CHƯƠNG 2 BƠM CAO ÁP CHIA VÀ CÁC BỘ PHẬN
2.4. Đặc tính làm làm việc của bơm cao áp
2.4.2. Đặc tính điều chỉnh bơm nhiên liệu
Dựa vào đặc tính điều chỉnh để kiểm tra việc điều chỉnh của bơm nhiên liệu cao áp. Các đặc tính điều chỉnh được xây dựng ở dưới dạng toán đồ. Trên toán đồ này biểu thị mối quan hệ lẫn nhau giữa góc quay trục khuỷu, độ dịch chuyển của piston bơm, hành trình có ích của nó và vị trí cơ cấu điều chỉnh phần nhiên liệu cấp cho chu trình.
Hình 2.35. Đặc tính điều chỉnh bơm nhiên liệu kiểu Bosch, điều chỉnh KTC của động cơ MAN KZ 70/120C
Trên (hình 2.35) biểu diễn đường đặc tính điều chỉnh động cơ MAN KZ 70/120 C trang bị bơm nhiên liệu kiểu Bosch điều chỉnh thời điểm KTC. Trên trục hồnh, về phía trái biểu diễn chỉ số tải (trong trường hợp này biểu diễn vị trí thanh răng bơm nhiên liệu), phía phải biểu diễn góc quay trục khuỷu tương đối so với ĐCT.
Trục tung biểu diễn độ dịch chuyển của piston. Đường cong ha biểu thị sự phụ thuộc của hành trình piston vào góc quay trục khuỷu. Piston bơm bắt đầu được nâng lên từ điểm C, điểm này được bố trí cao hơn đường khai triển phần xilanh (đường tròn cơ sở) của cam (đường PXY), có nghĩa là giữa con trượt cần đẩy và đường tròn cơ sở của cam quay bơm nhiên liệu có khe hở khi piston bơm ở vị trí phía dưới. Điểm a trên đường ha tương ứng với lúc bắt đầu cấp nhiên liệu, điểm b1, b2 tương ứng với lúc KTC. Đường nằm ngang BĐC ứng với vị trí piston lúc bắt đầu cấp, cịn đường nghiêng KTC là vị trí của piston lúc kết thúc cung cấp phụ thuộc vào vị trí thanh răng bơm nhiên liệu TR. Tung độ trong vùng gạch tréo tương ứng với các giá trị hành trình có ích của piston ha. Phần phía trái trục tung (từ TR=0 đến điểm d), hành trình có ích của piston bằng khơng (ha=0). Đoạn này tương ứng với vùng cấp nhiên liệu bằng không. Lượng cấp nhiên liệu bằng không khi xoay piston trượt đến vị trí khoang nén và khoang ngắt thơng với nhau qua rãnh trên thân piston. Thời gian cấp của bơm và góc BĐC ứng với một vị trí thanh răng được xác định theo thang phân phối góc quay
trục khuỷu (được chỉ bằng kim). Các đường đặc tính điều chỉnh được xây dựng khi điều chỉnh bơm nhiên liệu.
2.4.3. Đặc tính của thiết bị điều chỉnh
Đặc tính của thiết bị điều chỉnh là quan hệ giữa dịch chuyển tay thước điều chỉnh nhiên liệu và tần số quay SR = f(n).
Đặc tính của bộ điều chỉnh mọi chế độ.
Bộ điều chỉnh mọi chế độ điều chỉnh một tần số quay không đổi phụ thuộc vào vị trí của tay địn điều chỉnh.
Hình 2.36. Đặc tính của bộ điều chỉnh mọi chế độ A và đặc tính tốc độ của động cơ tương ứng B
1. Điều chỉnh chạy khơng; 2. Đường tồn tải a. Hiệu chỉnh dương ở vùng tần số quay trên b
Hình 2.37. Các đường đặc tính tốc độ ngồi của độ Diesel.
Đặc tính tiêu hao nhiên liệu biểu thị sự phụ thuộc của chi phí nhiên liệu GT và chi phí nhiên liệu riêng ge vào tần số quay của động cơ. Thông thường các đường đặc tính của động cơ được xây dựng bằng thực nghiệm trên băng thử. Các đường đặc tính tiêu hao nhiên liệu được biểu diễn chung với đặc tính cơng suất Ne và đặc tính mơ men quay của động cơ Me (hình 2.37).
Trên đặc tính biểu diễn các tần số quay đặc trưng sau: nmin tương ứng giá trị cịn có thể làm việc ổn định khi cung cấp hoàn toàn, nM tần số quay tương ứng mômen quay lớn nhất, nmax tương ứng với giá trị hạn chế hoặc điều chỉnh, nN tương ứng với công suất lớn nhất.
