Mỗi động cơ sau khi sản xuất đều có các thông số kỹ thuật yêu cầu riêng biệt. Trong sử dụng quan tâm nhiều nhất đến các thông số chính sau đây:
- Công suất Ne động cơ - Khoảng số vòng quay.
- Lợng tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn. - Nhiệt độ động cơ.
- áp suất dầu bôi trơn. - Chất lợng dầu. - Thành phần khí xả - Độ ồn.
Trong quá trình làm việc của động cơ, thông thờng dẫn tới mài mòn các bộ phận chức năng của chúng, làm thay đổi các quy luật của động cơ, tức là làm ảnh h- ởng tới các đặc tính kỹ thuật danh định.
4.2.1. Chẩn đoán công suất động cơ Ne.
Công xuất động cơ là thông số quyết định trạng thái kỹ thuật của động cơ. Trên cơ sở giảm công xuất động cơ trong quá trình sử dụng có thể đánh giá khả năng làm việc, sự hao mòn của các nhóm kết cấu:
Sự kín của buồng đốt,
Khả năng tạo đúng hỗn hợp nhiên liệu.
Thời điểm đánh lửa (tia lửa điên, hay đốt cháy nhiên liệu) Từ phơng trình tính công xuất động cơ:
) ( 300 kw in V P N e h e e = τ
Trong đó Pe- áp suất có ích của chu trình công tác, giá trị này chịu ảnh hởng lớn của áp suất Pc cuối kỳ nén
h
V : Thể tích công tác của một xilanh
e
n - Số vòng quay của động cơ
τ - Số kỳ của động cơ (2 kỳ hay 4 kỳ).
Có thể suy ra trong sử dụng, với động cơ cho trớc, Pc là thông số giúp ta xác định trạng thái kỹ thuật của động cơ, nó chịu ảnh hởng của các yếu tố:
- áp suất trong xilanh động cơ khi ở cuối chu kỳ nén. - Tỷ lệ nén ε .
- Thể tích buồng đốt.
Vậy ảnh hởng lớn nhất tới công xuất Ne trong quá trình sử dụng là độ kín khít trong khu vực buồng đốt.
Nếu để xác định trạng thái kỹ thuật của động cơ thì giá trị áp suất Pc của một xi lanh cha thể kết luận chung về chất lợng động cơ, nhất là động cơ nhiều xi lanh , trong trờng hợp này cần thiết phải xác định áp suất Pc cho tất cả các xy lanh. Do vậy khi chẩn đoán có thể phải xem xét tới từng xi lanh của chúng, nhằm nâng cao độ tin cậy của kết luận về trạng thái kỹ thuật.
Để xác định h hỏng của một xi lanh, giá trị áp suất Pc là thông số hữu ích nhằm xác định chất lợng buồng đốt, hay là xác định h hỏng của nhóm pít tông, xy lanh, vòng găng. Nh vậy tuỳ theo từng trờng hợp cụ thể, cần thiết áp dụng các thông tin chẩn đoán một cách tối u và tinh tế.
Độ kín khít trong buồng đốt là một chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lợng động cơ, đặc biệt thể hiện tình trạng kỹ thuật của nhóm pít tông, xy lanh, vòng găng. Bên cạnh tổn thất công suất động cơ do mài mòn còn có nguyên nhân của độ kín khít khác nh.
+ Xu páp không kín (không có khe hở, mòn ống dẫn hớng, xớc dỗ bề mặt đế xu páp và đế tựa)
+ Đệm mặt máy không đảm bảo : cháy, rách .…
+ Mặt nắp máy và xy lanh không kín do nguyên nhân: cong vênh lắp máy, gẫy gu giông thân máy, hoặc bị tự nới lỏng ốc mặt máy .…
Các khiếm khuyết trên đây gây nên giảm công suất động cơ, đồng thời dẫn tới tăng lợng tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn, giảm khả năng gia tốc ôtô, thay đổi tính chất khí xả.
Khi độ không kín khít tăng lên, cần thiết phải kiểm tra hay đo đạc thêm một số thông số khác: áp suất đờng ống nạp, áp suất trong buồng các te động cơ để loại trừ các nguyên nhân và phát hiện đúng tình trạng h… hỏng.
Sự chặt quá mức quy định của các cụm trong động cơ (nh nhóm pít tông, xy lanh, vòng găng, bạc và các cổ trục) cũng gây lên tác hại đáng kể: nh ma sát quá lớn làm nhiệt độ động cơ tăng cao, gây lên bó, giật cục bộ và làm tổn thất công suất hữu ích của động cơ.
