Chuẩn đoán động cơ A - lý thuyết chẩn doán trạng tháI kỹ thuật động cơ Sau khi học song bài học này, Sinh viên có khả năng: - - !"#$%&'() (*+ - ,'( 1. Cỏc vn chung 1.1. Khỏi nim chung v chn oỏn k thut ng c ng c t trong l mt t hp phc tp ca nhiu cm v chi tit mỏy. Trong quỏ trỡnh vn hnh, di tỏc dng ca cỏc yu t ma sỏt nh ti trng, vn tc trt, nhit gõy ra cỏc h hng (mi mũn, trúc r, mi, xõm thc, n mũn ) lm thay i kớch thc chi tit v bin dng hỡnh dỏng hỡnh hc (cong, vờnh, un, xon) hoc thay i c tớnh ca vt liu. Kt qu l cỏc trng thỏi lm vic nh khe h lp ghộp ca bc- trc ngy cng tng, kớn khớt nhúm xy lanh-xộc mng-pit tụng suy gim, quy lut np thi khớ, cung cp nhiờn liu b thay i v.v Tt c nhng iu ú lm xu i tớnh nng kinh t k thut ca ng c n mc khụng th tip tc lm vic c v phi a chỳng vo sa cha. Cỏc h hng trong ng c iờden tp trung vo cỏc bụ phn v h thng gm: Nhúm pit tụng-xy lanh-xộc mng, C cu trc khuu-thanh truyn, C cu phi khớ, H thng nhiờn liu; Nhng h hng ca cỏc h thng khỏc chim t l khụng ln. Tỡnh trng cht lng ca ng c ph thuc vo cht lng ca cỏc chi tit lp ghộp trờn chỳng v c c trng bi cỏc thụng s nh: kớch thc v khe h lp ghộp, song song, ng tõm, vuụng gúc, mc kớn khớt v.v. - 2 - Trong quá trình làm việc, các thông số thể hiện chất lượng bên trong sẽ phản ánh ra bên ngoài dưới một loạt các biểu hiện gián tiếp như: Công suất, Thành phần khí thải, Nhiệt độ nước làm mát, Nhiệt độ dầu bôi trơn, Tiếng ồn và va đập, Hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn, Áp suất cuối kỳ nén, Áp suất dầu bôi trơn, Độ lọt khí các te, Mức tiêu hao nhiên liệu và dầu bôi trơn v.v. Giữa các thông số bên trong và các biểu hiện ra bên ngoài của chúng có mối qua hệ chặt chẽ với nhau, ví dụ: Khe hở pít tông - xy lanh - xéc măng tăng do tình trạng mài mòn, sẽ làm công suất động cơ bị giảm, và độ lọt khí các te tăng cao; Hoặc khe hở giữa đuôi xu páp và đòn bẩy bị tăng do mòn các chi tiết này, sẽ làm tiếng gõ đuôi xu páp phát triển mạnh lên. Như vậy để xác định tình trạng mài mòn, hư hỏng của các chi tiết bên trong, chỉ cần đo giá trị của các thông số biểu hiện ra bên ngoài đại diện cho chúng mà không cần phải tháo máy, đó chính là thực chất của công việc chẩn đoán kỹ thuật. 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái chất lượng động cơ Đối với động cơ, việc xem xét chúng có hoạt động bình thường hay không, được dựa theo các mặt sau: - Động cơ dễ khởi động, chạy ổn định ở các chế độ vòng quay. - Công suất động cơ đảm bảo, thể hiện qua khả năng mang tải, có tính năng tăng tốc và vượt dốc tốt. - Động cơ không nóng quá và không có các tiếng gõ kim loại bất thường. - Tiêu hao nhiên liệu trong phạm vi cho phép. - Khí xả không màu hoặc có màu nâu nhạt khi sử dụng công suất tối đa. - Không có hiện tượng rò rỉ nhiên liệu, dầu, nước ở các mối ghép, ống nối. Khi có một yếu tố nào đó không đạt, cần phải kiểm tra (chẩn đoán) để tìm ra nguyên nhân và khắc phục kịp thời. Động cơ chỉ được phép vận hành khi tất cả các đặc tính kỹ thuật đều