Bài giảng Kiểm định và chuẩn đoán kỹ thuật ô tô

trong sửa chữa không còn phù hợp. Hiện nay công nghệ sửa chữa phục hồi chi tiết cơ bản thay đổi sang sửa chữa thay thế. Do đó cần thiết phải có công nghệ chẩn đóan. Hiện nay, công nghệ chẩn đóan đang phát triển mạnh ở nước ta. Các thiết bị chẩn đóan kỹ thuật ngày càng được cải tiến hiện đại hóa và áp dụng rộng rãi, cần có đội ngũ kỹ thuật viên đủ trình độ đáp ứng yêu cầu của công nghệ. Để đáp ứng nâng cao chất lượng đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên có trình độ Cao đẳng và làm tài liệu tham khảo cho các kỹ thuật viên đang hành nghề, tác giả đã cố gắng nghiên cứu biên sọan cuốn giáo trình “Kiểm định và chẩn đóan kỹ thuật ôtô xe máy”. Cuốn sách này được biên sọan với phương châm ngắn gọn, dễ hiểu, bám sát mục tiêu đào tạo trình độ Cao đẳng chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô. Nội dung cuốn sách biên sọan dựa trên cơ sở hiểu biết của tác giả và kế thừa các công trình của các Giáo sư, Phó giáo sư, Tiến sĩ đầu ngành ôtô, có kinh nghiệm trong công tác đào tạo. Nhân dịp này, Tôi xin chân thành cám ơn các tác giả của các công trình và các tài liệu tham khảo, cám ơn Ban giám hiệu, Cán bộ, Giáo viên Trường Cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ Tôi hòan thành cuốn sách này. Trong khi biên sọan, không tránh khỏi còn tồn tại thiếu sót, Tôi rất mong nhận được sự đóng góp của bạn đọc và các đồng nghiệp để cuốn sách được hòan thiện hơn. Th.S, Nguyễn Văn Bản 2Chương 1 Khái niệm về độ tin cậy và tuổi thọ của máy 1.1Các khái niệm cơ bản 1.1.1 Khả năng làm việc của máy Khả năng làm việc của máy là trạng thái của máy. có các thông số làm việc của máy nằm trong giới hạn quy định trong tài liệu kĩ thuật. Khái niệm tốt rộng hơn khái niệm khả năng làm việc. Một máy tốt luôn có khả năng làm việc. Nhưng một máy có khả năng làm việc thì có thể chưa tốt. Ví dụ: một hộp số vẫn duy trì khả năng làm việc, nếu như bánh răng trong hộp số đó bị mòn nhưng chưa vượt quá giới hạn cho phép, nhưng ta cũng không thể nói là hộp số đó là hộp số tốt. Không có khả năng làm việc là tình trạng của máy không thể tiếp tục sử dụng, mà nguyên nhân có thể là do chỉ một thông số nào đó không đạt yêu cầu kĩ thuật. Tình trạng tới hạn của máy là tình trạng máy không thể tiếp tục sử dụng do hư hỏng không thể khắc phục và không an tòan. Một máy có thể là máy được sửa chữa hoặc máy không được sửa chữa. Máy được sửa chữa là máy khi có phát sinh hư hỏng, có thể khôi phục lại các chỉ tiêu kĩ thuật. Trong một máy gồm nhiều chi tiết, có chi tiêt được sửa chữa và cũng có chi tiết không được sửa chữa. Ví dụ: xéc - măng của động cơ đốt trong là chi tiết không được sửa chữa, còn thanh truyền là chi tiết được sửa chữa. 1.1.2 Độ tin cậy Trong sử dụng và sửa chữa máy một chỉ tiêu chính dùng để đánh giá chất lượng máy là độ tin cậy của máy. Độ tin cậy của máy là tính chất của máy đảm bảo thực hiện các choc nun và duy trì chỉ tiêu sử dụng trong hạn định trong khoảng thời gian hoặc thời hạn cần thiết. Các chỉ tiêu của nhiều tính chất đặc trưng cho chất lượng của sản phẩm đều bị biến đổi theo thời gian. Độ tin cậy có tính chất phức hợp, tùy theo công dụng và điều kiện sản phẩm, có thể bao gồm tính không hỏng, tuổi thọ, khả năng bảo quản, tính thích ứng với sửa chữa. Độ tin cậy đảm bảo khả năng kĩ thuật để sử dụng sản phẩm theo công dụng trong thời gian cần thiết. Trong tài liệu kĩ thuật độ tin cậy thường được hiểu theo nghĩa hẹp là tính không hỏng. Độ tin cậy được đánh giá theo các chỉ tiêu sau: khối lượng công việc giữa hai lần hỏng; hệ số sẵn sàng; hệ số sử dụng kĩ thuật; xác suất làm việc không hỏng; . Trong lí thuyết về độ tin cậy, người ta sử dụng các khái niệm độ tin cậy vật lí và độ tin cậy hệ thống. Độ tin cậy vật lí của máy hay của chi tiết đặc trưng khả năng làm việc tin cậy của nó trong điều kiện nhất định, trong khỏang thời gian đã cho. Sự ổn định các đặc điểm của vật liệu và các quá trình sản xuất, chế tạo hay sửa chữa ảnh hưởng đến mức độ tin cậy vật lí. Độ tin cậy hệ thống của đối tượng hay hệ thống đặc trưng bằng khả năng thực hiện nhiệm vụ trong điều kiện nhất định và trong khỏang thời gian khi có hư hỏng của các phần tử cá biệt của tổng thành hay của đơn vị lắp. Độ tin cậy hệ thống phụ thuộc vào độ tin cậy vật lí của các phần tử riêng rẽ và của tổng thành 3bằng sơ đồ liên kết và mối quan hệ qua lại của chúng trong sơ đồ nhiệm vụ chung. Mức độ tin cậy thực tế của đối tượng phức tạp phụ thuộc vào độ tin cậy vật lí của các phần tử và sự liên kết hợp lí của chúng trong sơ đồ cấu trúc của các đơn vị lắp và của hệ thống. 1.2 Phương pháp tính độ tin cậy của chi tiết máy 1.2.1 Tính tóan ngẫu nhiên của các hư hỏng Do xe máy được sử dụng ở các điều kiện khí hậu, đường xá và các điều kiện khác nhau, chúng không những chịu tác động thay đổi mà còn mang tính ngẫu nhiên. Để phân tích kiểm tra tính tóan độ tin cậy của chi tiết máy người ta sử dụng lí thuyết xác suất thống kê. Đánh giá độ tin cậy của chi tiết máy nhờ vào phương pháp toán học trên cơ sở tích lũy thông tin thống kê. ở điều kiện sử dụng thực tế cho phép phát hiện các quy luật xác suất và sự phụ thuộc các yếu tố ngẫu nhiên với độ tin cậy. Trong tính tóan đại lượng ngẫu nhiên của hư hỏng chi tiết máy, thì việc thu thập và xử lí thông tin của độ tin cậy đóng vai trò quan trọng. 1.2.2 Thu thập và xử lí thông tin của độ tin cậy Nhiệm vụ của việc thu thập và xử lí thông tin của độ tin cậy: - Xác định và đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy của chi tiết máy - Phát hiện các nhược điểm về thiết kế và công nghệ chế tạo làm hạ thấp độ tin cậy của chi tiết máy - Xác định các quy luật phát sinh các hư hỏng - Phát hiện ảnh hưởng của các điều kiện và chế độ trong sử dụng đến độ tin cậy của chi tiết - Hiệu chỉnh các chỉ tiêu định mức của độ tin cậy - Xác định hiệu quả các biện pháp hướng đến làm tăng độ tin cậy đến mức tối ưu Thông tin của độ tin cậy của chi tiết máy dựa vào các thí nghiệm. Độ dài của thí nghiệm xác định phụ thuộc cấu trúc và mức độ tin cậy ban đầu. Trong đa số trường hợp, người ta thí nghiệm hay quan sát bằng các chu kỳ cho đến khi xuất hiện tình trạng giới hạn nghĩa là phát sinh nhu cầu sửa chữa. Trong quá trình quan sát hay thí nghiệm người ta tiến hành đo đạc chi tiết. Do thông tin ban đầu của thí nghiệm dễ bị phân tán, nên số lượng chi tiết máy tham gia thí nghiệm (N) phải đủ lớn để đảm bảo độ chính xác cao. Nhưng số lượng chi tiết tham gia thí nghiệm quá lớn sẽ làm giá thành thí nghiệm cao. Khi tính tóan số lượng chi tiết máy tham gia thí nghiệm (N), cần thiết sử dụng sai số tương đối ( ) trong vùng phân tán của các chỉ tiêu độ tin cậy: %100X XX T  Trong đó: X T và X là giá trị biên trên và giá trị trung bình của độ tin cậy Lấy giá tri %25%10  Số lượng chi tiết tham gia thí nghiệm hay tính lặp lại của thông tin được tìm phụ thuộc vào chấp nhận quy luật phân phối nào của chỉ tiêu độ tin cậy. ở phân phối chuẩn, số chi tiết N có thể tính theo công thức: Nv t 4Trong đó t là hệ số phụ thuộc. Sau khi đã có giá trị tỉ số v  tra bảng ta có giá trị của N, sau khi đã chọn xác suất tin cậy. ở phân phối Vâybun, để biết giá trị N, cần biết hay chọn giá trị của hệ số biến thiên (v), sau đó tra bảng tìm thông số b và tính biểu thức  1 b . Sau khi cho giá trị độ tin cậy, tìm N bằng cách tra bảng. 1.3 Phương pháp tính độ tin cậy của cụm chi tiết máy Độ tin cậy của một máy hoặc cụm chi tiết máy phụ thuộc vào độ tin cậy của các chi tiết tham gia, tình trạng các mối lắp ghép và điều kiện sử dụng. Thường độ tin cậy của máy hoặc cụm chi tiết máy cũng được tính tóan bằng phương pháp thống kê, xác suất. 1.3.1 Tính tóan Các chỉ tiêu kinh tế của tính không hỏng của máy Tính không hỏng của máy là độ dài trung bình của sự làm việc liên tục của máy từ hư hỏng sử dụng lần trước đến lần tiếp theo. Chỉ tiêu kinh tế của tính không hỏng có chi phí thời gian riêng: H BB i EOiN iEO N 1 1   ( lkvd h ... ) Trong đó N là số máy quan sát, BEO (hoặc DP EOEO , ), tương ứng tổng chi phí lao động, thời gian, tiền bạc cho việc khắc phục các hư hỏng của máy, Hi là khối lượng của máy thứ (i) đến cuối quan sát.1.3.2 Tính tóan các chỉ tiêu kĩ thuật của tính không hỏng của máy Thông số thông lượng không hỏng ( ) và khối lượng công việc trên một hư hỏng sử dụng (T o ), là chỉ tiêu kĩ thuật chính của tính không hỏng. Theo ý nghĩa vật lí, thông số thông lượng không hỏng là tốc độ xuất hiện hư hỏng (số hư hỏng trên một đơn vị khối lượng). ở trường hợp tổng quát, thông số này trùng với thay đổi của hàm mật độ của xác suất: )(Hf Trong đó (H) là khối lượng công việc của máy. Tuy nhiên, trong thực tế khảo nghiệm, để đơn giản trong tính tóan, người ta cho: const Khi khối lượng thông tin về hư hỏng đủ lớn sử dụng thông lượng hỏng ở vùng được chọn bất kì của khối lượng từ H1 đến H2, có thể xác định theo côngthức: )( )211 21 ( HH HHm N i N i       ( lkvd h ... ) ở trường hợp kết thúc quan sát, có thể sử dụng công thức:    N i i i H m N 1 1 ( lkvd h ... ) Trong đó: mi là số hư hỏng sử dụng của máy lần thứ (i) sau khối lượng 5công việc từ H1 đến H2, hay từ 0 đến Hi. Từ đó ta có công thức:  1 0 T , hay  N i i i m HT N 10 1 ( h lkvd ... ) Khi tính tóan kinh tế, đôi khi cần thiết xác định số hỏng trung bình MTBtrong suốt khối lượng công việc nhất định H3 (khối lượng công việc hàng nămđược lập kế hoạch cho máy hoặc khối lượng giữa các lần sửa chữa) T HHM TB 0 3 3  6Chương 2 khái niệm chung về chẩn đoán kỹ thuật 2.1 Khái niệm về chẩn đoán, và ảnh hưởng của điều kiện của sử dụng đến sự thay đổi trạng thái kĩ thuật 2.1.1 Khái niệm về chẩn đoán kĩ thuật “Chẩn đoán” là thuật ngữ được sử dụng từ thời kì Hi-Lạp cổ đại của những người thợ gốm, để chỉ những công việc nhằm xác định tình trạng chất lượng của sản phẩm qua các yếu tố biểu hiện bên ngoài của sản phẩm. Khi xã hội loài người phát triển, “chẩn đoán” trở thành môn khoa học nghiên cứu về phương pháp và công cụ xác định trạng thái kĩ thuật của đối tượng chẩn đoán. Ngành khoa học chẩn đoán ra đời, bắt đầu từ việc chẩn đoán sức khỏe của con người, và đã từ rất lâu rồi, người ta đã quen với từ “chẩn đoán” hay “hội chẩn” của ngành y tế. Khoa học về chẩn đoán máy móc đã ra đời từ khi con người biết chế tạo ra công cụ thay thế lao động thủ công. Nhưng sự phát triển của ngành chẩn đoán rất khó khăn, mà nguyên nhân chủ yếu là do thiếu các thiết bị đo lường có độ tin cậy cao. Ngày nay, với sự trợ giúp đắc lực của máy tính, lĩnh vực chẩn đoán có nhiều tiến bộ đáng kể. Việc sử dụng các biện pháp thăm dò không tháo rời máy, mà chỉ dựa vào biểu hiện đặc trưng để xác định trạng thái kĩ thuật của đối tượng được gọi là chẩn đóan kĩ thuật. Chẩn đoán kĩ thuật ôtô là một loại hình tác động kĩ thuật vào quá trình khai thác và sử dụng ôtô, nhằm đảm bảo cho ôtô hoạt động có độ tin cậy, an tòan, hiệu quả cao, bằng cách phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng và tình trạng kĩ thuật hiện tại mà không cần tháo rời ôtô hoặc tổng thành của ôtô. ý nghĩa của chẩn đoán kĩ thuật là: + Nâng cao độ tin cậy của xe và đảm bảo cho xe tham gia giao thông một cách an tòan, nhờ phát hiện kịp thời, dự báo trước các hư hỏng có thể xảy ra nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, nâng cao