本科畢業(yè)論文-汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與維修研究(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 各種高新技術(shù)的發(fā)展都有重要作用。 主要包括表面機(jī)械強(qiáng)化、表面熱處理強(qiáng)化和表面化學(xué)熱處理強(qiáng)化、電火花強(qiáng)化、激光表面處理、電子束表面處理。 技術(shù)扣合技術(shù)是利用扣合件的塑性變形或熱膨脹冷縮的性質(zhì)將損壞的零件連接起來，達(dá)到修復(fù)零件的裂紋或斷裂的目的。 金屬扣合技術(shù)方法分類： （ 1）強(qiáng)固扣合法 （ 2）優(yōu)級扣合法 （ 3）強(qiáng)密扣合法 （ 4）熱扣合法 機(jī)械零件修復(fù)技術(shù)的選擇 1．選擇修復(fù)技術(shù)應(yīng)遵守的基本原則 技術(shù)合理原則、經(jīng)濟(jì)性好原則、生產(chǎn)可行原則。 2．選擇機(jī)械零件修復(fù)技 術(shù)的方法與步驟 （ 1）了解和掌握待修機(jī)械零件的損傷形式、損傷程度和部位；了解機(jī)械零件的材質(zhì)、 13 物理、力學(xué)性能和技術(shù)條件；了解機(jī)械零件在機(jī)械設(shè)備中的功能和工作條件。 （ 2）考慮和對照本單位的修復(fù)技術(shù)裝備狀況、技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，并估計(jì)舊件修復(fù)的數(shù)量。 （ 3）按照選擇修復(fù)技術(shù)的基本原則，對待修機(jī)械零件的各單個(gè)損傷部位選擇相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)。如果待修機(jī)械零件只有一個(gè)損傷部位，則到此就完成了修復(fù)技術(shù)的選擇過程。 （ 4）全面權(quán)衡整個(gè)機(jī)械零件歌損傷部位的修復(fù)技術(shù)方案。 （ 5）最后擇優(yōu)確定一個(gè)修復(fù)方案 。 3．具體實(shí)施修復(fù)時(shí)應(yīng)考慮的問題 （ 1）修理的對象不是毛坯，而是由損傷的舊機(jī)械零件，同時(shí)損傷形式各不相同。因此修理時(shí)，既要考慮修理損傷部位，又要考慮保護(hù)不修理表面的精度和材料的力學(xué)性能不受影響。 （ 2）機(jī)械 零件制造時(shí)加工定位基準(zhǔn)往往被破壞，為此，加工時(shí)需預(yù)先修復(fù)定位基準(zhǔn)或給出新的定位基準(zhǔn)。 （ 3）需修理的磨損的機(jī)械零件，通常其磨損不均勻，而且需補(bǔ)償?shù)某叽缫话爿^小。 （ 4）機(jī)械零件需修理表面在使用中通常會(huì)產(chǎn)生冷作硬化，并沾有各種污穢，修理前需有整理和清理工序。 （ 5）修復(fù)過程 中采用各種技術(shù)方法較多，批量小，輔助工時(shí)比例較高，尤其對于非專業(yè)化維修單位而言，多是單件修復(fù)。 （ 6）修復(fù)高速運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件，其原來平衡性可能受破壞，應(yīng)考慮安排平衡工序，以保證其平衡性的要求。 （ 7）有些修復(fù)技術(shù)可能導(dǎo)致機(jī)械零件材料內(nèi)部和表面產(chǎn)生微裂紋等，為保證其疲勞強(qiáng)度，要注意安排提高疲勞強(qiáng)度的工藝措施和采取必要的探傷檢驗(yàn)等手段。 （ 8）有些修復(fù)技術(shù)會(huì)引起機(jī)械零件的變形，在安排工序時(shí)，應(yīng)注意把會(huì)產(chǎn)生較大變形的工序安排在前面，并增加校正工序，對于精度要求較高、表面粗糙度要求低的工序應(yīng)安排在 后面。 機(jī)電設(shè)備故障診斷及排除的常用方法 機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障后，根據(jù)故障類型、性質(zhì)等，有針對性地妥善地處理，是保證設(shè)備恢復(fù)原有技術(shù)性能、是設(shè)備得以正常工作的重要手段。 機(jī)電設(shè)備常用的診斷方法有：﹙ 1﹚振動(dòng)診斷技術(shù)；﹙ 2﹚噪聲診斷技術(shù)；﹙ 3﹚溫度診斷技術(shù)；﹙ 4﹚油液分析與診斷技術(shù)；﹙ 5﹚無損檢測技術(shù)；﹙ 6﹚水平度的檢測。 1）振動(dòng)診斷技術(shù) 當(dāng)機(jī)械設(shè)備內(nèi)部發(fā)生異常時(shí)，設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)加劇的現(xiàn)象。 