Đặc tính GT và ge để đánh giá tính tiết kiệm của động cơ khi làm việc ở các chế độ tốc độ khác nhau.
Chi phí nhiên liệu GT khi tay thước nhiên liệu không đổi phụ thuộc chủ yếu vào tần số quay cũng như hệ số nạp. Do đó tăng n, GT tăng gần như đường thẳng lúc đầu và sau đó có ảnh hưởng của hệ số nạp mức độ tăng GT giảm đi. Chi phí nhiên liệu riêng ge được xác định trên cơ sở tính tốn nhiệt ở các chế độ tốc độ khác nhau, chúng ta tính theo cơng thức thực nghiệm.
Đối với động cơ Diesel
- Một buồng đốt: ge = geN 2 55 , 1 55 , 1 N N n n n n .
- Buồng đốt trước: ge = geN
2 2 , 1 2 , 1 N N n n n n .
- Buồng xoáy: ge = geN 2 35 , 1 35 , 1 N N n n n n .
Sự phụ thuộc của chi phí nhiên liệu giờ vào tần số quay khi động cơ khơng có tải được gọi là đặc tính chạy khơng, dùng để phân tích tính tiết kiệm khi chạy khơng. Điểm ban đầu của đặc tính được lấy khi tay thước nhiên liệu ở vị trí đảm bảo tần số quay ổn định nhỏ nhất khi chạy khơng, sau đó dịch chuyển thanh răng, tăng tần số quay khơng có tải và đo chi phí nhiên liệu.
CHƯƠNG 3. KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN BƠM CAO ÁP CHIA3.1 Lý thuyết chung về chẩn đoán 3.1 Lý thuyết chung về chẩn đoán
3.1.1 Khái niệm chung về chẩn đoán kỹ thuật
Chẩn đoán kỹ thuật là tổng hợp tất cả các biện pháp để xác định trạng thái của một hệ thống kỹ thuật và nhận biết các hư hỏng mà khơng cần tháo rời. Chẩn đốn kỹ thuật là một trong những biện pháp quan trọng nhất để tăng tuổi thọ, giảm chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa.
Trong kỹ thuật chẩn đoán hiện đại, cùng tồn tại hai khái niệm: giám sát và chẩn đoán. Giám sát chỉ đảm nhiệm việc tìm ra hư hỏng, thơng thường giám sát mơ tả một trạng thái, cịn chẩn đốn ngồi việc mơ tả trạng thái kỹ thuật, tìm ra lỗi hoặc hư hỏng, cịn nhận dạng, xác định vị trí và lượng hóa các hư hỏng. Các phép đo được thực hiện trong quá trình giám sát để đưa ra các dấu hiệu chẩn đoán. Các dấu hiệu chẩn đoán được đánh giá riêng lẻ trong một mơ hình đơn yếu tố hoặc đánh giá phối hợp trong một mơ hình đa yếu tố.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật máy tính và kỹ thuật điện tử, ngày càng xuất hiện nhiều các cơng cụ chẩn đốn có phần cứng, phần mềm xử lý tín hiệu hiện đại, nên các khái niệm giám sát và chẩn đốn đang dần hịa tan vào nhau, một hệ thống giám sát có thể thực hiện cả phần việc của chẩn đốn.
Tuy nhiên, để phân tích có hệ thống và vận dụng có hiệu quả vào q trình chẩn đốn, khái niệm chẩn đoán được tách thành hai giai đoạn:
- Nhận biết hư hỏng: đảm nhiệm việc giám sát và nhận dạng hư hỏng, tạo dấu hiệu hư hỏng và so sánh với trạng thái chuẩn để xác định hư hỏng.
- Chẩn đốn hư hỏng: đảm nhận việc cơ lập hư hỏng và phân tích hư hỏng, xây dựng quan hệ giữa hư hỏng và triệu chứng hư hỏng.
Trong giai đoạn phát triển một hệ thống chẩn đoán cần xác định các quan hệ giữa các hư hỏng thực xuất hiện hoặc các hư hỏng nhân tạo với các dấu hiệu từ phân tích lý thuyết hoặc đánh giá các số liệu thực nghiệm và lưu giữ chúng ở một dạng thích hợp. Khi chẩn đoán người ta đối thoại với cơ sở dữ liệu đó để tìm ra một lời giải phù hợp.
Chẩn đốn tình trạng kỹ thuật có bốn đặc điểm cơ bản sau: - Quá trình chẩn đốn dựa trên cơ sở đo gián tiếp.
