindra); — zwiększa szczelność pomiędzy pierścieniami i gładzią cylindra oraz między czopami wału korbowego;— usuwa powstające między trącymi się powierzchniami drobiny metalu i osadu węglowego (rozkład oleju pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia). W silnikach spalinowych stosuje się najczęściej smarowanie ciśnieniowo rozbryzgowe (silniki czterosuwowe) oraz smarowanie mieszankowe (silniki dwusuwowe). Smarowanie ciśnieniowo-rozbryzgowe polega na tym, że do takich części silnika, jak czopy główne i korbowe, czopy wału rozrządu oraz dźwigienki zaworów olej doprowadzany jest pod ciśnieniem wytwarzanym przez pompę oleju. Wszystkie pozostałe współpracujące części smarowane są mgłą olejową, powstającą wskutek rozbryzgiwania się oleju wyciekającego z łożysk korbowych oraz ściekającego z osi dźwigienek zaworów. Najczęściej spotykane niesprawności układu smarowania przedstawiono poniżej. Nagły spadek ciśnienia oleju. 1.Uszkodzenie pompy oleju. 2.Uszkodzenie nadajnika lub wskaźnika ciśnienia ole­ju (zwarcie). 3.Wycieki oleju (niski poziom). 4.Zanieczyszczenie filtrów oleju. 5.Znaczne zużycie silnika. Zbyt wysokie ciśnienie oleju. 1.Niewłaściwy olej (zbyt duża lepkość). 2.Zła regulacja zaworu przelewowego. 3.Zanieczyszczenie kanałów oleju. Nadmierne zużycie oleju. 1.Zbyt wysoki poziom oleju. 2.Wycieki oleju przez nieszczelności. 3.Nadmierne zużycie silnika. 4.Zużycie pierścieni tłokowych. Przyspieszone pogarszanie się jakości oleju (czernienie). 1.Zanieczyszczone filtry oleju. 2.Wadliwe wietrzenie skrzyni korbowej. 3.Niewłaściwy olej. Ślady wycieku oleju na kadłubie lub misce oleju. 1.Zużycie uszczelki pokrywy zaworów. 2.Zużycie uszczelki kół rozrządu. 3.Zużycie uszczelki miski olejowej. 4.Zużycie uszczelniaczy wału korbowego.

NIEDOMAGANIA MECHANIZMU ROZRZĄDU

Mechanizm rozrządu składa się z wału rozrządu, zaworów, popychaczy i sprężyn zaworów. Napędzany jest za pośrednictwem kół zębatych, łańcucha lub paska zębatego, przy czym stosunek prędkości obrotowej wału korbowego do prędkości obrotowej wału rozrządu wynosi w silnikach czterosuwowych 2:1. Zadaniem mechanizmu rozrządu silnika jest: — otwieranie i zamykanie w odpowiednich chwilach kanałów ssących, przez które powietrze przedostaje się do poszczególnych cylindrów,— otwieranie i zamykanie w odpowiednich chwilach kanałów wydechowych, przez które spaliny opuszczają cylindry. Trudne warunki pracy jak i złożona budowa mechanizmu rozrządu silnika są przyczyną wielu kłopotów podczas ich użytkowania. Poniżej zestawiono główne niedomagania mechanizmu rozrządu silnika. Nierównomierna praca silnika. 1.Złe ustawienie rozrządu. 2.Niewłaściwy luz zaworowy. 3.Zużycie przylgni lub gniazd zaworów. 4.Zawieszanie się zaworów. Hałas rozrządu. 1.Zużyty łańcuch napędu (ocieranie). 2.Zużyte koła zębate napędu. 3.Niewłaściwe ustawienie rozrządu. 4.Niewłaściwy początek tłoczenia paliwa. 5.Zużycie elementów układu rozrządu. Dźwięczne stuki na biegu jałowym. 1.Za duży luz zaworów. 2.Pęknięcie sprężyny zaworu. 3.Zużycie napędu wału rozrządu. Zawieszanie się zaworów. 1.Zbyt mały luz popychacza. 2.Niewlaściwy luz między trzonkiem zaworu a prowadnicą. 3.Osłabione (złamane) sprężyny zaworu. 4.Skrzywiony trzonek zaworu. Wypalone gniazda zaworowe. 1.Zbyt mały luz popychacza. 2.Zawieszanie zaworów. 3.Lokalne przegrzania okolic zaworów. 4.Nadmierna temperatura głowicy cylindrów. 5.Zmęczenie materiału zaworu.