nằm trong giới hạn cho phép. - 3 - 1.3. Phân loại các phương pháp chẩn đoán a. Chẩn đoán chung Dựa vào các thông số phản ánh chung trạng thái chất lượng của động cơ để chẩn đoán, bao gồm: - Công suất hữu ích - Nhiệt độ và thành phần khí xả - Tổn thất cơ giới - Mức độ ồn và va đập - Hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn b. Chẩn đoán hệ thống Dùng các thông số phản ánh trạng thái chất lượng của từng cơ cấu, hệ thống trong động cơ làm chẩn đoán. Những thông số được sử dụng thường là: - Hệ thống nhiên liệu động cơ điêden: - Góc phun sớm - Áp suất phun - Lượng nạp chu trình, độ đồng đều lượng nạp giữa các nhánh - Hệ thống bôi trơn: - Độ chênh lệch áp suất dầu bôi trơn trước và sau lọc - Áp suất dầu trên đường dầu chính - Áp suất mở các van an toàn trên đường dầu chính và lọc dầu - Hệ thống phối khí: - Lưu lượng khí nạp - Độ kín xu páp và đế - Hệ thống làm mát: - Độ chênh lệch nhiệt độ nước làm mát trước và sau két - Nhiệt độ bắt đầu mở van hằng nhiệt - 4 - - Nhiệt độ bắt đầu mở van điện từ đóng ly hợp quạt gió hoặc van điều chỉnh dầu vào khớp nối thuỷ lực của quạt gió c. Chẩn đoán riêng Nhằm xác định hư hỏng của một số chi tiết trong động cơ, các chẩn đoán riêng cho các nhóm chi tiết như sau: - Nhóm pít tông - xéc măng - xi lanh : - Lượng khí lọt xuống các te trong một đơn vị thời gian - Mức độ tiêu hao dầu nhờn thành muội than - Độ rò rỉ khí nén trong buồng cháy (thử ở trạng thái tĩnh) - Độ chân không đường nạp - Áp suất cuối kỳ nén - Nhóm thanh truyền - trục khuỷu và bạc - Áp suất dầu bôi trơn trên đường dầu chính - Tiếng gõ trục - bạc - Cường độ va đập của nhóm pít tông thanh truyền khi thay đổi liên tục áp suất khí nén trong buồng cháy (thử ở trạng thái tĩnh) 2. Các phương pháp chẩn đoán động cơ 2.1. Chẩn đoán động cơ theo trạng thái khởi động Trạng thái khởi động thể hiện độ chính xác của các thông số lắp ráp cũng như sự làm việc tốt của các bộ phận và hệ thống của động cơ. Khi một động cơ điêden khó nổ cần có biện pháp kiểm tra và xử lý thích hợp. Trước tiên cần kiểm tra thùng nhiên liệu xem còn nhiên liệu không và khoá nhiên liệu đóng hay mở. Nếu thùng nhiên liệu và khoá nhiên liệu mở thì có thể do các nguyên nhân sau: - Tắc nhiên liệu hoặc lẫn nước trong nhiên liệu: Kiểm tra lại lõi lọc và thùng nhiên liệu xem có bị lẫn nước và cặn bẩn gây tắc lọc không. - 5 - - Trong đường nhiên liệu có không khí: Cần kiểm tra xả hết khí ra khỏi hệ thống và xiết chặt lại các khớp nối của đường nhiên liệu. - Góc phun sớm nhiên liệu sai: Cần kiểm tra và chỉnh lại góc phun sớm theo quy định. Động cơ dùng loại bơm tổng thì việc kiểm tra góc bắt đầu cấp nhiên liệu của các xi lanh đã được làm trên băng thử. Như vậy khi điều chỉnh chỉ cần đặt chính xác thời điểm cấp của nhánh bơm số 1 so với góc quay trục khuỷu là được. Xác định góc phun sớm bằng súng kiểm tra thời điểm hoặc dùng ống thời kế. Nếu sai lệch trên 3 o góc quay trục khuỷu thì cần phải điều chỉnh lại. Cách điều chỉnh góc phun sớm tuỳ thuộc vào cấu tạo cụ thể từng loại bơm cao áp; Có 3 loại kết cấu điều chỉnh phổ biến là: - Xoay khớp nối bơm với động cơ. - Xoay vỏ bơm cao áp trên thân động cơ. - Thay đổi vị trí lắp của bích trung gian so với bánh răng dẫn động bơm cao áp, cứ thay đổi một vị trí lắp khác có thể điều chỉnh được 1 o 30' góc quay trục cam tức là 3 o góc quay trục khuỷu. - Khe hở xu páp sai: Kiểm tra và điều chỉnh lại theo quy định. - Trời lạnh dầu bôi trơn đặc, khi khởi động khó quay động cơ với tốc độ nhanh nên máy khó nổ. Có thể dùng biện pháp sấy nóng nước, dầu bôi trơn hoặc không khí để nâng nhiệt độ buồng cháy. Đối với các động cơ có trang bị vòi phun nhiên liệu trên đường nạp hay dùng bu gi sấy phải kiểm tra xem những bộ phận này có hoạt động hay không. - Áp suất nén yếu, có thể do: Mòn pít tông, xéc măng khí, xy lanh, hở xupáp, hoặc hở đệm nắp máy. Đổ một ít dầu nhờn vào đường ống hút để bao kín buồng cháy làm tăng áp suất nén, nếu không hiệu quả là do bị hở, phải tìm nguyên nhân và xử lý (xiết lại gujông nắp xy lanh, đệm hỏng phải thay đệm mới, xu páp hở phải mài rà lại ) - Bộ đôi pít tông - xy lanh bơm cao áp, bộ đôi kim phun mòn: Phải đưa lên thiết bị cân bơm để kiểm tra, thay mới và điều chỉnh lại theo đúng các điều kiện - 6 - kỹ thuật của bơm; Lúc lắp bơm cao áp phải kiểm tra lại góc phun sớm. Nếu thay bộ đôi kim phun phải kiểm tra và điều chỉnh lại áp suất bắt đầu mở kim phun theo quy định của nhà sản xuất. - Số vòng quay động cơ lúc tăng lúc giảm: Kiểm tra xem bộ điều tốc hoạt động có nhạy không, thanh răng bơm cao áp có bị kẹt hay không, đường nhiên liệu có lẫn khí hay nước không và tìm cách khắc phục. 2.2. Chẩn đoán động cơ theo công suất hữu ích a. Đặc điểm chung Công suất 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 phối khí-nhiên liệu- đánh lửa, trạng thái nhiệt độ, tổn thất ma sát.v Những hiện tượng công suất giảm đột ngột so với định mức thường là do các sự cố như góc đánh lửa sớm, góc phun sớm sai (do lắp sai hoặc do bộ tự động điều chỉnh phun sớm làm việc tồi), bỏ máy do cong vênh xu páp, kẹt-gãy xéc măng, hư hỏng vòi phun-bơm cao áp v.v. b. Các nguyên nhân làm giảm công suất - Không đủ áp suất nén do nhóm bao kín buồng cháy không tốt. - Bình lọc khí tắc. - Bộ tuốc bin tăng áp làm việc không tốt. - Khe hở xu páp sai. - Bó bạc hoặc bó pít tông-xy lanh do thiếu dầu bôi trơn, do dãn nở nhiệt (quan sát khí thải, kiểm tra nhiệt độ của: động cơ, nước, dầu bôi trơn để xác định nguyên nhân). - Đường dẫn nhiên liệu bị gián đoạn: Do hết nhiên liệu, do hệ thống bị tắc hoặc hở. - Góc phun sớm sai. - Bộ đôi bơm cao áp, bộ đôi kim phun mòn làm thiếu dầu phun vào xy lanh. - 7 - - Bộ đôi kim phun bị kẹt dẫn đến bỏ máy. - Van cao áp (van một chiều) bị hở làm nhiên liệu không cấp được lên vòi phun làm bỏ máy (tháo đai ốc của ống cao áp nối với bơm, dùng bơm tay bơm căng nhiên liệu, nếu thấy dầu tràn ra khỏi đầu răc co là van hở). - Vòng quay động cơ không đạt do bộ điều tốc cắt quá sớm. c. Biểu