năng suất, giảm ô nhiễm môi trường. + Nâng cao độ bền lâu của máy, giảm chi phí phụ tùng thay thế, giảm hao mòn chi tiết và tuổi thọ của máy do sai lệch lắp ráp. + Giảm chi phí cho công tác bảo dưỡng và sửa chữa, do xác định chính xác hư hỏng và tình trạng kĩ thuật của máy và chi tiết máy. 2.1.2 Khái niệm về thông số chẩn đoán Muốn chẩn đoán chính xác và hiệu quả, thì người tham gia chẩn đoán phải xác định được thông số chẩn đoán. Thông số chẩn đoán là thông số biểu diễn quá trình họat động của các phần tử cấu trúc của máy có thể chứa một số dấu hiệu chẩn đoán. Khi đã tập hợp được các dấu hiệu chẩn đóan, người ta sẽ xử lí thông tin nhận được để thực hiện chẩn đoán, bằng cách so sánh tín hiệu nhận được với tín hiệu mẫu. Muốn tìm ra được thông số chẩn đoán, thì người tham gia chẩn đoán cần thiết phải nắm vững thông số biểu hiện kết cấu. Thông số biểu hiện kết cấu là thông số biểu thị các quá trình lí hóa, phản ánh tình trạng bên trong của đối tượng khảo sát. Các thông số này, con người và 7thiết bị đo có thể nhận biết được và chỉ xuất hiện khi đối tượng hoạt động hoặc ngay sau khi hoạt động. Ví dụ như tốc độ ôtô, nhiệt độ dung dịch làm mát, áp suất dầu bôi trơn, công suất động cơ, . Các thông số biểu hiện kết cấu luôn phụ thuộc vào tình trạng kĩ thuật của kết cấu. Ví dụ: sự tăng khe hở của mối lắp ghép trục khuỷu và gối đỡ cổ chính của động cơ sẽ làm giảm áp suất dầu bôi trơn trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức, làm tăng va đập, độ ồn, độ rung cụm tổng thành của động cơ. Một thông số biểu hiện kết cấu có thể biểu hiện nhiều thông số kết cấu bên trong, và ngược lại một thông số kết cấu có thể có nhiều thông số biểu hiện kết cấu. Biểu hiện kết cấu của các cụm chi tiết khác nhau, lại cũng có thể giống nhau. Các thông số biểu hiện kết cấu có tính chất đan xen phức tạp, biểu hiện kết cấu bên trong. Chính vì vậy, việc thu thập các thông số biểu hiện kết cấu phải hết sức thận trọng, hạn chế nhầm lẫn ảnh hưởng đến kết quả chẩn đoán. Có thể nói: việc xác định chính xác thông số biểu hiện kết cấu, đánh giá trình độ của việc chẩn đoán. Tuy nhiên, trong chẩn đoán có những thông số vừa là thông số kết cấu lại cũng là thông số biểu hiện kết cấu. Chẳng hạn như: thông số áp suất dầu bôi trơn của động cơ đốt trong, là thông số kết cấu của hệ thống bôi trơn, nhưng lại là thông số biểu hiện kết cấu của cặp lắp ghép bạc cổ chính và cổ chính. Thông số chẩn đoán là thông số biểu hiện kết cấu được chọn trong quá trình chẩn đoán. Nhưng không phải tòan bộ các thông số biểu hiện kết cấu đều được coi là thông số chẩn đoán. Trong chẩn đoán coi đối tượng chẩn đoán phức tạp được tạo lên bởi tập hợp các thông số kết cấu. Nên khi chẩn đoán xác định tình trạng kĩ thuật của một kết cấu, có thể ta chỉ cần dùng một thông số biểu hiện kết cấu, hoặc cũng có thể dùng nhiều thông số biểu hiện kết cấu. Khi chọn đúng thông số biểu hiện kết cấu được làm thông số chẩn đoán sẽ cho phép dễ dàng phân tích, xác định trạng thái kĩ thuật của đối tượng. Các thông số biểu hiện kết cấu chọn dùng làm thông số chẩn đoán phải đảm bảo yêu cầu: có tính hiệu quả, tính đơn trị, có độ nhạy, tính thông tin, tính ổn định, tính công nghệ. Việc chọn đúng thông số chẩn đoán, đảm bảo cho công việc chẩn đóan có hiêu quả, kết quả chẩn đoán chính xác. 2.1.3 ảnh hưởng của điều kiện sử dụng đến sự thay đổi trạng thái kĩ thuật 2.1.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số ma sát Hầu hết, các hư hỏng của chi tiết máy đều có nguyên nhân từ sự hao mòn, mà yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến hao mòn là sự mài mòn các bề mặt chi tiết do ma sát. Quá trình mài mòn bề mặt chi tiết rất phức tạp và phụ thuộc vào số lớn các yếu tố theo các tổ hợp khác nhau ở điều kiện cụ thể của sử dụng máy. Theo quan điểm hiện đại, ma sát là kết quả của nhiều dạng tương tác phức tạp khác nhau, khi có sự tiếp xúc và dịch chuyển hoặc có xu hướng dịch chuyển giữa hai vật thể, trong đó diễn các quá trình cơ, lý, hóa điện...quan hệ của các quá trình đó rất phức tạp và phụ thuộc vào đặc tính tải, vận tốc trượt, vật liệu và môi trường. 8NF ms   là hệ số ma sát,  cvpf ,, N- là tải trọng pháp tuyến C-là điều kiện ma sát (vật liệu, độ cứng, độ bóng. Chế độ gia công, môi trường) Công ma sát A chuyển hóa thành nhiệt năng Q và năng lượng hấp thụ giữa hai bề mặt E: EQA  Qua nghiên cứu và thực nghiệm, người ta đã phát hiện ra rằng: khi thay đổi áp suất p, thì  thay đổi theo, nhưng tồn tại khỏang pth1< p <pth2, mà tại đó  có giá trị ổn định và nhỏ nhất. Khi  vượt ra ngoài khoảng đó thì sảy ra hư hỏng và  tăng cao. Cũng như sự ảnh hưởng của áp suất đến ma sát, sự ảnh hưởng của vận tốc dịch chuyển tương đối giữa hai bề mặt cũng có ảnh hưởng tương tự.   cvf 11,  cvf 22 v Hình 2.1 ảnh hưởng của vận tốc đến  Đường cong  vcf , , cũng tương tự như đường cong  pcf , . để xác định ảnh hưởng của điều kiện ma sát đến hệ số ma sát  , người ta đã làm thí nghiệm thứ nhất ở cặp ma sát Fe – Fe với điều kiện là p = constan và v = constan, có và không cho bột mài vào giữa hai bề mặt ma sát. Kết quả thí nghiệm thứ nhất, được thể hiện ở (hình 2.2). Từ kết quả của thí nghiệm thứ nhất, ta có thể kết luận: Hệ số ma sát  thay đổi khi điều kiện ma sát thay đổi. OA - không có bột mài AB - giảm do tác dụng ra trơn của bột mài BC- tăng mạnh và không ổn định do phá hoại của bột mài. CD- không có bột mài.  O A B C D t Hình 2.2 ảnh hưởng của điều kiện ma sát đến hệ số  Từ những lí luận trình bày ở trên, ta có thể kết luận rằng: 9+ Hệ số ma sát  phụ thuộc vào nhiều yếu tố  cvpf ,, + Tồn tại khỏang tancons và nhỏ nhất. + Có thể ứng dụng vào trong thực tiễn sử dụng sao cho mở rộng phạm vi tancons và nhỏ nhất. 2.1.3.2 Tác dụng của dầu bôi trơn đến sự hao mòn của chi tiết Như ta đã biết, trong các loại ma sát, thì ma sát ướt làm giảm tốt nhất sự hao mòn chi tiết máy. ở điều kiện bôi trơn ma sát ướt, chi tiết làm việc trên đệm dầu. Lớp đệm dầu nhận tải trọng, làm giảm tải trọng va đập tác dụng lên chi tiết. Khả năng chịu tải trọng của lớp dầu bôi trơn đã được Giáo sư Pêtrốp đề cập vào năm 1883 và đặt cơ sở cho quy luật bơi thủy động học của trục trong ổ trượt. Từ lí thuyết bôi trơn thủy động lực học ta thấy: đối với một cặp lắp ghép chuẩn xác (có hình dáng hình học đúng) với một khe hở nào đó, thì vị trí của trục phụ thuộc vào tải trọng, độ nhớt của dầu bôi trơn, kích thước và kết cấu của trục – ổ trượt, tốc độ quay của trục. Bản chất của hiện tượng bơi thủy động học của trục trong ổ trượt ở tốc độ quay nhất định được giải thích như sau: - Khi n = 0, trục tựa trên ổ trượt. - Từ thời điểm bắt đầu quay và khi tiếp tục tăng vận tốc quay của trục, do sự bám dính của dầu với bề mặt của trục, trục cuốn dầu bôi trơn và đẩy nó vào khe hở hình nêm. Nhờ đó mà trục được nâng lên, đồng thời dịch chuyển về phía chiều quay. Khi tốc độ quay của trục đạt đến giá trị đủ lớn, trục sẽ bơi trong ổ trượt và các bề mặt làm việc được phân cách với nhau bằng lớp dầu bôi trơn. Tâm quay của trục từ lúc bắt đầu quay sẽ vẽ thành đường cong gần với nửa vòng tròn. Khi tốc độ quay của trục vô cùng lớn, theo lý thuyết, thì tâm của trục và tâm ổ trượt sẽ trùng nhau. Sự biến dạng hình học của cổ trục hay ổ trượt sẽ dẫn tới khả năng tải của lớp dầu bôi trơn sẽ giảm đi. Trong trường hợp này sẽ không có hiệu ứng nêm dầu sảy ra. Hiệu ứng nêm dầu cũng không xảy ra khi bề mặt làm việc của chi tiết có những mấp mô lỗi lõm lớn. Trong việc sử dụng dầu bôi trơn, độ nhớt của dầu bôi trơn ảnh hưởng nhiều đến ma sát cũng như hao mòn chi tiết máy. Trong bôi trơn thủy động, thì hệ số ma sát  phụ thuộc vào tỷ số p n . n - số vòng quay của trục (v/ph)  - độ nhớt của dầu bôi trơn p - áp suất tác động lên bề mặt chi tiết Vùng 1 – vùng ma sát khô Vùng 2 – vùng ma sát tới hạn Vùng 3 – vùng ma sát ướt  lý thuyết 1 2 3 p n Hình 2.3 ảnh hưởng của p n đến  Từ những lí luận trình bày ở trên, trong sử dụng máy, việc sử dụng bôi trơn đúng ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái kĩ thuật và tuổi thọ của máy. Ngoài Thực tế 10 ra, việc sử dụng và chăm sóc bảo dưỡng đúng kĩ thuật cũng có ảnh hưởng không nhỏ đến tuổi thọ của máy. 2.2 Phương pháp và các thiết bị chẩn đoán 2.2.1 Phương pháp chẩn đoán 2.2.1.1 Phân loại phương pháp chẩn đoán Phân loại theo phương pháp tổ chức chẩn đoán Theo phương pháp phân loại này, chia làm hai loại chẩn đoán: + Chẩn đoán kĩ thuật định kì là chẩn đoán kĩ thuật do một đội chẩn đoán chuyên trách hay một bộ phận của đội bảo dưỡng và sửa chữa đảm nhận với mục đích dự báo trạng thái kĩ thuật trước khi tiến hành bảo dưỡng kĩ thuật định kì. + Chẩn đoán kĩ thuật bất thường là chẩn đoán kĩ thuật được tổ chức theo yêu cầu nhằm dự báo trạng thái kĩ thuật do sự hư hỏng bất thường. Chẩn đoán kĩ thuật có thể được tổ chức thực hiện ở hiện trường làm việc của máy, bãi tập kết hoặc ga ra của máy, hay ở xưởng sửa chữa, do nhóm thợ hoặc tổ chuyên trách có trình độ cao và kinh nghiệm tốt. Phân loại theo nội dung hoặc khối lượng công việc. Theo nội dung hay khối lượng công việc, chẩn đoán kĩ thuật được chia làm hai loại: + Chẩn đoán toàn bộ được tiến hành để kiểm tra toàn bộ máy xác định trạng thái kĩ thuật của máy. Lọai chẩn đoán này, thường được thực hiện trước và sau khi đưa máy vào sửa chữa. + Chẩn đoán từng phần tiến hành để xác định trạng thái kĩ thuật của từng cụm chi tiết hoặc tổng thành hat một bộ phận nào đó của máy. Phân loại theo số lượng thông tin thu được: + Chẩn đoán kĩ thuật chung là công việc chẩn đoán nhằm đánh giá trạng thái kĩ thuật chung của cụm máy hay máy, qua các thông số tổng hợp (công suất động cơ, lượng tiêu hao nhiên liệu, ), mà không cần chỉ rõ vị trí và nguyên nhân hư hỏng. + Chẩn đoán kĩ thuật sâu, là công việc chẩn đoán không những đánh giá trạng thái kĩ thuật chung, mà còn chỉ rõ vị trí và nguyên nhân hư hỏng của máy, xác định khối lượng công việc bảo dưỡng và sửa chữa, khả năng làm việc còn lại của máy. 2.2.1.2 Phương pháp chẩn đoán sâu Phương pháp chẩn đoán, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ tin cậy trong đánh giá trạng thái kĩ thuật của máy. Nó giúp cho việc nâng cao độ chính xác của kết quả chẩn đoán, giúp cho công việc bảo dưỡng và sửa chữa tiết kiệm được thời gian và tiền bạc, sử dụng hiệu quả máy. Trước hết, để đảm bảo chẩn đoán chính xác, thì người tham gia chẩn đoán phải hiểu rõ kết cấu của đối tượng chẩn đoán. Vì có hiểu biết kết cấu của đối tượng chẩn đoán, thì mới nắm được các thông số kết cấu của đối tượng. Mà có nắm được thông số kết cấu thì mới biết được thông số biểu hiện kết cấu. Sau khi đã tìm hiểu kết cấu và các thông số kết cấu của đối tượng chẩn đoán, người tham gia chẩn đoán phải tiếp tục tìm hiểu các thông số kĩ thuật tiêu chuẩn và các thông số kĩ thuật giới hạn của đối tượng, hay nói cách khác là thông số kết cấu tiêu chuẩn và thông số kết cấu giới hạn. Từ đó, xác định các thông số biểu hiện kết cấu. 11 Việc xác định các thông số biểu hiện kết cấu rất quan trọng trong việc chẩn đoán. Vì đây chính là các biểu hiện ra bên ngoài của trạng thái kĩ thuật của đối tượng, và từ những thông số biểu hiện kết cấu này để chọn ra các thông số chẩn đoán. Việc chọn thông số chẩn đoán quyêt định độ tin cậy và khả năng chính xác của kết quả chẩn đoán. Thông số