n- là chỉ số khỳc xạ, tỷ số của tốc độ ỏnh sỏng trong chõn khụng chia cho tốc độ ỏnh sỏng trong vật chất đó cho.
3.3.2.6 Hạt từ tớnh
Cỏc loại hạt từ tớnh sẽ được phõn bố trờn đường vào của Ferrogram và sắp xếp thành chuỗi theo đường sức từ trường, cỏc hạt này được nhận biết khi sử dụng ỏnh sỏng phản xạ của kớnh hiển vi quang học. Cỏc loại hạt từ tớnh cú thể được chia thành sỏu loại chủ yếu:
- Thộp hợp kim cao; - Thộp hợp kim thấp; - Thộp hợp kim trung bỡnh; - Oxit sắt; - Oxit sắt đen; - Oxit sắt đỏ;
- Cỏc oxit lẫn kim loại. - Thộp hợp kim cao
Những hạt này sắp xếp thành chuỗi trờn Ferrogram theo đường sức từ trường và xuất hiện màu xỏm trắng trước và sau khi xử lý nhiệt.
Thộp hợp kim cao cú hàm lượng đỏng kể Ni, Cr và cỏc nguyờn tố hợp kim khỏc. Việc phõn biệt giữa hợp kim cao và kim loại khụng từ tớnh màu trắng bằng vị trớ của chỳng trờn Ferrogram. Nếu chỳng cú màu trắng xuất hiện thành chuỗi thỡ được cho là hợp kim cao của thộp. Khụng thỡ chỳng được xem là kim loại khụng từ tớnh màu trắng. Từ trờn xuống dưới trờn Ferrogram ta thấy tần số xuất hiện hợp kim cao ngày một tăng lờn.
Hạt mài thộp hợp kim cao được thể hiện trờn hỡnh 4.24. - Thộp hợp kim thấp
Cũng tương tự nh- thộp hợp kim cao, cỏc hạt mài của thộp hợp kim thấp sắp xếp thành chuỗi theo đường sức từ trường và thường xuất hiện màu xỏm trắng trước khi xử lý nhiệt, màu của chỳng sẽ thay đổi sau khi xử lý nhiệt. Sau khi được xử lý nhiệt chỳng sẽ xuất hiện màu xanh, màu hồng thậm chớ là màu đỏ tuỳ theo chiều dày lớp oxy hoỏ trờn bề mặt. Khi xử lý nhiệt ở 3300
C trong 90 phút thộp hợp kim thấp chuyển thành màu xanh.
- Thộp hợp kim trung bỡnh
Thộp hợp kim trung bỡnh dạng như gang, với hàm lượng cỏc bon khoảng 2-4% hoặc cú hàm lượng cỏc bon thấp hơn. Chỳng chuyển thành màu rơm khi xử lý nhiệt trong 90 phút ở 3300
C - Oxit sắt
Cỏc loại oxit sắt được chia thành hai nhúm tuỳ thuộc vào cỏch nhận biết: oxyt sắt đỏ và oxit sắt đen. Thực tế phức tạp hơn nhiều vỡ cú sự tồn tại đồng thời của ba cấu hỡnh lập thể: FeO, Fe2O3, Fe3O4 cũng như nhiều tinh thể tạo ra cỏc hợp chất này. Tuy nhiờn tuõn theo quy luật thụng thường: oxit sắt đỏ sản phẩm cuối cựng của sắt và oxy trong buồng nhiệt- chỉ ra độ ẩm (lẫn nước) trong hệ thống bụi trơn, trong khi oxit sắt đen- chỉ ra thiếu chất bụi trơn và quỏ nhiệt trong suốt quỏ trỡnh vận hành động cơ.
- Oxit sắt đỏ
Hạt mài mũn dạng này được chia thành hai loại:
Loại thứ nhất: là dạng đa tinh thể và xuất hiện màu da cam trong ỏnh sỏng phản xạ phõn cực màu trắng. Loại này cú liờn quan tới như oxit sắt đỏ và là loại thụng thường của khoỏng chất hematớt khi nước lọt vào trong hệ thống dầu bụi trơn. Oxit sắt đỏ rất khú tỡm thấy dưới điều kiện bụi trơn thụng thường và chỉ xuất hiện khi nước bị lọt vào trong dầu bụi trơn. Oxit sắt đỏ thụng thường được gọi là gỉ. Oxit sắt đỏ xuất hiện rất nhiều màu khỏc nhau vỡ:
- Fe2O3 khụng chỉ cú một dạng tinh thể Fe2O3;
- Khi nước vượt quỏ giỏ trị cho phộp oxit sắt bị thủy phõn và cú những cấu hỡnh khỏc nhau xảy ra, vớ dụ: tuỳ theo liều lượng sẽ tạo thành Fe(OH)3;
- Sự cú mặt của cỏc nguyờn tố cơ bản khỏc hoặc những hợp chất sắt đỏ với tỷ lệ khỏc nhau;
- Kớch thước của cỏc tinh thể trong đỏm đa tinh thể sẽ ảnh hưởng đến màu sắc của chỳng trong ỏnh sỏng phõn cực.
Hematớt (Fe3O4) của oxit sắt thường gặp ở dạng khối đa tinh thể màu đỏ da cam, là thuận từ, tuy nhiờn chỳng khụng lắng đọng trong từ trường mạnh và nh-
vậy hạt mài oxit sắt đỏ lớn tỡm thấy ở tất cỏc vựng trong Ferrogram.
Loại thứ hai: của cỏc hạt mài oxit sắt đỏ tạo ra do thiếu điều kiện bụi trơn cú dạng mỏng dẹt xuất hiện màu xỏm ở ỏnh sỏng trắng phản xạ nhưng chỳng bị mờ đi màu nõu đỏ trong ỏnh sỏng truyền qua. Bề mặt của những hạt mài này được phản chiếu chói lúa thậm chớ trong ỏnh sỏng lưỡng sắc màu đỏ của ỏnh sỏng phản xạ và màu xỏm của ỏnh sỏng truyền qua. Chỳng dễ bị nhầm lẫn bởi hạt mài của cỏc kim loại khỏc. Điều này phải kiểm tra rất cẩn thận, tuy nhiờn sẽ nhận thấy những hạt mài này khụng đỏ chói trong ỏnh sỏng lưỡng sắc như hạt mài của kim loại tự do và trong một số trường hợp rất mỏng của kim loại sẽ cho ỏnh sỏng xỏm truyền qua.
Hạt oxit sắt đỏ được thể hiện trờn hỡnh 4.27. - Oxit sắt đen
Oxit sắt đen liờn quan đến một vài loại mài mũn do bụi trơn khụng thớch hợp và nghiờm trọng hơn là oxit sắt đỏ. Như chỳng ta đó biết ở phần trước, nước
ở trong dầu bụi trơn khụng sinh ra oxit sắt đen mà sản sinh ra oxit sắt đỏ. Phõn tớch nhiễu xạ tia X chỉ ra rằng oxit sắt đen là hợp phần khụng cú tỷ lượng của hỗn hợp chứa Fe3O4, Fe2O3 và FeO.
Hạt mài oxit sắt đen được thể hiện trờn hỡnh 4.28.
Mộp của hạt mài oxit sắt đen cho phộp một ít ỏnh sỏng xuyờn qua vỡ cấu trỳc phi kim loại của chỳng. Tuy nhiờn chỳng khụng sỏng chói lọi trong ỏnh sỏng phõn cực vỡ chỳng là những chất hấp thụ ỏnh sỏng hiệu quả. Oxit sắt đen trụng gần giống như kim loại babit vỡ chỳng cũn là màu đen và cú bề mặt xự xỡ. Tuy nhiờn Fe3O4 và manhetớt (Fe2O3) từ tớnh và như vậy cỏc loại oxit đen lắng đọng theo đường sức từ trường giống như cỏc vật liệu cú từ tớnh khỏc.
- Oxit kim loại đen
Một cỏch cục bộ hạt mài của oxit kim loại được phõn loại nh- hạt mài của oxit kim loại đen. Nhưng điều này chỉ ra cú sự quỏ nhiệt trong suốt quỏ trỡnh vận hành hoặc cú thể chỉ ra do thiếu dầu bụi trơn. Cỏc hạt oxit kim loại đen càng thể hiện rừ ràng cú sự phỏ hoại nghiờm trọng của bề mặt chi tiết (xem hỡnh 4.36). Càng ít oxit lẫn kim loại cũng nh- ít hạt mài lắng đọng thành chuỗi chỳng sẽ khụng chỉ ra hư hại sắp xảy ra. Tuy nhiờn khi cú mặt oxit kim loại đen thể hiện cú sự mài mũn khụng bỡnh thường của chi tiết chịu ma sỏt. Những oxit kim loại đen cú màu xỏm mờ nhưng ngược lại những hạt mài mũn cọ sỏt thụng thường thỡ trắng và sỏng chói.
