Giáo trình Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô (Phần 2)

Nội dung text: Giáo trình Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô (Phần 2)

1. Chương 6*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành CHƯƠNG 6 KIỂM TRA PHÂN LOẠI CHI TIẾT 6.1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CÔNG TÁC KIỂM TRA, PHÂN LOẠI CHI TIẾT - Qua kiểm tra phân loại để cho phép sử dụng lại các chi tiết còn dùng lại được một cách có hiệu quả tránh lãng phí, loại bỏ những chi tiết bị hư hỏng và xác định những chi tiết có thể sửa chữa, phục hồi để dùng lại. - Việc kiểm tra phân loại tốt sẽ cho phép nâng cao chất lượng và hạ giá thành sửa chữa. - Nếu kiểm tra phân loại không tốt sẽ có hại cho việc sửa chữa và sử dụng sau này. Ví dụ: dùng lại các chi tiết hư hỏng. Công tác kiểm tra phân loại chi tiết được tiến hành sau khi chi tiết đã được tẩy rửa sạch sẽ, bao gồm 3 loại công việc: - Kiểm tra chi tiết để phát hiện và xác định trạng thái, chất lượng của chúng. - Đối chiếu với tài liệu kỹ thuật để phân loại chúng thành: + Dùng được; + Phải sửa chữa mới dùng được; + Loại bỏ. - Tập hợp các tài liệu sau khi kiểm tra phân loại để chỉ đạo công tác sửa chữa. Nguyên tắc kiểm tra phân loại Dựa trên cơ sở chức năng của chi tiết trong cụm máy mà tổ chức kiểm tra kỹ ở mức độ nào. Kết quả phân loại. KT hư hỏng ngầm Đo lượng mòn Quan sát Cơ bản Chính Phụ Phải sửa chữa Dùng lại Bỏ đi Hình 6.1 Sơ đồ kiểm tra phân loại chi tiết 6.2. CÁC HƯ HỎNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA 6.2.1. Hư hỏng - Chi tiết biến dạng: cong, xoắn trục dẫn đến sự không song song, không vuông góc giữa các bề mặt, các cổ trục - Thay đổi kích thước do hao mòn: mòn côn, ô van, giảm chiều cao, mất tính chính xác của biên dạng làm việc. Những hư hỏng này đến một giới hạn nào đó sẽ làm cho đặc tính làm việc của chi tiết, của cặp ma sát không còn đảm bảo dẫn đến hư hỏng cụm máy, xe. - Thay đổi về tính chất: độ cứng, độ đàn hồi, trạng thái ứng suất. - Hư hỏng đột xuất ở mức vĩ mô: gãy vỡ, sứt mẻ, nứt, thủng 58
2. Chương 6*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành 6.2.2. Các phương pháp kiểm tra chủ yếu a. Quan sát Chủ yếu dựa vào kinh nghiệm để xác định mức độ hư hỏng của chi tiết. b. Đo lượng mòn - Dùng các dụng cụ đo để xác định kích thước: thước kẹp, pam me, đồng hồ đo lỗ, đo chiều sâu, căn lá, mũi V, bàn rà. - Sử dụng các dụng cụ chuyên dùng: ca líp, các loại dưỡng, con lăn, trục chuẩn, các loại vòng chuẩn c. Kiểm tra hư hỏng ngầm Sử dụng các dụng cụ đặc biệt để phát hiện hư hỏng ngầm hoặc kiểm tra tính chất chi tiết: máy đo độ cứng, độ bóng, đàn hồi, các máy cân bằng tĩnh, cân bằng động, các máy dò khuyết tật: từ, siêu âm, quang tuyến các thiết bị đo sử dụng quang học, khí động, các loại dụng cụ đồ gá để kiểm tra các vị trí tương quan giữa các bề mặt, các đường tâm 6.3. ĐỘ MÒN CHO PHÉP KHÔNG PHẢI SỬA CHỮA H I Trong một cụm máy có nhiều loại chi Hgh1 tiết, điều kiện ma sát của từng loại cũng khác Hcr nhau. Các chi tiết khác nhau về vật liệu, gia t công chế tạo Vì vậy, trong quá trình làm tcr tlv1 t việc các chi tiết của cụm máy có độ mòn gh1 không đồng đều. Khi cụm máy đưa vào sửa H II chữa có những chi tiết có thể dùng lại được, Hgh2 có chi tiết phải sửa chữa. Tuy nhiên, người ta Hcr chỉ quan tâm đến những chi tiết chủ yếu để t quyết định đưa cụm máy vào sửa chữa. Nội dung kiểm tra phân loại là phát tcr tlv2 t gh2 hiện và xác định những chi tiết còn dùng lại H III được, tức là chỉ mới mòn ở mức độ nào đó, Hgh3 chưa vượt quá giới hạn cho phép. Đó là độ Hcr mòn cho phép không phải sửa chữa của chi t tiết. t t Ví dụ: có 3 chi tiết cùng lắp ghép với cr lv3 tgh3 nhau trong một cụm máy. Giả sử tcr như Hình 6.2 Đồ thị hao mòn chi tiết nhau, do khả năng làm việc khác nhau nên tlv1< tlv2 < tlv3. Trong đó, chi tiết 2 là chi tiết chính, vì vậy lấy tlv2 là thời gian sử dụng của cụm máy giữa hai kỳ sửa chữa. Khi đó: - Đối với chi tiết 1 hoặc là phải thay khi chưa tới kỳ sửa chữa (trong kỳ bảo dưỡng) hoặc là phải nâng cao chất lượng chế tạo chi tiết đó để cho tlv1= tlv2. Như vậy, nó sẽ được thay thế hoặc sửa chữa cùng với chi tiết 2. 59
3. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành CHƯƠNG 7 THÁO VÀ LẮP, CHẠY RÀ, THỬ XE 7.1. KHÁI NIỆM VỀ THÁO VÀ LẮP XE 7.1.1. Yêu cầu tháo và lắp a. Tháo - Quy trình tháo xe, tháo cụm phải hợp lý nhất nhằm đảm bảo năng suất và chất lượng tháo; - Phải đảm bảo an toàn cho chi tiết tháo, tăng tính kinh tế sửa chữa; - Phải cơ giới hoá, tự động hoá, cải tiến dụng cụ tháo để giải phóng lao động nặng nhọc và để tăng năng suất lao động. b. Lắp Quy trình lắp chặt chẽ hơn quy trình tháo. - Là khâu quyết định chất lượng cụm máy, xe vì nó phải đảm bảo độ chính xác lắp ghép, vị trí tương quan giữa các bề mặt lắp ghép (khe hở, độ dôi, độ song song, độ vuông góc ); - Phải đảm bảo quy trình lắp hợp lý, để đạt độ chính xác cao, năng suất cao. - Phải có các nguyên công kiểm tra chặt chẽ ở từng công đoạn lắp, sử dụng nhiều dụng cụ kiểm tra; - Khối lượng lao động nhiều hơn khi tháo, với trình độ tay nghề, kinh nghiệm cao hơn; - Sử dụng nhiều dụng cụ, thiết bị, đồ gá Nếu lắp không tốt chất lượng của cụm máy, xe sẽ thấp, tăng hao mòn. Thậm chí có trường hợp phải tháo ra lắp lại. 7.1.2. Công việc tháo và lắp a. Tháo Nguyên tắc tháo - Những thiết bị bao che, thiết bị điện phải tháo trước; - Tháo từ ngoài vào trong; - Dụng cụ tháo phải được qui định cho từng bước tháo; - Quá trình tháo nên tiến hành phân loại ngay chi tiết được tháo ra, vì nếu không tổ chức tốt thì sau đó rất mất thời gian để tìm kiếm; - Cấm không dùng búa, đục để tháo chi tiết. Nếu các chi tiết bị han rỉ khó tháo thì tẩm dầu hoả, dầu Diesel ngâm một thời gian mới tháo. Các bước công nghệ trong dây chuyền tháo: - Tháo sơ bộ: + Đối với toàn xe: cabin, thùng bệ, che chắn, thiết bị điện + Đối với cụm,ví dụ: Động cơ: tháo máy nén, bơm nước, quạt gió, bơm trợ lực lái, bầu lọc dầu, cácte dầu, bơm dầu, nắp che dàn xu páp, nắp bánh đà Hộp số: nắp hộp số, nút dầu. Cầu sau: nắp cácte dầu, bán trục, nút dầu. Trục trước: nắp moayơ bánh xe. Mục đích của việc tháo sơ bộ là để rửa sạch trước khi tháo chi tiết. 75
4. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành - Tháo chi tiết: tháo cụm ra khỏi xe, tháo chi tiết ra khỏi cụm. Công việc được tiến hành ở các bộ phận tháo. b. Lắp Nguyên tắc lắp: - Lắp từ trong ra ngoài (ngược với quy trình tháo); - Qui định dụng cụ lắp, dụng cụ kiểm tra và kiểm tra cho mỗi bước lắp. Ví dụ: các khe hở ghép nối, khe hở xu páp, khe hở cụm truyền động, khe hở bạc trục - Theo đúng mômen siết bu lông đã được qui định. Ví dụ: bu lông thanh truyền, ổ trục chính, nắp máy, trục khuỷu - bánh đà - Kiểm tra độ kín khít các mối ghép (xu páp - đế), độ trơn tru của các mối ghép (piston- xi lanh ). - Theo đúng qui định các biện pháp an toàn mối ghép: đệm vênh, chốt chẻ, dây buộc - Phải đảm bảo vệ sinh sạch sẽ trước mỗi công đoạn lắp ráp: rửa, xì nước, xì khí nén; Các bước công nghệ trong dây chuyền lắp: + Chuẩn bị-sắp bộ: lựa sẵn những chi tiết sẽ lắp cho cụm máy đó; + Cân bằng tĩnh, động các chi tiết quay: trục khuỷu, bánh đà, quạt gió, puli + Cân bằng khối lượng nhóm piston. + Chọn lắp: lựa chọn những chi tiết được sử dụng lại mà khe hở nhỏ + Chuẩn bị dụng cụ lắp và dụng cụ kiểm tra + Những nhóm chi tiết có thể lắp trước thì lắp trước, ví dụ: nhóm piston- séc măng- thanh truyền. 7.2. LẮP ĐỘNG CƠ 7.2.1. Công việc chuẩn bị Các công việc chuẩn bị lắp phụ thuộc vào phương pháp sửa chữa riêng xe hay đổi lẫn, cách tổ chức sản xuất theo vị trí cố định hay theo dây chuyền Những nội dung chính của công việc chuẩn bị gồm: - Sắp bộ chi tiết; - Kiểm tra điều chỉnh khối lượng và cân bằng tĩnh, động các chi tiết; - Lắp trước một số nhóm chi tiết có yêu cầu lắp riêng. a. Sắp bộ chi tiết - Thống kê và giao nhận đầy đủ các chi tiết sẽ được đưa vào lắp cho một động cơ. Chú ý rằng, nếu không có điều gì đặc biệt thì các chi tiết chính của động cơ nào lắp lại cho động cơ đó (ví dụ: thân máy, trục khuỷu, bánh đà, trục cam, thanh truyền ) do đó trong khi tháo rửa và kiểm tra chúng thường được đánh dấu bằng sơn để khỏi lẫn với chi tiết cùng loại của động cơ khác. - Chọn lắp những chi tiết được phép dùng lại mà không qua sửa chữa (khi áp dụng cách sửa chữa đổi lẫn chi tiết), ví dụ: chọn các con đội xu páp với lỗ dẫn hướng con đội, bu lông bánh đà với lỗ bu lông trên bánh đà đảm bảo khe hở lắp ghép giữa chúng. Chọn chiều dày đệm nắp máy mới theo độ nhô của piston trong xi lanh để có tỷ số nén theo thiết kế. - Chế tạo các gioăng đệm, thông thường bằng bìa cáctông hoặc amiăng. 76
5. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành - Nhận các phụ kiện trong hệ thống nhiên liệu, bôi trơn, làm mát, khởi động đã được sửa chữa hoàn chỉnh tại các bộ phận sửa chữa riêng. - Sắp xếp toàn bộ các chi tiết trên một khay hoặc bàn lắp để bàn giao cho thợ lắp máy. b. Kiểm tra điều chỉnh khối lượng và cân bằng tĩnh, động các chi tiết Các chi tiết chuyển động quay như bánh đà, trục khuỷu trong quá trình sửa chữa phải mài cổ trục nên cần được kiểm tra cân bằng tĩnh và cân bằng động trong trạng thái lắp ghép chúng. Độ không cân bằng động cho phép tuỳ thuộc vào kết cấu và kích thước của trục đã được nhà chế tạo qui định cụ thể. Đối với động cơ nhiều xi lanh, nhóm các chi tiết piston - sécmăng - thanh truyền cần phải được cân bằng khối lượng. Khi có sự chênh lệch vượt quá giới hạn cho phép có thể lấy bớt kim loại bằng cách khoan hay phay ở những vùng không quan trọng (như phần chân piston ) c. Lắp trước một số nhóm chi tiết có yêu cầu lắp riêng. Một số chi tiết đòi hỏi có xử lý đặc biệt trước khi lắp như luộc, dùng máy ép được lắp trước tại khâu chuẩn bị. Công việc này thường là: lắp chốt piston - thanh truyền, lắp xu páp vào nắp máy, ép bánh răng trục khuỷu, lắp bộ ly hợp. Cần lưu ý trong khi gia công cơ các chi tiết này được lấy kích thước theo từng xi lanh hoặc cổ trục hay được rà thành bộ nên phải chọn lắp đúng theo dấu. 7.2.2. Trang thiết bị tháo-lắp Trang thiết bị dùng cho lắp ráp có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng của việc lắp. Những thiết bị này bao gồm: - Các giá lắp động cơ; - Bàn hoặc giá để chi tiết lắp; - Các loại vam hoặc dụng cụ chuyên dùng để tháo lắp những mối ghép dôi; - Các dụng cụ kiểm tra khi lắp; - Các loại dụng cụ lắp vạn năng và đặc biệt những dụng cụ dành cho những vị trí lắp khó a. Giá lắp động cơ. Do yêu cầu phải xoay trở được động cơ ở các tư thế bất kỳ (lật nghiêng trái, nghiêng phải, lật ngửa ) tạo thuận tiện cho việc lắp, các giá lắp đều được thiết kế theo nguyên tắc động. Với các động cơ có khối lượng lớn (động cơ diesel lắp trên xe tải), giá lắp động cơ có kết cấu rất đơn giản song rất hiệu quả, hình 7.1. Giá lắp gồm hai khung ghép từ hai nửa vành tròn 2 và 4, được liên kết bằng các thanh giằng ngang 10 tạo thành một cặp bánh xe vững chắc. Khung này được lăn trên các con lăn 9 gắn trên đế khung 1 và được hãm lại tại một số vị trí bằng chốt hãm 7. Động cơ được đặt trên đòn ngang 10, kẹp chặt động cơ bằng cơ cấu kẹp 5. Do khung có thể lăn tròn, vì vậy tạo được các vị trí bất kỳ của động cơ thuận tiện cho quá trình lắp. Đối với động cơ ô tô du lịch, giá lắp gồm 1 hộp số kiểu trục vít 2, gắn trên trụ đứng của bàn lắp, hình 7.2. Trục ra của bánh vít được ghép chặt mặt bích 4 có khoan các lỗ với hộp che bánh đà động cơ (mặt lắp ghép với hộp số ô tô). Khi quay trục vít bằng tay quay 3, sẽ xoay được động cơ tại mọi vị trí mà không cần phải có vít định vị do tính tự hãm của cặp bánh vít trục vít. Vì động cơ lắp trên giá theo kiểu công sôn nên phải lắp đầy đủ các ốc bắt với mặt bích của giá và cần thận trọng khi dùng lực lớn. 77
6. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Hình 7.1. Giá lắp động cơ có khối lượng nặng 1-Đế khung; 2-nửa khung dưới; 3-bu lông kẹp; 4-nửa khung trên; 5-giá di động kẹp động cơ; 6-vít kẹp; 7-chốt hãm trục con lăn; 9-con lăn tì; 10-thanh ngang. Hình 7.3. Vam ép xi lanh ướt Hình 7.2. Giá lắp động cơ nhẹ 1-Bích ép; 2-tay đòn ép; 3-đầu lắp bích ép; 4-vít bắt 1-bánh xe; 2-hộp trục vít; 3-tay quay; đồ gá ép lên thân 4-bích lắp động cơ; 5-tay hãm động cơ Bích ép 1 của vam được chế tạo với nhiều kích thước khác nhau để thay đổi phù hợp với xi lanh các động cơ. Trước khi ép lót cần kiểm tra độ dôi của gioăng nước so với rãnh lắp gioăng (khoảng 0,5mm là vừa đủ) đồng thời bôi một lớp mỡ lên bề mặt gioăng cho an toàn và dễ ép. 2. Dụng cụ kiểm tra độ dôi lót xi lanh Sau khi ép xong các lót xi lanh, cần kiểm tra độ dôi và độ song song của mặt đầu lót xi lanh với mặt phẳng thân máy. Đồ gá kiểm tra được giới thiệu trên hình 7.4. 78
7. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Hình 7.4 Đồ gá kiểm tra độ dôi của lót xi lanh ướt Hình 7.5 Căn lót xi lanh Đồ gá gồm một mặt bích phẳng có bậc định vị vào lỗ xi lanh, dưới đáy mặt bích có tiện rãnh sâu 2mm để không chạm vào phần nhô lên của vai lót. Phía trên lỗ rãnh lắp hai đồng hồ so có chân tỳ vào vai lót để đo độ dôi, chênh lệch trị số của hai đồng hồ cho ta độ không song song của mặt đầu lót xi lanh so với thân. Khi độ dôi không đảm bảo, cần phải điều chỉnh bằng cách thêm bớt căn dưới vai lót. Hình 7.5 giới thiệu đệm điều chỉnh độ dôi vai lót xi lanh. 3. Đồ gá lắp trục khuỷu - bánh đà Trục khuỷu, bánh đà trên động cơ ô tô là các chi tiết nặng, cần mô men siết lớn, thông thường 2 chi tiết này được lắp với nhau sau đó lắp cả khối lên thân máy. Đối với động cơ diesel của xe tải nặng, có trường hợp trục khuỷu lại được lắp trước lên thân rồi mới lắp bánh đà lên trục. Để bảo đảm an toàn và thuận tiện khi lắp nhóm trục khuỷu-bánh đà, nên sử dụng giá lắp như hình 7.6. Bộ phận gá trục của giá có thể xoay để trục có thể ở vị trí thẳng đứng hoặc ở vị trí nằm ngang, điều này rất cần khi tháo lắp các nút bịt trên đường dầu ở chốt khuỷu. Trục khuỷu được định vị và kẹp chặt trên giá bằng khối V 1 và 4 ở trên cổ chính hai đầu. Ngoài ra có cơ cấu tỳ 2 được điều chỉnh bằng tay quay 10 tì sát vào một chốt khuỷu để chống xoay cho trục. Giá lắp có hệ thống Hình 7.6 Gá lắp trục khuỷu và bánh đà chân đế 9 cho phép lắp cố định trên 1,4-các khối V định vị và kẹp trục; 2-cơ cấu tỳ chống xoay; 3-ổ tỳ mặt đầu; 5-dầm xoay; 6-thanh đỡ dầm; 7-bu sàn xưởng bằng bu lông chôn chìm. lông hãm dầm ở vị trí thẳng đứng; 8-ổ tỳ cao su; 9-chân đế; 10-tay quay điều chỉnh cơ cấu chống xoay; chốt hãm dầm ở vị trí nằm ngang. Sau khi lắp hoàn chỉnh, trục khuỷu bánh đà được đưa lên lắp với thân máy. Để phát hiện độ nặng nhẹ của các cổ trục, lần lượt lắp từ cổ giữa ra và siết chặt từng cổ, 79
8. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành sau đó quay thử trục vài vòng. Nếu cổ nào bị nặng phải tháo bạc rà lại. Trước khi lắp cần bôi dầu nhờn sạch lên bề mặt bạc. Về nguyên tắc các khe hở giữa trục và bạc đã được đảm bảo khi gia công cơ, tuy nhiên do ảnh hưởng của độ cong trục và độ không đồng tâm dãy lỗ khi doa, mài, nên có thể xuất hiện hiện tượng chạm sát bề mặt trục với thành ổ (đặc biệt ở cổ giữa hay cổ đầu) mặt dù khe hở riêng từng cổ vẫn có. Trong trường hợp này nên dùng phương pháp kẹp chì để kiểm tra khe hở các ổ trục khi lắp ráp. Để kiểm tra, trước khi lắp nắp sẽ đặt lên từng cổ trục một đoạn dây chì hoặc dây chất dẻo có đường kính lớn gắp 2 lần khe hở cho phép. Sau đó lắp tất cả các nắp và siết chặt đến mô men qui định. Tháo các nắp, gỡ sợi dây đã bị cán mỏng ra đo bề dày của từng sợi ứng với các ổ bằng pan-me, ghi lại kết quả như là một hồ sơ để theo dõi trong quá trình động cơ làm việc sau này. Đồng thời với việc kiểm tra khe hở ổ trục chính, cần phải kiểm tra khe hở dọc trục bằng căn lá hay đồng hồ so. Dùng tay đòn bẩy trục dịch dọc để kiểm tra khe hở. Nếu khe hở không đạt phải xử lý căn rơ dọc (mài bớt căn nếu khe hở quá bé hoặc hàn đắp thêm nếu khe hở quá lớn). 4. Dụng cụ tháo lắp nút dầu Nút dầu trên trục khuỷu là một chi tiết khó tháo lắp do có mô men siết lớn và không dùng clê vặn được, ngoài ra vị trí các nút cũng không thuận lợi để thao tác. Đồ gá tháo lắp nút dầu trình bày trên hình 7.7 đã giải quyết được khó khăn trên. Đồ gá có ổ 7 kẹp chặt vào cổ trục nơi có nút dầu cần tháo lắp. Giá tháo 5 được hàn chặt với ổ 7, trên giá lắp vít tháo 1 cùng với ốc tháo Hình 7.7 Dụng cụ tháo lắp nút dầu trên trục 4 có tay quay 2, tấm chặn 3 giữ cho ốc tháo chỉ khuỷu 1-vít tháo; 2-tay văn ốc tháo; 3-tấm hãm ốc xoay chứ không tuột ra khỏi giá. Khi tháo đặt tháo; 4-ốc tháo; 5-giá tháo; 6,7-hai nữa ổ kẹp. đầu vặn 1 vào rãnh xẻ trên nút dầu và quay tay quay 2 cho đầu 1 tiến vào ép chặt với nút dầu, dùng cờ lê vặn vít tháo 1 theo chiều ra hoặc vào, vít tháo sẽ xoay nút dầu ra theo. 5. Dụng cụ ép chốt piston Khi lắp chốt piston vào thanh truyền và bệ chốt theo kiểu lắp bơi, một biện pháp phổ biến là luộc piston trong nước sôi để cho bệ chốt giãn nở, sau đó dùng tay đẩy chốt xuyên qua lỗ. Làm cách này khá mất thời gian đun nấu. Kiểu dụng cụ chuyên dùng giới thiệu trên hình 7.8 cho phép ép chốt nhanh hơn. Dụng cụ gồm một ống bao có đế cong để ôm lấy bệ chốt. Trong ống lồng trục rút 2 có đường kính đủ để xuyên qua lỗ chốt piston. Một đầu trục rút có ren lắp với vít 3 không cho chốt tuột ra. Phần Hình 7.8 Dụng cụ ép chốt piston đầu xuyên qua ống bao có ren lắp với đai ốc 1 có 1-đai ốc; 2-trục rút; 3-vít hãm chiều dài ren lớn hơn chiều dài chốt piston khoảng 20mm. Khi đã lồng đầy đủ chốt piston vào trục rút 80
9. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành và lồng trục rút qua lỗ bệ chốt cũng như ống bao, dùng clê siết ốc 1 rút trục vào ống bao, nhờ vậy chốt piston cũng được kéo xuyên qua lỗ bệ. 6. Đồ gá kiểm tra độ thẳng của nhóm piston- thanh truyền Sau khi lắp nhóm piston- thanh truyền, cần kiểm tra độ vuông góc của piston với đường tâm lỗ đầu to thanh truyền vì nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ thẳng của piston trong xi lanh, nếu độ không vuông góc vượt quá giới hạn phải thực hiện việc nắn lại để tránh làm nghiêng piston trong lỗ xi lanh gây ma sát và mài mòn lớn. Đồ gá kiểm tra giới thiệu trên hình 7.9. Đầu to thanh truyền được lồng vào chốt kẹp định vị 4 của dụng cụ. Thân piston tỳ vào khối V cố định 3, khối V di động 2 có gắn đồng hồ so sẽ chỉ độ không vuông góc của thân piston với lỗ đầu to thanh truyền. Nhiều trường hợp không có đồ gá có thể kiểm tra trực tiếp bằng cách lắp piston thanh truyền (không có séc măng) vào xi lanh và trục khuỷu. Siết chặt nắp ổ thanh truyền với mô men qui định, sau đó dùng căn lá kiểm tra khe hở hai bên của piston với xi lanh theo phương dọc trục khuỷu. Yêu cầu khe hở hai phía của piston và xi lanh chênh lệch nhau không quá 20%. Hình 7.9 Đồ gá kiểm tra độ thẳng nhóm piston- thanh truyền 1-đồng hồ so; 2-khối V di động; 3-khối V cố định; 4-chốt đinh vị và kẹp chặt đầu to thanh truyền 7. Dụng cụ lắp séc măng lên piston Trong bộ đồ nghề tháo lắp ô tô, thường có trang bị một kìm lắp séc măng để nong từng séc măng đặt vào rãnh piston. Nhiều khi thợ chỉ cần 4-5 lá căn mỏng cài quanh chu vi séc măng hay dùng tay banh miệng séc măng cũng lắp được. Tuy nhiên các phương pháp này có năng suất thấp hoặc dễ dẫn đến sự cố gãy séc măng (khi lắp bằng tay). Dưới đây giới thiệu một kiểu chụp lắp đơn giản cho phép lắp nhanh và an toàn hơn, hình 7.10 Chụm có dạng như một chiếc cốc, phần đầu chụp được làm côn để lồng séc măng một cách dễ dàng, phần dưới chụp được tiện vừa khít với đường kính đầu piston. Khi lắp, đặt chụp lên piston, lồng các séc măng theo thứ tự và rút chụp từ từ lên cao để đẩy các séc măng tụt vào rãnh Hình 7.10 Chụp lắp secmăng 1-piston; 2-chụp lắp secmăng của nó. 81
10. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Trong các xí nghiệp sửa chữa với số lượng lớn, sử dụng đồ gá bằng thuỷ lực để kẹp các séc măng khi lắp vào piston theo hình 7.11. Có hai kiểu đồ gá với cùng một nguyên tắc hoạt động, ở hình 7.11 a là đồ gá dùng cơ cấu ép thuỷ lực, đồ gá ở hình 7.11 b sử dụng cơ cấu ép bằng tay. Thao tác đồ gá như sau: lồng các séc măng theo đúng vị trí lắp lên piston giả 3, có đường kính bằng đường kính piston thật. Xoay miệng của tất cả các séc măng xuống dưới để cài vào giữa rãnh các tấm kẹp 6. Dùng xi lanh thuỷ lực Hình 7.11 Đồ gá séc măng 8 hay quay tay đòn để ép các tấm 6 kẹp a-đồ gá dùng cơ cấu ép thủy lực chặt miệng séc măng. Sau đó kéo piston 3 b-đồ gá dùng cơ cấu ép bằng tay ra ngoài bằng tay hay bằng xi lanh thuỷ 1,8-các xi lanh thuỷ lực; 2-sécmăng lắp; 3-piston giả; 4-piston lắp; 5-thanh cữ; 6-các tấm kẹp; 7- lực 1 và đẩy piston thật thế chỗ, cuối cùng đòn kẹp; 9-lò xo nhả cơ cấu kẹp để giải phóng các séc măng vào rãnh piston. Với đồ gá này cho phép nâng cao năng suất lắp nhiều lần. 8. Vòng kẹp séc măng Để lắp nhóm piston-séc măng vào được xi lanh, cần một dụng cụ đơn giản song rất hiệu quả đó là vòng kẹp séc măng. Trước khi kẹp phải xoay miệng 2 séc măng kề nhau lệch một góc từ 120 ÷ 1800 và không được để miệng nằm trên phía bệ chốt nhằm tránh lọt khí. Lồng vòng kẹp quanh tròn toàn bộ các séc măng một cách cân đối. Dùng tay bóp chặt kẹp đồng thời dùng búa cao su gõ quanh chu vi, để cho séc măng khít miệng. Cuối cùng lấy chày gỗ gõ cho piston từ từ vào xi lanh. Trước đó nên dùng dầu nhờn sạch bôi lên bề mặt xi lanh cho dễ lắp và giảm nhẹ ma sát khi quay Hình 7. 12 Vòng kẹp lắp piston-séc máy. măng vào xi lanh 1-xi lanh; 2-vòng kẹp séc măng; 3-piston Hình 7.12 giới thiệu cách lắp piston vào xi lanh bằng vòng kẹp sécmăng (hình vẽ mô tả xi lanh rời, làm mát bằng gió nên nó được lắp từ trên xuống, piston-thanh truyền đã được lắp trước vào trục khuỷu) c. Một số đồ gá, vam tháo, dụng cụ tháo lắp vạn năng Các dụng cụ, đồ gá chuyên dùng có tác dụng rất lớn tới an toàn và năng suất lắp ráp. Nhiều trường hợp không có dụng cụ chuyên dùng sẽ không thể tháo lắp được những chi tiết lắp dôi hay ở những vị trí lắp khó. Dưới đây giới thiệu một số loại dụng cụ đồ gá tháo lắp phổ biến dùng trong sửa chữa động cơ: 82
11. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành 1. Vam tháo chi tiết ghép dôi (Hình 7. 20) Hình 7.21 Lắp vòng bi Hình 7.20 Các loại vam a-lắp vòng bi vào trục; a-vam tháo puli đầu trục khuỷu; b-lắp vòng bi vào trục với đầu ép; b-vam tháo vành chắn dầu; c-Lắp vòng bi vào lỗ và trục với đầu ép c-vam tháo bánh răng. 2. Dụng cụ lắp vòng bi (Hình 7.21) 3. Dụng cụ vặn ốc bằng điện và khí nén (Hình 7.22 và hình 7.23) Hình 7.22 Clê điện 1-vỏ đầu vặn; 2-đầu vặn thay đổi; 3-đầu điều chỉnh mômen văn; 4-lò xo; 5-trục; 6-7-khớp nối; 8-9-các bánh răng giảm tốc; 10-tay cầm; 11-công tắc điện; 12-13-khớp va đập Các loại đầu vặn clê điện hay khí nén làm giảm nhiều sức lao động của công nhân, cho năng suất cao, song quan trọng hơn cả là đảm bảo mômen lắp chính xác. Mômen lắp ở đầu vặn điện được điều chỉnh bằng tăng giảm sức căng lò xo 4 của khớp va đập 12-13. Khi lắp nếu đạt đến mô men qui định, khớp va đập sẽ bị trượt, song mỗi lần ra khớp, lò xo lại đẩy nửa chủ động vào ăn khớp với nửa bị động và tiếp tục bị trượt, mỗi lần trượt khớp như vậy sẽ tạo nên sự va đập để người công nhân biết mà ngừng vặn. Ngoài việc khống chế mô men vặn, khớp va đập còn có tác dụng vặn chặt hơn hoặc tạo xung lực để dễ tháo ốc hơn. 83
12. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Hình 7. 23 Clê khí 1-đầu vặn thay đổi; 2-chốt hãm; 3-trục; 4-vỏ đầu vặn; 5-khớp va đập; 6-bánh truyền lực; 7-trục chủ động; 8-thân đầu vặn; 9-động cơ khí; 10-vít tra mỡ; 11-tấm chắn; 12-ống dẫn khí nén; 13-van bi; 14-vít điều chỉnh; 15-nút công tác. 7.3. MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CHỌN LẮP CHI TIẾT 7.3.1. Nguyên nhân phải chọn lắp chi tiết theo nhóm kích thước Để dễ gia công, mỗi loại chi tiết chế tạo đều cho phép có sai lệch kích thước trong một phạm vi nhất định so với kích thước danh nghĩa, còn gọi là dung sai kích thước. Khi kích thước chi tiết đã có sự dao động trong phạm vi dung sai của nó, thì khi ghép một cách ngẫu nhiên các chi tiết thành những cặp làm việc, khe hở lắp ghép các cặp chi tiết đó sẽ không bằng nhau: mối ghép có thể quá chặt hoặc quá lỏng. Nhằm tránh tình trạng này, nhà sản xuất phụ tùng đã phân các chi tiết sau khi chế tạo xong thành các nhóm, với điều kiện các chi tiết trong một nhóm có kích thước tuyệt đối dao động trong phạm vi khá nhỏ so với khoảng dung sai cho phép khi chế tạo. Ví dụ điển hình là việc phân nhóm kích thước của bộ đôi bơm cao áp, mỗi nhóm có sai lệch kích thước tuyệt đối chỉ từ 0,002÷ 0,003mm trong khi dung sai cho phép chế tạo chi tiết piston hay xi lanh bơm cao áp tới ± 0,1mm. Đã biết được chi tiết nằm trong một nhóm, tức là biết kích thước thực của chúng, từ đó chọn được kích thước chi tiết sẽ lắp với nó theo nhóm nào, để cho ta mối ghép có khe hở phù hợp với điều kiện kỹ thuật qui định. Làm được điều đó, khi lắp cặp chi tiết một lần là xong ngay, công việc sửa chữa rất thuận lợi. Những cặp chi tiết quan trọng trong nhóm chi tiết truyền động được phân nhóm kích thước gồm: - Lót xi lanh và lỗ trên thân máy. - Bạc lót và lỗ ổ trục chính cũng như với cổ trục. - Bạc lót và lỗ đầu to thanh truyền cùng chốt khuỷu. 84
13. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành - Chốt piston và lỗ bệ chốt piston. - Piston và xi lanh. - Bạc cam và cổ trục cam Ngoài vấn đề phân nhóm kích thước, một số bề mặt làm việc chi tiết được ghép từ hai nửa như: lỗ đầu to thanh truyền, lỗ ổ chính trục khuỷu cũng không thể lắp lẫn để bảo đảm độ chính xác về hình dáng hình học của chúng, vì vậy các nửa này đều có đánh dấu tương ứng với nhau cho dễ nhận biết khi lắp. Đôi khi các chi tiết cùng loại trong một động cơ còn được đánh số thứ tự theo xi lanh để phục vụ cho việc chọn lắp thuận lợi như đánh số thứ tự thanh truyền, hoặc đánh dấu chỉ chiều lắp như đánh dấu lắp phía trước trên piston và thanh truyền 7.3.2. Phương pháp chọn lắp một số chi tiết điển hình a. Chọn lắp xi lanh và lỗ trên thân Hình 7.24 thể hiện số trên lót xi lanh biểu thị nhóm kích thước đường kính ngoài, được đánh số 1, 2 hoặc 3 (vị trí 1), trên thân máy ở mỗi lỗ lắp lót cũng đánh một số chỉ nhóm kích thước của lỗ (vị trí 2). Để lắp đúng cần chọn số trên lót giống với số đã đánh trên lỗ thân, tất nhiên sẽ có tối đa 3 lót xi lanh có nhóm kích thước khác nhau lắp trên một thân máy. Mũi tên trên hình chỉ phía trước động cơ Hình 7. 24 Chọn lắp xi lanh với thân máy b. Chọn lắp bạc với trục khuỷu Chọn bạc cổ chính phải chú ý điều kiện lắp với lỗ trên thân và lắp với cổ chính trên trục khuỷu, với bạc chốt khuỷu là lỗ trên đầu to thanh truyền và chốt khuỷu vì chúng sẽ quyết định chính xác khe hở giữa trục và bạc. Thực chất là lỗ cổ chính và cổ chính đã có kích thước cụ thể, được đánh dấu theo nhóm (thường có 3 nhóm, đánh số từ 1 đến3), phối hợp hai kích thước lỗ và ổ kết hợp với khe hở làm việc theo qui định sẽ cho ta chiều dày bạc cần thiết, như vậy tổ hợp hai bộ kích thước của lỗ và trục sẽ phải có số lượng nhóm kích thước bề dày tối đa là 5. Cách đánh số trục, lỗ và chọn bạc cụ thể như sau: hình 7.25. Trên thân máy có đánh dấu 5 chữ số: Ví dụ: động cơ 4 xi lanh, có 5 cổ chính, 4 chốt khuỷu. Tính theo thứ tự từ phía trước ra sau, các số này chỉ thị nhóm kích thước (số cốt) của 5 lỗ ổ chính số 1 đến ổ số 5. Số cốt của từng lỗ có thể từ 1 đến 3 (do chỉ phân làm 3 nhóm kích thước) Trên má đầu tiên của trục khuỷu động cơ đó, được đánh 2 hàng số chỉ thị nhóm kích thước của 5 cổ chính từ đầu cho đến cuối theo thứ tự từ trái sang phải (hàng trên) và 4 chốt khuỷu (hàng dưới), chúng cũng có số cốt là 1,2 hoặc 3. Tương tự như trên mỗi thanh truyền của động cơ cũng có một số cốt (từ 1, 2 hoặc 3) đánh ở mặt phẳng bên của đầu to, chú ý rằng còn có số chỉ vị trí thanh truyền (từ 1 đến 4) đánh trên thân và nắp hoặc đánh chính giữa mặt lắp ghép hai nửa để không thể lắp lẫn, những số này thường có kích thước khá lớn. 85
14. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành c. Lắp nắp máy Để đảm bảo đúng dung tích buồng cháy, cần kiểm tra độ dôi của piston khi nằm ở điểm chết trên so với mặt đầu thân máy, từ đó có căn cứ chọn đệm nắp máy dày hay mỏng cho phù hợp. Dùng đồng hồ so đặt trực tiếp lên thân máy để kiểm tra độ dôi của piston. Sau khi đã có độ dôi cụ thể sẽ chọn được đệm theo qui định. Đệm nắp máy được đánh dấu bằng các lỗ khoan hay các khấc ở mép đệm như hình 7.13. Số lượng lỗ khoan hay khấc sẽ chị thị độ dày hay mỏng của đệm tương ứng theo lượng dôi nhiều hay ít của piston. Hình 7. 13 Khắc chỉ thị độ dày đệm nắp Trước khi lắp nắp máy, cần quan sát kỹ xem có dị vật hay chất bẩn trên nắp, thân và trên lỗ xi lanh hay không, đặt đệm nắp đúng chiều sau đó đặt nắp máy và lần lược siết ốc nắp máy theo trình tự từ đầu nọ đến đầu kia hoặc từ giữa ra hai bên như hình 7.14. Trình tự này do các nhà chế tạo qui định cụ thể cho các động cơ khác nhau. Nên chia mô men siết ra làm một số khoảng rồi lần lượt siết theo thứ tự cho đến khi chặt hẳn. Đối với nắp máy dùng hai loại gu jông có đường kính khác nhau bao giờ cũng siết loại ốc lớn trước rồi Hình 7.14 Thứ tự siết nắp máy mới đến siết loại ốc nhỏ. Chữ số trên hình chỉ thứ tự siết ốc, khi tháo phải làm theo thứ tự ngược lại với lắp. Các bánh răng, bánh đai dẫn động chi tiết có lên quan đến thời điểm làm việc như bánh răng dẫn động trục cam, bộ chia điện bơm cao áp đều phải lắp chính xác theo đánh dấu của nhà chế tạo. Thường chọn vị trí của piston máy số 1 ở điểm chết trên thời kỳ cuối nén đầu cháy làm chuẩn để lắp các bánh răng ăn khớp hoặc bánh đai dẫn động. Một cặp bánh răng ăn khớp bao giờ cũng có dấu riêng đánh ở chân răng bánh nọ và đỉnh răng bánh răng kia, nên khi lắp ghép chỉ cần đặt các dấu này hướng đúng vào nhau là được. Đối với các bánh đai răng, các dấu lắp được đánh trên Hình 7. 15 Lắp dây đai bánh đai và thân máy. Hình 7.15 trình bày một ví 1-2, 5-6- dấu trên các bánh đai trục cam dụ cụ thể khi lắp dây đai cho hệ thống bánh đai và nắp máy; 8-9-dấu trên bánh đai trục dẫn động trong động cơ ô tô. khuỷu và thân máy; 4-bánh đai bơm nước; 3-7-bánh đai trục cam; 86
15. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Quay bánh đai trục khuỷu 10, bánh đai trục cam 3 và 7 sao cho dấu đánh trên mỗi bánh trùng với dấu khắc trên thân hay nắp máy; nới lỏng cơ cấu bánh căng đai, sau đó lắp dây đai choàng qua các bánh. Khi điều chỉnh cơ cấu căng dây đai, phải đảm bảo sao cho dây căng và các dấu không xê dịch là được. d. Kiểm tra độ căng dây đai Độ căng dây đai được kiểm tra bằng lực kế lò xo như hình 7.16. Đặt dụng cụ lên một nhánh dây đai và ấn trục của dụng cụ cho tỳ vào giữa dây đai, độ võng của dây dưới một lực nén nhất định phải phù hợp với yêu cầu của nhà chế tạo. Ví dụ độ võng dây đai của động cơ 4B lắp trên ô tô Landcruiser bằng 12mm dưới lực nén 100kN e. Xác định điểm chết trên của piston Nhiều trường hợp dấu của điểm chết trên (ĐCT) không rõ ràng nên buộc phải xác định lại ĐCT máy 1 làm chuẩn cho việc kiểm tra điều chỉnh. Sơ đồ dụng cụ giới thiệu trên hình 7.17. Dụng cụ gồm một ống 8 trong lồng kim, được đẩy bằng lò xo 7. Kim dò xuyên qua lỗ lắp bu gi hay lỗ lắp vòi phun để luôn tỳ lên một điểm cố định của đỉnh piston. Khi kim dò di động sẽ làm quay kim chỉ thị vị trí 6 trên vành chia độ 5. Hình 7.16 Kiểm tra độ căng dây đai Hình 7.17. Xác định điểm chết trên 1-cơ cấu căng dây; 2-puli bơm nước; 3-puli trục 1-vị trí bẩy bánh đà; 2,3-bánh đà và thân máy; khuỷu; 4-thanh tỳ; 5-chốt tỳ; 6-đuôi chốt tỳ 4-dấu đánh trên thân; 5-vành khắc độ; 6-kim chỉ thị; 7-lò xo; 8-ống; 9-đế; a-c-các điểm đánh dấu Đánh dấu vị trí đầu tiên trên bánh đà (điểm a, hình 7.17a) ứng với một điểm trên thân (điểm 4), lúc này vị trí của kim 6 trên vành 5 sẽ chỉ tại một vạch chia nào đó. Quay trục khuỷu cho piston qua ĐCT, đẩy kim dò dao động lên xuống. Khi kim 6 lại trở về vị trí ban đầu, đánh dấu điểm thứ hai trên bánh đà (điểm c) trùng với điểm 4 trên thân. Chia đôi khoảng cách giữa hai điểm a và c ta sẽ có ĐCT cần tìm. 87
16. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành f. Lắp bơm cao áp Bơm cao áp được lắp với với khớp dẫn động bằng mặt bích hình 7.18. Lỗ lắp bu lông trên bích dẫn động lại có dạng cung dài để điều chỉnh chính xác góc phun sớm của động cơ. Khi lắp bơm, cần đặt vị trí máy 1 đang đúng điểm phun sớm (dấu phun sớm trên bánh đà trùng với dấu chỉ thị trên thân máy) các xu páp nạp thải đều đóng kín. Sau đó quay trục cam bơm cho piston nhánh bơm cao áp 1 ở điểm bắt đầu phun (dấu trên khớp trục bơm trùng với dấu chỉ thị trên vỏ bơm) rồi siết chặt các vít kẹp 2 mặt bích lại là được. Để đảm bảo chính xác, sau khi lắp xong nên dùng dụng cụ thời kế kiểm tra điểm phun sớm lần cuối. Hình 7. 18 Dấu lắp bơm cao áp 1-dấu lắp trên vỏ bơm; 2-dấu trên khớp nối bơm g. Điều chỉnh khe hở nhiệt Khe hở giữa đòn bẩy và đuôi xu páp (khe hở nhiệt) được điều chỉnh khi toàn bộ động cơ đã được lắp hoàn chỉnh, các mối ghép đã được siết chặt. Thời điểm điều chỉnh khe hở nhiệt của từng máy là cuối nén đầu cháy, lúc cả hai xupáp đều đóng kín. Nhận biết thời kỳ nổ của máy nào có thể căn cứ vào vị trí con quay của bộ chia điện đang hướng về cọc điện của máy đó (đối với động cơ xăng) hoặc piston bơm cao áp vừa chớm dâng lên (đối với động cơ diesel), cũng có thể căn cứ vào dấu ĐCT trên puly đầu trục khuỷu hay trên bánh đà của máy 1 rồi từ đó Hình 7.19 Chỉnh khe hở nhiệt xu páp suy ra các máy khác. Một phương pháp khác cho phép xác định nhanh và chính xác là nhìn máy có hành trình piston tương ứng với nó (máy song hành). Ví dụ: động cơ 4 xi lanh thẳng hàng, có thứ tự nổ 1-3-4-2 thì máy 1-4, máy 2-3 song hành. Nếu máy 4 đầu kỳ nạp, xu páp nạp chớm mở thì máy 1 đang ở đầu kì cháy và ngược lại. Nếu máy 3 đầy kỳ nạp, xu páp nạp chớm mở thì máy 2 đang ở đầu kì cháy và ngược lại. Sử dụng clê và tuốt nơ vít vặn vào ốc điều chỉnh trên đuôi đòn bẩy để chỉnh lần lượt các xupáp, khi chỉnh đưa căn lá có chiều dày đúng bằng khe hở nhiệt cài vào đuôi xu páp để kiểm tra và siết chặt vít hãm, kết thúc điều chỉnh, kiểm tra bằng cách đưa căn lá vào khe hở này phải vừa sít song căn lá vẫn di trượt được một cách dễ dàng. Với loại xu páp có cốc dẫn hướng lò xo và cam tác động trực tiếp, khe hở nhiệt được điều chỉnh bằng cách thay đổi tấm đệm đặt trên cốc có chiều dày phù hợp. Sau khi chỉnh ở nhiệt độ bình thường, khe hở nhiệt còn được kiểm tra trong tình trạng động cơ có nhiệt độ làm việc qui định. 88
17. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Việc chọn bạc phù hợp với lỗ ổ chính, lỗ chốt khuỷu và cổ trục khuỷu theo nguyên tắc sau: Lấy số cốt của lỗ cộng với số cốt của cổ trục tương ứng sẽ là cốt của bạc cần lắp. Như vậy nếu cổ trục và lỗ có 3 nhóm kích thước, đánh số từ 1 đến 3, sẽ có 5 nhóm kích thước của bạc, được đánh dấu từ 2 đến 6. Từ ví dụ cho trên hình 7. 25 với cổ chính ta có: Dãy lỗ trên thân: 11123 Dãy lỗ trên cổ: 21111 Số cốt của bạc: 32234 Nghĩa là bạc lắp cho cổ chính số 1 có nhóm kích thước 3, cho cổ 2 có nhóm kích thước 2, cho cổ cuối có nhóm kích thước 4 Đối với bạc biên ta cũng làm tương tự. Hình 7. 25 Dấu đánh trên thân, trên trục khuỷu và thanh truyền để chọn lắp bạc 7.4. CHẠY RÀ, THỬ XE 7.4.1. CHẠY RÀ 7.4.1.1. Ý nghĩa của việc chạy rà Sau khi gia công cơ, các chi tiết đều có một chất lượng bề mặt nhất định được đánh giá bởi một số tham số như: độ bóng bề mặt, độ cứng, trạng thái ứng suất, sai lệch hình dáng hình học Chúng là hậu quả của các tác nhân hóa lý trong quá trình gia công (đặc biệt là ở các nguyên công cuối) để lại. Do đặc điểm này, tình trạng tiếp xúc ban đầu giữa hai bề mặt lắp ghép chưa thể hoàn hảo, diện tích tiếp xúc thực khá thấp, dẫn đến áp suất phân bố tại các điểm tiếp xúc đó cao hơn nhiều so với áp suất trung bình, độ kín khít giảm đồng thời khả năng truyền nhiệt cũng bị giảm rất mạnh. Trong 89
18. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành mối ghép trục bạc, do khe hở lắp ghép khá nhỏ chưa đủ điều kiện để hình thành quá trình bôi trơn ma sát ướt, nên có khả năng xảy ra sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai chi tiết gây mài mòn và sinh nhiệt lớn. Vì vậy, để thuận lợi cho cặp chi tiết ma sát bước vào giai đoạn làm việc chính thức, cần có một thời kỳ chuyển tiếp gọi là chạy rà sau khi sửa chữa một cụm máy, nhằm cải thiện chất lượng bề mặt theo hướng san phẳng các nhấp nhô, làm tăng diện tích tiếp xúc thực. Từ đó nâng cao được khả năng chịu lực và truyền lực của chúng, cho phép các chi tiết làm việc với tải trọng cũng như vận tốc trượt theo đúng thiết kế mà không bị hư hỏng. Việc chạy rà mang tính tất yếu vì dù muốn hay không sự thay đổi tính chất bề mặt cũng xảy ra, nếu tổ chức tốt, quá trình chuyển hóa diễn ra một cách hoàn hảo như phân tích ở trên, ngược lại nếu tổ chức không tốt rất có khả năng chi tiết sẽ bị hỏng ngay sau khi chạy rà. 7.4.1.2. Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chạy rà Để thực hiện việc chạy rà động cơ, cần phải lựa chọn một qui trình hợp lý, qui trình này bao gồm nhiều bước chạy rà hợp thành, trong mỗi bước được qui định cụ thể các chế độ tải trọng, vận tốc, thời gian chạy cũng như các điều kiện bôi trơn, nhiệt độ sẽ được áp dụng. Ảnh hưởng của tải trọng: Bắt đầu từ chạy không tải, sau đó tăng dần theo từng bậc hoặc tăng tải vô cấp. Đối với động cơ ô tô máy kéo, bước chạy rà không tải đầu tiên là chế độ chạy rà nguội không có áp suất (các bugi hoặc vòi phun được tháo hết, động cơ đốt trong được một động cơ điện kéo). Sau đó là chạy rà nguội có áp, rồi đến chạy rà nóng không tải và chạy rà nóng với tải tăng dần, thông thường khoảng cách mỗi lần tăng tải từ 10 đến 15%, đến 75% tải trọng định mức thì dừng lại. Cuối cùng là chạy rà với 100% tải trọng trong thời gian ngắn, chủ yếu là để đánh giá khả năng phát huy công suất tối đa của động cơ, đặc biệt đối với động cơ diesel còn nhằm phát hiện và xử lý những sai lệch do điều chỉnh bơm cao áp không tốt gây nên hiện tượng non tải hoặc quá tải cho cụm máy. Ảnh hưởng của vận tốc: Vận tốt chạy rà trong mỗi bước được chọn từ thấp đến cao, khoảng điều chỉnh nhanh hơn so với tải trọng. Tốc độ chạy lần đầu thấp nhất khoảng 100v/ph là tối ưu vì ma sát không gây ra nhiệt lớn, mặt khác vẫn đảm bảo hệ thống bôi trơn hoạt động hiệu quả và tránh xảy ra hiện tượng dính kết bề mặt do tốc độ trượt quá chậm gây nên. Từ chế độ chạy chậm ban đầu, động cơ được nâng dần tốc độ theo từng bậc với khoảng cách mỗi bậc là 300 đến 500v/ph, kết thúc giai đoạn rà nguội, tốc độ động cơ có thể tăng lên 75% tốc độ định mức. Chế độ bôi trơn: Với các động cơ có hệ thống bôi trơn cưỡng bức, cần sử dụng dầu bôi trơn sạch và có độ nhớt thấp (M8~M10 tương đương với SAE10~SAE20), do độ nhớt dầu thấp nên dầu dễ điền đầy vào các khe hở hẹp tẩy rửa các hạt mài dễ dàng và truyền nhiệt tốt hơn. Có thể sử dụng các chất phụ gia hoạt tính hóa học và hoạt tính bề mặt pha vào dầu nhờn để tăng nhanh tốc độ rà khít đồng thời chống tróc cho các chi tiết ma sát. Sau khi chạy xong, dầu được xả hết để vệ sinh các-te, lọc dầu và thay vào loại dầu mà động cơ yêu cầu. 90
19. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Với động cơ sử dụng xăng pha dầu nhờn, tăng tỷ lệ pha khi chạy ra cao hơn so với thông thường (có thể pha đến 5~6%). Ảnh hưởng của thời gian chạy rà mỗi bước: Thời gian chạy rà ban đầu ảnh hưởng đến tính chất bề mặt ma sát rất lớn, càng về sau ảnh hưởng càng ít. Ta chỉ sử dụng thời gian chạy rà hiệu quả, loại bỏ thời gian chạy rà không hiệu quả, tập hợp lại ta có được một qui trình chạy rà nhanh, cho phép rút ngăn thời gian chạy rà mà vẫn phát huy được chất lượng chạy rà và giảm được lượng mòn cho chi tiết. Để biết được khi nào là giai đoạn chạy rà không hiệu quả, phải dựa vào các phép đo gián tiếp thông qua những thông số như: tổn thất ma sát, nhiệt độ của động cơ, cường độ của dòng điện động cơ điện kéo động cơ đốt trong Những thông số này đều phản ảnh trạng thái bề mặt chi tiết, lúc mới chạy rà chúng sẽ có giá trị lớn, đến một lúc nào đó chúng sẽ bằng hằng số thì tính chất bề mặt chi tiết ma sát không thay đổi nữa, nếu tiếp tục chạy rà thì cũng không có hiệu quả. 7.4.1.3. Thời kỳ sau chạy rà Sau khi chạy rà, động cơ được làm vệ sinh hệ thống bôi trơn gồm: tháo rửa các te dầu, rửa hoặc thay thế lõi lọc, thay mới dầu bôi trơn theo đúng loại dầu qui định của nhà chế tạo. Các mối ghép quan trọng được kiểm tra, siết chặt lại như: bu lông thanh truyền, bu lông nắp ổ trục chính, ốc nắp máy các thông số làm việc của hệ thống nhiên liệu, đánh lửa cũng được kiểm tra điều chỉnh lần cuối. Trong phạm vi khoảng 1500~2000km lăn bánh đầu tiên của ô tô sau khi xuất xưởng, chỉ được phép sử dụng tối đa 75% công suất máy để các bề mặt ma sát có điều kiện làm việc an toàn nhất. Đó là chế độ chạy rà trơn (chạy rốt-đa) của ô tô. Thực hiện điều này thông qua việc hạn chế tốc độ và tải trọng của xe. Một số nhà sửa chữa có biện pháp đề phòng an toàn như điều chỉnh vít khống chế hành trình cấp nhiên liệu lớn nhất của thanh răng bơm cao áp hoặc lắp tấm cữ thu hẹp họng nạp của động cơ xăng để máy không thể phát huy được công suất định mức cho dù người sử dụng có đạp hết cần ga, sau khi kết thúc thời kỳ rà trơn các biện pháp này sẽ được loại bỏ. 7.4.1.4. Các chỉ tiêu đặc trưng a. Công suất có ích Ne Công suất có ích Ne của động cơ được phát ra từ đuôi trục khuỷu để từ đó truyền năng lượng tới cho máy công tác. Ne = Ni - Nm (kW) Ni-công suất chỉ thị (kW) Nm-công suất tổn hao cơ giới (kW) p .V .i.n Ne = e h (kW) 30τ pe-áp suất có ích trung bình (MPa) Vh-thể tích công tác của một xi lanh (lít) i-số xi lanh n-số vòng quay trong một phút (vòng phút) b. Mômen Me Ne Ne.60 Ne Me = = = 9,55. (Nm) . Ne(W), n(vòng/phút) ω 2.π.n n 91
20. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành c. Hiệu suất và tính kinh tế của động cơ - Hiệu suất có ích ηe N η = e G nl .Q tk Gnl-nhiên liệu cấp cho động cơ trong 1 giây (kg/g). Qtk-nhiệt trị thấp của 1kg nhiên liệu (j/kg) - Suất tiêu hao nhiên liệu ge(g/kW.h) G nl 3 g e = .10 N e 7.4.2. THỬ XE Sau khi lắp ráp xe hoàn chỉnh người ta tiến hành thử xe. Mục đính thử xe là: - Kiểm tra toàn bộ về chất lượng lắp ráp các cụm, các hệ thống. - Kiểm tra sự làm việc bình thường của các cụm, các hệ thống. - Kiểm tra kín khít, thao tác nhẹ nhàng. 7.4.2.1. Thử xe trong nhà Trống phanh Hình 7.1 Sơ đồ thử xe trong nhà Trước xe có thể có quạt để tạo sức cản gió giống như đang chạy trên đường. Sơ đồ mặt bằng thử xe Hình 7.2. Sơ đồ mặt bằng kiểm tra xe 92