chẩn đoán được chọn từ các thông số biểu hiện kết cấu, phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Thông số đó phải đặc trưng cho kêt cấu, ít hoặc không gây ra nhầm lẫn với các thông số biểu hiện kết cấu khác. Yêu cầu này gọi là tính đơn trị của thông số. + Thông số phải chứa đựng đầy đủ các biểu hiện dù là nhỏ nhất của sự thay đổi của thông số kết cấu. Sự biến thiên của thông số phải tỷ lệ thuận với thay đổi của thông số kết cấu. + Thông số được chọn phải dễ dàng đo đạc hoặc cảm nhận bằng các thiết bị đo sẵn có hay cảm nhận bằng các giác quan của con người. + Dễ dàng tìm được thông số chuẩn và thuận lợi trong việc so sánh với các thông số chuẩn. Trong chẩn đoán, có thể chọn một hoặc vài thông số biểu hiện kết cấu làm thông số chẩn đoán, để nâng cao độ tin cậy và độ chính xác của kết quả chẩn đoán. Việc lựa chọn thông số chẩn đoán còn phụ thuộc vào thiết bị chẩn đoán sẵn có, và trình độ của người tham gia chẩn đóan. Thông số được chọn phải có thể đo được bằng các thiết bị sẵn có tại cơ sở và phù hợp với trình độ sử dụng. Sau khi tiến hành xác định các thông số chẩn đoán, so sánh với các thông số chuẩn để làm cơ sở xác định trạng thái kĩ thuật của máy. Việc xác định tuổi thọ và khả năng làm việc còn lại của máy được tiến hành theo tiến hành theo phương pháp xác suất thống kê. 2.2.2 Các thiết bị chẩn đoán Như đã nêu ở phần trên, khó khăn của chẩn đoán kĩ thuật là dụng cụ và thiết bị chẩn đoán. Hiện nay, do sự phát triển của khoa học kĩ thuật, nên đã có nhiều thiết bị đo đạc hiện đại có độ chinh xác cao, giúp cho việc chẩn đoán thuận lợi và đạt kết quả chính xác. Trong chẩn đoán cũng có trường hợp có thể sử dụng các giác quan nhận biết của con người. Việc sử dụng giác quan vào công việc chẩn đoán, có ưu điểm là không cần các thiết bị đo đát tiền, có thể chẩn đoán nhanh chóng ở mọi lúc mọi nơi. Nhưng nó có nhược điểm là phải có các chuyên gia có kinh nghiệm cao, độ tin cậy và chính xác của kết quả không cao và phụ thuộc hoàn toàn vào chuyên gia, thậm trí còn phụ thuộc cả vào tình trạng sức khỏe, tình trạng tâm lí của chuyên gia. Trong chẩn đoán kĩ thuật hiện đại, để nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc chẩn đoán, hiện nay người ta đã sử dụng các thiết bị và dụng cụ chẩn đoán. Có thể chia dụng cụ và thiết bị chẩn đoán ra làm các loại như sau: Phân loại kết cấu của thiết bị: + Thiết bị chẩn đoán đơn giản là thiết bị hoặc dụng cụ đo thông thường, có kết cấu đơn giản, như các loại thước đo, lực kế, . Loại thiết bị này, dùng để xác định các thông số chẩn đóan đơn giản như hành trình bàn đạp của li hợp, lực tác động lên vành lái hoặc bàn đạp phanh, . Loại thiết bị này có ưu điểm là rẻ 12 tiền, dễ kiếm, dễ sử dụng. Nhưng nó lại có những nhược điểm là độ chính xác không cao và chỉ xác định được các thông số chẩn đoán đơn giản. + Thiết bị chẩn đoán phức tạp là các loại thiết bị có kết cấu phức tạp như các thiết bị đọc hộp ECU, thiết bị đo nồng độ khí xả, . Ưu điểm của loai thiết bị này là cho ra kết quả chinh xác và có thể xác định được các thông số chẩn đoán phức tạp, nhưng nhược điểm là đắt tiền và sử dụng cần phải có trình độ kĩ thuật cao. Phân loại theo công nghệ chẩn đoán: +Thiết bị chẩn đoán chung là thiết bị chẩn đoán dùng để đo các thông số tổng hợp nhằm xác định trạng thái kĩ thuật chung của máy. + Thiết bị chẩn đoán sâu là thiết bị chẩn đoán có thể đo được các thông số chẩn đoán và đồng thời có thể xác định được nguyên nhân gẩy ra hư hỏng và vị trí hư hỏng. Việc lựa chọn thiết bị chẩn đoán, phải căn cứ vào điều kiện thực tế của cơ sở sản xuất, mục đích của chẩn đóan, và trình độ của người tham gia chẩn đoán. 2.2.3 Các loại cảm biến thường dùng trong chẩn đoán Cảm biến sử dụng trong chẩn đoán nhằm xác định chính xác các thông số chẩn đoán, giúp nâng cao hiệu quả việc chẩn đoán. Các loại cảm biến sử dụng trong chẩn đoán rất phong phú. Trong khuôn khổ phần viết này, chỉ nêu một số cảm biến thông dụng dùng để đo các thông số cơ bản trong chẩn đoán. 2.2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí không khí, thành phần khí xả Cảm biến đo lưu lượng dòng khí nạp 1, Cảm biến Karman – Vortex Cảm biến này làm việc dựa vào hiện tượng vật lí: khi cho dòng khí đi qua một vật thể cố định, thì phía sau vật thể đó sẽ xuất hiện sự xoáy lốc đều đặn, xóay lốc đó được gọi là xoáy lốc Karman. Lí thuyết về sự xoáy lốc khi có dòng khí đi qua vật cản, đã được Struhall đưa ra từ năm 1878, Nhưng mãi đến năm 1934 dụng cụ đo đầu tiên chế tạo theo lí thuyết này mới được ứng dụng. Ngày nay, có rất nhiều sáng chế dựa theo lí thuyết này được ứng dụng trong việc đo lưu lượng dòng khí nạp của động cơ. Đặc biêt là hai loại cảm biến Karman kiểu quang và kiểu siêu âm. a, Cảm biến Karman kiểu quang Kết cấu loại này gồm có: một ống trụ gọi là bộ phận tạo xoáy. Khi cần đo lưu lượng thì đặt bộ phận tạo xoáy ở giữa dòng khí. Khi dòng khí đi qua bộ phận tạo xóay sẽ tạo ra một dòng khí xóay, gọi là dòng xóay Karman. Đèn led chiếu ánh sáng tới tấm kim loại mỏng có khả năng phản chiếu ánh sáng (gương). Transitor quang cảm nhận ánh sáng phản chiếu của gương.Dòng xoáy Karman đi theo rãnh dẫn hướng làm rung gương và thay đổi hướng ánh sáng phản chiếu. Transitor quang cảm nhận sự thay đổi đó và chuyển thành tín hiệu đưa về máy tính khuếch đai và hiển thị. 13 1- Photo transitor 2- Đèn led 3- Gương 4- Bộ đếm dòng xóay 5- Lưới ổn định 6- Vật tạo xóay 7- Cảm biến áp suất khí trời 8- Vòng xóay Hình 2.4 Bộ đo lưu lượng khí kiểu Karman quang b, Cảm biến Karman kiểu siêu âm 1- Bộ dao động 2- Thân xóay 3- Phần phát 4- Sóng siêu âm 5- Xóay 6- Phần đón 7- Khuếch tán 8- Bộ lọc 9- Nắn xung Hình 2.5: Bộ cảm biến lưu lượng không khí kiểu Karman- Vortex siêu âm Bộ cảm biến kiểu siêu âm gồm các bộ phận sau: - Cục tạo xoáy để tạo ra các dòng xóay lốc Karman - Bộ khuếch đại để khuếch đại các sóng siêu âm - Bộ phát sóng để phát ra các sóng siêu âm - Bộ nhận sóng để nhận các sóng siêu âm - Bộ điều chỉnh xung để chuyển đổi các sóng siêu âm nhận được thành các xung điện dạng số Khi dòng khí đi qua cục tạo xoáy dạng cột ba cạnh, tạo ra hai dòng xoáy ngược chiều nhau (dòng xóay Karman). Số lượng dòng xóay phụ thuộc vào lưu lượng dòng khí. Khi không có dòng khí đi qua, thì cục tạo xoáy không thể phát ra dòng xoáy Karman. Do đó, sóng siêu âm lan truyền từ bộ phát sóng đến bộ nhận sóng trong khỏang thời gian cố định T, đây là thời gian chuẩn để so. Khi dòng khí xoáy thuận kim đồng hồ đi qua gặp sóng siêu âm, lúc này chiều dòng xoáy cùng chiều với chiều của sóng siêu âm, nên thời gian bộ nhận sóng nhận được sóng T1T, Như vậy cứ mỗi lần sóng truyền thay đổitừ T1 đến T2 thì bộ chuyển đổi sẽ phát ra một xung vuông. Khi khí đi qua cảm 14 biến lưu lượng lớn thì bộ chuyển đổi xung sẽ phát ra xung vuông với mật độ dày đặc hơn và ngược lại. Từ đó ta biết được lưu lượng khí qua cảm biến. 2.2.3.2 Cảm biến đo nồng độ của thành phần khí xả Cảm biến ôxy, dùng để xác định lượng oxy có trong thành phần hòa khí hoặc trong thành phần khí xả khi động cơ đang hoạt động. Cảm biến oxy trong thành phần khí xả còn được gọi là cảm biến Lamda. Có nhiều loại cảm biến oxy. Thông thường người ta dùng cảm biến oxy với thành phần Zirconium và cảm biến oxy loại TITANIA trong công nghệ chẩn đoán. Cảm biến oxy với thành phần Zirconium: Loại này chủ yếu được chế tạo từ chất Zirconium dioxid. Chất Zirconium dioxid sẽ hấp thụ các O-2. Măt trong của Zirconium tiếp xúc với không khí, còn mặt ngoài tiếp xúc với khí xả hoặc hòa khí. Sự chênh lệch mức độ hấp thụ ôxy của m...ư cụm piston – xéc măng – xi lanh, bạc và cổ trục, cũng gây nên tác hại đáng kể như ma sát tăng, nhiệt độ của động cơ tăng, tổn thất công suất cao, . 5.1.2 Khoảng tốc độ quay của động cơ Tùy theo từng loại động cơ mà có tốc độ làm việc trong khoảng nhất định. Với mỗi một giá trị số vòng quay, công suất của động cơ có thể từ giá trị nhỏ nhất và đến một giá trị nào đó nhất định. Số vòng quay tối thiểu của động cơ, nhằm đảm bảo điều kiện để động cơ có thể làm việc ổn định. Giá trị này có ảnh hưởng đến lượng tiêu hao nhiên liệu và chất lượng khí xả. Giá trị số vòng quay lớn nhất cho phép, bị giới hạn bởi độ bền của các chi tiết của động cơ, khả năng đàn hồi của lò xo xu páp, chế độ nhiệt của động cơ, chất lượng khí xả, . Việc không đảm bảo số vòng quay lớn nhất của động cơ nguyên nhân trước hết là độ kín khít của buồng đốt, hệ thống nhiên liệu, sau đó là hệ thống đánh lửa hoặc góc cung cấp nhên liệu. 5.1.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn Lượng tiêu hao nhiên liệu Lượng tiêu hao nhiên liệu là chỉ tiêu quan trọng sau công suất của động cơ, thể hiện trạng thái kĩ thuật của động cơ. Nguyên nhân gây nên lượng tiêu hao nhiên liêu tăng quá mức có thể do: + Hệ thống nhiên liệu không đảm bảo độ kín hoặc điều chỉnh không đúng, + Sự hao mòn quá mức của nhóm chi tiết piston – xéc măng – xi lanh + Bộ lọc không khí bị tắc hoặc bị bẩn + Kĩ thuật điều khiển của người điều khiển không đảm bảo Hư hỏng do các nguyên nhân trên gây nên không tuân theo một quy luật nhất định nào cả. Bởi vậy, không có quan hệ trực tiếp giữa lượng tiêu hao nhiên liệu với tình trạng kĩ thuật của động cơ. Trong chẩn đóan, vấn đề này được quan tâm trên cơ sở thử nghiệm động cơ trên bệ thử, mà không đánh giá trên đường, nhằm loại trừ ảnh hưởng của hệ thống truyền lực của ôtô và kĩ thuật điều khiển của người sử dụng. Thường người ta tiến hành chẩn đóan trên bệ thử động cơ có gây tải. Lượng tiêu hao dầu bôi trơn: Lượng tiêu hao dầu bôi trơn, là chỉ tiêu khách quan và độc lập của trạng thái kĩ thuật của động cơ. Chỉ tiêu này phản ánh tình trạng kĩ thuật của nhóm 30 piston – xéc măng – xi lanh, bạc dẫn hướng xu páp và các bộ phận làm kín. Lượng tiêu hao nhiên liệu quá mức quy định do nguyên nhân: một phần dầu bôi trơn lọt vào buồng đốt sau đó bị đốt cháy và thải ra theo đường khí xả. ở dộng cơ có trạng thái kĩ thuật bình thường, lượng tiêu hao do lọt và đốt cháy ở buồng đốt trong khỏang (1,5 2,0)%. Khi lượng tiêu hao dầu bôi trơn tăng đến 3,5% (đối với động cơ có công suất lớn), 4,5% (đối với động cơ có công suất vừa và nhỏ), thì có thể kết luận tình trạng kĩ thuật của nhóm piston – xéc măng – xi lanh đã tới giới hạn hư hỏng. Vì sự thay đổi lượng tiêu hao dầu bôi trơn biến đổi quá nhỏ trong thời gian dài sử dụng, nên việc đánh giá tình trạng kĩ thuật trong giai đọan đang sử dụng, không thể dùng thông số này. Khi đã có hiện tượng gia tăng lượng tiêu hao dầu bôi trơn thì động cơ đã hết tuổi thọ, cần mang đi sửa chữa. Lúc này, lượng tiêu hao dầu bôi trơn là thông số quyết định cơ bản tuổi thọ của động cơ. Trong chẩn đoán, có thể dùng thông số độ lọt khí xuống các – te thay thế thông số lượng tiêu hao dầu bôi trơn. áp suất dầu bôi trơn: áp suất dầu bôi trơn chịu ảnh hưởng của khe hở trục và bạc lót trong động cơ. Khi áp suất dầu bôi trơn giảm, chứng tỏ khe hở của trục và bạc lót tăng hoặc hư hỏng ở bơm dầu bôi trơn, tắc bộ phận lọc dầu bôi trơn, . áp suất dầu bôi trơn của động cơ tốt, ở số vòng quay định mức, nằm trong giới hạn (0,2 0,4) Mpa. Giá trị này có giới hạn (0,08 0,1) Mpa. ở số vòng quay tối thiểu, áp suất dầu bôi trơn khoảng (0,05 0,07) Mpa. Thành phần và màu khí xả: Quá trình cháy của động cơ thực hiện ở nhiệt độ cao