4.2.2. Khoảng tốc độ vòng quay của động cơ:
Động cơ đốt trong làm việc trong một khoảng tốc độ nhất định tuỳ thuộc vào chủng loại động cơ. Với mỗi giá trị số vòng quay nhất định công suất động cơ thể có giá trị từ nhỏ nhất tới giá trị nhất định nào đó.
Số vòng quay tối thiểu (chạy chậm hay không tải) đợc dùng nhằm đảm bảo điều kiện để động cơ có thể làm việc ổn định. Giá trị số vòng quay không tải có ảnh hởng lớn tới lợng tiêu hao nhiên liệu và chất lợng khí xả.
Giá trị số vòng quay lớn nhất cho phép bị giới hạn bởi độ bền của các chi tiết động cơ, khả năng đàn hồi của lò xo xupáp, chế độ nhiệt của động cơ, chất lợng khí xả ... Việc không đáp ứng số vòng quay lớn nhất có tác động tr- ớc hết bởi độ kín khít buồng đốt, hệ thống nhiên liệu (do nguyên nhân điều chỉnh trên chế hoà khí), sau đó là hệ thống đánh lửa.
4.2.3. Lợng tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn
a. Lợng tiêu hao nhiên liệu
Lợng tiêu hao nhiên liệu là chỉ tiêu quan trọng kế tiếp thể hiện tình trạng kỹ thuật động cơ. Nguyên nhân gây nên tiêu hao nhiên liệu quá mức có thể là do:
- Không đảm bảo độ kín khít hay điều chỉnh không đúng trong hệ thống cung cấp nhiên liệu.
- Sự hao mòn không bình thờng hoặc quá mức của các chi tiết nhóm pis tông, xy lanh, vòng găng.
- Bộ lọc không khí trên đờng nạp bẩn, dẫn tới thay đổi hệ số d không khí, tăng lực cản trên đờng nạp và giảm khả năng linh hoạt trong hoạt động của động cơ.
- Kỹ thuật điều khiển của ngời lái.
Trong chẩn đoán vấn đề này đợc quan tâm trên cơ sở thử nghiệm động cơ trên bệ mà không tiến hành đánh giá trên đờng.
b. Lợng tiêu hao dầu nhờn
Lợng tiêu hao dầu nhờn là chỉ tiêu khách quan và độc lập của trạng thái kỹ thuật động cơ, chỉ tiêu này nói lên tình trạng kỹ thuật của nhóm pis tông, xy lanh, vòng găng, của bộ phận dẫn hớng xupáp, và của các bộ phận bao kín nh: joăng; phớt các ổ.
Lợng tiêu hao dầu nhờn gây nên do: lọt một phần vào buồng đốt và cháy thải ra bằng đờng khí xả. Lợng tiêu hao này chỉ bằng (1,5 ữ 2,0)% lợng tiêu hao nhiên liệu đối với động cơ bình thờng. Khi lợng tiêu hao dầu lên tới 3,5% (với động cơ có công suất lớn) 4,5% (với động cơ có công suất trung bình) thì tình trạng kỹ thuật của nhóm piston xy lanh vòng găng cần sửa chữa.
Vì sự tăng tiêu hao dầu nhờn thể hiện là giá trị biến đổi quá nhỏ trong thời gian dài sử dụng, khi đã xuất hiện triệu chứng gia tăng lợng tiêu hao dầu nhờn thì động cơ đã hết tuổi thọ, cần sửa chữa, lúc này dấu hiệu thể hiện của l- ợng tiêu hao dầu nhờn với tuổi thọ động cơ là thông số quyết định cơ bản.
Thay thế khả năng này tốt hơn là dùng chỉ tiêu độ lọt khí xuống các te.
4.2.4. áp suất dầu nhờn
áp suất dầu nhờn chịu ảnh hởng của khe hở bạc và trục trong động cơ, khi áp suất suy giảm chứng tỏ khe hở của chúng tăng lớn, song cũng còn có thể báo hiệu của việc h hỏng bơm dầu, tắc lới lọc ...
áp suất dầu nhờn khi động cơ tốt ở số vòng quay định mức trong giới hạn (0,2 ữ 0,4)Mpa. Giá trị này có giới hạn (0,08 ữ0,1)Mpa.ở số vòng quay tối thiểu áp suất này bằng (0,05 ữ 0,07)MPa.
