Mỗi động cơ, sau khi sản xuất đều có các thông số kĩ thuật yêu cầu riêng biệt. Trong sử dụng động cơ cần quan tâm đén các thông số chinh sau:
+ Công suất của động cơ + Khỏang số vòng quay
+ Lượng tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn + Nhiệt độ của động cơ
+áp suất dầu bôi trơn + Chất lượng dầu bôi trơn + Thành phần khí xả
+ Độ ồn của động cơ khi làm việc
5.1.1 Công suất của động cơ
Công suất của động cơ, là thông số quyết định trạng thái kĩ thuật của động cơ. Trên cơ sở của sự giảm công suất của động cơ trong quá trình sử dụng, có thể xác định khả năng làm việc, sự hao mòn của các nhóm kết cấụ
Có thể nói công suất của động cơ là thông số biểu hiện kết cấu của sự kín của buồng đốt, sự tạo hỗn hợp đốt, thời điểm đốt của động cơ, …
Từ phương trình công suất của động cơ:
300 300 n V p Ne e Z e i (kW)
Trong đó: Ne- công suất của động cơ
Pe- áp suất có ích bình quân của chu trình công tác, áp suất này chịu ảnh hưởng lớn của áp suất pc cuối kì nén.
i – số xi lanh có trong một động cơ ne– số vòng quay của động cơ
- số kì của động cơ
Vz– thể tích làm việc của một xi lanh của động cơ
Có thể suy ra: trong sử dụng, với động cơ cho trước, pe là thông số có thể giúp ta xác định được trạng thái kĩ thuật của động cơ. Nó chịu ảnh hưởng của:
+ áp suất cuối kì nén + Tỷ số nén
+ Thể tích buồng đốt
Từ đó có thể kết luận là ảnh hưởng lớn nhất tới công suất Ne trong quá trình sử dụng là độ kín khít của buồng đốt.
Nếu để xác định trạng thái kĩ thuật của động cơ, thì giá trị áp suất pc của một xi lanh chưa có thể đưa ra kết luận chung về chất lượng động cơ, nhất là ở động cơ nhiều xi lanh. Trong trường hợp này, phải xác định áp suất pc cho tất cả các xi lanh trên động cơ. Do đó, khi chẩn đoán phải xem xét tới từng xi lanh của động cơ, nhằm nâng cao độ chính xác của kết luận về trạng thái kĩ thuật.
Để xác định hư hỏng của một xi lanh, giá trị pc là thông số dùng để xác định chất lượng của buồng đốt, hoặc hư hỏng của nhóm piston – xéc măng – xi lanh. Tùy theo từng trường hợp cụ thể, cần áp dụng các thông tin chẩn đoán một cách tối ưu và kinh tế.
thái kĩ thuật của động cơ. Độ kín khít của buồng đốt giảm, bên cạnh nguyên nhân do hao mòn các chi tiết, còn có các nguyên nhân khác như sau:
+ Xu páp đóng không kín (khe hở nhiệt nhỏ hơn quy định, bạc dẫn hướng bị mòn, bề mặt đóng kín của xu páp hay xi-e bị cháy rỗ hoặc muội than)
+ Đệm mặt máy bị hỏng
+ Nắp máy bị cong vênh, các gu-rông bị gãy hoặc xiết không chặt
+ Các đệm làm kín ở đầu buji hoặc vòi phun bị hỏng, hoặc buji hay vòi phun lắp không chặt.
Các hư hỏng trên không những gây nên giảm công suất của động cơ, mà còn dẫn tới tăng tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn, giảm gia tốc của ôtô, làm thay đổi tính chất khí xả.
Khi độ kín khít tăng, cần phải xác định thêm áp suất đường ống nạp, áp suất các – te của động cơ, …để loại trừ nguyên nhân và phát hiện đúng hư hỏng.
Tình trạng các khe hở nhỏ quá mức quy định của một số cụm chi tiết như 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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 liệụ
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 tảị
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
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 nàỵ Khi đã có hiện tượng gia tăng lượng tiêu hao dầu bôi trơn thì động cơ đã hết tuổi thọ, cần mang đi sửa chữạ 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) Mpạ Giá trị này có giới hạn (0,08 0,1) Mpạ
ở số vòng quay tối thiểu, áp suất dầu bôi trơn khoảng (0,05 0,07) Mpạ
Thành phần và màu khí xả:
Quá trình cháy của động cơ thực hiện ở nhiệt độ cao khác nhaụ 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 ngoàị 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
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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 nhaụ
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 nhaụ
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 tảị 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.