khác nhau. Do đó, thành phần của khí xả cũng khác nhau và phụ thuộc vào loại động cơ, loại nhiên liệu sử dụng, Trạng thái kĩ thuật của động cơ. Vì vậy, khi dùng thông số thành phần và màu sắc khí xả làm thông số chẩn đoán, phải sử dụng nhiên liệu theo tiêu chuẩn quy định của nhà chế tạo và phải thử nghiệm trong điều kiện riêng biệt. Các thí nghiệm hiện nay, cho phân tích thành phần khí xả theo quan điểm độc hại cho môi trường. Trong sự thay đổi của thành phần khí xả, bao gồm yếu tố tổng hợp về chất lượng kĩ thuật, cho nên chỉ tiêu về thành phần khí xả không dùng riêng biệt để đánh giá trạng thái kĩ thuật của động cơ. Màu sắc khí xả là thông số chẩn đoán được dùng trong chẩn đoán đơn giản, nhưng không là thông số chẩn đóan độc lập để đánh giá trạng thái kĩ thuật cụ thể của động cơ. Ví dụ: trên động cơ Điêzel, mức độ gia tăng khói đen thóat ra có thể do độ kín khít của buồng đốt, sự giảm đáng kể tỉ số nén, giảm nhiệt độ khí nạp, giảm nhiệt độ của dầu bôi trơn, động cơ làm việc ở số vòng quay thấp, . Việc sử dụng tua bin tăng áp, tạo điều kiện cho động cơ phát huy công suất. Nhưng mặt khác, khi tua bin hư hỏng sẽ làm gia tăng lượng khói đen thóat ra ngoài. Khi chẩn đoán cần phải loại trừ trước để có thể xác định đúng trạng thái kĩ thuật của động cơ. Nhiệt độ khí xả: Nhiệt độ trung bình của khí xả trong động cơ đốt trong, là thông tin quan trọng về sự làm việc và trạng thái kĩ thuật của động cơ. Nhiệt độ khí xả là hệ quả 31 của các chu trình làm việc của động cơ. Ngoài ảnh hưởng của các thông số kết cấu, nhiệt độ khí xả còn chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố sau: - Lượng hỗn hợp đốt nạp vào trong xi lanh, - Các đặc tính của nhiên liệu - Số vòng quay của động cơ - Tình trạng của hệ thống nhiên liệu - Tình trạng của buồng đốt, bầu lọc khí, xu páp - Tình trạng của hệ thống đánh lửa Nếu coi nhiệt độ khí xả là thông số biểu hiện kết cấu của động cơ, thì cần phải đo trên mỗi xi lanh. Để thực hiện việc đo nhiệt độ sẽ rất khó khăn, nếu trong động cơ không được bố trí sẵn cảm biến đo nhiệt độ trong buồng đốt. Đối với các động cơ không sẵn có cảm biến đo nhiêt độ, thì thông số này ít được dùng trong chẩn đoán. Sự rung và tiếng ồn của động cơ: Sự rung và tiếng ồn của động cơ có nguồn gốc từ quá trình đốt cháy và chuyển hóa năng lượng trong động cơ, sự vận động của các chi tiết bên trong và sự họat động của các hệ thống bên ngoài, các cặp lắp ghép như trục và ổ, sự ăn khớp của các cặp ăn khớp bánh răng, liên kết động cơ với khung xe, . Do vậy, tiếng ồn và sự rung động của động cơ, phụ thuộc vào cấu trúc, loại động cơ, sự liên kêt của các chi tiết ăn khớp và các mối lắp ghép, . Sự rung động và tiếng ồn của đọng cơ, là thông số quan trọng nói lên trạng thái kĩ thuật của động cơ. Quá trình làm việc của động cơ thay đổi tùy thuộc vào cường độ làm việc và tạo nên tần số, biên độ rung động và cường độ tiếng ồn khác nhau. Từ lâu, các chuyên gia đã triệt để khai thác độ rung và tiếng ồn để chẩn đoán trạng thái kĩ thuật của động cơ. Ngày nay, chúng ta cũng vẫn khai thác triệt để khía cạnh này để chẩn đoán, song thiết bị đo và nghe đã cải tiến hơn nhiều, tạo điều kiện có khả năng lưu trữ khối lượng lớn các thông số tiếng ồn của động cơ ở nhiều trạng thái khác nhau. Chất lượng dầu bôi trơn của động cơ: Dầu bôi trơn trong động cơ, là chất bôi trơn, làm mát một số bộ phận chính chịu tải. Trong quá trình làm việc, dầu bôi trơn biến đổi theo hướng làm xấu chức năng bôi trơn. Mặt khác, nó bị lão hóa và hòa trộn với các tạp chất như hỗn hợp đốt lọt từ buồng đốt, các hạt mài, . Do đó chất lượng dầu bôi trơn là thông số quan trọng để xác định trạng thái kĩ thuật của động cơ, nhất là trạng thái kĩ thuật của các bề mặt lắp ghép trong động cơ. Tình trạng bên ngoài của động cơ: Tình trạng bên ngoài của động cơ, không những cho biết sự làm việc của các bộ phận bên ngoài mà còn cho biết trạng thái kĩ thuật của các bộ phận đó. Ngoài các thông số kể trên, trong chẩn đóan động cơ còn có thể dùng: tình trạng làm việc của động cơ, khả năng khởi động, khả năng gia tăng số vòng quay (tăng tốc), làm thông số chẩn đoán. 5.2 Chẩn đoán động cơ thông qua các thông số chính 5.2.1 Công suất động cơ 5.2.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất của động cơ + Chất lượng quá trình nạp (đều, đủ). Việc đảm bảo chất lượng nạp là do 32 hệ thống phân phối khí và hệ thống nạp quyết định. + Chất lượng nhiên liệu: thể hiện qua tính chất tính chất của nhiên liệu như khả năng bay hơi, thành phần trưng cất, nhiệt độ bén lửa, trị số ốc tan, Cê tan, + Điều kiện cháy: Tc, Pc do tình trạng kỹ thuật của nhóm bao kín buồngđốt quyết định. + Chất lượng làm việc của hệ thống đánh lửa (động cơ xăng): góc đánh lửa, chất lượng tia lửa, điện áp thứ cấp. + Chất lượng làm việc của hệ thống nhiên liệu: lượng nhiên liệu, góc phun sớm, áp suất phun, mức độ phun tơi (động cơ Điezel), độ đậm đặc của hỗn hợp (động cơ xăng). + Chất lượng làm việc của hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát. Theo thống kê trên động cơ xăng, tỷ lệ hư hỏng dẫn đến việc giảm công suất của động cơ như sau: + Do hệ thống đánh lửa: 43% + Do hệ thống nhiên liệu: 18% + Do nhóm piston – xi lanh – xéc măng: 13% + Do trục khuỷu và thanh truyền: 12% + Do cơ cấu phân phối khí: 7% + Do hệ thống làm mát: 4% + Do hệ thống bôi trơn: 1% Như vậy, công suất của động cơ giảm chủ yếu là do hệ thống đánh lửa và hệ thống nhiên liệu. Khi điều chỉnh sai góc đánh lửa hoặc góc phun sớm, có thể làm giảm (20 đến 30)%, nhất là khi có hiện tượng bỏ máy. 5.2.1.2 Các hiện tượng của động cơ khi có công suất giảm + áp suất cuối kỳ nén yếu, + Động cơ làm việc quá nóng, + Khả năng tăng tốc kém, + Khí thải màu xanh xẫm, + Máy rung động nhiều khi làm việc. 5.2.1.3 Phương pháp và thiết bị xác định công suất động cơ Phương pháp đo không phanh Đây là phương pháp đơn giản, vì không phải tháo động cơ ra khỏi xe. Người ta lợi dụng tổn thất cơ giới của các xi lanh không làm việc, để làm tải cho xi lanh cần đo. Khi đo, đặt tay thước nhiên liệu ở vị trí cực đại (hoặc bướm ga để ở vị trí mở hết cỡ). Không cho các xi lanh làm tải nổ, chỉ để một xi lanh cần đo nổ, và đo số vòng quay của động cơ (thời gian đo khoảng 1 phút) và ghi kết quả đo. Lần lượt đo các xi lanh còn lại của động cơ, theo phương pháp trên. Công suất của động cơ sẽ được xác định theo công thức: Ne = Neđm(1- N) Ne Là công suất đinh mức của động cơ N Là độ chênh lệch công suất so với định mức  100 1 knn tbe N  (%) Trong đó: n e1 là số vòng quay khi làm việc với 1 xi lanh khi còn mới (theo 33 tài liệu kĩ thuật) ntb là số vòng quay trung bình của các xi lanh khi làm việc riêng rẽ, đo được khi chẩn đóan. k là hệ số kinh nghiệm (đối với máy kéo là 0,05; còn đối với ôtô là từ 0,02 đến 0,04) Ví dụ: chẩn đoán một động cơ máy kéo D50, có công suất định mức là 55 mã lực, số vòng quay định mức khi làm việc với 1 xi lanh (theo tài liệu kĩ thuật) là 1370 v/ph. Số vòng quay đo được thực tế khi cho từng xi lanh làm việc riêng rẽ là: n1 =1090v/ph. n2 = 1210 v/ph. n3 = 1215 v/ph. n4 = 1105 v/ph. Ta có: 11504 1105121512101090 ntb   %1,12100 55.011501370  N Ne=55 (1- 0,121) = 48 (mã lực)Đo công suất bằng phương pháp gia tốc Phương pháp này dựa vào nguyên tắc gia tốc góc thay đổi phụ thuộc vào công suất của động cơ, khi gia tốc góc của động cơ càng lớn thì công suất của động cơ càng lớn. Thực chất của dụng cụ đo là đo thời gian tăng tốc đột ngột đông cơ từ tốc độ thấp đến tốc độ định mức. Kết quả chỉ thị sẽ là công suất của động cơ. Đo công suất bằng phanh thử công suất Đây là phương pháp đo chính xác nhất, nhưng phải yêu cầu tháo động cơ ra khỏi xe và đặt động cơ lên bệ thử. Để gây tải, có thể sử dụng ma sát (phanh cơ khí), dùng lực cản của chất lỏng (phanh thủy lực), hoặc lực cản điện từ ( phanh điện). Công suất của động cơ được tính theo công thức sau: 30 nMMN eee   Me cân bằng với Mc của phanh.5.2.2 Hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn 5.2.2.1 Đặc điểm của phương pháp Khi các chi tiết bị mài mòn, hàm lượng mạt kim loại trong dầu tăng lên. Việc xác định hàm lượng mạt kim loai có trong dầu nhằm đánh giá mức hao mòn của các chi tiết. Mỗi chi tiết có thành phần kim loại đặc trưng. Do vậy, khi đo các thành phần này sẽ cho phép biết được chi tiết nào bị mòn nhiều. Theo thống kê, các kim loại đặc trưng của các chi tiết của động cơ như sau: + Xi lanh đặc trưng bởi: Fe, C, Ni. + Trục khuỷu đặc trưng bởi: Fe, Cr. + Bạc lót cỏ chính và cổ biên: Al, Sn. 5.2.2.2 Phương pháp chẩn đoán Mẫu dầu được lấy nhiều lần, thường lấy trong các kỳ bảo dưỡng cấp 2. Lượng dầu lấy của mỗi mẫu khoảng 100cc, lấy trong khi động cơ làm việc hoặc ngay sau khi động cơ vừa làm việc, nếu trước khi lấy mẫu mà tháo phần tử lọc thì kết quả sẽ chính xác hơn. Mẫu lấy sau từng khoảng thời gian làm việc quy định. Đưa mẫu lên máy phân tích để phân tích kim loại thành phần. So sánh với mẫu dầu động cơ chuẩn (thường so sánh bằng đồ thị). 34 - Đường 1 – dầu bình thường - Đường 2 – dầu kém phẩm chất - Đường 3 - có hao mòn - Đường 4 – lọc bị tắc Hình 5.1 Đồ thị hàm lượng kim loại có trong dầu theo thời gian 5.2.3 Thành phần khí xả 5.2.3.1 Đặc điểm của phương pháp Thành phần khí xả, là một thông số phản ánh quá trình cháy của động cơ. Thông số này là thông số chẩn đoán chung, vì nó phụ thuộc vào nhiều yêu tố: chất lượng hỗn hợp đốt, điều kiện cháy, Đối với động cơ Diezel, hỗn hợp đốt có hệ số dư không khí luôn lớn hơn 1, còn ở động cơ xăng thì tuỳ theo chế độ làm việc mà hệ số này dao động xung quanh giá tri 1. Vì vậy, nồng độ các chất thành phần trong khí xả của hai loại động cơ khác nhau, nhưng cơ bản thành phần các chất có trong khí xả đều bao gồm: CO, CO2, H2O (dạng hơi), CH, SO2, NOx, và bồ hóng.5.2.3.2 Phương pháp đo Xác lập vị trí tay ga ứng với từng chế độ làm việc của động cơ, khởi động động cơ. Khi động cơ làm việc ổn định, nhiệt độ của động cơ đạt nhiệt độ làm việc, thì bắt đầu tiến hành đo. Sử dụng thiết bị phân tích khí để phân tích các thành phần khí trong khí xả. Đối với động cơ xăng thường dùng thiết bị AVL Diga 4000, động cơ Diezel dùng thiết bị AVL Dismoke 4000. + Khi ở chế độ không tải: lượng HC tăng và không tồn tại O2+ Tăng dần tải, CO2, và giảm O2, HC, CO+ Khi động cơ làm việc ở chế độ tải trọng toàn phần thành phần khí xả tồn tại chủ yếu là CO + ở chế độ tăng tốc và chế độ khởi động, tồn tại trong khí xả HC + ở chế độ tải trung bình thì các thành phần trên ổn định Nếu có tình trạng kỹ thuật của động cơ không bình thường, thì các thành phần trên sẽ có sự dao động rất lớn so với mẫu chuẩn. 