Căn cứ vào vật liệu làm cỏc chi tiết chịu ma sỏt trong động cơ đốt trong đặc biệt động cơ Điezen ta cú cỏc vị trớ mà kim loại thường được sử dụng:
Bảng 3. 4:Vật liệu một số chi tiết chịu ma sỏt trong động cơ Điezen
Kim loại Chi tiết chịu ma sỏt trong Động cơ
Fe Lút xi lanh, xộc măng, bỏnh răng, trục khuỷu, trục cam, bỏnh răng bơm dầu, hệ thống truyền động xu pỏp, chốt pittụng.
Cr Xộc măng, xu pỏp xả, lớp mạ trờn trục, chi tiết chế tạo bằng hợp kim thộp khụng gỉ.
Al Pittụng, bạc tuabin tăng ỏp, bạc cổ trục chớnh, cỏc bạc trục cam, bạc lút động cơ, lớp mạ trờn xu pỏp, cỏnh tản nhiệt trờn kột làm mỏt, bạc trờn bơm cao ỏp, cỏc bộ phận trờn phần nắp xi lanh. Ni Lớp thấm trờn xu pỏp, hợp kim thộp từ trục khuỷu động cơ, bỏnh
răng của động cơ điezen hoạt động ở chế độ tải nặng. Vật liệu thấm trờn bạc lút động cơ, cỏnh tuabin tăng ỏp và một vài hợp kim trong cỏc bộ phận làm bằng thộp khụng gỉ.
Cu Hệ thống làm mỏt dầu nhờn, bạc đầu to và đầu nhỏ thanh truyền, bạc tuabin tăng ỏp, phụ gia dầu bụi trơn.
Pb Bạc đầu to đầu nhỏ thanh truyền...
Sn Bạc đầu to nhỏ thanh truyền, lớp hợp kim được tụi thấm trờn bạc đầu to thanh truyền (hợp kim ba kim loại).
Si Phụ gia tan trong dầu chưa sử dụng, cỏt/bẩn từ mụi trường hút vào từ ống thụng hơi.
Ag Trong một vài loại bạc lút động cơ dựng bằng hợp kim đặc biệt, bạc lút tuabin tăng ỏp và một vài chi tiết cú tốc độ trượt cao. Mg Phụ gia tẩy rửa trong dầu, sử dụng trong một vài loại hợp kim
chứa nhụm.
P Trong phụ gia chịu cực ỏp.
Qua những nội dung của chương 3 cú thể đi đến kết luận:
- Phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử (AAS) định lượng tất cả cỏc kim loại mài mũn ra từ cỏc chi tiết ma sỏt trong động cơ với thời gian ngắn, độ chớnh xỏc cao.
- Tựy từng loại thiết bị, từng loại động cơ đốt trong cựng cỏc chu kỳ bảo dưỡng sửa chữa, dựng phương phỏp Ferrograph cú thể định kỳ kiểm tra và phỏt hiện những mài mũn bất thường trong thiết bị cơ khớ núi chung và động cơ núi riờng từ đú ngăn chặn kịp thời những hư hỏng đỏng tiếc xảy ra mà khụng cần phải mở mỏy, giảm đỏng kể chi phớ bảo dưỡng sửa chữa. - Khỏc với phương phỏp quang phổ hấp thụ nguyờn tử chỉ phỏt hiện được cỏc
hạt mài mũn bờn trong động cơ với cỡ hạt dưới 5m, phương phỏp Ferrograph cú thể phỏt hiện cỡ hạt lớn hơn, loại hạt xuất hiện bỏo hiệu dẫn đến sự cố nếu tiếp tục hoạt động.
- Phương phỏp Ferrograph cú thể phỏt hiện ra 6 dạng hạt mài tỏch ra từ cỏc chi tiết động cơ và 16 loại hạt mài cựng cỏc kim loại điển hỡnh mài mũn ra từ bề mặt ma sỏt.
