- Với ñặ cñ iểm kết cấu và ñ iều kiện sử dụng hiện nay của các ñộ ng cơ máy nông nghiệp và xây dựng công trình nông thôn, cần thiết phát triển các hệ th ố ng
1.3.1. Các công trình nghiên cứu ngoài nước
Chẩn ựoán kỹ thuật là một ngành khoa học ựã ựược sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Trong lĩnh vực chẩn ựoán ựộng cơựốt trong nói chung và chẩn ựoán
ựộng cơ diesel nói riêng ựã có nhiều công trình nghiên cứu ựược công bố.
Phương pháp phân tắch nhiệt ựộ khắ thải ựể giám sát và nhận biết trạng thái kỹ thuật của ựộng cơ diesel ựược giới thiệu trong các công trình nghiên cứu của Thorsten Schulz (1991) [52]. Nhiệt ựộ khắ thải ựược sử dụng là một thông số ựo ựể
giám sát quá trình cháy, ựể ựánh giá tải trọng nhiệt của nhóm pắt tông - xéc măng - xy lanh, ựể nhận biết sai lệch trong quá trình biến ựổi năng lượng giữa các xy lanh riêng lẻ và xác ựịnh ựộ không kắn của xupap xảựộng cơ diesel. Theo phương pháp này, có thể xác ựịnh hư hỏng tại vị trắ ổựặt xupap do nứt, rỉ hoặc mòn và hiện tượng phun muộn, cháy trễ trong xi lanh. Phương pháp này ựòi hỏi phải giám sát trong một quá trình làm việc nhất ựịnh, vì vậy không thắch hợp cho chẩn ựoán dã ngoại.
Phân tắch dao ựộng ựể nhận biết và chẩn ựoán hư hỏng trên ựộng cơ diesel tập trung vào việc giám sát các ổ ựỡ, truyền ựộng bánh răng và ựộ không cân bằng của các chi tiết dạng trục ựược công bố trong các công trình nghiên cứu của Jung.U (1983) [44] và của Sturm/Fỏrter (1990) [53]. Trạng thái kỹ thuật của quá trình phun và quá trình cháy trong ựộng cơ diesel ựược nhận biết nhờựo gia tốc dao ựộng trên nắp máy, thân máy và ổ trục khuỷu. Sai lệch hoạt ựộng của các cụm chi tiết phát
sinh dao ựộng ựược nhận biết nhờ phân tắch các ựặc trưng thống kê như giá trị trung bình, hàm tương quan, mật ựộ phổ ... [53]. Phương pháp này ựòi hỏi thiết bị ựo chắnh xác, có ựộ nhạy cao và thắch hợp với việc giám sát quá trình.
Phân tắch dầu bôi trơn ựể chẩn ựoán trạng thái kỹ thuật của các chi tiết trong
ựộng cơ ựã ựược giới thiệu trong nhiều công trình nghiên cứu ở nước ngoài [30], [45]. đặc biệt ựã phát triển lý thuyết về ferrograph, một phương pháp tiên tiến ựể
nghiên cứu về quá trình mòn trong ựiều kiện vận hành không bình thường của ựộng cơ diesel bằng việc phân tắch các hạt mài mòn trong dầu bôi trơn.
Chẩn ựoán trạng thái kỹ thuật của hệ thống phun nhiên liệu trong ựộng cơ
diesel theo mức ựộ khói ựen trong khắ thải ựược các tác giả trong [27], [34], [36], [56], nghiên cứu kết hợp với thực nghiệm. Bằng cách biểu diễn ựồ thịựộ khói D% phụ thuộc vào mức tải của ựộng cơ có thể nhận biết các trạng thái hư hỏng thường gặp như kẹt vòi phun hoặc phun nhỏ giọt (hình 1.3)
Hình 1.3. độ khói ựộng cơ diesel phụ thuộc trạng thái vòi phun 1. Trạng thái bình thường; 2. Phun nhỏ giọt; 3. Vòi phun bị cốc hóa, kẹt
Phương pháp phân tắch quá trình chuyển tiếp ựược phát triển những năm gần
ựây trong chẩn ựoán ựộng cơ diesel. đã có nhiều công trình nghiên cứu ựược công bố như trong [33], [34], [36]...
Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật ựộng cơ diesel ựến khả năng phát huy công suất khi tăng tốc tự do ựược giới thiệu trong [43] (hình 1.4 và hình 1.5). Trạng thái kỹ thuật của cụm chi tiết trên ựộng cơ, vắ dụ ựộ bẩn của turbin khắ thải có thể ựược nhận biết khi phân tắch sai lệch số vòng quay của turbin khắ thải ở cả quá trình tăng tốc và giảm tốc [44].