NIEDOMAGANIA UKŁADU CHŁODZENIA

Podstawowym zadaniem układu chłodzenia jest utrzymywanie właściwej temperatury silnika, zapewniającej najlepszą jego sprawność. Cała energia cieplna dostarczona silnikowi w postaci paliwa zostaje zużyta w następujący sposób: — 20—35% przekształca się w użyteczną pracę mechaniczną, — 25—35% zostaje odprowadzona na zewnątrz przez układ chłodzenia, — ok. 5% zostaje stracona na tarcie, — 35—40% uchodzi ze spalinami lub rozprasza się na nagrzanie części i na promieniowanie. Zarówno niedostateczne, jak i nadmierne chłodzenie jest szkodliwe dla silnika. Najwydajniej pracuje silnik wówczas, gdy temperatura płynu chłodzące­go waha się w granicach 85—90°C. Typowe niedomagania układu chłodzenia i towarzyszące im objawy zostały przedstawione poniżej. Silnik długo się rozgrzewa. l. Uszkodzenie termostatu (brak małego obiegu pły­nu). Silnik przegrzewa się. 1.Za mało płynu chłodzącego. 2.Niesprawny termostat. 3.Zatkana chłodnica płynu. 4.Wadliwe połączenia przewodów. 5.Wadliwa pompa wody. 6.Niesprawny wentylator. Silnik przechłodzony. 1.Uszkodzony termostat. 2.Zbyt duża chłodnica. Gwałtowny wzrost temperatury. 1.Przerwanie napędu pompy. 2.Wycieki płynu. 3.Uszkodzenie wirnika pompy. 4.Uszkodzenie uszczelki głowicy. Utrata płynu chłodzącego. 1.Dziurawa chłodnica. 2.Nieszczelne złącza i przewody. 3.Wadliwy zawór przelewowy. Skłonność płynu do wrzenia. 1.Zanieczyszczenie kamieniem kotłowym. 2.Zanieczyszczenie chłodnicy z zewnątrz.

Podstawowe dane eksploatacyjno- remontowe do zastosowania współczynnika zgodności.

Wymagane dane

— podstawowe informacje, obejmujące przejrzystą identyfikację obiektów

— klasy środowiskowe urządzeń

— warunki środowiskowe

— warunki użytkowania

— pomiary osiągów technicznych

— warunki zapewnienia środków obsługi.

1 Informacje podstawowe

— nazwa systemu

— miejsce (geograficzne)

— producent lub dostawca

— typ obiektu lub numer części

— konfiguracja obiektu i rok montażu

— numer indywidualny albo seryjny

— data produkcji lub wprowadzenia do sprzedaży

— data dostawy

— firma instalująca

— data zainstalowania

— data wprowadzenia do obsługi.

2 Klasy środowiskowe urządzeń

— użytkowanie stacjonarne, instalacje chronione przed wpływem czynników atmosferycznych

— użytkowanie stacjonarne, instalacje nie chronione przed wpływem czynników atmosferycznych

— użytkowanie przenośne (obiekt specjalnie skonstruowany do łatwego przenoszenia przez jedną osobę)

— instalacje w pojazdach naziemnych

— środowisko okrętowe

— instalacje lotnicze

— inne (wyspecyfikować).

Te kategorie powinny być rozważane oddzielnie dla każdego przypadku, a osoby zajmujące się analizą oraz personel użytkujący i obsługujący powinni je łatwo rozróżniać.

3 Warunki środowiskowe

Zaleca się wzięcie pod uwagę następujących warunków środowiskowych:

a) warunki klimatyczne:

— temperatura

— ciśnienie atmosferyczne

— wilgotność;

b) środowisko elektromagnetyczne:

—kompatybilność elektromagnetyczna EMC

— zakłócenia elektromagnetyczne EMI

c) warunki mechaniczne:

— wibracje

— udary pojedyncze

— udary wielokrotne;

d) substancje aktywne mechanicznie:

— piasek

— pyl;

e) substancje aktywne chemicznie;

f) warunki biologiczne;

g) warunki dotyczące radioaktywności;

h) inne (wyspecyfikować).

4 Warunki użytkowania

Zaleca się wzięcie pod uwagę następujących warunków użytkowania:

a) rodzaj działania:

— ciągłe

— przerywane (ustalony cykl pracy)

— wyczekiwanie w stanie zdatności

— działanie jednorazowe (na przykład urządzenia rakietowe);

b) warunki obciążenia:

— obciążenie robocze

— przeciążenia

— inne (należy wyspecyfikować);

c) warunki zasilania:

— normalne

— awaryjne

— rezerwowe itp.;

d) sposób sterowania:

— lokalny

— zdalny

— automatyczny

— ręczny;

5 Mierzenie osiągów

Mierzenie osiągów może obejmować: badanie zadowolenia klienta, eksploatacyjne badania wyrobu, zestawie uszkodzeń z eksploatacji.