一、定義： 14 以系統(tǒng)在某種激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)作為診斷信息的來源，通過對所測得的振動(dòng)參量（振動(dòng)位移、速度、加速度）進(jìn) 行各種處理，借助一定的識別策略，對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷，進(jìn)而對于有故障的設(shè)備給出故障部位、故障程度以及故障原因等方面的信息。是應(yīng)用最廣泛、最普遍的診斷技術(shù)之一。 二、機(jī)械振動(dòng)及其測量 （一）機(jī)械振動(dòng) 物體在平衡位置附近作往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。 周期振動(dòng)、非周期振動(dòng)、窄帶隨機(jī)振動(dòng)和寬帶隨機(jī)振動(dòng)。 簡諧振動(dòng)：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，方向總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)叫簡諧振動(dòng)。 描述機(jī)械振動(dòng)的三個(gè)特征量：振幅、頻率和相位 （二）振動(dòng)測量 測量參數(shù)的選擇：位移、速度和加速度 測量監(jiān) 測點(diǎn)的選擇： 原則：此點(diǎn)應(yīng)是設(shè)備振動(dòng)的敏感點(diǎn)；應(yīng)是離機(jī)械設(shè)備核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)；應(yīng)是容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)；此點(diǎn)采集的信號應(yīng)能對設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)做出全面的描述。此外，選擇監(jiān)測點(diǎn)是還應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響，盡可能的避免選擇高溫、高濕、出風(fēng)口溫度變化劇烈的位置作為測量點(diǎn)。 振動(dòng)監(jiān)測周期的確定 （ 1）定期巡檢 （ 2）隨機(jī)點(diǎn)檢 （ 3）長期連續(xù)監(jiān)測 振動(dòng)監(jiān)測判斷標(biāo)準(zhǔn)的確定 （ 1）絕對判斷標(biāo)準(zhǔn) （ 2）相對判斷標(biāo)準(zhǔn) （ 3）類比判斷標(biāo)準(zhǔn) 2）溫度診斷技術(shù) 溫度是監(jiān)測機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)的一個(gè)重要特征量。 故障的一個(gè)明顯特 征就是溫度的升高，同時(shí)溫度的異常變化又是引發(fā)設(shè)備故障的一個(gè)重要因素。 測量方法：接觸式測溫、非接觸式測溫 一、接觸式測溫 熱電阻 15 定義：電阻值隨溫度變化的溫度檢測元件。 在溫度變化時(shí)本身電阻也隨之發(fā)生變化。（熱敏材料）工業(yè)熱電阻的感溫部份是用電阻溫度系數(shù)較大的金屬絲（如鉑絲、鎳絲、銅絲等）均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上。 主要特點(diǎn)：測溫范圍寬、測溫精度高、使用壽命長、安裝使用方便 熱敏電阻器 定義：電阻值隨其電阻體溫度的變化而顯著變化的熱敏元件。 熱敏電阻器是電阻值對溫度極為敏感的一種電阻器，也叫 半導(dǎo)體熱敏電阻器。它可由單晶、多晶以及玻璃、塑料等半導(dǎo)體材料制成。這種電阻器具有一系列特殊的電性能，最基本的特性是其阻值隨溫度的變化有極為顯著的變化，以及伏安曲線呈非線性。 玻殼型 NTC 熱敏電阻器 NTC（ Negative Temperature CoeffiCient）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進(jìn)行充分混合、成型、燒結(jié)等工藝而成的半導(dǎo)體陶瓷，可制成具有負(fù)溫度系數(shù)（ NTC）的熱敏電阻。其電阻率和 材料常數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化?，F(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系 NTC 熱敏電阻材料。 在電路電源接通瞬間，電路中會(huì)產(chǎn)生比正常工作時(shí)高出許多倍的浪涌電流，而 NTC熱敏電阻器的初始阻值較大，可以抑制電路中過大的電流，從而保護(hù)其電源電路及負(fù)載。 