- Chẩn ủ oỏn hệ thống nhiờn liệu nhờ cảm biến Lambdar
2.3Phương phỏp chẩn ủoỏn
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lí THUYẾT CHẨN ð OÁN ễTễ 2.1 Khỏi quỏt về bảo trỡ trạng thỏ
2.3Phương phỏp chẩn ủoỏn
2.3.1 Phương phỏp kiểm tra chẩ ủoỏn khụng thỏo rời
2.3.1.1 Phương phỏp gia tốc
Theo phương phỏp này, tải trọng ủược tạo ra do sự tăng tốc ủột ngột của ủộng cơ. Quỏ trỡnh Ộchuyển tiếpỢ từ tốc ủộ thấp ổn ủịnh lờn tốc ủộ cao ổn
ủịnh là giai ủoạn làm việc của ủộng cơ ủược sử dụng ủể nghiờn cứu, phõn tớch, ủỏnh giỏ nhằm tạo lập cỏc dấu hiệu ủể chẩn ủoỏn ủộng cơ. Giai ủoạn Ộchuyển tiếpỢ là giai ủoạn chứa tương ủối nhiều thụng tin về sự biến ủổi cụng suất, hơn nữa ủõy là một giai ủoạn diễn ra trong một thời gian rất ngắn (khoảng 2 giõy) [14,16].
Chẩn ủoỏn ủộng cơ dựa trờn sự phõn tớch quỏ trỡnh chuyển tiếp trong
ủộng cơ khi tăng tốc tự do ủó ủược ủề cập và giải quyết [14]. Nhằm tạo cơ sở ủể xõy dựng cỏc dấu hiệu chẩn ủoỏn, người ta ủó kết hợp xõy dựng và tạo lập cỏc phương ỏn thớ nghiệm trờn cả mụ hỡnh lý thuyết lẫn thực tếủể phõn tớch,
lý thuyết và ủộng cơ thớ nghiệm là ủộng cơ D12A.
Cũng theo phương phỏp này, một tỏc giả khỏc [24] ủó xõy dựng mụ hỡnh ủộng lực học của hệ thống ủộng cơ Turbin lựa khớ kết hợp với thớ nghiệm kiểm tra trờn ủộng cơ ụ tụ cụ thểủể chẩn ủoỏn cụng suất. Trờn cơ sở
phõn tớch kết quả nghiờn cứu trong cỏc cụng trỡnh khoa học trước ủõy, tỏc giả ủó lựa chọn một số tớn hiệu chẩn ủoỏn thớch hợp, phản ứng ủó nhạy với hầu hết cỏc khuyết tật ủiển hỡnh cú thể xuất hiện khi ủộng cơ làm việc. Sự thay
ủổi của cỏc tớn hiệu chẩn ủoỏn này phản ỏnh khỏ tin cậy về tỡnh trạng kỹ thuật hiện tại của ủộng cơ. Cỏc tớn hiệu ủú là:
+ Tần số quay (n) và gia tốc gúc (ε) của trục khuỷu. + Nhiệt ủộ tổng cộng trước turbin.
+ Tần số quay của turbin lựa khớ. + Nhiệt ủộ nước làm mỏt.
2.3.1.2 Phương phỏp ngắt từng xi lanh của ủộng cơ.
đó cú một số nhà khoa học [13] tiến hành ủo cụng suất từng xilanh bằng cỏch ngắt cỏc xilanh khỏc chỉ ủể một xilanh làm việc. Việc xỏc ủịnh cụng suất của từng xilanh sẽ cho chỳng ta biết sự hư hỏng của cỏc cụm chi tiết hay hệ thống thuộc xilanh nào?
Bản chất của chẩn ủoỏn cụng suất bằng phương phỏp ngắt xilanh là: trong giới hạn thay dổi cụng suất của xilanh cú thể phỏt hiện ủược trong sử
dụng do nguyờn nhõn hư hỏng hoặc sai lệch ủiều chỉnh thỡ sự phụ thuộc của ỏp suất chỉ thị trung bỡnh (pi = f(n)) và ỏp suất cú ớch trung bỡnh (pe = f(n)) vào vũng quay trục khuỷu ủộng cơ ở nhỏnh ủiều chỉnh của ủường ủặc tớnh cú thể coi là cỏch quóng ủều nhau [13].