5.2.3.3 Xử lý kết quả + Khi lượng CO tăng , chứng tỏ hỗn hợp đốt đậm + Khi động cơ làm việc ở chế độ kinh tế, mà khí xả tồn tại HC và O2,chứng tỏ có bỏ máy + Khi tăng tốc mà HC không tăng thì chứng tỏ bộ phận tăng tốc có sự cố 5.3 Chẩn đoán động cơ thông qua áp suất nén và tổn thất áp suất 35 5.3.1 áp suất nén Pc Đặc điểm của phương pháp Nhóm bao kín buồng đốt gồm: piston, xi lanh, xéc măng, xu páp, đệm nắp máy, nắp máy. Khi nhóm này không kín do mòn hoặc hỏng, sẽ làm áp suất cuối kỳ nén giảm. áp suất cuối kỳ nén Pc, phụ thuộc vào các yếu tố sau:+ Độ kín của nhóm bao kín buồng đốt + Tỷ số nén của động cơ + Nhiệt độ của động cơ + Tốc độ động cơ Đặc điểm của phương pháp này, là không cần mang tải cho động cơ. Đo Pcchủ yếu để đánh giá chất lượng sửa chữa động cơ. Dùng thông số Pc làm thông sốchẩn đoán thì sẽ có sai số. Do đó, khi chẩn đoán phải dùng các thông số bổ xung để làm tăng độ chính xác cho kết quả chẩn đoán. Phương pháp đo trên động cơ xăng Dùng áp kế cầm tay có thang đo từ (10 16)at Cho động cơ làm việc đến nhiệt độ quy định, tắt động cơ, tháo tất cả các buji của động cơ, Sau đó, đổ qua các lỗ buji khoảng 20cc dầu bôi trơn động cơ. Cám dụng cụ đo vào lỗ buji của xi lanh cần đo, cho máy khởi động làm việc để quay trục khuỷu của động cơ khoảng (10 12) vòng, đọc kết quả đo trên đồng hồ đo. Ngừng khoảng 2 phút, sau đó mới tiếp tục đo xi lanh khác của động cơ. Phương pháp đo trên động cơ Diezel Dùng áp kế cầm tay có thang đo (40 50) at Cho động cơ làm việc đến nhiệt độ quy định, tắt động cơ. Sau đó, tháo vòi phun của xi lanh cần đo, nắp đầu đo vào lỗ vòi phun và khởi động lại động cơ. Điều chỉnh động cơ làm việc ở số vòng quay nhỏ nhất và ổn định. Đọc kết quả trên đồng hồ đo. Cần đo nhanh để tránh nóng dụng cụ đo. Hình 5.2 áp kế cầm tay a, Dùng cho động cơ xăng b, Dùng cho động cơ Diezel Hiện nay có loại áp kế tự ghi trên băng giấy, để ghi lại kết quả của từng xi lanh để so sánh. 5.3.2 Chẩn đoán thông qua độ lọt khi xuống đáy các – te Đặc điểm của phương pháp Đọ lọt khí các – te phụ thuộc vào: + Mức độ kín khít của nhóm piston – xi lanh – xéc măng + Mức độ tải của động cơ, khi tải thay đổi thì độ lọt khí thay đổi 36 + Tốc độ của động cơ + Nhiệt độ của động cơ Mức độ lọt khí các – te, từ khi động cơ còn mới đến mức tới hạn thay đổi từ (10 đến 12) lần. Mô tả dụng cụ Thực chất là sử dụng dụng cụ đo lưu lượng, nhưng thang đo chỉ thị độ mở của cửa thông. Khi đo, điều chỉnh độ mở của cửa (5), để luôn luôn duy trì độ chênh áp giữa phần khoang đầu của dụng cụ và họng thông hơi của động cơ là 15mm cột nước. Xây dựng bảng chuẩn bằng lưu lượng kế chuẩn. Đồ thị chuẩn của dụng cụ thể hiện quan hệ độ mở cửa với lưu lượng khí. Đặc điểm của phương pháp này là rất chính xác, các sai số chế tạo đều được khử khi chuẩn dụng cụ. Sai số khi đo phụ thuộc vào sai số của lưu lượng kế chuẩn. Hãng AVL (Cộng hoà áo), chế tạo thiết bị đo lọt khí các – te AVL442, sử dụng các ống đo lưu lượng khí qua tấm tiết lưu vơí cảm biến điện áp, với nhiều kích cỡ khác nhau, để phát hiện lượng khí lọt thấp nhất (0,2 lít/phút) đến cao nhất (2400 lít/ phút). Kết quả đo được số hoá. Phương pháp đo Khởi động động cơ, cho động cơ làm việc đến nhiệt độ quy định, cho động cơ làm việc với tải trọng quy định (nếu không đặt tải cho động cơ thì phải chấp nhận sai số khi đo). Nếu động cơ dùng phương pháp thông hơi các – te hở, thì phải nút lỗ thông hơi lại. Cắm đầu đo vào họng đổ dầu của động cơ. Muốn kiểm tra xi lanh nào thì đánh chết máy xi lanh đó. Không thay đổi độ mở cửa, nếu máy tốt thì độ lọt khí giảm. So sánh kết quả đo với bảng chuẩn để xác định trạng thái kỹ thuật của máy. Hình 5.3 Dụng cu đo lot khi cỏc te 1,2,3-lỗ đo chênh ap. 4-Năp cố định. 5- Nắp di động. 6- Cửa tiết lưu. 7-Tấm xoay. 8-Đường khí vào. 9-Lỗ thoát khí phụ. 10- Vỏ dụng cụ. 11-Vành khắc độ lưu lượng. 12-Lò xo. 13-Đường khí ra. 14-Cửa thoát khí 5.4 Chẩn đoán động cơ thông qua sử dụng thiết bị chẩn đoán xách tay 5.4.1 Công dụng của thiết bị chẩn đoán xách tay Hiện nay, các thiết bị điều khiển điện tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên ôtô, máy kéo. Điều này làm cho việc kiểm tra, chẩn đoán của người thợ dựa vào kinh nghiệm gặp nhiều khó khăn, thậm trí không thực hiện được. Như ta đã biết, vai trò chính của ECU là nhận các thông tin đầu vào từ các cảm biến (sensors), tổng hợp và phân tích sau đó đưa ra các tín hiệu điều khiển tới các cơ cấu chấp hành (actuators). Ngoài chức năng trên ECU còn có chức năng nữa là chẩn đoán. 37 Chương trình chẩn đoán (diagnosls), có nhiệm vụ ghi lại tất cả các vấn đề hư hỏng của các cảm biến như ngắn mạch, hở mạch, các lỗi bên trong cảm biến và các hư hỏng khác của một số bộ phận của ôtô được ECU kiểm soát. ECU lưu lại tất cả các thông tin này, đưa lên gắc chẩn đoán và đèn “Check Engine”, để báo cho người sử dụng biết. Thông qua việc kết nối với ECU qua giắc chẩn đoán, thiết bị chẩn đoán xách tay (thực chất là thiết bị đọc thông tin của ECU) có thể hiển thị tất cả các thông tin từ ECU: + Báo tất cả các lỗi, sự cố trong hệ thống được ECU lưu lại và đưa lên giắc chẩn đoán (chức năng quét lỗi) + Hiển thị tất cả các dữ liệu hiện tại của các cảm biến và các bộ phận khác được ECU quản lý, các thông tin điều khiển từ ECU đến các cơ cấu chấp hành. + Kiểm tra sự làm việc của các cơ cấu chấp hành. + Hiệu chỉnh và càI đặt lại cơ cấu điều khiển. 5.4.2 Một số loại thiết bị chẩn đoán xách tay Có hai loại màn hình với phương pháp điều khiển khác nhau: + Loại điều khiển bằng phím án như máy tính thông thường (hình 5.4). Loại này sử dụng các tấm thẻ điện tử (Cad), có thể xác định các thông số chẩn đoán một hệ thống trên xe. Như vậy, trong một thiết bị ngoại vi giao diện này, cần có số lượng thẻ tuỳ thuộc vào số lượng hệ thống có tự chẩn đoán. Hình 5.4 Thiết bị chẩn đoán xách tay phím án như máy tính thông thường + Loại thực hiện điều khiển bằng phím ấn, có các phần tự chọn bằng cảm ứng nhiệt trực tiếp trên màn hình tinh thể lỏng. a b 38 Hình 5.5 Loại thíet bị chẩn đoán xách tay có các phần tự chọn bằng cảm ứng nhiệt trên màn hình tinh thể lỏng a, Máy CARMAN SCAN II b, Máy CARMAN SCAN- VG Cả hai loại này đều cho các MENU tuỳ chọn. Mọi trình tự thủ tục ra vào đều được các nhà sản xuất cài đặt sẵn, rất tiện lợi cho sử dụng khi cần biết về trạng thái kỹ thuật của ôtô. Nhờ màn hình giao tiếp, công việc chẩn đoán thuận lợi, tốn ít thời gian và công sức và đảm bảo kết quả có độ tin cậy cao. 39 Chương 6 Chẩn đoán hệ thống điện 6.1 Chẩn đoán hệ thống đánh lửa 6.1.1 Chẩn đoán qua Buji đánh lửa Hư hỏng của Buji thường là: vỏ sứ bị nứt, dò điện từ cực giữa, khe hở giữa hai điện cực quá lớn, điện cực bị mòn, cháy, hoặc bị đóng cặn làm tăng điện trở. Trong chẩn đoán kỹ thuật động cơ xăng, có thể thông qua các hư hỏng của Buji để chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của hệ thống đánh lửa. Trường hợp tia lửa điện yếu (tia lửa mảnh, màu vàng), có thể chẩn đoán là biến áp đánh lửa bị hư, chập; má vít bị rỗ, bẩn; dây cao áp bị dò điện, bị hở; Buji bị bẩn, điện cực quá mòn, khe hở giữa hai điện cực lớn. 6.1.2 Xác định thời điểm đánh lửa Biểu hiện của việc đánh lửa không đúng thời điểm: + Nếu động cơ đánh lửa sớm: Động cơ có hiện tượng quay ngược khi khởi động; ở chế độ không tải động cơ làm việc không ổn định, ở chế độ tăng tốc động cơ làm việc có tiếng kích nổ; nhiệt độ động cơ tăng cao (khi chẩn đoán phải loại trừ trường hợp khe hở giữa hai má vít quá lớn). + Nếu động cơ đánh lửa muộn: Động cơ khó khởi động; khi làm việc có tiếng nổ trong đường xả; nhiệt độ động cơ tăng cao; động cơ không tăng tốc được; chi phí nhiên liệu tăng (khi chẩn đoán phải loại trừ trường hợp khe hở giữa hai má vít quá nhỏ). Thiết bị chẩn đoán hệ thống đánh lửa + Cấu tạo gồm: đèn hoạt nghiệm (1), hộp kẹp cảm ứng (2), các kẹp với các cực của bình ắc quy (3), các dây nối điện. + Công dụng của thiết bị: - Kiểm tra thời điểm đánh lửa - Kiểm tra tình trang hoạt động của cơ cấu đánh lửa sớm tự động - Kiểm tra góc đóng má vít + Kiểm tra thời điểm đánh lửa của động cơ nhiều xi lanh - kẹp dây điện dương vào cọc dương, dây âm vào cọc âm của ắc quy 12 vôn, - kẹp hộp cảm ứng vào vỏ dây cao áp của Buji xi lanh thứ nhất, - khởi động động cơ, cho động cơ làm việc đến nhiệt độ làm việc, - điều chỉnh động cơ làm việc với số vòng quay quy định ở chế độ không tải, - hướng đèn vào Puly đầu trục khuỷu và dấu căn thời điểm đánh lửa, bấm công tắc. Quan sát dấu căn thời điểm đánh lửa và số ghi độ. Ví dụ: thời điểm đánh lửa sớm theo quy định là 5o, thì dấu căn thời điểm đánh lửa trên Puly phải trùng với vạch 5o mỗi khi đèn chớp sáng. - Nếu thấy động cơ đánh lửa sớm, thì ta nới lỏng ốc bắt vỏ Delco với thân động cơ, xoay vỏ Delco ngược chiều quay của Rôto để làm tăng góc đánh lửa sớm. Trường hợp động cơ đánh lửa muộn thì làm ngược lại. 40 Hình 6.1 Thiết bị chẩn đoán hệ thống đánh lửa Kiểm tra cơ cấu đánh lửa sớm tự động ly tâm + Tách ống chân không, nơi nắp cơ cấu tự động đánh lửa sớm kiểu chân không tại Delco, bịt đường ống lại. + Cho động cơ làm việc ở chế độ không tải, bấm đèn hoạt nghiệm và quan sát dấu thời điểm đánh lửa. + Khi tăng tốc độ của động cơ, dấu thời điểm đánh lửa phải tự động di chuyển ngược chiều với chiều quay của puly, để tăng dần góc đánh lửa sớm. + Nếu khi tăng tốc độ quay của đọng cơ mà dấu chỉ thời điểm đánh lửa không di chuyển so với khi chạy không tải, hoặc di chuyển chậm và không đều, không ổn định, thì phải kiểm tra lại cơ cấu đánh lửa sớm ly tâm. Kiểm tra cơ cấu đánh lửa sớm tự động kiểu chân không + Nối ống vào cơ cấu đánh lửa sớm tự động chân không (tại Delco), cho động cơ nổ không tải. + Tăng tốc độ quay của trục khuỷu lên 2000 v/ph, góc đánh lửa sớm phải tăng nhiều lần so với chạy không tải. + Dấu chỉ thời điểm đánh lửa sớm phải lùi nhanh. Nếu kết quả kiểm tra không đúng yêu cầu như nêu ở trên, thì có thể: hộp chân không ở Delco bị hở, mâm điện bị kẹt, hệ thống dẫn động chân không bị hỏng. 6.1.3 Chẩn đoán hệ thống đánh lửa trên Osilloscope Đây là phương pháp chẩn đoán hệ thống đánh lửa qua hình ảnh điện áp của chu kỳ đánh lửa. Nó là phương pháp chẩn đoán hiệu quả cuối cùng của hệ thống đánh lửa có các dạng kết cấu khác nhau. Ngày nay, với sự có mặt của các thiết bị chẩn đoán tổng hợp cho động cơ, việc chẩn đoán bằng màn hình hiển thị điện áp chu kỳ đánh lửa là một bộ phận của chẩn đoán động cơ. Thiết bị và cách đo: Có nhiều dạng Osilloscope, trên (hình 6.2) trình bày một dạng Osilloscope. Giá đo được cấp nguồn điện 220 vôn, với 4 đầu dây mắc vào động cơ: + Đầu dây 1, mắc với thân động cơ + Đầu dây 2 mắc với cực dương của ắc quy + Đầu dây 3 kẹp vào dây cao áp phía trước bộ chia điện + Đầu dây 4 kẹp vào dây cao áp của xi lanh cần đo. Màn hình được điều chỉnh tuỳ theo chế độ đo. Nếu đo ở chế độ chạy chậm, thì dùng mức hiển thị tối đa là 10KV. Nếu đo ở chế độ tốc độ cao, dùng 41 mức hiển thị tối đa là 20KV. Góc quay của trục khuỷu hiển thị tuỳ theo số xi lanh của động cơ. Tiến hành đo ở các chế độ làm việc của động cơ: + ở chế độ chạy chậm: Điều chỉnh động cơ làm việc ở chế độ chạy chậm quy định, hiệu chỉnh chế độ màn hình, thu được hình ảnh như (hình 6.3). + Với chế độ động cơ làm việc tốc độ cao: Giá trị thang đo trên màn hình điều chỉnh mở rộng tới khu vực dự trữ phù hợp với động cơ. Trong quá trình đo, cần điều chỉnh hiển thị của hình ảnh xung sao cho ổn định, theo dõi các đuôi dài của xung đánh lửa, các dao động điện áp sau đánh lửa và sự ổn định điện áp trong giai đoạn quá độ chuyển trạng tháI đóng, mở của tiếp điểm. Chẩn đoán qua hình ảnh điện áp của chu kỳ đánh lửa + Hình ảnh điện áp cho một xi lanh (hình 6.3) - Vùng I: Chiều cao của xung đánh lửa cho biết chất lượng Buji, tình trang của đường dẫn điện, dây cao áp, con quay, nắp chia điện. Khi đỉnh xung quá cao, khe hở hai cực của buji quá lớn do mòn; dùng buji không đúng loại; dây cao áp bị đứt hoặc chạm vào thân động cơ. Khi đỉnh xung quá thấp, khe hở hai