當(dāng)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，熱敏電阻器由于通過電流而引起阻體溫度上升，電阻值下降至很小，不會(huì)影響電路的正常工作。 熱電偶 有兩種不同的導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中有電動(dòng)勢產(chǎn)生。即熱電效應(yīng)。 如果熱電偶 的工作端與參比端存有溫差時(shí)，顯示儀表將會(huì)指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢所對應(yīng)的溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)熱將隨著測量端溫度升高而增長，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電極的長度、直徑無關(guān)。 二、非接觸式測量 根據(jù)熱輻射原理進(jìn)行測量 紅外測量使用最廣泛：定點(diǎn)測出遠(yuǎn)距離、小目標(biāo)的相對溫度，即溫升 。 技術(shù)范圍： 測溫范圍：低量范： 10— 200℃ 靈敏度： ℃ 16 頻譜范圍： 8— 14μ m 分辨率：低量范 1℃；高量范 ℃ 零位校正：自動(dòng)調(diào)整 工作距離： 090 米 環(huán)境溫度： 050℃ 3） 油 樣分析與診斷技術(shù) 油樣分析技術(shù)是 — 種磨損顆粒分析技術(shù)。 70 年代開始應(yīng)用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)瀏和故障診斷。它是根據(jù)油樣中磨損物質(zhì)的成分、形態(tài)、尺寸、數(shù)量等來分析設(shè)備的磨損部位、磨損類型、磨損過程和磨損程度，并可對設(shè)備故障和壽命進(jìn)行預(yù)測。 油樣分析：在設(shè)備不停機(jī)、不解體的情況下抽取油樣，并測定油樣中磨損顆粒的特性，對機(jī)器零部件磨損情況進(jìn)行分析判斷，從而預(yù)報(bào)設(shè)備可能發(fā)生的故障的方法。 （一）油樣分析通常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行 ： （ 1）油樣成分分析 （ 2）磨粒濃度分析 （ 3）磨粒形態(tài)分析 （二）、油樣的采集 原則： （ 1） Fe3O4 始終在同一位置、同一條件、同一運(yùn)行情況下采集； （ 2）在過濾前，避免從死角、底部采集； （ 3）在運(yùn)行時(shí)或剛停機(jī)時(shí)采集。若在關(guān)機(jī)后采集，需油還處于熱狀態(tài)采樣 （ 4）采油口、采油工具須潔凈。采油軟管只用一次。 周期： （ 1）新運(yùn)行或大修后的設(shè)備，采樣時(shí)間要短。在第一個(gè) 1000 小時(shí)工作時(shí)間內(nèi)每隔250h 采一次； （ 2）正常運(yùn)行期，每隔 500h 采一次； （ 3）分析結(jié)果異常時(shí)，時(shí)間要短點(diǎn)。 采集方法： 采樣主要工具是抽油泵、油樣瓶和抽油軟管。 （三）油樣分析方法的分類及應(yīng)用范圍 油樣分析 ：把鐵質(zhì)磨粒用磁性方法從油樣中分離出來，在顯微鏡下或用肉眼直接觀察，以進(jìn)行定性及定量分析。鐵譜分析方法比其它診斷方法，如振動(dòng)法，性能參數(shù)法等能更加早期地預(yù)報(bào)機(jī)器的異常狀態(tài)，證明了這種方法在應(yīng)用上的優(yōu)越性 。 主要方法： 17 磁塞法 顆粒計(jì)數(shù)器法 油樣光譜分析法 油樣鐵譜分析法 4） 無損檢測技術(shù) 一、無損檢測技術(shù)概述 無損檢測技術(shù)：在不破壞或不改變被檢物體的前提下，利用物質(zhì)因存在缺陷而使其某一物理性能發(fā)生變化的特點(diǎn)，完成對該物體的檢測與評價(jià)的技術(shù)手段的總稱。 缺陷的產(chǎn)生 （ 1）在制造過程 中產(chǎn)生 （ 2）在運(yùn)行過程中 作用 （ 1）檢測出缺陷的存在； （ 2）對缺陷作出定性、定量評定。 應(yīng)用 （ 1）制造廠家的產(chǎn)品質(zhì)量管理； （ 2）用戶訂貨的驗(yàn)收檢查及設(shè)備使用與維護(hù)的安全檢查。 二、檢測方法： 在工業(yè)領(lǐng)域，目前最常用的有： （ 1）超聲波檢測 （ 2）射線檢測 （ 3）滲透檢測 （ 4）渦流檢測 （ 5）磁粉檢測 超聲波檢測 用電振蕩在發(fā)射探頭中激發(fā)高頻超聲波，入射到被檢物內(nèi)部后，若遇到缺陷，超聲波會(huì)被反射、散射或衰減，再用接收探頭接收從缺陷處反射回來（反射法）或穿過被檢工件后（穿 透法）的超聲波，并將其在顯示儀表上顯示出來，通過觀察與分析反攝波或透射波的時(shí)延與衰減情況，即可獲得物體內(nèi)部有無缺陷以及缺陷的位置、大小及其性質(zhì)等方面的信息，并由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范判定缺陷的危害程度的方法。 