Bằng thực nghiệm, cỏc tỏc giả này ủó xõy dựng ủược cỏc ủường ủặc tớnh pi = f(n); pe = f(n) cho cỏc trường hợp: lượng cung cấp nhiờn liệu lớn nhất; ủiều chỉnh ủỳng cảủộng cơ; giảm ỏp suất nộn của xilanh; gúc phun sớm
nhỏ; lượng cung cấp nhiờn liệu nhỏ nhất. Trờn cơ sở ủú, họ ủó ủưa ra một số
phương ỏn chẩn ủoỏn trạng thỏi ủộng cơ từ cỏc ủường ủặc tớnh này.
Cũng là phương phỏp Ộngắt xilanhỢ ủể chẩn ủoỏn cụng suất, nhưng cỏc tỏc giả khỏc [12] ủó thực hiện việc ngắt lần lượt từng xilanh và lỏy nú làm tải trọng cho cỏc xilanh cũn lại. Việc tạo lập cỏc dấu hiệu chẩn ủoỏn ủược thực hiện theo phương phỏp cú mụ hỡnh trợ giỳp. Phần mềm chuyờn dụng ủể
nghiờn cứu ủộng cơ do hóng AVL của Cộng hũa Áo sỏng chế - BOOTS cho phộp chỳng ta mụ phỏng cỏc quỏ trỡnh hoạt ủộng của ủộng cơ với ủộ chớnh xỏc và tin cậy cao. Phần mềm này cho phộp xõy dựng ủược cỏc mụ hinh ủộng cơ nhờ sự khai bỏo cỏc thụng số ủầu vào và ủầu ra của ủộng cơ [12]. Cỏc tỏc giả này ủó xõy dựng ủược mụ hỡnh của một ủộng cơ cụ thể và thực hiện cỏc phương ỏn thớ nghiệm trờn cả ủộng cơ thực và ủộng cơ mụ hỡnh ủú. Nhờ
phương phỏp mụ hỡnh trợ giỳp (phương phỏp ủỏnh giỏ tham số và phương phỏp so sỏnh ủồng ủẳng) cỏc tỏc giả ủó xõy dựng ủược cỏc mối quan hệ giữa
ủường ủặc tớnh momen với tỡnh trạng kỹ thuật của ủộng cơ.
2.3.1.3.Phương phỏp phõn tớch dầu bụi trơn
Tớnh dị thường của một quỏ trỡnh hoặc một trạng thỏi cấu trỳc cú thể
biểu diễn bởi thành phần hoặc tớnh chất của mụi chất. Trờn cơ sở ủú cú thể
xõy dựng cỏc dấu hiệu chẩn ủoỏn nhờ cỏc phộp ủo thớch hợp và xõy dựng cỏc dấu hiệu nhận dạng trạng thỏi chẩn ủoỏn phự hợp. Dầu bụi trơn ủộng cơ là một mụi chất hoạt ủộng chứa rất nhiều thụng tin về hao mũn cỏc bề mặt ma sỏt trong ủộng cơ cũng như trạng thỏi hoạt ủộng của ủộng cơ [1].
Phõn tớch dầu bụi trơn cho phộp nhận biết cỏc trạng thỏi kỹ thuật ủộng cơ nhờ những biểu hiện sau:
- Lượng hạt mà hoặc mức ủộ bứt hạt mài: là ủộ tăng lượng hạt mài theo thời gian cho biết trạng thỏi tức thời hoặc biểu hiện hư hỏng.
dạng hạt mài phẳng, mỏng, mỏi vật liệu sẽ biểu hiện bởi nhiều hạt mài dạng gọn hơn.
- Loại vật liệu hạt mài cho biết vựng hư hỏng. Mạt kim loại màu là dấu hiệu hao mũn ổ trượt, mạt sắt xuất hiện từ mặt răng, vũng găng hoặc ổ lăn, mạt gang từ mài mũn mặt gương xilanh, mạt kim loại nhẹ từ pistonẦ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong [23] giới thiệu một số kết quả nghiờn cứu phõn tớch dần bụi trơn
ủểủỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật ủộng cơ Diesel. động cơ Diesel ủược ủỏnh giỏ sơ bộ trờn cơ sở phõn tớch chất lỏng lạ trong dầu bụi trơn.Việc phõn tớch hạt mài ủược thực hiện bằng thiết bị gọn nhẹ, thuận tiện cho cụng việc chẩn ủoỏn gió ngoại.