cực của buji nhỏ, đầu cực buji bị bẩn (do muội than, dầu, nhiên liệu bám vào); mạch điện cao áp bị dò điện (gồm dây cao áp, con quay, nắp chia điện). ình 6.2 Các dạng Osilloscope và cách mắc dây Chiều cao đỉnh xung và các dao động của xung sau đánh lửa còn biểu thị chất lượng của tụ điện. ở chế độ chạy chậm, chiều cao đỉnh xung tốt, xung dao động tiếp sau 3 6 chu kỳ, chứng tỏ tụ điện tốt, Chất lượng tụ điện xấu, dẫn tới giảm chiều cao của xung và dao động sau đó kéo dài, có biên độ lớn. Hình 6.3 Hình ảnh điện áp một xi lanh ở chế độ chạy chậm 42 - Vùng II: dao động điện áp trong vùng này, biểu thị chất lượng của cuộn dây thứ cấp của bộ tăng điện. Khi các dao động ở vùng này có đỉnh sắc nhọn và có tính đối xứng tắt dần, chứng tỏ là các cuộn dây của bộ tăng điện còn tốt. Khi xung trong vùng này không đối xứng, các giá trị xung kéo dài cho tới cuối vùng II, chứng tỏ chất lượng các cuộn của bộ tăng điện kém. Kết thúc vùng II là bước nhảy nhỏ điện áp, đó là hậu quả của việc đóng tiếp điểm. Để xác định khe hở tiếp điểm lớn hay nhỏ, phải xem xét giá trị góc tương ứng của bước nhảy. - Vùng III: Điện áp ở vùng này ổn định, biểu thị chất lượng của tiếp điểm, Nếu tiếp điểm tôt, ở vùng này hầu như không thấy dao động nhỏ của điện áp. Tại quá độ đóng tiếp điểm (điểm E), nếu thấy có dao động nhỏ, chứng tỏ có đánh lửa tại tiếp điểm do tiếp điểm không tốt hoặc bị bẩn. Tại điểm quá độ mở tiếp điểm (điểm F), nếu thấy có các dao động nhỏ, thì chứng tỏ tiếp điểm bị bẩn. Khi thấy điện áp không ổn định trong vùng này, điều đó chứng tỏ tiếp điểm bị quá bẩn, lò xo tỳ tiếp điểm không tốt hoặc đường dây thấp áp bị đứt chập chờn. Điểm mở tiếp điểm (điểm F), nằm ở vị trí đánh lửa sớm, do đó nó phải nằm ở phía trước điểm chết trên. Quan sát hình ảnh ta có thể biết được góc đánh lửa sớm của động cơ. + Hình ảnh xung của động cơ ở chế độ tốc độ cao Chế độ này cho phép xác định chất lượng của hệ thống ở chế độ tốc độ cao, và sự không đồng đều của các xung trong một xi lanh. Xung đánh lửa có thể nhảy cao hơn và nằm ở phần bên trên vùng hiện sóng. Giá trị điện áp trung bình ở chế độ này khoảng 15KV. Hình 6.4 Hình ảnh xung của động cơ ở các chế độ Hình ảnh đặc trưng cho thấy trên (hình 6.4). Các hình ảnh này nhận được bằng cách điều chỉnh màn hình hiển thị ở trạng thái khi động cơ làm việc ở tốc độ thấp và chế độ tốc độ cao. Các đỉnh nhô cao (4), và đuôi dưới dài, thể hiện chất lượng dẫn điện của dây cao áp xấu, thậm trí bị đứt. Các đỉnh thấp (1 và 3), thể hiện dây cao áp bị hở, buji bị muội, bộ chia điện không làm việc tốt. Khu vực mảnh (2), thể hiện chất lượng cuộn dây của bộ phận tăng điện không tốt. + Đối với hệ thống đánh lửa không tiếp điểm, dạng hiển thị cơ bản không 43 thay đổi. Tuy vậy, tương ứng với vùng III, thì điện áp có dạng cong nhỏ và trơn chu. Nếu cảm biến đánh lửa kém chất lượng thì xung điện áp không cao và độ cong của đường hiển thị điện áp vùng III lớn. 6.2 Chẩn đoán chất lượng nguồn cung cấp điện 6.2.1 Chẩn đoán chất lượng bình điện (ắc quy) Trên ôtô, máy kéo hiện nay thường sử dụng bình điện loại a-xít. Loại bình điện này thường có các hư hỏng như sau: + Chai tấm cực, mất khả năng trao đổi điện tử và ion tạo lên phản ứng hoá học, bình điện không đảm bảo khả năng tích điện ở điện áp quy định. + Bong tróc các lớp bột chì và ôxit chì trên xương các bản cực, gây lên chạm mạch bên trong các ngăn của bìmh điện, làm mất khả năng tích điện của các ngăn, do đó điện áp của bình điện giảm, không đủ điện áp để thực hiện khởi động cơ. + Nồng độ dung dịch điện phân không đảm bảo quy định. Nếu nồng độ dung dịch quá cao, sẽ gây lên hiện tượng nóng các tấm cực khi phóng và nạp điện, gây lên tăng nhiệt độ của bình điện, làm cong vênh các tấm cực....ép (độ) 1 0 9.1.2 Đo lực lớn nhất đặt lên vành lái + Để xe đứng yên trên mặt đường tốt và bằng phẳng. + Đánh lái về vị trí tận cùng hai phía, dùng lực kế để đo giá trị lực tác dụng lớn nhất lên vành lái. Nếu hệ thống lái có trợ lực thì động cơ phải làm việc. + Dùng lực kế đo lực đánh lái về hai phía khác nhau, còn đánh giá được sai lễh lực đánh lái về hai phía. Khi xuất hiện lực tác động lên vành lái quá lớn hoặc có sai lệch lực đánh lái về hai phía, thì có thể xác định do các nguyên nhân sau: + Do độ mòn của cơ cấu lái. + Góc đặt bánh xe. + Có biến dạng của các thanh dẫn động hai bánh xe dẫn hướng. + áp suất khí nén của bánh xe dẫn hướng. 9.1.3 Đo góc quay của bánh xe dẫn hướng Cho đầu xe lên bệ thử mâm xoay. Dùng vành lái lần lượt đánh lái về hai phía, xác định góc quay của bánh xe trên mâm xoay chia độ. Khi không có bệ thử mâm xoay chia độ, thì ta có thể tiến hành thử như sau: Nâng bánh xe của cầu dẫn hướng lên khỏi mặt đường, đặt vành lái và bánh xe ở vị trí đi thẳng, đánh dấu mặt phẳng bánh xe trên nền. Lần lượt đánh lái về hai phía, đánh dấu mặt phẳng bánh xe trên nền, ở vị trí quay hết vành lái về hai phía. Góc quay lớn nhất của bánh xe về hai phía phải bằng nhau và đảm bảo tiêu chuẩn quy đinh. Nếu góc quay lớn nhất của bánh xe dẫn hướng không bằng nhau và không đúng theo tiêu chuẩn quy định, thì có thể do: + Trụ đứng hoặc rotuyn mòn Hình 9.2 Đo góc quay bánh xe dẫn hướng bằng phương pháp đánh dấu + Cơ cấu lái bị mòn gây kẹt. + Đòn ngang dẫn động lái bị sai lệch. + ốc hạn chế quay bánh xe bị hỏng 9.1.4 Kiểm tra thông qua tiếng ồn Cho ôtô đứng yên trên nền phẳng, lắc mạnh vành lái về hai chiều nhằm tạo xung đổi chiều. Nghe tiếng ồn phát ra trong hệ thống, phát hiện vị trí phát ra tiếng ồn, tìm hiểu nguyên nhân. Đặc biệt chú ý kiểm tra độ rơ dọc trục của vành lái và liên kết với buồng lái, bằng cách lắc mạnh dọc vành lái theo phương dọc trục lái. 9.1.5 Chẩn đoán khi thử trên đường Cho xe chạy trên mặt đường rộng với tốc độ thấp, lần lượt đánh hết lái về 77 hai phía, tạo lên chuyển động dích dắc. Theo dõi hoạt động của xe, lực đánh lái, khả năng quay vòng tốc độ thấp có thể xác định hư hỏng của hệ thống theo toàn bộ góc quay. Sau đó tiếp tục kiểm tra ở ttốc độ nhanh bằng cách: cho xe chuyển động với tốc độ bằng khoảng 50% tốc độ cao nhất của xe, đánh lái về hai phía với góc giới hạn góc quay của vành lái khoảng (30 50)o. Xác định khả năng chuyển hướng linh hoạt, qua đó đánh giá khả năng điều khiển của ôtô và cảm nhận lực tác động lên vành lái. Hư hỏng của hệ thống lái và góc kết cấu bánh xe, đánh giá chất lượng tổng hợp của hệ thống lái, hệ thống treo, hệ thống di chuyển. Trên các xe có nhiều cầu chủ động, thì hư hỏng này còn chịu ảnh hưởng của hệ thống truyền lực. 9.1.6 Xác định khả năng chuyển động ổn định khi chạy thử trên đường Chọn đoạn đường phẳng, mặt đường tốt. Cho xe chạy với tốc độ bằng khoảng 2/3 tốc độ cao nhất của xe. Đặt vành lái ở vị trí trung gian, cho xe chạy thẳng, đặt nhẹ tay lên vành lái và không hiệu chỉnh hướng chuyển động của xe trong khi đi thử. Cho xe chạy trên đoạn đường khoảng 1000m, dừng xe và đo độ lệch bên của xe. Nếu độ lệch bên không quá 3m, thì hệ thống lái và kết cấu bánh xe tốt. Ngược lại, cần xem xét kỹ hơn bằng phương pháp xác định khác. 9.2 Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới các hệ thống khác trên xe 9.2.1 Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới góc đặt bánh xe, hệ thống treo Tải trọng thẳng đứng ảnh hưởng lớn đến quỹ đạo chuyển động của ôtô, nhất là trên ôtô con. Sự sai lệch lớn tải trọng thẳng đứng sẽ khó đảm bảo giữ chuyển động của ôtô đi thẳng, khi quay vòng sẽ làm cho các bánh xe chịu tải trọng khác nhau và có thể sau thời gian dài sẽ gây mòn lốp xe, mặt khác sẽ khó đảm bảo quay vòng chính xác. Những kết cấu liên quan thường gặp trên ôtô là: Thanh ổn định ngang, lò xo hoặc nhíp yêu sau thời gian dài làm việc, góc đặt bánh xe bị lệch mà biểu hiện rõ nhất là sự mài mòn bất thường của lốp xe. Sự mài mòn bất thường lóp xe, sau thời gian sử dụng, nói lên trạng thái góc đặt bánh xe và trụ đứng. Các góc này chịu ảnh hưởng của các đòn trong hình thang lái và dầm cầu, hệ thống treo. Vì vậy để chẩn đoán sâu hơn về hệ thống lái, liên quan đến các bánh xe cần loại trừ trước khi kết luận. 9.2.2 Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới hệ thống phanh Khi xe chuyển động, lực dọc (lực phanh và lực kéo) tác dụng lên bánh xe. Nếu lực này và bán kính lăn của bánh xe không đồng đều, sẽ sảy ra hiện tượng lệch hướng chuyển động. Sự lệch hướng này sẽ được khắc phục, nếu các sai lệch trên được loại bỏ. Trường hợp đã loại bỏ các sai lệch trên mà sự lệch hướng vẫn không được khắc phục, thì chứng tỏ có sự cố nằm trong hệ thống lái. Đối với xe có nhiều cầu chủ động, sự sai lệch lái còn có thể do nhiều nguyên nhân khác. Đặc biệt chú ý đối với hệ thống truyền lực, mà trong đó vi sai có khớp ma sát. Khi có sự cố của khớp ma sát, cũng có thể gây ra hiện tượng lệch lái hoặc tay lái nặng về một phía. Đối với xe có hệ thống truyền lực kiểu AWD, có khớp ma sát giữa các cầu và thường xuyên gài cầu, thì hư hỏng của khớp ma sát cũng gây lên sai lệch tốc 78 độ chuyển động của hai cầu và ôtô rất khó điều khiển hướng chuyển động. Trong trường hợp trên, có thể dùng biện pháp tháo các đăng truyền động, cho ôtô chuyển động thử bằng một cầu trong thời gian ngắn, nhằm loại trừ ảnh hưởng của khớp ma sát, phát hiện hư hỏng của hệ thống lái. 9.3 Kiểm tra các góc đặt bánh xe dẫn hướng 9.3.1 Xác định góc đặt bánh xe bằng dụng cụ cơ khí đo góc Sử dụng đồng hồ bọt nước và hộp đo góc để kiểm tra các góc: + Góc doãng bánh xe . + Góc nghiêng ngang của trụ quay đứng  + Góc nghiêng dọc của trụ quay đứng  . 9.3.1.1 Kiểm tra góc doãng bánh xe  . + Kích nâng cầu dẫn hướng lên. + Bắt đồng hồ bọt nước vào bu lông bắt vành bánh xe ở vị trí trên cùng và quay mặt đồng hồ xuống, điều chỉnh đồng hồ ở vị trí thăng bằng và song Hình 9.3 Đồng hồ bọt nước song với mặt phẳng (đường bọt nước ở vị trí O, của thang đo độ 8 – hình 9.3). + Quay bánh xe góc 180o, sao cho đồng hồ ở vị trí thấp nhất và mặt đồng hồ quay lên trên. Giá trị của bọt nước di chuyển trên thang đo (8), là giá trị của góc  . Với ôtô có hệ thống treo độc lập, có thể điều chỉnh được góc  , nhờ bạc lệch tâm và ren của nạng (2) nối thanh chống (3) với đòn dưới (1) – hình 9.5. Đối với ôtô có hệ thống treo phụ thuộc, thì góc này không điều chỉnh được. Trong trường hợp này, nếu khi kiểm tra phát hiện ra sự sai lệch, thì kiểm tra khe hở của chốt chuyển hướng, độ cong của cầu dẫn hướng. Thông thường, trên ôtô hiện nay, giá trị góc  = -50  50 79 Hình 9.4 Kiểm tra góc  Hình 9.5 Điều chỉnh góc  9.3.1.2 Kiểm tra góc nghiêng ngang của trụ quay đứng  Khi kiểm tra góc ,  phải quay bánh xe đi một góc. Để xác định góc quay, người ta sử dụng hộp đo góc. Dụng cụ gồm hai đĩa để giảm ma sát của bánh xe khi quay (7) và (8), thân hộp đo (1), bảng khắc vạch (2), kim chỉ (3) liền với ổ chốt quay (4) và khung của thanh tựa (5) – hình 9.6. Thao tác khi kiểm tra: + Kích cầu dẫn hướng, để từng cặp đĩa dưới bánh xe dẫn hướng (hai đĩa quay mặt lồi tiếp xúc với nhau), hạ kích. + Quay vô lăng để bánh xe về vị trí đi thẳng, nền đường bằng phẳng. + Lắp đồng hồ bọt nước vào bu lông bắt vành bánh xe, quay mặt đồng hồ lên trên, điều chỉnh đồng hồ bọt nước nằm trong mặt phẳng nằm ngang, và thanh đo  (7) song song với mặt phẳng quay bánh xe. 80 + Quay bánh xe về phía trái một góc 20o (nhờ quan sát hộp đo), quan sát