- Q trình chẩn đốn được tiến hành ngay trong q trình làm việc của đối tượng (khơng cần dừng máy hoặc tháo rời các chi tiết).
- Cơng việc chẩn đốn được thực hiện đối với từng thiết bị cụ thể xác định, kết quả chẩn đoán cho biết trạng thái kỹ thuật của chính thiết bị đó và khơng thể áp dụng cho mọi thiết bị khác.
Q trình chẩn đốn được tiến hành liên tục hay theo từng thời điểm nhất định. Kết quả của chẩn đoán cho biết trạng thái kỹ thuật hiện thời của thiết bị và có thể cho phép đánh giá thời gian hoạt động còn lại của thiết bị.
3.1.2 Mục đích của chẩn đốn kỹ thuật
Trong sử dụng, độ tin cậy làm việc của ô tô luôn suy giảm, mức độ suy giảm độ tin cậy chung của ô tô phụ thuộc vào độ tin cậy của các hệ thống và chi tiết, bởi vậy để duy trì độ tin cậy chung cần thiết phải tác động kỹ thuật vào đối tượng.
Các tác động kỹ thuật trong quá trình khai thác rất đa dạng và được thiết lập trên cơ sở xác định tình trạng kỹ thuật hiện thời (có thể gọi tắt là trạng thái kỹ thuật), tiếp sau là kỹ thuật bảo dưỡng, kỹ thuật thay thế hay kỹ thuật phục hồi. Như vậy tác động kỹ thuật đầu tiên trong quá trình khai thác là xác định trạng thái kỹ thuật ơ tơ. Để xác định tình trạng kỹ thuật có thể tiến hành bằng nhiều cách khác nhau:
- Tháo rời, kiểm tra, đo đạc, đánh giá. Phương thức này đòi hỏi phải chi phí nhân lực tháo rời, và có thể gây nên phá hủy trạng thái tiếp xúc của các bề mặt lắp ghép. Phương thức này gọi là xác định tình trạng kỹ thuật trực tiếp.
- Khơng tháo rời , sử dụng các biện pháp thăm dò, dựa vào các biểu hiện đặc trưng để xác định tình trạng kỹ thuật của đối tượng. Phương thức này gọi được gọi là chẩn đoán kỹ thuật.
Giữa hai phương thức trên phương thức chẩn đốn có nhiều lợi thế trong khai thác ơ tơ.
Về mặt quan niệm trong khai thác ơ tơ, chẩn đốn kỹ thuật có thể được coi là:
- Một phần của công nghệ bảo dưỡng và sửa chữa, như vậy vai trị của nó là chỉ nhằm chủ động xác định nội dung, khối lượng cơng việc mà khơng mang tính chất phòng ngừa hữu hiệu.
- Tác động kỹ thuật cưỡng bức, còn bảo dưỡng sửa chữa là hệ quả theo nhu cầu của chẩn đoán. Như vậy tác động của chẩn đốn vừa mang tính chủ động, vừa mang tính ngăn chặn các hư hỏng bất thường có thể xảy ra.
Tính tích cực của chẩn đốn kỹ thuật được thể hiện ở chỗ nó dự báo một cách tốt nhất và chính xác những hư hỏng có thể xảy ra mà khơng cần phải tháo rời ơ tơ, tổng thành máy. Vì vậy chẩn đốn kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trong ô tô, ngày nay được quan tâm thích đáng và nó đã đóng vai trị quan trọng khơng thể thiếu được,
đồng thời khoa học chẩn đốn đang có nhiều tiến bộ vượt bậc, nhất là trên các thiết bị có kết cấu phức hợp, đa dạng.
Tóm lại: Chẩn đốn kỹ thuật ơ tơ là một loại hình tác động kỹ thuật vào quá trình khai thác sử dụng ô tô nhằm đảm bảo cho ô tơ hoạt động có độ tin cậy, an tồn và hiệu quả cao bằng cách phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng và tình trạng kỹ thuật hiện tại mà không cần phải tháo rời ô tô hay tổng thành máy của ơ tơ.
3.1.3 Ý nghĩa của chẩn đốn kỹ thuật
Chẩn đốn kỹ thuật có các ý nghĩa chính sau:
- Nâng cao độ tin cậy của xe và an tồn giao thơng, nhờ phát hiện kịp thời và dự đốn trước được các hư hỏng có thể xảy ra, nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, đảm bảo năng suất vận chuyển. Vấn đề tai nạn giao thông và ô nhiễm môi trường luôn là vấn đề bức xúc với mọi quốc gia, khi tốc độ vận chuyển trung bình ngày càng nâng cao, khi số lượng ô tô tham gia giao thông trong cộng đồng ngày càng gia tăng. Ngăn chặn kịp thời các tai nạn giao thơng sẽ đóng góp rất lớn vào sự phát triển của xã hội.
