Trong phương pháp này ngoại lực P trùng với phương của biến dạng
(hình 2.7). Bằng phương pháp này có thể tăng kích thước ngoài của chi tiết rỗng mà không làm giảm đáng kể chiều cao của nó. Các chi tiết th ường được nong ở trạng thái nguội. Các chốt piston có thể sửa chữa bằng cách nong ở trạng thái nguội hoặc trạng thái nóng. Nong ở trạng thái nguội tiến hành trên máy ép, còn ở trạng thái nóng tiến hành trên búa máy.
Khi cần nong, ắc pittông đ ược đặt vào khuôn của đồ gá, sau đó dùng lực của cần máy ép hoặc bằng lực đập của búa máy đẩy chày dập qua lỗ ắc piston. Lúc đó đường kính ngoài của nó sẽ tăng lên.
Sau khi nong, ắc piston được gia công nhiệt luyện và gia công cơ khí. Khi nong ắc píton được nung tới (650 ÷ 7000)oC.
Hình 2.7.Sơ đồnong chi tiết. 1- Chi tiết; 2- Khuôn; 3- Chày đập. 2.3.7.3. Phương pháp ép
Trong phương pháp này hư ớng của lực tác dụng P trùng với hướng của biến dạng cần thiết (hình 2.8). Sau khi ép đường kính trong của chi tiết giảm xuống. Dùng phương pháp này có th ể sửa chữa các chi tiết bằng kim loại màu.
Hình 2.8.Sơ đồ ép chi tiết. 1- Tấmđệm; 2- Chi tiết; 3- Khuônép.
2.3.7.4. Phương pháp uốn (nắn)
Phương của lực P cùng chiều với biến dạng. Dùng để sửa chữa các chi tiết bị biến dạng như trục khuỷu, biên, trục cam, cần đẩy, v.v... (hình 2.9).
Ngoài ra người ta còn cách vặn lại chi tiết khi nó bị xoắn. Trong tr ường hợp này mômen M cùng chiều với biến dạng. Ph ương pháp dùng để sửa biên động cơ khi bị xoắn và một số chi tiết khác (hình 2.9).
Hình 2.9. Sơ đồnắn chi tết bằngngoại lực.
Hình 2.10.Sơ đồnắn chi tiết khibịxoắn.
2.4. Chẩn đoántrạngtháikỹthuật động cơ
2.4.1.Kháiquát chung
Chẩn đoán trạng tháikỹ thuật động cơ là phương pháp dùng thiết bị máy móc để kiểm tra trạng thái kỹ thuật của động cơ mà không cần phải tháo máy. Nó dựa trên hệ thống các quy luật, tiêu chuẩn đặc trưng cho trạng thái kỹ thuật của cụm máyđể phán đoántìnhtrạngkỹthuật tốt, xấu.
Trong quá trìnhhoạt động,động cơ sẽ phát racác thông sốbiểu hiệntình trạng của nó, thường được gọi là các tham số ra, như công suất có ích, thành phần khí thải, suất tiêu thụnhiên liệuvàdầu bôi trơn,độ lọtkhíxuốngcác te, lượngmạt kim loại trong dầu bôi trơn, tiếng gõ kim loại, nhiệt độ động cơ, áp suất trong xylanh cuốikỳ nén,áp suất dầu bôi trơn, mức độ rung động, v.v…
Mỗi tham số nàyđềuphản ánhtìnhtrạngcủa một cặp chi tiết, một bộphận hay toàn động cơ trong một tương quan nhất định. Ví dụ công suất động cơ giảm cho
biết tình trạng làm việc chung của động cơ là xấu (độ mài mòn củacác cặp chi tiết lớn, sự làm việckém của hệthống nhiên liệu, phân phốikhí, v.v…). Mức độ lọtkhí xuống cáctecàng nhiều cho thấyđộ màimòncủanhóm piston – xéc măng – xylanh càng lớn.Áp suất dầu bôi trơn giảmsút cho biết khe hở củacác cặptrục - bạc tăng,
độ màimòncủa bơm nhớt, v.v…
Do đó bằng cách đo giá trị của một tham số ra nào đó, ta biết được tình trạng
của một bộ phận, một cặp chi tiết của động cơ. Việc làmnàychính là phương pháp
xác định tình trạng động cơ không tháo máy hay là chẩn đoán tình trạng kỹ thuật động cơ.
Đểtiến hành được công việc chẩn đoántrạng tháikỹ thuật động cơ cần phảicó những điều kiện sau:
- Trước tiênphảichọn được tham sốra phù hợp nhất dùng để phán đoán,đó là tham số mà mỗi trị số đo được phản ánh duy nhất một tình trạng nào đó của động
cơ.Ví dụ mức độ lọt khí xuống các telà một tham số ra phù hợp để chẩn đoán độ
kínkhít củanhóm piston– xéc măng – xylanh,vì một lượng khí lọt xuốngcác te ta đo được trong một giai đoạn nào đó chỉ thể hiện duy nhất một tình trạng kín khít củanhóm chi tiếtnày.