Phân tắch toàn diện diễn biến của ựường ựặc tắnh mô men, ựặc tắnh tốc ựộ
quay của turbin khắ thải theo tốc ựộ quay của ựộng cơ trong quá trình tăng tốc tự do
ựược các tác giả B.Dolejsi, J. Kamenicky trong [27] sử dụng ựể nghiên cứu chẩn
ựoán trạng thái kỹ thuật của ựộng cơ tăng áp. Các ựường ựặc tắnh ựược xây dựng trên cơ sở thắ nghiệm và mô phỏng ựộng cơ với một số hư hỏng nhân tạo ựiển hình. (hình 1.6 và 1.7)
Hình 1.6. đặc tắnh mô men danh nghĩa 1. Giảm lượng cung cấp ; 2. Giảm góc phun sớm ; 3. Tăng sức cản ựường nạp ; 4. Giảm ựộ kắn xi lanh ; 5. Tăng sức cản ựường xả. Hình 1.7. đặc tắnh tốc ựộ quay turbin 1. Giảm lượng cung cấp ; 2. Giảm góc phun sớm ; 3. Tăng sức cản ựường nạp ; 4. Giảm ựộ kắn xi lanh ; 5. Tăng sức cản ựường xả. Hình 1.4. Hàm số sai lệch tốc ựộ quay với ựộ bẩn của turbin khắ thải 1. Khi tăng tốc. 2. Khi giảm tốc. Hình 1.5. đặc tắnh công suất của ựộng cơ diesel. 1. Trạng thái bình thường. 2. Bỏ máy một xi lanh. 3. Mỏi lò xo ựiều tốc.
Các tác giả ựã ựưa ra kết luận: ựối với ựộng cơ tăng áp bằng turbin khắ thải, hai tắn hiệu gia tốc góc trục khuỷu và vận tốc góc của turbin là hai tắn hiệu có ý nghĩa ựặc biệt quan trọng ựối với sự chắnh xác của mô hình chẩn ựoán và hàm chứa nhiều thông tin nhất về trạng thái kỹ thuật của ựộng cơ.
Các phương pháp tạo lập triệu chứng hư hỏng ựược giới thiệu trong các
công trình của YongHe và LeiFeng (2004) [35], của Kimmich.F và R.Isemam
(2002) [31]. Bên cạnh các phương pháp giám sát kinh ựiển theo giá trị giới hạn và
ựánh giá thống kê ựã xuất hiện phương pháp phân tắch nhánh cây hư hỏng - triệu chứng [35], logic mờ [37] cũng như phương pháp trắ tuệ nhân tạo, mạng Nơron và Nơron Ờ logic mờ của tác giả Frank Kimmich (2004) [38].
Trong các công trình của Kimmich.F, A.Schwarte, R.Isermann (2001) [46]
và trong [38], các tác giảựã tách ựộng cơ thành 3 mô ựun cơ bản: hệ thống nạp, quá trình phun và quá trình cháy, hệ thống thải (hình 1.8) ựể chẩn ựoán và nhận biết hư
hỏng trong các quá trình phi tuyến mạnh của ựộng cơ diesel theo phương pháp mô hình trợ giúp.
để nhận ựược các thông tin về quá trình làm cơ sởựể tạo lập triệu chứng hư
hỏng, trong các công trình này ựã sử dụng các cảm biến sẵn có trong hệ thống ựiều khiển ựiện tử trên ựộng cơ, bổ sung thêm cảm biến tốc ựộ quay trục khuỷu và cảm biến Lamda dải rộng bố trắ sau turbin khắ thải. để tạo lập triệu chứng ựã sử dụng mô hình tắn hiệu và cả phương pháp so sánh ựồng ựẳng. Mô hình quá trình ựược xây dựng bằng thực nghiệm trên cơ sở phương pháp mạng Nơron nhân tạo.
Hệ thống chẩn ựoán DS2000 có trợ giúp của máy tắnh và có tắnh cơ ựộng tương ựối cao ựược Neumanm,G [51] phát triển và sử dụng từ cuối năm 1989 ựể
chẩn ựoán kỹ thuật các máy nông nghiệp tại CHDC đức. Hệ thống DS2000 ựược trang bị công nghệ chẩn ựoán có máy tắnh trợ giúp có khả năng ựối thoại theo menủ, lập trình hoạt ựộng chẩn ựoán, lưu trữ số liệu và tự tìm lỗi. Phần mềm chẩn ựoán bao gồm các thành phần: dữ liệu chẩn ựoán, ựánh giá trạng thái và kết luận sau chẩn
Hình 1.8. Mô ựun hóa ựộng cơựể nhận biết và chẩn ựoán hư hỏng