hiện của động cơ khi công suất yếu - Nóng máy - Khói đậm màu - Tăng tốc kém - Không kéo được tải lớn - Áp suất nén yếu - Trong một số trường hợp, máy có tiếng kêu bất thường, tốc độ không ổn định và tăng tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn. d. Phương pháp đo công suất khi chẩn đoán động cơ Việc đo công suất trên băng thử có độ chính xác cao, song chỉ dùng trong trường hợp kiểm tra động cơ sau đại tu vì phương pháp này tốn nhiều công tháo lắp, thiết bị phức tạp. Để đảm bảo phép đo thực hiện nhanh chóng phù hợp với đặc điểm của công việc chẩn đoán, thường áp dụng một số phương pháp đo công suất như sau: - Đo mô men chủ động trên bánh xe: Áp dụng cho động cơ lắp trên các phương tiện vận tải; Dùng thiết bị đo lực phanh trên bánh xe, từ đó tính được mo men và công suất động cơ. Sai số chính của phương pháp là khó biết chính xác hiệu suất các bộ truyền trên xe cần đo. - Phương pháp đo không phanh: Phương pháp này sử dụng tổn thất cơ giới của các xy lanh không làm việc để tạo tải cho xy lanh cần đo, áp dụng đối với động cơ nhiều xy lanh. Khi đo, lần - 8 - lượt cho từng xy lanh làm việc (các xy lanh còn lại được tháo ống dẫn dầu cao áp tới vòi phun) và đo số vòng quay tương ứng của động cơ. Công suất của động cơ được xác định như sau: N đo = N eđm - k(n đm - n tb ) Trong đó: - N eđm - n đm - n tb - n i - k : Công suất định mức của động cơ : Số vòng quay định mức : Trị số trung bình của các vòng quay đo = ∑n i /i : Số vòng quay đo của từng xi lanh : Hệ số kinh nghiệm, đối với động cơ 4 xy lanh lắp trên máy kéo, k= 0,022÷0,040 - Đo công suất bằng phương pháp gia tốc Cách đo này dựa trên nguyên tắc công suất càng cao thì thời gian tăng tốc từ số vòng quay nhỏ đến vòng quay định mức càng ngắn và ngược lại. Thiết bị ИM-2M do Nga chế tạo dựa trên nguyên tắc này, sử dụng cảm biến điện từ lắp trên vỏ hộp bánh đà của động cơ, khi một răng của vành răng khởi động quét qua cảm biến sẽ tạo ra một xung điện hình sin, với tần số xung f = n.z - n : số vòng quay động cơ trong một giây - z : số răng của vành răng khởi động trên bánh đà Rõ ràng khi thời gian tăng tốc càng ngắn, số vòng quay động cơ trong một giây càng tăng, dòng cảm ứng sinh ra trong mạch điện càng lớn. Xung điện sau khi qua các bộ điều biến, bộ nhớ và so sánh với xung mẫu phát ra từ máy phát xung chuẩn, được tính toán để báo trên đồng hồ chỉ thị (là các điện kế), thành hai đại lượng: số vòng quay và công suất động cơ. Giá trị vạch chia của đồng hồ chỉ thị công suất động cơ đã được xác định trước bằng các thử nghiệm trên động cơ mẫu, vì vậy thiết bị đo này chỉ áp dụng với một số loại động cơ nhất định do nhà chế tạo quy định. Về thực chất đây là phép đo theo kiểu so sánh, nên độ chính xác không cao. - 9 - - Đo công suất bằng phương pháp phân tích khí xả: Về nguyên tắc: biết thành phần khí xả có thể tính được lượng nhiên liệu tham gia vào phản ứng cháy trong xy lanh, nếu xác định được hiệu suất có ích của động cơ, sẽ tính được công