A nyomásveszteség-mérés

A nyomásveszteség-mérés eljárása a hengertérből kiáramló levegő „elszökésének” mértékét tárja fel. Ha a megengedettnél lényegesen több levegő távozik a hengertérből, akkor a henger-teret határoló fojtások valamelyike nagyon lecsökkent, magyarul valamelyik tömítés „kifúj”.

Megtörténhet ez például akkor, ha egy szelep nem zár tökéletesen, vagy ha egy gyűrű eltörött vagy besült.

Ha kiáramló levegő mennyisége csak kismértékben több mint a megengedett, akkor például a gyűrű-gyűrűhorony-hengerfal alkatrészcsoport kopása már előrehaladott állapotú.

A vizsgálathoz a hengertérbe folyamatosan nyomunk be levegőt. A levegőt műhelykompresz-szor szolgáltatja tápnyomás értéken. Célszerű, hogy ez 4…6 bar legyen. A táplevegő nyomá-sát a nyomásveszteség-mérő nyomásszabályzója általában 2 bar állandó értékű túlnyomásra szabályozza. Ez az érték a műszeren beállítandó.

A levegő – a műszerben lévő ún. etalonfojtáson átáramolva – flexibilis csövön keresztül jut a hengertérbe, vagy a gyertyanyíláson vagy az izzógyertya furaton keresztül (3.4. ábra). A mű-szer nyomásmérője a hengertérben uralkodó nyomást mutatja.

3.4. ábra

Amennyiben a hengertér teljesen tömített lenne, akkor nem alakul ki levegőáramlás, így a műszer a szabályozott (2 bar) nyomást fogja mutatni.

A nyomásszabályzó által beállított p1 nyomás az atmoszférikus nyomásszintre két sorbakapcsolt fojtáson, az etalon fojtáson és a párhuzamosan kapcsolt fojtások eredőjeként kialakuló motorfojtáson, azok fojtásának arányában esik. A közöttük elhelyezett nyomásmérő segítségével a nyomásmegoszlásról, s ezzel közvetve a fojtásarányról tudunk tájékozódni.

Δpe = p1 – p és Δpm = p – p0 Δpe + Δpm = p1 – p0 = állandó

Az etalon fúvóka előtti nyomás (p₁) állandó, a mögötte kialakuló érték (p) a motorfojtástól függően alakul. A fúvókán átáramló levegő tömege a ØE karakterisztika szerint változik. A kritikus nyomásviszony érték alatt, mely levegőre

p/p₀ = 0,53 a tömegáram állandósul.

Ez a nyomásveszteség-mérő kialakításánál azt jelenti, hogy a hengertér p = 0,159 MPa érték-nél kisebb bármely nyomása esetén az etalon fúvókán átáramló levegőtömeg az idő függvé-nyében állandósul (3.5. ábra).

3.5. ábra

A motorfojtás nyomásviszonya az előbbivel éppen ellentétesen alakul.

A fojtás utáni környezeti nyomás állandó. A fojtás előtti, azaz a hengertér gáznyomása a csak elvileg létező végtelen fojtás esetén kialakuló szabályozott (p1 = 0,3 MPa) értéktől a környe-zeti nyomásig (példánkban p0 = 0,1 MPa) változhat. A motorfojtáson átáramló levegő tömeget az

m = α•A•K•p (kg/s) összefüggés írja le, ahol:

α.- a fojtás átfolyási tényezője, A - a fojtás keresztmetszete,

K - a nyomásviszonytól függő arányossági tényező, p – a fojtás előtt kialakuló gáznyomás.

Az átömlő levegő tömegét a kritikus nyomásviszony elérése után (p = 0,188 MPa felett) csak a p nyomásérték határozza meg, ezért ebben a tartományban ØM karakterisztika lineáris. Az α•A szorzat növekedésével (csökkenő fojtás) természetesen növekszik a levegő tömegárama is.

Példánkban a ØM1 motorfojtás nagyobb, mint a ØM3.

A karakterisztikák metszéspontjában, a munkapontban kialakuló hengertéri nyomásérték a motorfojtáson eső nyomás (Δpm), míg a szabályozott érték és a pillanatnyi érték különbsége (p₁-p) az etalon fojtáson eső nyomás.

Minél nagyobb a mutatott nyomásérték, annál "jobb" a motorfojtás, azaz annál kisebbek a henger-dugattyú-szelep csoport kopását jellemző rések.

A nyomásmérőre általában fordított, százalékos skálát készítenek, amelynél 0% a 0,3 MPa-hoz és a 100 a 0,1 MPa-MPa-hoz, azaz a környezeti nyomásMPa-hoz tartozó mutatóhelyzetet jelöli.

Példaként egy haszongépjármű dízelmotoron mért 2,3 MPa kompresszió csúcsnyomás, mint alsó határérték, megfeleltethető 60%-os nyomásveszteség-értéknek a dugattyú megadott hely-zetében.

Most nézzük a másik esetet, ha a hengerben például az egyik szelep nyitva van a vizsgálatnál.

Természetes, hogy a hengertérből azonnal elszökik a levegő, a hengertér nyomása közel lesz a környezeti nyomáshoz. A (túl)nyomásmérő műszernek tehát közel nullát kell mutatnia.

Mindebből látjuk, hogy a valós mérési eredmény e két szélső érték között lesz. Levegő min-denképpen szökik a gyűrűk mellett a hengerből, tehát 2 bar nyomás nem alakulhat ki.