- Nâng cao độ bền lâu giảm chi phí về phụ tùng thay thế, giảm được độ hao mịn các chi tiết do khơng phải tháo rời các tổng thành.
- Giảm được tiêu hao nhiên liệu, dầu nhờn do phát hiện kịp thời để điều chỉnh các bộ phận đưa về trạng thái làm việc tối ưu.
- Giảm giờ công lao động cho công tác bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa.
Chẩn đốn kỹ thuật cho ơ tơ được sự quan tâm của các cơ sở khai thác và các nhà sản xuất. Phần lớn các loại ô tô ra đời trong thời gian gần đây đều bố trí kết cấu thuận lợi phục vụ cho cơng việc chẩn đốn: chẳng hạn như các lỗ đo độ chân khơng trên đường nạp khí, lỗ đo áp suất đường dầu trong hộp số tự động (AT), ổ phích cắm thiết bị chẩn đốn, đèn báo nhiều chế độ và các kết cấu có sẵn khác trên xe.Sự quan tâm của các nhà thiết kế tới kỹ thuật chẩn đốn đã giúp cơng tác chẩn đốn trong q trình khai thác được nhanh chóng thuận lợi và chính xác hơn.
Cơng nghệ tự chấn đốn đã phát triển đối với các loại ơ tơ hiện đại có tính tiện nghi, độ tin cậy cao. Trên các cụm phức tạp của xe đã hình thành hệ thống tự chẩn đốn có khả năng tạo với người sử dụng một cách thuận lợi. Kèm theo với các thiết bị tự động điều khiển là các hệ thống chẩn đoán điện tử hiện đại (hệ thống tự báo lỗi) tạo khả năng nhanh chóng báo hỏng, tìm lỗi để hạn chế nguy cơ mất độ tin cậy của một số chi tiết trong khi ô tô hoạt động.
3.1.4 Các thơng số chẩn đốn
3.1.4.1 Khái niệm về thông số chẩn đốn
Trong nhiều trường hợp, khơng thể thực hiện được việc đo đạc các thông số cấu trúc khi khơng tháo rời động cơ, vì vậy, việc thơng tin về tình trạng kỹ thuật của động cơ phải dựa vào các tham số thể hiện trong q trình làm việc, các thơng số q trình thể hiện ra bên ngồi (các triệu chứng) cịn gọi là thơng số biểu hiện kết cấu. Thông số biểu hiện kết cấu ln ln phụ thuộc vào tình trạng kết cấu và thay đổi theo sự thay đổi của các thơng số kết cấu. Ví dụ: sự tăng khe hở trong mối lắp ghép trục và ổ đỡ của động cơ sẽ làm giảm áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức, tăng va đập, độ ồn, độ rung cụm tổng thành động cơ. Một thông số kết cấu có thể có nhiều thơng số biểu hiện kết cấu và ngược lại một thơng số biểu hiện kết cấu có thể biểu hiện nhiều thông số kết cấu bên trong. Các quan hệ này đan xen và phức tạp.
Trong q trình chẩn đốn, chúng ta cần có thơng số biểu hiện kết cấu để xác định trạng thái kết cấu bên trong, vì vậy thơng số chẩn đốn là thơng số biểu hiện kết cấu được chọn trong q trình chẩn đốn, nhưng khơng phải tồn bộ các thông số biểu hiện kết cấu sẽ được coi là thông số chẩn.
Các thông số biểu hiện kết cấu như: số vịng quay, mơ men, cơng suất, áp suất nén, áp suất cháy, áp suất các te, độ khói khí thải, mức tiêu hao nhiên liệu… Là các thơng số có thể lựa chọn làm thơng số chẩn đốn để đánh giá tình trạng kỹ thuật của động cơ.
3.1.4.2 Yêu cầu đối với các thơng số chẩn đốn
Các thông số biểu hiện kết cấu được dùng làm thơng số chẩn đốn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo tính hiệu quả: cho phép dựa vào thơng số đó để chẩn đốn được tình trạng kỹ thuật của đối tượng hoặc một phần của đối tượng chẩn đoán.
- Đảm bảo tính đơn trị: mối quan hệ của thơng số kết cấu và thơng số chẩn đốn là các hàm đơn trị trong khoảng đo, nghĩa là trong khoảng xác định thì ứng với mỗi trị số của thông số kết cấu chỉ có một trị số của thơng số chẩn đốn hay ngược lại.
- Đảm bảo tính nhạy: tính nhạy của thơng tin trong quan hệ giữa thông số kết