5.1 Badanie zadowolenia klienta

Badanie zadowolenia klienta może zawierać postrzeganie:

— osiągów technicznych i niezawodności wyrobu

— zapewnienia usługi

— akceptacji zgłoszonych reklamacji zgodnie z uprawnieniami klienta

— osiągów w zakresie obsługiwalności

— skuteczności obsługiwania i pomocy technicznej.

5.2 Eksploatacyjne badania wyrobu

Są to sprawdzenia wykonywane w trakcie eksploatacji w celu wyznaczenia zdolności wyrobu do spełnienia wymagań zawartych w specyfikacjach, w aktualnym środowisku i warunkach użytkowania.

5.3 Zestawienia uszkodzeń eksploatacyjnych

a) objaw ujawniany w wyniku reklamacji klienta lub w sytuacji sygnału alarmowego;

b) informacje związane z czasem

— data i chwila uszkodzenia

— data i chwila odnowienia

— czas użytkowania i cykl pracy

— czas przestoju;

c) czasy związane z obsługami

— czas rozpoznania niezdatności

— czas lokalizacji niezdatności

— czas czynnej obsługi

— opóźnienie techniczne

— opóźnienie logistyczne

— opóźnienie rekonfiguracji oprogramowania;

d) istotność niezdatności

— identyfikacja naruszonych funkcji

— skutki niezdatności;

e) podjęte czynności

— wymiana części lub podzespołów

— regulacje

— modyfikacje

— smarowanie

—rekonfiguracja oprogramowania;

f) przyczyna uszkodzenia

— tkwiąca w obserwowanym obiekcie

— niewłaściwe użycie

— spowodowana czynnością obsługową lub administracyjną

— zewnętrzna w stosunku do obserwowanego obiektu

— wtórna (spowodowana uszkodzeniem innego obiektu)

— zablokowanie (przejście w stan, w którym system nie jest zdolny do rekonfiguracji)

— konfiguracja oprogramowania

• czynnik ludzki

6.Waunki zapewnienia środków obsługi

— brak części zapasowych (nieodpowiednie zaopatrzenie początkowe, liczba obiektów i średni czas naprawy)

— brak zasobów wykorzystywanych do badania

— brak zasobów ludzkich.

Istota systemowego opisu węzłów ciernych silnika

Aby prawidłowo opisać węzeł cierny maszyny należy równocześnie uwzględnić łącznej wpływ wielu czynników jest możliwe przy zastosowaniu tzw. podejścia systemowego.

1. System - jest to zbiór elementów wraz z relacjami istniejącymi pomiędzy tymi elementami oraz pomiędzy ich właściwościami. Pojęcie systemu jest związane z pojęciem otoczenia.

Otoczeniem danego systemu jest zbiór wszystkich elementów nie nale­żących do systemu, których właściwości oddziałują na system i zarazem ulegają zmianie pod wpływem działania tego systemu.

Pomiędzy elementami zbioru tworzącymi systemu, ustalają się określone relacje i sprzężenia. Dzięki temu zbiór elementów przekształca się w pewną całość, w której każdy element jest powiązany ze wszystkimi pozostałymi elementami, a jego właściwości nie mogą być zrozumiane bez uwzględnienia tego powiązania. W związku z tym, Właściwości systemu nie są sumą właściwości jego elementów składowych, ale są określane przez specyfikę sprzężeń i relacji między elementami.

Strukturę systemu określa się zwykle jako uogólnioną charakterystykę specyficznych właściwości systemu, ustalającą w formie abstrakcyjnej ele­menty, relacje, sprzężenia systemu i ich uporządkowanie

Elementy Właściwości

J= {a₁,a₂,.....,a_n} W={W₁(a_i),W₂(a_i),.....,W_m(a_i)}

n - ilość elementów m - ilość właściwości elementu a₁, i=1....n

Relacje

R={R₁(a₁,.....a_k),.....,R_l(a₁,.....,a_k)}

l - ilość relacji między k elementami nႳl Ⴓ2

Rys.1. Model ogólny systemu

Specyfika systemu trybologicznego.

Podejście systemowe do zagadnień trybologicznych jest nie tylko, potrzebne, ale wręcz konieczne. Konieczność ta wynika nie tyle ze złożoności systemów trybologicznych, ile z faktu, że właściwości trybologiczne elementów maszyn nie są, jedynie właściwościami odizolowanych tworów materialnych, ale są one zależne od właściwości systemu. Podczas eksploatacji silników głównym zjawiskiem mającym wpływ na ich wytrzymałość, trwałość jest tarcie i zjawiska z nim związane. Właściwości trybologiczne, czyli charakterystyki zużyciowe skojarzenia danych elementów są określone przez przebieg procesów, zachodzących w obszarze styku tych elementów.