- Thứhai, phải biết giới hạn của các tham số ra tương ứng vớitình trạng động cơ không thểtiếptụclàm việc. Nhữnggiá trị nàysẽ làm chuẩnđể đưa ra kết luận về
biệnpháp khắcphục sửa chữa.
- Cuốicùng phảicó các phương phápvà thiết bị đo đầy đủ,đảmbảo tốnít thời gian chuẩnbị,đạt được độ chínhxác cần thiết.
2.4.2.Các phương pháp chẩn đoántìnhtrạngkỹthuậtcủa động cơ
2.4.2.1. Chẩn đoán động cơ theo công suất1)Đặc điểm chung: 1)Đặc điểm chung:
Công suất là một tham số phản ánh tình trạng chung của động cơ, vì nó chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như: chất lượng quá trình cháy, độ kín khít của nhóm chi tiết bao kín buồng cháy, sự làm việc của các hệ thống phân phối khí, nhiên liệu, đánh lửa,trạngthái nhiệt, tổn thất masát, v.v…
Như vậy, tham số công suất không cho biết một thông tin cụthể vềbộ phận hư hỏngmà chỉcho ta mộtkhái niệm tổngquát nhất về trạngtháicủa động cơ khảosát, từ đó có những quyết định xử lý tiếp theo (cho phép hoặc không cho phép tiếp tục
làm việc, hoặc sử dụng các biệnpháp kiểm tra bổsungđể tìm nguyên nhân hư hỏng
theocác dấu hiệu động cơ bộc lộra bênngoài…)
Tuy nhiên, sự suy giảm công suất diễn ra chậm theo thời gian làm việc của
động cơ. Nếuchỉ do những nguyên nhân màimònbình thườngcác chi tiết,làm cho
các bộphận, hệthốnglàm việcgiảmsút,thì ở trạngtháimòn giớihạn công suấtcủa
động cơ chỉ giảm (20 25)% so với ban đầu.
Những hiện tượng công suấtgiảm đột ngột so với định mức thườnglàdocác sự cố phát sinh trong hệthống điềuchỉnh (góc đánh lửa sớm,góc phun sớm sai).Động cơ không làm việc do các hư hỏng như cong vênh xu páp, kẹt gãy xéc măng, hư hỏngvòi phun, mất tia lửa caoápởbuji do nguyên nhân về điện, v.v…
Những nhận xét nói trên định hướng cho việctìm ra các hư hỏng nhanh chóng hơn khi phải xử lý động cơ kiểm tra.
2) Biểu hiệncủa công suất động cơ yếu:
- Máynóng - Khói đậmmàu - Tăng tốckém
- Khôngkéo đượctải lớn - Áp suấtnén yếu.
Trong một số trường hợp ta thấy động cơ cótiếng kêu không bình thường, tốc độkhôngổn định, tăng tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn.
3)Phương pháp đo công suất động cơ khi chẩn đoán
Để đảmbảophép đo được thực hiện nhanhchóngphùhợp với đặc điểmcủa công
việc chẩn đoán, thườngápdụng một số phương phápvàthiếtbị đo công suất sau: - Đo mômen chủ động trênbánh xe:
Áp dụng cho các động cơ lắp trên các phương tiện vận tải: sử dụng thiếtbị đo lực phanh trên bánh xe, từ đó tính được mômen và công suất động cơ.Đây là cách
làm rất thuận tiện song gặpphải sai số chủyếulàkhông biếtchínhxác hiệu suấtcủa các bộtruyền trênbánh xe cần đo.
- Phương pháp đo không phanh:
Phương phápnày sử dụng tổn thất cơ giớicủa các xylanh không làm việcđể tạo tải cho xylanh cần đo. Áp dụng cho động cơ nhiều xylanh, khi đo cần kéo tay ga
đến vị trí cung cấp nhiên liệu định mức.Khi đo người ta lần lượt cho từng xylanh
một làm việc (các xylanhcònlại được tháo dây cao áp hoặc ống dầu caoáp tớivòi
phun),và đo số vòng quay tương ứngcủa động cơ. Công suấtcủa động cơ đượcxác định như sau:
) .( i tb edm đo N K n n N [2. Trang 101] Trong đó: edm
N : công suất định mứccủa động cơ
i
n : số vòng quay khi đo từng xylanh
tb
n :trịsố vòng quay trungbìnhcủacác lần đo K: hệsốkinh nghiệm.
Ưu điểmcủa phương pháp đo này là:ít phứctạp, tốnít công. Nhược điểm:độ chínhxáckém.