Từ kết quả phõn tớch hạt mài ủộng cơ nghiờn cứu ủược ủỏnh giỏ theo cỏc mức ủộ: hoạt ủộng an toàn, hoạt ủộng an toàn giới hạn hoặc hoạt ủộng với xỏc suất hư hỏng cao [23].
2.3.1.4 Phương phỏp phõn tớch khớ thải.
Thành phần khớ thải phản ỏnh tỡnh trạng chung của ủộng cơ về quỏ trỡnh chuẩn bị và ủốt chỏy hỗn hợp, nú phụ thuộc vào cỏc yếu tố như: Chất lượng của hệ thống nhiờn liệu và phối khớ làm ảnh hưởng tới tỉ lệ hỗn hợp và sự hoà trộn ủồng ủều nhiờn liệu-khụng khớ cũng như tổ chức quỏ trỡnh chỏy; Trạng thỏi nhiệt ủộ ủộng cơ; Chất lượng quỏ trỡnh nộn trong ủộng cơ ủieden; Phẩm chất của nhiờn liệu v.v..
* Biểu hiện của khớ xả:
Thụng thường ta cú thể quan sỏt khớ xả qua màu sắc của nú như sau: - Khớ thải khụng màu hoặc cú màu nõu rất nhạt khi ủộng cơ phỏt cụng suất tối ủa chứng tỏ quỏ trỡnh chỏy tốt.
- Khớ thải cú màu nõu sẫm hoặc ủen:
nhiờn liệu cung cấp, vũi phun khụng sương, ỏp suất phun quỏ thấp, gúc phun sớm sai...)
Thiếu khụng khớ do cản trở lớn ở ủường nạp (tắc bầu lọc khớ, bướm giú mở khụng hết...).
Tuốc bin-mỏy nộn làm việc khụng tốt (với ủộng cơ tăng ỏp).
động cơ bị quỏ tải hoặc do chạy ộp ga, ộp số.
- Khớ thải cú màu xanh ủậm: Do lọt dầu nhờn vào buồng chỏy khi nhúm xec măng-xi lanh khụng ủảm bảo kớn khớt
- Khớ thải màu xanh nhạt lỳc cú lỳc khụng: Thường do bỏ mỏy. - Khớ thải cú màu trắng: Mỏy lạnh hoặc cú nước lọt vào buồng chỏy.
* Phương phỏp phõn tớch:
Hiện nay thiết bị phõn tớch khớ ủược sử dụng chủ yếu là loại ủo nhanh, vớ dụ: thiết bị dựng phổ kế hồng ngoại ủo lượng CO; Dựng phương phỏp quang hoỏ ủo lượng NO, NO2 ; Thiết bị dũ i-on hoỏ ngọn lửa ủể xỏc
ủịnh thành phần HC v.v..
để kiểm tra sự tồn tại muội than (bồ húng) trong khớ xả của ủộng cơ ủieden, thường dựng phương phỏp kiểm tra ủộ cản quang hoặc xỏc ủịnh mức
ủộ làm ủen giấy lọc của luồng khớ xả.
Khi tiến hành phõn tớch khớ xả, ủộng cơ cần ủược chạy núng ủến nhiệt
ủộ quy ủịnh; đầu ống trớch khớ ủưa lờn thiết bịủo ủược lồng vào giữa tõm của
ống xả và vào sõu khoảng 20cm; Lần lượt thay ủổi chế ủộ ga theo chu trỡnh: tăng tốc Ờ duy trỡ ga ở chếủộ tải - giảm tốc (thường gồm nhiều bước theo cỏc tiờu chuẩn thử khớ xảủó quy ủịnh). Cỏc kết quả ủo sẽ ủược thiết bị thu nhận và xử lý, sau ủú ủưa lờn mỏy tớnh hoặc in ra giấy rất nhanh chúng, thuận tiện.