giá trị thang đo của bọt nước dịch chuyển. Tiếp tục quay bánh xe về phía phải qua vị trí trung gian một góc20o, và quan sát thang đo của bọt nước dụch chuyển. Giá trị bọt nước dịch chuyển về hai phía là giá trị góc  . Thông thường  = 0o  16o. 9.3.1.3 Kiểm tra góc nghiêng dọc của trụ quay đứng Mọi thao tác và lắp đặt dụng cụ đo tương tự như để đo góc  (chú ý để thang đo  vuông với mặt phẳng quay Hình 9.6 Kiểm tra góc nghiêng  của bánh xe). Thông thường trên ôtô hiện nay  = -3o10o. Nếu quay bánh xe quanh chốt chuyển hướng một góc 90o, thì sẽ phản ánh được góc ,  trên đồng hồ. Nhưng thực tế khi kiểm tra, ta quay về hai phía một góc tổng công là 40o, nên người ta hiệu chỉnh thang đo để dánh giá đúng giá trị của góc ,  . Khi cần chỉ cần quay bánh xe như trên để kiểm tra. 9.3.2 Xác định độ chụm của bánh xe Độ chụm có thể kiểm tra trên thiết bị đo độ trượt ngang của bánh xe dẫn hướng và thông qua giá trị lực trượt ngang để đánh giá độ chụm. Khi kiểm tra trị số hiển thị trên bảng điện tử thường nhỏ hơn 5mm. Nếu lớn hơn phải điều chỉnh lại độ chụm. Có thể sử dụng thước để đo độ chụm. Việc đo độ chụm bằng thước có thể tiến hành như sau: Hình 9.7 Kiểm tra độ chụm Hình 9.8 Điều chỉnh đô chụm + Để xe ở vị trí đi thẳng, trên đường phẳng. + Đặt thước đo độ chụm tỳ vào bánh xe ở vị trí nằm trên mặt phẳng song 81 song với mặt phẳng đỗ xe, đi qua tâm bánh xe. + Điều chỉnh sợi dây xích (3) chạm đất, đánh dấu phấn vào vị trí hai vết tỳ (4) trên lốp, quan sát kim chỉ của thước khắc vạch (khoảng cách B). + Đẩy xe chuyển động về phía trước, giữ vô lăng cho xe chuyển động thẳng, sao cho dấu phấn về phía sau, đầu sợi xích (3) chạm đất, đo khoảng cách hai điểm đánh dấu phấn (khoảng cách A). Độ chụm  = A-B, làm như vậy nhiều lần lấy giá trị trung bình để đánh giá  . Với ôtô con giá trị đúng của độ chụm  = (1,5  3,5)mm, với ôtô vận tải  = (1,5  5)mm. Nếu độ chụm không đúng qui định, thì phải tiến hành điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dài của thanh kéo ngang của hình thang lái. 9.3.3 Chẩn đoán trên bệ đo trượt ngang bánh xe tĩnh và động Khi bánh xe đặt nghiêng trên bề mặt đường, sẽ tạo ra lực ngang tác dụng lên mặt đường. Giá trị lực ngang phụ thuộc vào kết cấu của xe và được cho bởi nhà sản xuất. Việc đặt nghiêng bánh xe phụ thuộc vào thông số kết cấu của đòn dẫn động lái, góc nghiêng trục bánh xe, hệ thống treo. Thiết bị đo lực ngang được gọi là thiết bị đo trượt ngang tĩnh bánh xe. Thiết bị đo độ trượt ngang tĩnh có hai loại chính: loại một bàn trượt và loại hai bàn trượt. Thiết bị đo độ trượt ngang một bàn trượt bao gồm: bàn trượt ngang đặt bánh xe, bàn trượt có thể di chuyển trên các con lăn trơn, nhưng bị giữ lại bởi gối tựa mềm biến dạng bằng lò xo cân bằng. Lực ngang đặt lên bàn trượt, do tải trọng của bánh xe sinh ra, gây lên biến dạng lò xo và làm dịch chuyển bàn trượt. Cảm biến đo chuyển vị của lò xo và hiển thị giá trị trượt ngang. Hình 9.9 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị đo độ trượt ngang, loại một bàn trượt Thiết bị hai bàn trượt ngang cho phép đo với chỉ thị độc lập của từng bánh xe, do đó có độ chính xác cao hơn. 82 Hình 9.10 Sơ đồ của thiết bị đo độ trượt ngang, loại hai bàn trượt Thiết bị đo độ trượt ngang tĩnh bánh xe, chỉ thích hợp với việc chẩn đoán khi ôtô còn mới, độ mòn của các khâu khớp còn nhỏ. Nếu độ mòn của hệ thông lớn, các thiết bị này có kết quả không chính xác. Thiết bị đo độ trượt ngang động bánh xe, có sử dụng thêm bộ gây rung điện khí nén hay thuỷ lực, tạo lên lực động theo phương ngang có tính chu kỳ, làm tăng độ nhạy của thiết bị.Thiết bị đòi hỏi thêm cụm xử lý tín hiệu và cho ra thông số đo. Sau khi xử lý xong số liệu, thiết bị ghi các số liệu trong quá trình rung. Các thiết bị đo động có khả năng thay thế thiết bị tĩnh, nhưng giá thành cao hơn. Trên một số thiết bị thử phanh, có bố trí đồng thời thiết bị đo độ trượt ngang. Thiết bị này, đòi hỏi khi đo phải tuân thủ theo quy trình riêng. Chẳng hạn, khi đo độ trượt ngang bàn trượt được nâng lên, tách bánh xe khỏi tang trông của bệ đo, giá trượt được thay thế bằng con lăn có khả năng trượt sang bên, đồng thời khi thử phanh con lăn đóng vai trò bộ đo tốc độ bánh xe. Hình 9.11 Bệ đo phanh kết hợp với đo trượt ngang 9.3.4 Xác định các góc đặt bánh xe trên bệ thử chuyên dùng Sự sai lệch các góc đặt bánh xe, còn do một số nguyên nhân khác. Việc chẩn đoán bằng các thiết bị ở trên có thể không phản ánh đúng trạng thái kết cấu đặt bánh xe tương quan với vỏ hoặc khung xe. Thiết bị đo góc đặt bánh xe bằng ánh sáng Laser hoặc hồng ngoại, cho 83 phép xác định kết cấu góc đặt bánh xe chính xác hơn. Thiết bị bao gồm: + Các giá đo được lắp tại các bánh xe bằng các cơ cấu định vị chắc chắn trên vành bánh xe. + Mặt phẳng thẳng đứng của giá chép nguyên dạng vị trí của bánh xe. Trên giá có lắp bộ nguồn phát sáng bằng đèn Neon laser helium. Chùm tia sáng được phát ra thông qua hệ thống quang học định hướng truyền ánh sáng. + Phía trên có tủ máy gồm: cơ cấu thu nhận chùm tia sáng phát ra từ các giá đo tại bánh xe trước và sau; cơ cấu xác định vị trí chùm tia sáng Laser; các bộ phận chuyển đổi Digital nhằm số hoá các số liệu và vị trí; màn hình chỉ thị’ bàn phím giao tiếp, máy in kết quả, bộ nhớ động, bộ lưu giữ số liệu. ISO 9001 - 2000Thiết bị kiểm tra góc đặt bánh xe Hình 9. 12 Thiết bị kiểm tra góc đặt bánh xe Nguyên lý đo như sau: Chùm sáng từ giá các bánh sau, chuyển dọc theo thân xe về giá đo bánh trước và chuyển tới tủ máy đầu xe. Các chùm tia sáng phát ra từ các giá trị đo được ghi và lưu trữ trên máy, bao gồm vị trí tương đối giữa các bánh xe với khung vỏ xe. Các giá trị này hiển thị lên màn hình, khi trong bộ lưu trữ đã sẵn có số liệu của xe. Màn hình có thể cho phép so sánh dữ liệu và hiển thị mức độ phù hợp với số liệu tiêu chuẩn để tiện đánh giá kết quả. ISO 9001 - 2000Thiết bị kiểm tra góc đặt bánh xe ISO 9001 - 2000Thiết bị kiểm tra góc đặt bánh xe Hình 9 .13 Đạt xe lên thiết bị và số liệu so sánh hiển thi lên màn hình Thực hiện đo tiến hành theo trình tự sau: + Đặt xe lên bệ nâng thích hợp, lắp các mâm đỡ giữ bánh xe và bệ nâng, nếu là bánh xe dẫn hướng thì phải lắp thêm mâm xoay. 84 + Nhấn mạnh đầu xe và đuôi xe, để hệ thống nằm về vị trí xác định. + Lắp các giá đo vào các bánh xe và đặt bánh xe ở vị trí đi thẳng; điều chỉnh các giá đo để hướng các chùm tia sáng về phía tủ máy, sau đó đóng điện cho các giá đo. + Hiệu chỉnh màn hình để hiển thị số liệu của các chùm tia. + Xác định góc doãng của bánh xe, ghi số liệu vào bộ nhớ (ấn phím MEMORRY). + Xác định góc nghiêng ngang, góc nghiêng dọc của trụ đứng, độ chụm của bánh xe, bằng cách quay bánh xe dẫn hướng đi khoảng 20o, ghi số liệu vào bộ nhớ, quay bánh xe về vị trí đi thẳng, ghi số liệu vào bộ nhớ. + Cho hiển thị số liệu lên màn hình. + So sánh các số liệu tiêu chuẩn, đánh giá và kết luận. Thiết bị này có độ chính xác cao, có thể dùng để chẩn đoán các loại ôtô con và ôtô tải các loại. khi đang sử dụng, sửa chữa, bị đâm đổ, va chạm. Chương 10 Chẩn đoán hệ thống treo 10.1 Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hệ thống treo 10.1.1 Độ ồn Độ ồn phát sinh trên ôtô do nhiều nguyên nhân. Các chỉ tiêu dưới đây là độ ồn tổng hợp: do hệ thống treo, hệ thống truyền lực, động cơ, cấu trúc thùng và vỏ xe gây lên. Khi kiểm tra có thể tiến hành đo đạc một số lần để kết luận nguyên nhân. Tiêu chuẩn về độ ồn chung phụ thuộc vào phương pháp đo: đặt Microphone thu bên trong xe nhằm đo độ ồn trong, đặt Microphone bên ngoài xe nhằm đo độ ồn ngoài. Các chỉ tiêu ở bảng dưới đây, dùng cho xe mới xuất xưởng. Các chỉ tiêu về độ ồn yêu cầu đo khi xe đứng yên nổ máy và khi xe đang chuyển động. Nhưng nếu đo độ ồn để chẩn đoán hệ thống treo, thì phải đo khi xe đang chuyển động. Có thể đo đô ồn khi xe đứng yên, để loại trừ ảnh hưởng của các thông số khác. Các thông số độ ồn cho phép của ECE- No41-1984 và ECE-No51-1984, 85 cho các loại ôtô khác nhau, khi thử trên đường tốt, chạy tốc độ 80Km/h. Các thông số độ ồn cho phép của TCVN-5948-1999, cho các loại xe ôtô khi thử trên đường tốt với tốc độ 50Km/h. Bảng 10.1 Thông số độ ồn cho phép của ECE Dộ ồn trong ECE N0 41 Dộ ồn ngoài ECE N0 51 Loai xe* Dộ ồn dB (A) (Nhỏ hơn) Loậi xe* Dộ ồn dB(A) (Nhỏ hơn)M1- ôtô con 8 0 M1- ôtô con 8 0M2- ôtô buýt đến 5 tấn 8 2 M2- ôtô buýt có tải <3,5 tấn 8 1M3- ôtô buýt hơn 5 tấn 8 2 M2, M3 ôtô buýt có tải >3,5 tấn 8 2ôtô buýt 8 2 M2, M3 ôtô buýt có động cơ >147k W 8 5 Cỏc loại buýt 8 4 8 0N2 ôtô tải có tải <3,5 tấn 8 1N2, N3 ôtô tải có tải <12 tấn 8 6 . N3 ôtô tải có tải >12 tấn động cơ>147kW 8 8 Bảng 10.2 Thông số độ ồn cho phép theo TCVN- 5948-1999 Dộ ồn ngoài TCVN 5948:1999loại xe Dộ ồn dB (A) (Nhỏ hơn)M1 ôtô con 7477 M2- ôtô buýt có tải <3,5 tấn 7679 M2, M3 ôtô buýt có tải >3,5 tấn 7883 M2, M3 ôtô buýt có động cơ>147kW 7784 N2, N3 ôtô tải có tải <12 tấn 7883 N3 ôtô tải có tải >12 tấn có động cơ>147kW 7784 10.1.2 Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE Trong khoảng tần số kích động từ thiết bị gây rung, giá trị của độ bám của bánh xe trên nền không nhỏ hơn 70%. Hình 10.1 Tiêu chuẩn về độ bám đường 86 10.2 Chẩn đoán hệ thống treo 10.2.1 Chẩn đoán bằng quan sát Đối với loại xe có khoảng không gian gầm xe lớn ta có thể sử dụng phương pháp quan sát, để chẩn đoán: + Quan sát sự chảy dầu của các giảm chấn. + Sự toàn vẹn của nhíp xe. + Sự rơ lỏng của các mối ghép. + Sự biến dạng lớn của các vị trí liên kết, các đòn và các thanh giằng. + Tình trạng của các gối tỳ, ụ giảm va đập. + Tình trạng của các lốp xe. + Độ cân bằng của các bánh xe. Ngoài ra còn sử dụng thước đo thông thường, đo chiều cao thân xe so với mặt đường hoặc khoảng cách tâm trục của các bánh xe, để xác định độ cứng tĩnh của bộ phận đàn hồi. 10.2.2 Chẩn đoán trên đường Chọn phương pháp thử và điều kiện thử ôtô trên đường phụ thuộc vào chủng loại, kết cấu của xe: xe tải, xe con, xe buýt, xe thân ngắn, xe thân dài, .... Mục đích của chẩn đoán là xác định nơi phát ra tiếng ồn và cường độ tiếng ồn. Việc chẩn đoán có tác dụng phát hiện ra vị trí bị hư hỏng, đánh giá chất lượng tổng thể thông qua cường độ tiếng ồn. 10.2.2.1 Đo độ ồn trong Độ ồn trong của ôtô tải được đo ở vị trí ngang tầm ghế ngồi của người lái, bên trong buồng lái. Độ ồn trong của ôtô con, được đo ở hai vị trí: một ở vị trí ngang tầm ghế của người lái ở trong xe; một ở vị trí giữa ghế ngồi phía sau. Độ ồn trong của ôtô buýt, đo ở năm điểm: một ở vị trí người lái, ngang tầm đầu người lái; hai điểm ở giữa khoang hành khách, ngang tầm ghế ngồi; hai điểm ở sau khoang hành khách, ngang với tầm đầu hành khách. Khi đo, cho xe chạy với vận tốc quy định, trên đường thẳng và tốt. Việc đo độ ồn trong, chủ yếu là để xác định môi trường trong ôtô. 10.2.2.2 Đo độ ồn ngoài Chọn đoạn đường tốt và thẳng, có độ dài khoảng (400 500)m. Trên đoạn đường này, có đặt các cảm biến đo độ ồn. Khoảng cách từ các vị trí đặt cảm biến tới các vật có khả năng cản âm, không nhỏ hơn 30m. Cường độ ồn của môi trường (độ ồn nền) không lớn hơn 10dB. Quãng đường đo được xác định trong khoảng 20m. Trong đoạn đường này, xe phải giữ đều theo tốc độ quy đinh. Cho xe chạy thẳng với tốc độ thử quy định, xác định: + Độ ồn + Âm thanh đặc trưng cho tiếng ồn. + Vị trí phát ra tiếng ồn (nếu có thể). So sánh với tiêu chuẩn, đánh giá và đưa ra kết luận. 10.2.2.3 Thử trên mặt đường xấu Chọn mặt đường có độ cao mấp mô bằng khoảng (1/30  1/20) đường kính bánh xe, khoảng cách giữa các mấp mô bằng khoảng (0,5  1,5) chiều dài cơ sở của xe. Chiều dài của đoạn đường thử khoảng (100  300)m. Vận tốc thử là (1520)Km/h. Thông số cần xác định là cường độ ồn, âm thanh đặc trưng cho 87 tiếng ồn, vị trí phát ra tiếng ồn. Việc xác định, nhờ vào thính giác của con người và kinh nghiệm của người chẩn đoán. Tiếng ồn xác định trong trường hợp này, là tiếng ồn tổng hợp, bao gồm cả tiếng ồn trong và ngoài xe. Do đó rất cần kinh nghiệm để xác định hư hỏng của xe. Việc xác định như vậy, chỉ có thể xác định được vị trí hư hỏng, còn mức độ hư hỏng thì rất khó xác định. 10.2.3 Đo trên bệ thử chuyên dùng 10.2.3.1 Mục đích Bệ chuyên dùng thử hệ thống treo, giúp cho cán bộ kỹ thuật chuyên ngành xác định được một số thông số tổng hợp của hệ thống, bao gồm: + Độ cứng động học của hệ treo đo trên từng bánh xe, thể hiện chất lượng của bộ phận đàn hồi, ở trạng thái lắp ráp mà không tháo rời. + Độ bám của bánh xe trên mặt đường, thể hiện chất lượng tổng hợp của bộ phận giảm chấn, bộ phận đàn hồi. 10.2.3.