2.4.2.2. Chẩn đoán động cơ thông qua phân tíchkhí xả
1)Thành phầnkhí xả:
Tham số thành phầnkhí xả phản ánhtình trạng chung của động cơ về quá trình chuẩn bị và đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí, nó phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Tỷlệhỗn hợp.
- Mức độ hòa trộnđều nhiên liệu với khôngkhí.
Thực hiện điều đó chủyếu do hệthống nhiên liệu và quá trìnhnạp thảikhí gây ra, trạng thái nhiệt động cơ, tình trạng hoạt động của hệ thống đánh lửa (động cơ xăng), chất lượngquá trìnhnén (trong động cơ Diesel), chất lượng nhiên liệu, v.v…
Như vậy,thành phầnkhí thảicũnglàmột tham sốra phảnánhtìnhtrạng chung
của động cơ,nókhông cho biết chỗ hỏng song nóchophép đánhgiáchất lượngquá
trìnhcháy, công suất động cơ mộtcáchkháhiệuquả.
Tuy nhiên, nếu biết xử lýmộtcáchthích hợp, tham số nàycũngcóthể giúptìm
ra nguyên nhân hư hỏngởmộtvài bộphậnnào đó.
Lưu ý: thành phần khí thải ở động cơ xăng khác động cơ Diesel bởi hệ số dư lượng khôngkhí ở động cơ Diesel 1 còn động cơ xăng nằm trong giớihạn.
2) Biểu hiệncủamàu sắckhí xả
- Khí xảkhông màu hoặc có màu nâu rấtnhạt: chứngtỏ quá trìnhcháykhátốt, nếucó màu nâulàdo nhiệt độthấp, nhiên liệucháy không hết.
- Khí xả có màu đen: nguyên nhânlàdo thừa nhiên liệu hoặc thiếu khôngkhí. + Thừa nhiên liệu: do điều chỉnh sai lượng cấp nhiên liệu (bơm cao áp hoặc bộ điều tốc) nên dư dầu. Hoặc vòi phun không đảm bảo tốt: phun không tơi sương (phần dẫn hướng và mặt côn kín sát bị mòn rỗ), lỗ phun bị tắc, nghẹt hay mất độ tròn xoay lò xo vòi phun không tốt, điều chỉnh áp lực phun không đúng, dẫn đến chất lượng phun nhiên liệu kém, quy luật phun không đảm bảo.Có thể còn do điều
chỉnh saigóc phun sớm,góc đánh lửa sớmquámuộn.
+ Thiếu không khí: docó sự cản trởlớn trên đường nạp (tắclọckhí, bướm gió mở không hết, ống góp hút bị nghẹt, xu páp hút mởkhông hết do điều chỉnh sai). Do cósự cản trở trên đường thải (bìnhgiảm âm bị nghẹt,ống góp khí thảibị nghẹt do bị đóng nhiều muội than, xupápthải mởkhông hoàntoàn do điềuchỉnh sai hoặc không mở). Ở động cơ tăng áp thiếu không khí nhiềulý do là tua bin máy nén khi làm việc không tốt gây nên.
- Khí thải có màu xanh đậm thường xuyên: do lọt dầu nhờn vào trong buồng
cháy (khe hở nhóm piston - xéc măng - xylanh tăng hoặcđệmkín nắp quy látbịhở,
xu páp hút và xupáp thải đóng không kín hoặc không mở).Có thể do: áp suất dầu
bôi trơn quá lớn, hoặc lượng dầu ở các te cao quá mức cho phép, hoặc không khí quét lẫn nhiều dầu bôi trơn.
động cơ lạnhthì sau một thời gian nổ máymàu trắngsẽ giảmvàhết.Cóthể do điều
chỉnhgóc phun sớm,góc đánh lửa sớmquálớn, hoặc do không khí, nhiên liệu cung
cấpcólẫn nước.
3) Thiếtbị đo phân tíchkhí xả.
- Thiếtbịphổkếhồngngoại (đo lượng CO) - Thiếtbịphổkếtử ngoại (đo lượng NO2)
- Thiếtbịphổbiến hiện nay: EPA 70, EPA 75 (Mỹ), 591 (TâyĐức). - Thiếtbịsử dụng cầu điện trở (đo lượng CO)củaÝ.
4)Xác định một sốhư hỏng qua phântíchkhí xả.
- Động cơ xăng: nếu khí xả có lượng ôxy và nhiên liệu chưa cháy cao có khả
năng sựbốc hơi,hòa trộnkémcủa hỗn hợp hoặc docótổ máy khônglàm việc.
Ta làm như sau: lần lượt ngắt điện từng buji, ở máy bị ngắt mà hàm lượng nhiên liệu chưa cháy trongkhí xả không tăng thì đó là máy khônglàm việc.