4.2.5. Thành phần, màu khí xả và Nhiệt độ khí xả.
Quá trình cháy của động cơ đốt trong thực hiện ở nhiệt độ cao khác nhau, do vậy thành phần khí xả cũng khác nhau và phụ thuộc vào loại động cơ, loại nhiên liệu và trạng thái kỹ thuật của chúng. Vì vậy, khi muốn xác định trạng thái kỹ thuật động cơ nhất thiết phải dùng các tiêu chuẩn khống chế nh: ứng với mỗi loại động cơ phải dùng nhiên liệu chuẩn quy định, do các nhà chế tạo quy định trong điều kiện thử nghiệm riêng biệt.
Đánh giá chất lợng bằng màu khí xả là thông số đợc dùng khi chẩn đoán đơn giản, nhng không thể là thông số độc lập dùng cho kết luận về h hỏng cụ thể.
Nhiệt độ trung bình của khí xả trong động cơ đốt trong là thông tin quan trọng về sự làm việc và tình trạng kỹ thuật động cơ. Nhiệt độ khí xả là hệ quả của các chu trình làm việc, trong đó tại vùng buồng đốt khí hút và nén nhiệt độ trung bình dao động trong khoảng (300 ữ 400)0C còn khí cháy là (500 ữ800)0C. Ngoài ảnh hởng của các thông số kết cấu, nhiệt độ trên còn chịu ảnh hởng của:
- Lợng hỗn hợp đi vào trong xy lanh. - Các đặc tính của nhiên liệu.
- Số vòng quay động cơ.
- Tình trạng của hệ thống nhiên liệu. - Tình trạng của hệ thống đánh lửa.
- Tình trạng bên trong động cơ của nhóm buồng đốt, bầu lọc khí nạp, trạng thái kỹ thuật xupáp....
Nếu coi nhiệt độ khí cháy là thông số tiêu biểu cho sự làm việc của động cơ, thì cần phải đo trên mỗi xi lanh, đặc biệt là đối với động cơ nhiều xi lanh, và
nh vậy vị trí thực hiện đo sẽ rất khó khăn, nên thông số này có thể nhận đợc khi trên động cơ đã bố trí sẵn cảm biến đo nhiệt độ trong buồng đốt.
Đối với các loại động cơ không có sẵn cảm biến, thông số này ít đợc sử dụng trong chẩn đoán.
4.2.6. 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 hoá năng lợng trong động cơ, sự vận động của các chi tiết bên trong và sự hoạt động của các bộ phận bên ngoài, sự liên kết các bộ phận nh trục, ổ, bánh răng trong động cơ, sự liên kết của động cơ trên xe... Do vậy chúng phụ thuộc vào cấu trúc, loại động cơ (sự cân bằng động), sự liên kết của các bề mặt lắp ghép ... Sự rung và tiếng ồn của động cơ là biểu hiện quan trọng nói lên tình trạng kỹ thuật của động cơ. Trong quá trình hoạt động của động cơ nó thay đổi tuỳ thuộc vào cờng độ làm việc (tải, số vòng quay) và tạo nên tần số biên độ rung động khác nhau.
Từ lâu các chuyên gia đã triệt để khai thác độ rung và tiếng ồn để chẩn đoán trạng thái của động cơ, ngày nay chúng ta vẫn khai thác triệt để khía cạnh này để chấn đoán, song thiết bị đo và nghe đã cải tiến hơn nhiều, tạo điều kiện có khả năng lu trữ một khối lợng lớn các thông số tiếng ồn của động cơ ở nhiều trạng thái khác nhau.
4.2.7. Chất lợng dầu nhờn bôi trơn động cơ
Dầu nhờn trong động cơ là chất bôi trơn, làm mát cho một số bộ phận chính chịu tải, trong quá trình làm việc chất lợng dầu nhờn bị biến đổi theo h- ớng làm xấu chức năng bôi trơn, mặt khác nó bị lão hoá và hoà trộn với các tạp chất bên trong nh: khí lọt từ buồng đốt, hạt cứng do các bề mặt ma sát tách ra... Do vậy chất lợng và trạng thái của dầu nhờn trong động cơ là thông số tiếu theo quan trọng đánh giá chất lợng của động cơ, nhất là chất lợng của các cặp bề mặt ma sát, nơi dầu nhờn bôi trơn. Sau đó là: kích thớc hạt, lợng tạp chất, tính chất tạp chất có trong dầu bôi trơn.
Quan sát phía ngoài động cơ không những chỉ cho biết trạng thái vận hành các bộ phận bên ngoài, mà còn cả tình trạng kỹ thuật của chúng. Việc quan sát bên ngoài cho thấy các chỗ rò rỉ dầu nhờn, nớc, nhiên liệu và tình trạng không an toàn của động cơ nh: giá chân máy, các giá bắt các bộ phận...