- Căn cứ vào những hạt mài mũn bất thường tỡm thấy thụng qua phương phỏp Ferrograph kết hợp cựng bảng vật liệt một số chi tiết chịu ma sỏt trong động cơ chỳng ta cú thể đưa ra kết luận của hư hỏng và tỡm phương ỏn xử lý. - Phương phỏp Ferrograph khụng chỉ được dựng để chẩn đoỏn tỡnh trạng mài
mũn của động cơ Điezen núi riờng mà phương phỏp cũn được ứng dụng để chẩn đoỏn những hệ thống được bụi trơn khỏc như: hệ thống thủy lực, hệ thống hộp giảm tốc, cỏc tuabin lớn của nhà mỏy điện... Mở rộng hơn cú thể ứng dụng để chẩn đoỏn tỡnh trạng hoạt động của những thiết bị được bụi trơn bằng mỡ, tuy nhiờn cũng cần phải chỳ ý về cỏch lấy mẫu, cỏch pha dung dịch để làm Ferrogram...
CHƯƠNG 4
CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRấN XE CAT 769C
4.1 THEO DếI VÀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRấN XE
CAT 769C
4.1.1 Cỏc thụng số kỹ thuật của động cơ 3408
Bảng 4. 1: Cỏc thụng số kỹ thuật của động cơ 3408
Xe ụ tụ CAT 769C Thụng số kỹ thuật
Trọng lượng của xe. kg 30.674
Chiều dài (Lớn nhất). mm 8.007 Chiều rộng. mm 3.650 Chiều cao. mm 3.940 Ký hiệu động cơ 3408 Số xi lanh và sắp xếp xi lanh V8 Thứ tự nổ (Bố trớ thứ tự nổ mỏy lẻ bờn tay trỏi, mỏy chẵn bờn tay phải theo chiều nhỡn từ phớa bỏnh đà) 1-8-4-3-6-5-7-2 Khe hở xu pỏp nạp (Ở nhiệt độ 200 C). mm 0.38 Khe hở xu pỏp xả. (Ở nhiệt độ 200 C) .mm 0.76 Đường kớnh xi lanh. mm 137.2 (137.19 ±0.03) Hành trỡnh pittụng. mm 152.4
Áp suất dầu bụi trơn ở nhiệt độ nước làm mỏt 800C
Min 800 v/ph 38 PSI- 2.7 KG/cm2 Trờn 1400 v/ph 76 PSI- 5.4
KG/cm2
Tốc độ vũng quay chạy khụng tải Min đạt 810±30 v/ph
Max đạt 2280±50 v/ph
Thời điểm phun trước ĐCT. (0
) 11±1
Khi phun hỡnh học. (0
) 28±1
Cụng suất ở 2000± 10 v/phỳt Đạt 75-80% cụng suất định
mức đạt 450 CV Chiều quay của trục khuỷ (nhỡn từ phớa
sau bỏnh đà)
Ngược chiều kim đồng hồ Chiều quay của trục cam, trục bơm nhiờn
liệu (nhỡn từ đuụi trục dẫn động)
Ngược chiều kim đồng hồ
4.1.2 Cỏc thụng số về dầu dựng để chạy chẩn đoỏn trờn động cơ 3408
Dầu bụi trơn dựng để chạy chẩn đoỏn động cơ 3408 lắp trờn xe CAT 769C là dầu APP- ENDI CH4 15W/40( API CH4) do Cụng ty APP sản xuất. Cỏc thụng số kỹ thuật của dầu APP- ENDI CH4 15W/40 được tuõn theo tiờu
chuẩn quốc tế và đó được đỏnh giỏ tương đương với cỏc loại dầu cú phẩm cấp tương tự khi nhập khẩu từ cỏc nước phỏt triển. Cỏc thụng số kỹ thuật cựng cỏc giới hạn sử dụng của dầu này thể hiện trờn bảng 4.2:
Bảng 4. 2: Cỏc thụng số và giới hạn sử dụng của dầu chạy chẩn đoỏn trờn động cơ 3408 TT Cỏc thụng số Phương phỏp đo Dầu mới Giới hạn sử dụng Max Min 1 Độ nhớt 40o C,cSt ASTM D445 111.52 139.4 78.064 2 Độ nhớt 100o C,cSt ASTM D445 14.84 18.55 10.388 3 T0CC cốc hở, 0 C ASTM D92 230 - 170 4 TBN, mg KOH/g ASTM D2896 11.5 - 4 5 H/L kim loại: ppm - Fe - Cu - Pb - Al CMM 80-81 - - - - 120 30 75 20 - - - - Cỏc thụng số núi trờn cú thể coi là cỏc trạng thỏi chuẩn của dầu bụi trơn
4.2 HỆ THỐNG BễI TRƠN ĐỘNG CƠ 3408
4.2.1 Sơ đồ đường dầu bụi trơn từ cỏc te dầu đến đường dầu chớnh
Hỡnh 4. 1: Sơ đồ đường dầu bụi trơn
trong động cơ Điezen 3408 từ cỏc te dầu đến đường dầu chớnh
1- Đến đường dầu chớnh 5- Bơm dầu
2- Van an toàn qua lọc 6- ẩng hút dầu
3- Kột làm mỏt dầu 7- Cỏc lọc dầu
4- Van an toàn qua kột làm mỏt
Dầu được hút từ cỏc te dầu 6 và được đẩy tới đường dầu chớnh 1 sau khi qua kột làm mỏt 3 và bỡnh lọc 7 là nhờ bơm 5. Trờn hệ thống cú ba van an toàn: van an toàn đặt trong bơm dầu 5 nhằm giữ ỏp suất dầu phớa sau bơm khụng vượt
quỏ mức quy định, van an toàn qua lọc 2 và van an toàn qua kột mỏt 4. Hai van này nhằm giữ cho dầu được đi liờn tục đến đường dầu chớnh khi lọc bị tắc và khi mỏy mới khởi động dầu cũn lạnh khụng đi qua kột làm mỏt.
Hỡnh 4. 2: Sơ đồ của đường dầu bụi trơn bờn trong động cơ Điezen 3408 Trong đú:
1- Đến mỏy nộn khớ 10- ẩng (làm mỏt đỉnh Pittụng, xi lanh)
2- Đến bỏnh răng cõn bằng phớa sau 11- Đến tubor tăng ỏp
3- Đến trục cần bẩy xu pỏp 12- Đường dầu chớnh bờn trỏi
4- Đến bộ truyền động 13- Đến bỏnh răng truyền động trục cam
5- Đến trục bơm nhiờn liệu 14- Đến bỏnh răng truyền động trước
6- Trục cam 15- Từ van lắp theo mạch rẽ
7- Đến trục cam và thõn xu pỏp 16- Đường dầu chớnh bờn phải
8- Đến thõn xu pỏp 17- Bạc cổ chớnh động cơ
9- Bụi trơn trục cam
Chú ý: Trong trường hợp ống 10 (làm mỏt phần đầu pittụng và xi lanh) bị tắc hoặc góy cần phải xử lý ngay trỏnh hiện tượng gõy kẹt pittụng và xi lanh.
4.2.2 Sơ đồ đường dầu bụi trơn bờn trong động cơ điezen 3408
Từ đường dầu chớnh dầu đi vào đường dầu 16 đến 12 trờn thõn xi lanh, trước tiờn đi vào hốc chứa dầu của bạc trục khuỷu 17 và bạc trục cam 9 bụi trơn cỏc mặt ma sỏt. Từ bạc trục chớnh đi qua đường dẫn trờn trục khuỷu bụi trơn bạc, trục đầu to thanh truyền. Một phần nhỏ dầu bụi trơn từ đường dầu chớnh được tỏch ra qua đường ống phun 10 để làm mỏt cỏc pittụng và xi lanh.
Từ rónh phớa trờn bạc trục cam dầu tiếp tục đi theo cỏc đường 7, 8 đến bụi trơn bạc con đội đỉnh và thõn cỏc xu pỏp, đũa đẩy cũng như trục cần bẩy. Đường dầu 5 đưa dầu đến bụi trơn bơm cao ỏp.
Bạc của trục bỏnh răng cõn bằng ở phớa trước động cơ được bụi trơn bằng đường dầu chảy trong trục cõn bằng nối với đường dầu 14.
Bạc của trục bỏnh răng cõn bằng ở phớa sau động cơ được bụi trơn bằng đường dầu chảy trong trục cõn bằng nối với đường dầu 2.