Systemowy model trybologiczny

Problematyka tarcia i zużycia ciał stałych w procesach trybologicznych jest bardzo złożona. Świadczy o tym fakt, że liczba istotnych czynników, które należy uwzględniać w badaniach mieści się w granicach 50 - 100 w zależności od poziomu szczegółowości rozważań. Przyjmując tylko dwuwartościowe wielkości wejść i wyjść, tj. pojawienie lub nie pojawienie się czynnika, otrzymuje się liczbę możliwych stanów systemu s =2" równą 1,13- 10¹⁵ do 1,27 • l O³⁰. Liczby te świadczą tylko częściowo o złożoności problemu. W rzeczywistości istnienie uwikłanych oddziaływań pomiędzy czynnikami sprawia, że liczba stanów jest nieporównywalnie większa.

Stopień skomplikowania systemu trybologicznego wynika także z zależności struktury systemu oraz jego charakterystyk funkcjonalnych od czasu. Sposób ujęcia systemowego, a więc sposób budowania modelu zależy od celu, jakiemu model ten ma służyć. W zależności od potrzeb celem budowy modelu może być zagadnienie doboru substancji smarującej, dobór materiałów konstrukcyjnych, problemy technologiczne, programowanie badań, interpretacja wyników, wyjaśnienie istoty fizycznej zjawisk i in. W każdym z tych przypadków model systemu może być inny.

Budowę systemowego modelu trybologicznego dogodnie jest rozpocząć od budowy modelu fizycznego węzła tarcia np.— przekładnię ślimakową oraz odpowiadający jej model fizyczny.

Rys.IV.2.1. Model węzła ciernego :a) rzeczywisty b) fizyczny

Obszar ograniczony linią punktową obejmuje elementy systemu. Są to elementy współpracujące E₁ i E₂ , substancja smarująca S oraz atmosfera tarcia A. Elementy systemu E₁ i E₂ stanowią jednocześnie elementy maszyny. S o raz A są elementami systemu, chociaż nie są elementami maszyny. Z punktu widzenia budowy systemu, żaden z tych czterech elementów E_1, E₂ , S, A nie jest jednak uprzywilejowany.

Linia punktowa stanowi obwiednię systemu. Oddziela ona system od otoczenia. Otoczenie stanowią wszystkie inne elementy (niekoniecznie elementy maszyny), które oddziałują na system lub, na które system oddziałuje. Są to, więc zarówno elementy maszyny przenoszące bezpośrednio wymuszenie kinematyczno-dynamiczne, szeroko pojęte środowisko zewnętrzne jak i czynniki cieplne.

Opis systemu trybologicznego.

Model systemu trybologicznego, przedstawiono na rys.

Rys. Model systemu trybologicznego w stanie statycznym (bez oddziaływań kinematyczno-dynamicznych i zewnętrznych oddziaływań cieplnych przy ustalonych warunkach środowiskowych)

Model ten jest określony dla każdego przypadku, w którym dane są:

IVl. Struktura systemu:

a) elementy,

b) właściwości elementów systemu,

c) relacje (oddziaływania) pomiędzy elementami systemu.

2. Oddziaływania zewnętrzne systemu (WEJŚCIE, WYJŚCIE).

3. Charakterystyki funkcjonalne systemu (relacja: WEJŚCIE — WYJŚCIE).

Struktura systemu trybologicznego Elementy systemu. Przedstawiony system trybologiczny składa się w ogólnym przypadku z następujących elementów:

E_1, E₂ — elementy pary ciernej,

S — substancja smarująca,

A — atmosfera tarcia.

Przez parę cierną rozumie się wszystkie możliwe skojarzenia, w których występują procesy tarcia i zużycia. Mogą to, więc być klasyczne elementy węzła tarcia (koła zębate, łożyska toczne, łożyska ślizgowe, pary posuwisto-zwrotne )

Substancją smarującą określa się dowolny ośrodek, którego wprowa­dzenie w węzeł tarcia zmniejsza tarcie i zużycie (olej, smar plastyczny, smar stały, gaz, ciekły metal).

Atmosferą nazywa się bezpośrednie środowisko pary ciernej. Atmosferę mogą stanowić: powietrze, próżnia, gazy, pary, zanieczyszczenia i in.

X₁ - Adhezja

X₂- Adsorpcja

X₃ - Chemisorpcja

X₄ - Utlenianie

X₅ - Korozja

X₆ - Dyfuzja

---