suất mà nó phát ra. Trên các thiết bị chẩn đoán hiện đại, sử dụng máy tính điện tử, người ta có thể xây dựng phần mềm tính toán cho phép nhập dữ liệu của động cơ trước khi đo, dùng phương pháp phân tích thành phần khí xả chung và thành phần khí xả khi ngắt từng xy lanh, sẽ xác định được công suất chung động cơ và riêng từng xy lanh cần đo. Phép đo này có những sai số do khó xác định chính xác các hệ số đầu vào của loại động cơ cần khảo nghiệm. - Đo công suất bằng áp suất có ích trung bình trong xy lanh Ngày nay những thiết bị đo hiện đại cho phép đo được một cách nhanh chóng giá trị áp suất trong xy lanh của động cơ đang làm việc và vẽ được đồ thị áp suất trong xy lanh theo góc quay trục khuỷu. Từ đó ta xác định được trị số áp suất có ích trung bình và tính được công suất động cơ theo công thức: Ne = p etb .V h .i.n/30τ (kW) Với: - p etb - V h - i - n - τ : Áp suất có ích trung bình (MPa) : Dung tích công tác của một xi lanh (lít) : Số xi lanh trên động cơ : Số vòng quay động cơ trong 1 phút : Số kỳ của động cơ Thiết bị gồm các cảm biến đo áp suất gắn trong bu-gi hoặc trong vòi phun đã được thiết kế đặc biệt và dao động ký điện tử để vẽ đồ thị áp suất đã đo được. - 10 - [...]... đúng khởi động động cơ dể nổ, tăng ga máy bốc mạnh, động cơ làm việc êm, khói xả không có màu, không có mùi xăng sống + Đặt lửa muộn khởi động động cơ khó nổ, tăng ga máy không bốc, khói xả không có màu đen, có mùi xăng sống và có tiếng nổ lụp bụp trên đờng ống xả, hao nhiên liệu + Đặt lửa sớm khởi động, động cơ quay nặng, tăng ga có tiếng va đập mạnh, động cơ làm việc không êm, công suất động cơ giảm,... vận hành - Kiểm tra sự hoat động linh hoạt của bớm ga, bớm gió - Kiểm tra hệ thống điện: Accu đầy đủ điện, các đồng hồ báo phải hoạt động tốt 2 Phơng pháp vận hành động cơ 2.1 khởi động động cơ - Đóng bớm gió khi động cơ nguội - Mở công tắc máy sang nấc đánh lửa - Bật công tắc máy về vị trí khởi động đến khi động cơ nổ Mỗi lần khởi động không quá 30 giây, sau một lợt khởi động không nổ phải ngng 1 phút... hoạt động cơ cấu không tải - Vặn vít điều chỉnh không tải vào vừa cứng sau đó nới ra khoảng (3.5 ữ 4) vòng - Vặn vít kênh ga vào cho động cơ nổ hơi lớn - Khởi động động cơ cho làm việc đến nhiệt độ qui định - Vặn vít điều chỉnh không tải vào từ từ tốc độ động cơ tăng lên đến khi vừa giảm xuống, nới ra khoảng 1/8 vòng dừng lại - Nới vít kênh ga ra từ từ cho tốc độ động cơ giảm xuống đến khi động cơ khựng... Hệ thống làm mát: Làm mát bằng nớc - Hệ thống điện động cơ 12V - Hệ thống khởi động: Khởi động bằng điện - Hệ thống nạp điện: Nạp điện xoay chiều 1.3 Đăc tính kỹ thuật của động cơ Huyndai - Loại động cơ: Xăng - Số kỳ: 4 kỳ - Số xylanh: 4 xylanh - Công suất động cơ: 40 PS - Dung tích xy lanh: 1,59 lít - Tỷ số nén: 9,1 - Khe hở xupap: (chỉnh khi động cơ nguội) - 18 - + Nạp: 0,15 mm + Thải: 0,25 mm - Hệ... 16 - Hỡnh 2 ng nghe u dũ b - chẩn đoán trạng tháI kỹ thuật và xử lý pan động cơ xăng Sau khi học song bài học chẩn