Mivel az etalon- és a motor-fojtások sorba vannak kötve, a műszer nyomásmérője a két fojtás arányának megfelelő értékre fog beállni 0 és 2 bar között (3.6. ábra). Az etalonfojtás állandó értékű, így a kijelzés csak a motorfojtás pillanatnyi értékétől fog függeni.

3.6. ábra: A nyomásveszteségmérő kijelzőjén a sorbakapcsolt fojtások nyomásesésének értel-mezése

Tehát minél jobb (nagyobb) a motorfojtás, a kijelzés annál közelebb lesz a 2 bar értékhez. A nyomásmérőn (egyes típusoknál) százalékos beosztást is találunk. A 2 bar-hoz 0% tartozik, mondván a veszteség (levegő szökés) nulla, míg a 0 bar-nál 100% van feltüntetve, mert ekkor minden levegő „elszökik”.

A mérés végrehajtása és kiértékelése

Miután beállítottuk a szabályozott mérési alapnyomást és csatlakoztattuk a vizsgálandó hen-gerhez a flexibilis csövet, a hengertérbe a levegőbetáplálás megkezdődik.

Az első, vagy referencia mérési pontot forgásirányba forgatott motornál, a kompresszió ütem elején vegyük fel, ott, ahol már szívó- és kipufogószelepek bezártak. Várhatóan itt a legkisebb a hengerkopás, tehát itt a „legtömítettebb” a motor. Amennyiben már itt nagy veszteséget ál-lapítunk meg, akkor valószínűleg nem megengedett fojtást találtunk (pl. szelepzárási hiba) stb. A levegő szivárgásának a helyét fonendoszkóppal próbáljuk megtalálni esetleg a szívó-csőben, a kipufogószívó-csőben, vagy a karterben.

A vizsgálatot mindig rögzített (megállított) főtengelyhelyzetben végezzük el. A forgásirány-ban forgatva utasítás azért fontos, hogy a gyűrűk normál helyzetükben feküdjenek a horony-ban. Egy kismértékű visszaforgatásnál is már megbillenhetnek, és így tömítőképességük, foj-tásuk lecsökkenhet.

A minősítő mérést, a többi hengerrel összehasonlító mérést forgásirányban véve a felső holt-pont előtt megállított dugattyú-helyzetben kell elvégezni. Ne a felső holtholt-pontban mérjünk, mert ott a dugattyú megbillent helyzetben lehet, ez pedig lecsökkentheti a tömítettséget (3.7.

ábra).

3.7. ábra: A nyomásveszteség alakulása a forgattyúhelyzet függvényében

Az FHP környezetében, a dugattyú oldalváltás miatt, a nyomásveszteség nagy szórást mutat.

A hengerkopások, így az olajfogyasztás okának feltérképezése céljából lehetőség van arra is, hogy a mérést az alsó holtponttól (a szívószelep zárásától) a felső holtpont felé haladva több ponton is elvégezzük. (A kompresszió-mérés a hibafeltárásnál megtévesztő is lehet, mert az indítómotorral forgatott motornál a gyűrűövbe felhordott olaj jó tömítést eredményez. Ezzel szemben a nyomásveszteség-mérésnél az eltávozó levegő, a gyűrűövből az ott összegyűlt olajat kihordja, kifújja.)

Állapothatárok

Valóban ezek a diagnosztika legfontosabb kérdései, de sajnos erre egyértelmű választ a gyá-rak nem adnak meg. Mivel azonban elsősorban a durva hibák kiszűrése, a hengerenkénti ösz-szehasonlítás, illetve egy hengerben, a löket mentén történő veszteség (tömítettség) változás megállapítás a célunk, így alapértéket magunk képezhetünk.

Az AHP utáni azon lökethelyzetben, ahol már a szelepek zárnak, vegyük fel a tömítettségi adatot, legyen ez, az adott motorra nézve, a referencia-érték. A veszteség százalékos értéke azonban hengerfurat-függő is! Az természetes, hiszen nagyobb hengerfurat-átmérő esetén nagyobb lesz a jó állapotnak megfelelő szivárgási veszteség, mivel a nagyobb a hengerkerület mentén, jó műszaki állapotban is több levegő szökik meg. Ezért itt, jó állapotban, nagyobb százalékos nyomásesés engedhető meg (3.8. ábra).

3.8. ábra: A nyomásveszteség a hengerátmérők függvényében, paraméter az etelonfúvóka átmérője

Ezzel indokolható, hogy a mérés kiértékelése hengerfurat-intervallumok szerint történik. Az alábbi táblázat (3.1. táblázat) – iránymutatás szinten – némi segítséget ad a kiértékeléshez.

Hengerátmérő mm Jó % Még elfogadható % Hibás %

 50–75 0–7,5 7,6–25 25,1–100

 75,1–100 0–12,5 12,6–32,5 32,6–100

 100,1–130 0–20 20,1–55 55,1–100 3.1. táblázat

Nagyobb hengerátmérőjű motoroknál, pl. 100 mm-es vagy annál nagyobb furatú haszongép-jármű motoroknál, lehetséges, hogy a 2 bar levegőnyomás elfordítja a motort, ekkor gondos-kodjunk a főtengely rögzítéséről.

Ha a hengerben rendellenesen nagy nyomásveszteséget észlelünk (nagy veszteséget mutat a nyomásmérő műszer), akkor a szivárgás helyének jobb észlelése érdekében célszerű megnö-velni a szabályozott levegőnyomást, hogy ennek következtében hallással jobban azonosítani tudjuk a szivárgás helyét.