射線探傷技術(shù) 常用于檢測的射線有： X、γ、中子射線，因其易于穿透物質(zhì)。射線檢測（照相法）的特點(diǎn)和適用范圍 優(yōu)點(diǎn)：幾乎適用于所有的材料，檢測結(jié)果（照相底片）可永久保存。對所測試檢查 18 物體既不破壞也不污染。 缺點(diǎn)： A、很難辨別缺陷的深度，要求在被檢試件的兩面都能操作，對厚的試件曝光時(shí)間需要很長。 B、對人體 健康（包括遺傳因素）的損害作用。 X 射線在切斷電源后就不再發(fā)生，而同位素射線（如γ射線）是源源不斷地發(fā)生的。 C、射線不只是筆直地向前輻射，它還可通過障礙物進(jìn)行反射與透射傳播。 D、 X 射線裝置是在幾萬乃至幾十萬伏高電壓下工作的，注意防止意外的高壓危險(xiǎn)。 磁粉探傷（增加） （ 1）磁粉檢測的基本原理有表面或近表面缺陷的工件被磁化后，當(dāng)缺陷方向與磁場方向成一定角度時(shí)，由于缺陷處的磁導(dǎo)率的變化，磁力線逸出工件表面，產(chǎn)生漏磁場，吸附磁粉形成磁痕。用磁粉探傷檢驗(yàn)表面裂紋，與超聲探傷和射線探傷比較，其靈敏度高、操作簡單 、結(jié)果可靠、重復(fù)性好、缺陷容易辨認(rèn)。但這種方法僅適用于檢驗(yàn)鐵磁性材料的表面和近表面缺陷。 （ 2）磁粉檢測的基本步驟 （ 1）預(yù)處理 去油脂、涂料以及鐵銹等。 （ 2）磁化 （ 3）施加磁粉 （ 4）觀察與記錄 （ 5）后處理退磁、除去磁粉和防銹處理。 5） 噪聲診斷技術(shù) 振動(dòng)和噪聲是機(jī)器在運(yùn)行過程中不可避免的屬性，它們的增加一定是故障引起。（通過敲擊檢測鐵軌的情況） 一、聲學(xué)基礎(chǔ) 機(jī)械振動(dòng)與聲 聲波： 是一種機(jī)械波。機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播。 聲波特征：頻率、周期、波長、聲速 聲音的主要特征量 聲壓、聲強(qiáng)、頻率，質(zhì)點(diǎn)振速和聲功率等，其中聲壓和聲強(qiáng)是兩個(gè)主要參數(shù)，也是測量的主要對象。 二、噪聲測量儀 傳聲器 將聲壓信號轉(zhuǎn)換為電壓信號 放大器 進(jìn)行阻抗變換 記錄器，以及分析裝置等。進(jìn)行故障定位和現(xiàn)場條件下的聲功率級的 確定。 三、噪聲測量 19 1．聲級計(jì) 是現(xiàn)場噪聲測量中最基本的噪聲測量儀器，可直接測量出聲壓 級。 2．聲強(qiáng)測量 用它可判斷噪聲源的位置，求出噪聲發(fā)射功率?？稍诂F(xiàn)場條 件下進(jìn)行聲學(xué)測量和尋找聲源，具有較高的使用價(jià)值。 3．聲功率的測量 聲源聲功率等于包圍聲源的 面積乘以通過此表面的聲強(qiáng)通量。因此，可以用測量聲強(qiáng)的方法計(jì)算聲源聲功率。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的主要任務(wù) 通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要應(yīng)該完成的任務(wù)，首先要 明確 學(xué)習(xí) 設(shè)備 故障診斷與維修技術(shù)有重要的意義 ；其次要 提高理論聯(lián)系 實(shí)際 的能力 ，能夠 綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能分析和解決實(shí)際問題 ；再者應(yīng) 學(xué)會(huì)搜集相關(guān)資料 ， 培養(yǎng) 查閱資料、利用資料的能力，鍛煉歸納總結(jié)、 故障原因 分析、 機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)分析 、技術(shù)論文編寫等綜合工作能力及實(shí)際維修技能 ；最主要的任務(wù)是掌握發(fā)動(dòng)機(jī)診斷與維修的方法， 學(xué)會(huì) 發(fā)動(dòng)機(jī) 診斷與維修常用的分析方法 ， 培養(yǎng)正確和科學(xué)的思維方法，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和實(shí)事求是的良好 作風(fēng)。 發(fā)動(dòng)機(jī) 的功用、要求 及分類 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，為汽車提供動(dòng)力。目前廣泛采用的是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，常見的汽