Hàm lượng cỏc chất trong khớ xả trong ủộng cơ ủiờzen, ủặc biệt là ủộ
khúi ủen, cho ta nhiều thụng tin về chất lượng của cỏc bộ phận trong ủộng cơ, nếu thao tỏc kiểm tra hợp lý, cú thể phỏt hiện ủược chỗ bị hư hỏng, vớ dụ:
Lần lượt ngắt từng xy lanh (ngắt ủường dầu cao ỏp tới vũi phun), nếu hàm lượng khớ xả khụng thay ủổi thỡ xy lanh ủú khụng làm việc. Sự thay ủổi thành phần khớ xả khụng như nhau khi ngắt từng xy lanh cũng phản ỏnh sự
làm việc khụng ủồng ủều giữa chỳng.
Thay ủổi gúc phun sớm sẽ cho kết quả hàm lượng khớ xả khỏc nhau, nhờủú tỡm ủược gúc phun thớch hợp nhất cho ủụng cơ kiểm tra.
Lọc khớ bị tắc làm mức ủộ khúi ủen tăng cao, ủặc biệt ở giai ủoạn tăng tốc và giảm tốc.
Áp suất phun của vũi phun quỏ thấp làm tăng ủộ khúi khi ủộng cơ tăng tốc Lọc nhiờn liệu bẩn làm ủộ khúi tăng cao ở mọi chếủộ làm việc
Những hư hỏng núi trờn cú thể dễ dàng phỏt hiện khi kiểm tra ủộ khúi hoặc thành phần khớ xả của ủộng cơ cú vấn ủề và ủem so sỏnh với ủặc tớnh chuẩn của ủộng cơ làm việc tốt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.1.5. Phương phỏp giỏm sỏt trực tuyến (OBD).
Từ năm 1996 cỏc hóng xản suất ụtụ cho ra ủời hệ thống OBD . OBD Mang tớnh thống nhất về tiờu chuẩn chẩn ủoỏn và xỏc ủịnh hư hỏng giữa cỏc loại ủộng cơ do cỏc hóng khỏc nhau chế tạo. được thống nhất và ỏp dụng ủầu tiờn tại Mỹ. Với mục ủớch nhắm phỏt hiện cỏc chất cú hại trong khớ xả thải vào khớ quyển, hệ thống OBD cho phộp ECU ủộng cơ phỏt hiện bất kỳ hư
hỏng nào của ủộng cơ và hệ thống kiểm soỏt khớ xả cũng như bỏo cho lỏi xe cỏc trạng thỏi này qua ủốn Ộcheck engineỢ. Một chức năng của ECU ủộng cơ ủể lưu cỏc dữ liệu ủiều khiển quan trọng vào bộ nhớ trong khi phỏt hiện thấy hư hỏng. đặc ủiểm chớnh của OBD là tớnh thống nhất của mó chẩn ủoỏn và sử
dụng một dụng cụ thử ủặc biệt. Kết quả là, phương thức thụng tin giữa dụng cụ thử và DLC (giắc nối liờn kết dữ liệu) và ECU ủộng cơ ủược tiờu chuẩn húa. Hơn nữa, trong trường hợp OBD, việc ủo tốc ủộ ủộng cơ và kiểm tra chức năng của ECU ủộng cơ khụng thể thực hiện ủược mà khụng cú dụng cụ
thửủặc biệt. Toyota sử dụng hệ thống mà cỏc chức năng ban ủầu của nú ủược bổ sung thờm cỏc yờu cầu theo tiờu chuẩn OBD. Cỏc mụ tả sau là một sốủiểm khỏc nhau cơ bản giữa hệ thống OBD thụng thường của Toyota và hệ thống OBD mới (OBD) dựng cho cỏc xe ở Mỹ và Canada.