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 10.1 Sơ đồ nguyên lý bộ gây rung thuỷ lực Thiết bị đo là loại thiết bị thuỷ lực, gồm: bộ gây rung thuỷ lực, các thiết bị đo lực tại chỗ tiếp xúc của bánh xe với bệ đỡ, thiết bị đo tần số và chuyển vị. Bộ gây rung thuỷ lực có nguồn cung cấp thuỷ lực: bơm, bình tích năng, van con trượt, bộ giảm chấn, xi lanh thuỷ lực. Van thuỷ lực được điều khiển bởi một van điện từ, nhằm đóng mở đường dầu, tạo lên khả năng rung cho bệ với tần số khác nhau. Thiết bị đo của bệ là các cảm biến, bộ vi xử lý và bộ điều khiển tần số rung. Tín hiệu từ các cảm biến, được ghi lại và xử lý đưa ra các chỉ số hiển thị. Biên độ rung của ôtô con nằm trong khoảng từ (1520)mm, tần số rung thay đổi liên tục từ (414)Hz. Hiển thị trên màn hình và lưu trữ là các dữ liệu về độ cứng động của hệ thống treo và độ bám đường của từng bánh xe. Bệ đo kèm theo một thiết bị đo tải trọng thẳng đứng cho từng bánh xe. Khi bị quá tải, bộ rung không làm việc. Bộ tổ hợp thiết bị chẩn đoán có thể bao gồm cả thiết bị cân, bộ đo độ trượt ngang của bánh xe, bộ đo độ rung cho hệ thống treo, bộ đo lực phanh, .... Cảm biến đo lực Cảm biến đo tần số chuyển vị Bộ gây rung thuỷ lực 88 10.2.3.3 Phương pháp đo Trước khi đưa xe vào bệ rung, nhất thiết phải đảm bảo áp suất khí nén trong lốp xe theo tiêu chuẩn. Cho xe lăn từ từ vào bệ cân trọng lượng, di chuyển các bánh xe của từng cầu vào bệ rung. Khi xe đã nằm yên trên bệ đo rung, hiệu chỉnh cho thân xe và bánh xe theo hướng đi thẳng. Cho bệ rung làm việc, thời gian làm việc cho một cầu khoảng (23) phút. Sau đó chuyển sang đo cho bánh xe của cầu khác, với các bước thao tác tương tự. 10.2.3.4 Kết quả đo Thiết bị đo ghi và cho phép xác định các thông số chẩn đoán của từng bánh xe như sau + Tải trọng trên các bánh xe, cầu xe, và toàn bộ xe (N). + Độ cứng động của hệ thống treo, đo tại bánh xe (N/mm). + Độ bám của bánh xe trên mặt đường (%). + Dạng đồ thị kết quả được hiển thị hoặc in trên giấy. Khả năng bám của bánh xe trên mặt đường G (GRIP), cho từng bánh xe trên cùng một cầu theo tần số rung của bệ, hệ số bám lấy bằng phần trăm (%). Khi giảm nhỏ tần số tác động (biểu thị tương tự như tác động của mặt đường), giá trị G thay đổi. Khi đánh giá tổng quát chất lượng của hệ thống treo (theo kết quả ghi trên giấy do máy ghi), ta lấy giá trị nhỏ nhất trên đồ thị. Hệ thống treo được coi là tốt, khi sự thay đổi Fzd là nhỏ nhất, có nghĩa là đảm bảo độ bám bánh xe trên mặt đường là cao nhất. Nếu lốp xe, giảm chấn, bộ phận đàn hồi tốt thì độ bám của bánh xe với mặt đường cao. Loại trừ hư hỏng của lốp xe (vì đã được kiểm tra trước khi cho xe lên bệ), thì nếu độ bám nhỏ hơn cần thiết thì chứng tỏ có hư hỏng của bộ phận giảm chấn hoặc cả bộ phận đàn hồi. Giá trị sai lệch tương đối của độ bám là giá trị sai lệch của giá trị độ bám của các bánh xe trên cùng một cầu. Độ cứng động của cơ cấu treo R (N/mm) – RIGIDITY- hiển thị trên bảng kết quả, được đo trên cơ sở chuyển vị của bệ (đồng thời là của bánh xe), với lực tác động có giá trị tương ứng, khi tần số rung thay đổi. Khi đo, các bộ số liệu được ghi và xử lý theo bài toán thống kê để tìm giá trị trung bình. Kết quả độ cứng động, cho biết trạng thái độ cứng của hệ thống treo tính theo chuyển vị dài tại vị trí đặt bánh xe. Độ cứng tĩnh là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến độ cứng động. Do đó kết quả đo độ cứng động, đánh giá được chất lượng của bộ phận đàn hồi. Các bệ chẩn đoán hệ thống treo được thiết kế trong tổ hợp thiết bị chẩn đoán, nhưng được phân loại theo trọng lượng ôtô. Do đó, để đảm bảo độ chính xác của các thông số chẩn đoán, cần phải chọn loại bệ chẩn đoán phù hợp với ôtô cần chẩn đoán. 89 Tài liệu tham khảo 1 Dương Văn Đức. Sửa chữa máy xây dựng. NXB Xây dựng Hà Nội – 2006 2 Phạm Thành Đường. Kỹ thuật sửa chữa xe ôtô đời mới. NXB Giao thông vận tải, Hà Nội – 2005 3 Phan Văn Hoà. Điều khiển điện tử trên ôtô. ĐHNN. Hà Nội - 2006 4 Trần Văn Hiếu . Lý thuyết mài mòn và bôi trơn, NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội - 2003 5 Nguyễn Nông và hoàng Ngọc Vinh. Độ tin cậy trong sửa chữa ôtô, máy kéo. NXB Giáo dục, Hà Nội – 2000 6 Nguyễn Tất Tiến. Nguyên lý động cơ đốt trong. NXB Giáo dục, Hà Nội – 2003 7 Nguyễn Tất Tiến và Đỗ Xuân Kính. Giáo Trình sửa chữa ôtô, máy nổ. NXB giáo dục, Hà Nội – 2004 8 Trần Thanh Hải Tùng và Nguyễn Lê Châu Thành. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ôtô. NXB Đà Nẵng – 2006 9 Bùi Hải Triều. Bài giảng về nột số vấn đề trong chẩn đoán kỹ thuật ôtô, máy kéo. ĐHNN. Hà Nội – 2004 10 Nguyễn Khắc Trai. Kỹ thuật chẩn đoán ôtô. NXB Giao thông vận tải, Hà Nội - 2004 Mục lục Nội dung Trang Lời nói đầu 1 Chương 1: Khái niệm về độ tin cậy và tuổi thọ của máy 2 1.1 Các khái niệm cơ bản 2 1.1.1 Khả năng làm việc của máy 2 1.1.2 Độ tin cậy 2 1.2 Phương pháp tính độ tin cậy của chi tiết máy 3 90 1.2.1 Tính tóan ngẫu nhiên của các hư hỏng 3 1.2.2 Thu thập và xử lí thông tin của độ tin cậy 4 1.3 Phương pháp tính độ tin cậy của cụm chi tiết máy 5 1.3.1 Tính tóan Các chỉ tiêu kinh tế của tính không hỏng của máy 5 1.3.2 Tính tóan các chỉ tiêu kĩ thuật của tính không hỏng của máy 5 Chương 2: Khái niệm chung về chẩn đóan kỹ thuật 7 2.1 Khái niệm về chẩn đóan, và ảnh hưởng của điều kiện của sử dụng đến sự thay đổi trạng thái kĩ thuật 7 2.1.1 Khái niệm về chẩn đoán kĩ thuật 7 2.1.2 Khái niệm về thông số chẩn đóan 8 2.1.3 ảnh hưởng của điều kiện sử dụng đến sự thay đổi trạng thái kĩ thuật 9 2.2 Phương pháp và các thiết bị chẩn đóan 12 2.2.1 Phương pháp chẩn đóan 12 2.2.2 Các thiết bị chẩn đóan 15 2.2.3 Các loại cảm biến thường dùng trong chẩn đoán 16 Chương 3: Tự chẩn đoán 21 3.1 Khái niệm về tự chẩn đoán 21 3.2 Nguyên lí hình thành hệ thống tự chẩn đóan hiện đại 22 3.3 Một số hệ thống tự động điều khiển có tự chẩn đoán 23 3.3.1 Sơ đồ điển hình của hệ thống điều khiển tự động chuyển số 23 3.3.2 Sơ đồ điển hình của hệ thống điều khiển tự động phun xăng 23 3.3.3 Sơ đồ điển hình hệ thống điều khiển phanh ABS 25 3.3.4 Các hình thức giao tiếp giữa người và xe 25 Chương 4: Các phương pháp chẩn đoán đơn giản 28 4.1 Thông qua cảm nhận của các giác quan con người 28 4.1.1 Nghe âm thanh trong vùng con người cảm nhận được 28 4.1.2 Dùng cảm nhận màu sắc 31 4.1.3 Dùng cảm nhận mùi 33 4.1.4 Dùng cảm nhận nhiệt 33 4.1.5 Bằng cảm giác lực hay mô men 34 4.2 Xác định thông số chẩn đoán bằng dụng cụ đo đơn giản 35 4.2.1 Đối với động cơ 35 4.2.2 Đối với hệ thống truyền lực 37 4.2.3 Đối với hệ thống điện 37 4.3 Phương pháp đối chứng 38 Chương 5: Chẩn đoán động cơ 39 5.1 Phân tích các thông số chính của động cơ đốt trong 39 5.1.1 Công suất của động cơ 39 5.1.2 Khoảng tốc độ quay của động cơ 40 91 5.1.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn 40 5.2 Chẩn đoán động cơ thông qua các thông số chính 45 5.2.1 Công suất động cơ 45 5.2.2 Hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn 47 5.2.3 Thành phần khí xả 48 5.3 Chẩn đoán động cơ thông qua áp suất nén và tổn thất áp suất 49 5.3.1 áp suất nén Pc 49 5.3.2 Chẩn đoán thông qua độ lọt khi xuống đáy các – te 50 5.4 Chẩn đoán ĐC thông qua sử dụng TB chẩn đoán xách tay 52 5.4.1 Công dụng của thiết bị chẩn đoán xách tay 52 5.4.2 Một số loại thiết bị chẩn đoán xách tay 52 Chương 6: Chẩn đoán hệ thống điện 54 6.1 Chẩn đoán hệ thống đánh lửa 54 6.1.1 Chẩn đoán qua Buji đánh lửa 54 6.1.2 Xác định thời điểm đánh lửa 54 6.1.3 Chẩn đoán hệ thống đánh lửa trên Osilloscope 56 6.2 Chẩn đoán chất lượng nguồn cung cấp điện 59 6.2.1 Chẩn đoán chất lượng bình điện (ắc quy) 59 6.2.2 Chẩn đoán máy phát điện xoay chiều 62 6.2.3 Chẩn đoán tổng hợp phần cung cấp điện 64 Chương 7: Chẩn đoán hệ thống truyền lực 65 7.1 Các khả năng thu nhận thông số chẩn đoán 65 7.1.1 Bằng phương pháp âm học 65 7.1.2 Bằng việc xác định khe hở tổng cộng 65 7.1.3 Bằng cách đo nhiệt độ 66 7.2 Chẩn đoán các bộ phận chính của hệ thống truyền lực 66 7.2.1 Cụm ly hợp ma sát 66 7.2.2 Cụm hộp số chính và hộp phân phối 71 7.2.3 Cụm cầu xe 78 7.2.4 Cụm các- đăng 81 Chương 8: Chẩn đoán hệ thống phanh 83 8.1 Xác định hiệu quả phanh 83 8.1.1 Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hiệu quả phanh 83 8.1.2 Phương pháp xác định hiệu quả phanh 84 8.2 Xác định sự không đồng đều của lực phanh hay mô men phanh 89 8.2.1 Bằng phương pháp trên bệ thử (chẩn đoán) phanh 89 8.2.2 Bằng cách thử xe trên đường 89 8.3 Đo hành trình bàn đạp phanh 90 92 8.4 Chẩn đoán cơ cấu phanh 91 8.4.1 Cơ cấu phanh thuỷ lực 92 8.4.2 Cơ cấu phanh đĩa 94 8.4.3 Cơ cấu phanh khí nén 94 8.5 Chẩn đoán hệ thống dẫn động phanh 96 8.5.1 Hệ thống phanh thuỷ lực 96 8.5.2 Hệ thống phanh khí nén 98 8.5.3 Chẩn đoán hệ thống phanh của ôtô có nhiều cầu chủ động làm việc ở chế độ luôn gài 100 8.5.4 Chẩn đoán hệ thống phanh có ABS 101 Chương 9: Chẩn đoán hệ thống lái 103 9.1 Xác định độ rơ và lực lớn nhất đặt lên vành lái 103 9.1.1 Đo độ rơ vành lái 103 9.1.2 Đo lực lớn nhất đặt lên vành lái 104 9.1.3 Đo góc quay của bánh xe dẫn hướng 105 9.1.4 Kiểm tra thông qua tiếng ồn 105 9.1.5 Chẩn đoán khi thử trên đường 105 9.1.6 Xác định khả năng chuyển động ổn định khi chạy thử trên đường 106 9.2 Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới các hệ thống khác trên xe 106 9.2.1 Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới góc đặt bánh xe, hệ thống treo 106 9.2.2 Chẩn đoán hệ thống lái liên quan tới hệ thống phanh 107 9.3 Kiểm tra các góc đặt bánh xe dẫn hướng 107 9.3.1 Xác định góc đặt bánh xe bằng dụng cụ cơ khí đo góc 107 9.3.2 Xác định độ chụm của bánh xe 109 9.3.3 Chẩn đoán trên bệ đo trượt ngang bánh xe tĩnh và động 110 9.3.4 Xác định các góc đặt bánh xe trên bệ thử chuyên dùng 112 Chương 10: Chẩn đoán hệ thống treo 115 10.1 Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hệ thống treo 115 10.1.1 Độ ồn 115 10.1.2 Tiêu chuẩn về độ bám đường của ECE 116 10.2 Chẩn đoán hệ thống treo 116 10.2.1 Chẩn đoán bằng quan sát 116 10.2.2 Chẩn đoán trên đường 117 10.2.3 Đo trên bệ thử chuyên dùng 119 Tài liệu tham khảo 121