đoán trạng thái kỹ thuật và xử lý pan động cơ xăng này, Sinh viên có khả năng: - Trình bày các chỉ tiêu đánh giá tình trạng kỹ thuật động cơ xăng - Thực hiện vận hành và điều chỉnh chế độ không tải của động cơ đạt yêu cầu kỹ thuật - Xủ lý các Pan của động cơ xăng Toyota, Nissan, huyndai... xử lý pan của các loại động cơ khác có trên thị trờng - Thực hiện an toàn và vệ sinh công nghiệp 1 Đăc tính kỹ thuật của một số loại động cơ Xăng 1.1 Đăc tính kỹ thuật của động cơ Toyota 3A - Loại động cơ: Xăng - Số kỳ: 4 kỳ - Số xylanh: 4 xylanh - Công suất động cơ: 35 PS - Dung tích xy lanh: 1,8 lít - Tỷ số nén: 8,8 - Khe hở xupap: + Nạp: 0,2mm + Thải: 0,3mm (chỉnh khi động cơ nguội) - Hệ thống nhiên... làm mát bằng nớc - 17 - - Hệ thống điện động cơ 12V - Hệ thống khởi động: Khởi động bằng điện - Hệ thống nạp điện: Nạp điện xoay chiều 1.2 Đăc tính kỹ thuật của động cơ Nisan - Loại động cơ: Xăng - Số kỳ: 4 kỳ - Số xylanh: 4 xylanh - Công suất động cơ: 40 PS - Dung tích xy lanh: 1,809 lít - Tỷ số nén: 8,5 - Khe hở xupap: + Nạp: 0,15 + Thải: 0,25 (chỉnh khi động cơ nguội) - Hệ thống nhiên liệu: - Hệ thống... trở vào khoảng 1/8 vòng giữ cho động cơ không bị tắc dừng lại - Tiếp tục điều chỉnh vít không tải và vít kênh ga nh trên đến khi tốc độ động cơ khoảng (400 ữ 700) v/ph ổn định và êm 3.3 Kiểm tra sau khi điều chỉnh - khởi động động cơ dể nổ - Làm viện ổn định ở số vòng quay thấp khoảng (400 ữ 700) v/ph - Tăng tốc động cơ bốc máy - 22 - - Lên ga lớn giảm ga đột ngột động cơ không bị chết máy - Vào số không... bị kêu - 23 - Bài tập 2: Đặt lửa cho động cơ xăng 1 ý nghĩa của việc đặt lửa: Là việc lắp delco vào động cơ sao cho tia lửa xuất hiện ở bu-gi vào cuối thì nén, đúng thời điển đánh lửa sớm qui định cho từng loại động cơ Nếu đặt lửa đúng động cơ phát huy hết công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trờng 2 Các thông số cần biết - chiều quay động cơ: cùng chiều kim đồng hồ - Thứ tự nổ:... accu 3 Phơng pháp điều chỉnh không tải động cơ xăng Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải kém, cần phải kiểm tra mọi nguyên nhân khác làm động cơ chạy không tải không đợc Nếu không có yếu tố hỏng hóc nào khác ta mới điều chỉnh hổn hợp không tải Việc điều chỉnh không tải là ta điều chỉnh hổn hợp cho phù hợp giúp cho động cơ làm việc êm dịu ở tốc độ thấp, động cơ không bị tắt 3.1 Điều kiện khi chỉnh . hoặc thành phần khí xả của động cơ có vấn đề và đem so sánh với đặc tính chuẩn của động cơ làm việc tốt. 2.4. Chẩn đoán động cơ theo trạng thái nhiệt độ Nhiệt độ động cơ là một tham số phản ánh. chẩn đoán động cơ 2.1. Chẩn đoán động cơ theo trạng thái khởi động Trạng thái khởi động thể hiện độ chính xác của các thông số lắp ráp cũng như sự làm việc tốt của các bộ phận và hệ thống của động. chẩn đoán kỹ thuật. 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái chất lượng động cơ Đối với động cơ, việc xem xét chúng có hoạt động bình thường hay không, được dựa theo các mặt sau: - Động cơ dễ