2.3.2 Cỏc phương phỏp xỏc ủịnh thụng số chẩn ủoỏn .
2.3.2.1 Cơ cấu biờn tay quay, phõn phối khớ.
Khi chẩn ủoỏn nhúm piston- xilanh và cơ cấu biờn tay quay người ta sử
dụng cỏc thụng số cấu trỳc và cỏc thụng số giỏn tiếp sau ủõy: Khe hở giữa piston và vũng găng theo chiều cao của rónh; Khe hở giữa xilanh và piston ở
vựng trờn khe hở trong liờn kết chốt piston; Khe hở giữa cổ trục khuỷu và gối
ủỡ chớnh, khe hỡ giữa chốt piston và bạc ủầu trờn biờn; khe hở dọc trục khuỷu, thể tớch khớ lọt xuống cỏcte hoặc ỏp suất khớ trong cỏcte, ỏp suất khớ trong khụng gian trờn ủỏy piston ở cuối kỳ nộn; thể tớch khớ nộn hao tổn trong xilanh hoặc hao tổn ỏp suất khớ nộn trong xilanh; hành trỡnh của piston so với trục khuỷu ; ỏp suất dầu trong mạch dầu chớnh; chi phớ dầu nhờn do chỏy; thành phần ủịnh tớnh và ủịnh lượng của sản phẩm hao mũn trong dầu nhờn; vận tốc và gia tốc rung ủộng.
Trạng thỏi của cơ cấu phõn phối khớ ủược ủỏnh giỏ bởi cỏc thụng số
sau: độ lệch pha phõn phối khớ(theo gúc quay trục khuỷu); khe hở giữa ủũn gỏnh và ủuụi xupỏp; khe hở giữa trục phõn phối và gối ủỡ; hao mũn trong bạc hướng dẫn xupỏp; khe hở giữa xu pỏp và ổủặt; chi phớ khụng khớ nến hoặc ủộ
sụt ỏp suất khớ nộn trong xilanh; tốc ủộ thay ủổi ủộ chõn khụng trong ủường nạp; vận tốc và gia tốc rung ủộng.
Khi xỏc ủịnh trạng thỏi kỹ thuật nhờ cỏc thiết bị kỹ thuật chuyờn dựng người ta sử dụng chủ yếu cỏc thụng số giỏn tiếp.
. Thể tớch lọt khớ xuống cỏc te ủược xỏc ủịnh bằng cỏc mỏy ủếm lưu lượng khớ hoặc lưu lượng kế lắp vào cổ ủổ dầu trờn ủộng cơ. Trong khi ủú cỏc te của
ủộng cơ cần ủược làm kớn hoàn toàn . Sự tăng lưu lượng khớ lọt xưống cỏc te và ỏp suất khớ trong cỏc te là dấu hiệu tăng khe hở trong nhúm piston-xilanh. để
chẩn ủoỏn cỏc hư hỏng cục bộ trong cỏc xi lanh cú thể sử dụng cỏc tớn hiệu xung ỏp suất thổi của khớ trong cỏc te qua lỗủổ dầu. Tớn hiệu xung ỏp suất cú thể nhận
ủược nhờủặt cảm biến ỏp suất xung ủặt vào lỗủổ dầu. Tớn hiệu ra cần ủược hiển thịở dạng biểu ủồ theo thời gian hoặc gúc quay của trục khuỷu.
. Áp suất khớ trong khụng gian trờn ủỏy piston ở cuối thời kỳ nộn cú thể ủược xỏc ủịnh nhờ cỏc thiết bị ủo ỏp suất nộn khi quay trục khuỷu ủộng cơ
bằng mỏy ủề. Tuỳ thuộc vào mó hiệu ủộng cơ mà khoảng ủo ỏp suất của thiết bịủược chọn cho phự hợp.
2.3.2.2. Hệ thống cung cấp bụi trơn, làm mỏt.
Khi ủỏnh giỏ trạng thỏi kỹ thuật và tỡm hư hỏng trong hệ thống cung cấp, hệ thống bụi trơn và hệ thống làm mỏt của ủộng cơ người ta sử dụng cỏc thụng số chẩn ủoỏn sau:
+ đối với hệ thống cung cấp hổn hợp của ủộng cơ chế hoà khớ là chi phớ nhiờn liệu riờng, nếu nhiờn liệu trong buồng phao, lượng cung cấp của bơm nhiờn liệu, ỏp suất nhiờn liệu bơm, hàm lượng ụxớt cỏc bon trong khớ xả, hàm lượng HC trong khớ xả, ủộ chõn khụng trong ủường nạp.
+ đối với hệ thống cung cấp nhiờn liệu của ủộng cơ điờzen là gúc bắt
ủầu cung cấp hoặc gúc phun sớm của xi lanh thứ nhất, ỏp suất phun và chất