Velké pístové spalovací motory a boroskopy mají dlouhou a zajímavou společnou historii. Věděli jste, že pístové spalovací motory byly inspirací pro inovaci průmyslových endoskopů, známých též jako boroskopy? A dnes jsou boroskopy zásadní součástí sady nástrojů pro kontrolu pístových spalovacích motorů.
V této sérii příspěvků věnovaných pístovým spalovacím motorům se dozvíte o vzájemně provázané historii boroskopů a pístových spalovacích motorů. Vysvětlím vám, jak boroskopy uspokojily potřebu kvalitní vizuální kontroly těchto složitých strojních zařízení. Také se dozvíte, jakou roli boroskopy sehrály v revoluční změně bezpečnostních kontrol díky tomu, že poskytly klíčové vizuální informace o stavu motorových dílů s nutností jen malé či žádné demontáže součástí motoru.
Začneme výletem do minulosti…
Zrod boroskopu
Velké pístové (PSM) se objevily na počátku 20. století, kdy se technologie rozvíjela a expandovala ohromujícím tempem, přičemž stále nabývala na složitosti. Tyto motory, které byly využívané v široké škále průmyslových odvětví, se vyznačovaly nákladnými a časově náročnými opravami. Pravidelná údržba a kontrola, která je schopná problémy zjistit ještě předtím, než ovlivní činnost motoru, se staly klíčově důležitou záležitostí. Takováto kontrola bohužel často znamenala úplné rozebrání motoru, což trvalo příliš dlouho a bylo ekonomicky velmi neefektivní.
Pouhých dvacet let po konci druhé světové války, dva američtí fyzikové vymysleli revoluční nástroj, který navždy změnil bezpečnostní kontroly, a to především u složitých strojních zařízení, jako jsou pístové spalovací motory. Díky vynálezu boroskopu mohli jeho uživatelé získat zřetelný vizuální pohled do úzkých, obtížně dosažitelných dutin, k jejichž kontrole bylo dříve nutné úplné rozebrání motoru.
Možnosti prvního konstrukčního provedení boroskopu byly ale stále ještě relativně omezené; boroskop byl vzhledem ke svému tvaru a velikosti vhodný pouze pro určité druhy dutin. Tato omezení inspirovala potřebu zdokonalit konstrukci tohoto nástroje.
Typy boroskopů
Se zvyšující se složitostí vybavení pro provádění nepřímé vizuální kontroly (RVI) rostla také poptávka po boroskopech s větší pohyblivostí, větší ostrostí obrazu a všestrannějším použitím. V současnosti existují tři základní typy boroskopů: tuhé boroskopy, ohebné boroskopy a boroskopy s videozáznamem.
Prvním typem boroskopu, který byl využíván pro průmyslové účely, byl tuhý boroskop, což byla neohebná sonda vyrobená z leštěné nerezové oceli. I když tehdy tyto vynálezy představovaly významný pokrok, jejich možnosti byly stále velmi omezené, a při pohledu do nepřístupných součástí různých zařízení, jako jsou dutiny v motoru kolem ohybu, nastávaly obtíže.
Tato potřeba byla hybnou silou pro vznik ohebných fibroskopů, které pro dosažení větší ohebnosti začlenily do konstrukce boroskopu vláknovou optiku. Fibroskopy k přenosu obrazu používaly nastavitelnou tyč a svazky optických vláken, díky čemuž uživatelům umožňovaly přístup do prostorů s rohy a zakřivením. K ohebným boroskopům lze také přidávat další přípojné prvky, například další světelné zdroje a sady adaptérů.
V současnosti jsou nejmodernějšími nástroji pro provádění boroskopických kontrol videoskopy, a to díky své všestrannosti, jednoduchosti použití a schopnosti pořizovat jednotlivé snímky i videozáznamy. Videoskopem lze například zaznamenat kontrolu prováděnou v reálném čase rychleji, s menším množstvím příslušenství a s vyšší kvalitou obrazu a videa dokonce i bez osvětlení (obrázek 1).
Obrázek 1 – Porovnání hlavních charakteristik tuhých boroskopů, fibroskopů a videoskopů.
Proč je boroskop pro kontrolu motoru zásadně důležitý
Pístové spalovací motory se v současnosti běžně používají v mnoha průmyslových odvětvích, ať už k výrobě energie nebo pohánění mechanických zařízení jako hnací hřídele a čerpadla.
Pro zajištění jejich optimálního použití, bezpečnosti a dlouhé nepřetržité provozní životnosti je zásadně důležité znát stav každé jednotlivé součástky. To vyžaduje prohlídky součástí, kterými se zjišťují známky poškození nebo poruchy, ideálně bez rozebrání motoru. Metody používané k měření parametrů zařízení jsou známy jako metody sledování stavu. Každá technika používaná ke sledování stavu o motoru poskytuje určitý typ informací a je užitečná samostatně i v kombinaci s jinými technikami. Třeba ke kontrolám pístových spalovacích motorů se běžně používají tyto techniky:
- Použití měřicích přístrojů – snímače v motoru nepřetržité monitorují parametry, například teplotu, tlak, vibrace, složení výfukových plynů atd.
- Analýza použitého oleje – rutinně prováděný odběr a laboratorní analýza vzorků oleje, kterou lze zjistit degradaci oleje či přítomnost částic souvisejících s kontaminací, opotřebením nebo poškozením.
- Kontrola boroskopem (BSI) – vizuální kontrola vnitřních částí motoru, která vyžaduje pouze malou nebo žádnou demontáž dílů.
- Rozebrání – demontáž dílů nebo rozebrání celého motoru pro účely provedení kontroly, generální prohlídky nebo výměny součástí.
Použití monitorovacích snímačů a analýza použitého oleje jsou neinvazivní techniky a nijak nenarušují normální provoz, proto jsou všeobecně pokládány za první krok sledování stavu motoru. Těmito technikami je ale možné získat jen omezené množství informací, takže je obvykle potřeba provádět rutinní kontrolu boroskopem, ať už jako součást strategie pravidelné preventivní údržby nebo jako nástroj reaktivní údržby.
Obrázek 2 – Znázornění spalovacích komor (válců)
Boroskopová kontrola pístového motoru se soustředí na spalovací komoru, která je známá také jako válec (obrázek 2). Protože na součásti obklopující spalovací komoru působí velké tlaky a vysoké teploty, je nutné pravidelně sledovat, zda u těchto dílů nedošlo k poškození či opotřebení.
Videoskopy poskytují zobrazování s věrnou reprodukcí obrazu vzdálených cílů, čímž umožňují detekci vad, jako je například koroze, zanášení a trhliny, v životně důležitých součástech bez nutnosti rozebrání motoru. Díky videoskopům jsou technici schopni provádět analytická měření s větším detailem a přístupností, takže od začátku mohou přijímat lepší rozhodnutí, což šetří náklady i čas.
Z portfolia pro nepřímou vizuální kontrolu (RVI) společnosti Evident jsou pro kontrolu pístových spalovacích motorů doporučeny videoskopy IPLEX™ G Lite a IPLEX GT. Oba videoskopy vytvářejí snímky vysoké kvality, na jejichž základě lze provádět hodnocení součástí a které slouží i pro účely dalšího protokolování.
Zůstaňte v kontaktu a těšte se na další díl seriálu o boroskopech a pístových spalovacích motorech.
Související obsah
Závod v oblasti inovací již odstartoval – Boroskopy zrychlují výzkum a vývoj automobilů