- Động cơ Diesel: lượng nhiên liệu cháy không hết thải ra ngoài là do chất lượng phunkém (nhiên liệu không tơi xương, phân bố không đều trong không gian buồng đốt, vòi phun nhỏ giọt, v.v…) cũng có thể do điều kiện cháy không tốt (áp
suấtnén không đủ vì lọtkhíra ngoài,máyquá lạnh), v,v… nếu như ngắt đường đầu
cao áp dẫn tới vòi phun nào đó mà lượng nhiên liệu trong khí thải giảm xuống thì
chínhlàdo tổ máy đó bị hư hỏng.
Sự thay đổi thành phần khí xảkhi ngắt từng xylanh cũngphảnánh sự làm việc không đồngđều giữachúng.
Tăng ga đột ngột nhưng không thấy lượng CO và nhiên liệu (xăng) chưa cháy
tăng thì cóthể kết luận hệthống tăng tốclàm việckém hoặc khônglàm việc.Tăng
ga từ thấp lên cao mà không thấy hệ số dư lượng không khí tăng dần điều đó chứngtỏchế hòakhí bị trục trặc.
Động cơ phun xăng (duytrì tối ưu cho từng chế độ tải) nhờ có bộ xúctáckhí xảthông qua cảm biến lambđamàlượng CO, NOx , HCít. Việc thay đổihàm lượng trên phụthuộc nhiềuvàocác phần tửhệ thống (cảm biến, khối tính toán, khối chấp hành, v.v...)vìvậycóphần chẩn đoán riêng.
2.4.2.3. Chẩn đoán động cơ theo áp suất cuốiquátrìnhnén
Áp suất cuối kỳ nénpclà tham sốra,phụ thuộc vào mức độ kínkhít của nhóm các chi tiết bao kín buồng cháy: piston xéc măng - lót xylanh, xu páp - đế xu páp,
nắpvà gioăng đệmmáy.
Ở trạng tháimòn giớihạnpcgiảm không nhiềukhoảng (1520)%, do sự tíchtụ muội than trong buồng cháy làmtỷ số nén tăng lên bù đắplại một ít sự rò rỉ khí do màimòn gây ra.
Áp suất cuốikỳ nénpcchịuảnh hưởngcủakhánhiều yếu tố:
- Do sự trao đổi nhiệt trong suốt quá trìnhnén giữa môi chất côngtácvà thành vách xylanh nên chỉsố nén đa biến không phảilà hằng số(chỉsố nén đa biến, trong chu trình thực tế rất phức tạp và không ngừng thay đổi về trị số lẫn chiều, hướng truyền nhiệt giữa môi chất công tác và thành vách xylanh giữa phần nhiên liệu đã bốc hơi vàsố chưa bốc hơi hoặc với nhiên liệu vừa mới phunvào trong buồngcháy) - Do sựtồntạikhí sótcũng như nhiên liệu trong môi chất công táclàmtỷ nhiệt của môi chấtcũng luôn biến đổi.
- Chịu ảnh hưởng của các điều kiện sử dụng như (tốc độ, công suất, sức cản
đườngốngnạp, v.v…)vàpha phân phốikhí.
- Do hư hỏng nhóm piston xéc măng - lót xylanh, gioăng nắp quy lát, xu páp
không đóngkín, v.v…
Như vậy riêngáp suất cuốikỳ nénpckhông phảnánh tìnhtrạngkỹ thuật cụthể một bộ phận hoặc chi tiết nào hư hỏng, mà chỉ là tham số phản ánh trạng thái chung.Nhưng sự giảm đột ngộtcủaáp suất cuốikỳ nénpccó thểcho phép kết luận có sựcốcầnphải khắcphục.
Ví dụ: sự bó kẹtxéc măng,gãyxéc măng, cong vênh xu páp, cháy mặt tiếpxúc
của xupáp và đế, nắp quy lát bị cong vênh, đai ốc nắp quy lát không chặt, gioăng
đệm quylátbị ráchhỏng,v.v…
Vềmặtlýthuyếtáp suất cuốikỳ nénpcđượctính:
1
n a c p
Trong đó:
a
p :áp suất trong xylanh đầuquá trìnhnạp;
:tỷsố nén;
1
n :chỉ số nén đa biến trungbình,luôn thay đổi trêntoàn bộ đườngnén.
Theo công thức trên thì pa, n1ảnh hưởng trực tiếp tớipcnếu loại bỏ các yếu tố làmn1thay đổi trong quá trình đo(đo ở trạngthái động cơ không làm việc, giữnhiệt độ vàtốc độ động cơ không đổi trong suốtquá trình đo, v.v…)thì cóthểcoi n1như một hằng số.
Đối với động cơ xăng: n11,341,36 [2. Trang 107]