21. Chương 7*Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành I-vị trí kiểm tra tổng thể. II-vị trí kiểm tra động cơ và hệ thống điện. III-vị trí thử phanh. IV-cân bằng xe, trang bị lại các khâu. 1-bàn nguội. 2-bàn điều khiển thiết bị đo lực. 3-thiết bị tẩy rửa hệ thống bôi trơn và các te. 4-thiết bị tẩy rửa hệ thống làm mát. 5-thiết bị kiểm tra điện. 6-thiết bị kiểm tra đèn pha. 7-bàn điều khiển thiết bị kiểm tra phanh. 8-thiết bị kiểm tra cân bằng xe. 9-dụng cụ kiểm tra cân bằng xe. 10-cân lực kế. 11-bàn điều khiển thiết bị kiểm tra tổng hợp bánh xe (vừa kiểm tra vừa trang bị lại và cân bằng bánh xe). 7.4.2.2. Thử xe ngoài đường - Chất tải ≤ 75% - Vận tốc ≤ 30km/h (đường bằng) Kiểm tra trước khi đi ra đường - Tình trạng động cơ: dễ khởi động, tiếng nỗ tròn đều, số vòng quay nhỏ, vù ga dễ bốc máy, giảm ga đột ngột không chết máy, nghe tiếng gõ, va đập, để ý các mối ghép, kiểm tra các thông số, nhiệt độ dầu, nhiệt độ nước, số vòng quay của động cơ. - Kiểm tra sự làm việc bình thường của các hệ thống: đèn, còi. - Tình trạng các cụm truyền lực, khớp nối: cho xe đi chậm, thay đổi số để nghe ngóng và phát hiện các tiếng gõ, kẹt, hư hỏng - Tình trạng hệ thống lái: không rơ, nhẹ nhàng, đầu xe phải quay tới góc giới hạn. - Tình trạng hệ thống phanh: có áp suất, không rò rỉ. - Các thao tác khác: đóng mở cửa bình thường Kiểm tra khi chạy trên đường Cho xe chạy tốc độ khoảng 15~20km/h. Thay đổi số, kiểm tra sự tăng tốc độ, chạy chậm, thử phanh. Yêu cầu khi thử phanh: - Hoa lốp: + Bánh trước in hoa lốp. + Bánh sau lết trên đường. + Hai bên giống nhau. - Quãng đường phanh: Quãng đường phanh Gia tốc phanh cho phép Loại xe (m) (m/s2) Xe du lịch không tải 7,2 5,8 Xe tải dưới 9 tấn - Không tải 10 4,8 - Đầy tải 12.5 3,8 Xe tải trên 9 tấn - Không tải 11 4,2 - Đầy tải 13 3,5 Xe khách không tải 11,5 4,0 93
22. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành CHƯƠNG 8 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ CHẨN ĐOÁN 8.1. KHÁI NIỆM CHẨN ĐOÁN TRẠNG THÁI KỸ THUẬT 8.1.1. Định nghĩa: Là công tác kỹ thuật nhằm xác định trạng thái kỹ thuật của cụm máy để dự báo tuổi thọ làm việc tiếp tục mà không phải tháo máy. 8.1.2. Các loại thông số dùng trong chẩn đoán: Một tổng thành bao gồm nhiều cụm chi tiết và một cụm bao gồm nhiều chi tiết tạo thành. Chất lượng làm việc của tổng thành sẽ do chất lượng của các cụm, các chi tiết quyết định. Các thông số kết cấu là tập hợp các thông số kỹ thuật thể hiện đặc điểm kết cấu của cụm chi tiết hay chi tiết. Chất lượng các cụm, các chi tiết do các thông số kết cấu quyết định: Hình dáng, kích thước. Vị trí tương quan. Độ bóng bề mặt. Chất lượng lắp ghép. Trạng thái tốt hay xấu của cụm chi tiết thể hiện bằng các đặc trưng cho tình trạng hoạt động của nó, các đặc trưng này được gọi là thông số ra và được xác định bằng việc kiểm tra đo đạc. Ví dụ: công suất, thành phần khí thải, nhiệt độ nước, dầu, áp suất dầu bôi trơn, lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn, tiếng ồn, tiếng gõ, rung động, tình trạng lốp, quãng đường phanh Mỗi một cụm máy đều có những thông số ra giới hạn là những giá trị mà khi nếu tiếp tục vận hành sẽ không đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật hoặc không cho phép. Khi đối chiếu kết quả kiểm tra với các giá trị giới hạn, cho phép xác định, dự báo được tình trạng của cụm máy. Các thông số ra giới hạn do nhà chế tạo qui định hoặc xác định bằng thống kê kinh nghiệm trên loại cụm máy đó. Chỉ cần một thông số ra đạt giá trị giới hạn bắt buộc phải ngừng máy để xác định nguyên nhân và tìm cách khắc phục. 8.1.3. Các điều kiện để một thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán Có ba điều kiện: Điều kiện đồng tính: Thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán khi nó tương ứng (tỷ lệ thuận) với một thông số kết cấu nào đó. Ví dụ: hàm lượng mạt kim loại trong dầu bôi trơn tỷ lệ thuận với hao mòn các chi tiết của cụm máy nên thoả mãn điều kiện đồng tính. Điều kiện mở rộng vùng biến đổi: 94
23. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán khi sự thay đổi của nó lớn hơn nhiều so với sự thay đổi của thông số kết cấu mà nó đại diện. Ví dụ: - Hàm lượng mạt kim loại sẽ thay đổi nhiều, trong khi hao mòn thay đổi ít nên nó được dùng làm thông số chẩn đoán hao mòn. - Công suất động cơ Ne thay đổi ít khi có hao mòn nên không được dùng làm thông số chẩn đoán hao mòn. Điều kiện dễ đo và thuận tiện đo đạc. Một thông số được dùng làm thông số chẩn đoán khi nó phải đồng thời thoả mãn ba điều kiện trên. 8.2. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CHẨN ĐOÁN 8.2.1. Khái niệm độ tin cậy Khái niệm về độ tin cậy rất phức tạp, vì nó phụ thuộc rất nhiều vào tham số ngẫu nhiên, chỉ có thể áp dụng lý thuyết xác suất mới có thể phân tích mối tương quan của chúng ảnh hưởng của chúng đến độ tin cậy trong sử dụng. Khái niệm cơ bản của lý thuyết S độ tin cậy là khái niệm sự cố, thời điểm phát sinh sự cố là biến cố ngẫu S' am sè nhiên. Các sự cố này phát sinh ứng u tróc 1 h với những xe đưa vào sử dụng với T cÊ S" cùng điều kiện sau những quãng S đường hoạt động khác nhau và được Sn xác định bằng độ phân tán. Sự cố l' l l" được chia thành sự cố tức thời (đột l1 Hµnh tr×nh xuất) hoặc sự cố tiệm tiến (diễn biến Thêi gian phô từ từ theo thời gian sử dụng). Đối với 2 ô tô, trong các cụm máy, tổng thành l thì hư hỏng và sự cố diễn ra một cách từ từ do quá trình thay đổi của các thông số kết cấu. Hình 8.1 Đồ thị trình bày khái niệm sự cố Ví dụ xét một thông số kết cấu S nào đó, (hình 8.1) tùy theo điều kiện sử dụng thông số này sẽ thay đổi theo các đường cong khác nhau (đường gạch gạch), giá trị trung bình của sự thay đổi biểu diễn bằng đường nét liền. Nếu tìm thông số kết cấu S sau một quãng đường l thì trị số đó sẽ nằm trong vùng S’ - S’’ và sự phân bố đó tuân theo qui luật Gauss (đường 1). Ta gọi giá trị giới hạn của thông số kết cấu là Sn thì hành trình phát sinh sự cố sẽ là l’ - l’’, sự phân bố cũng theo qui luật Gauss (đường 2). Hành trình không phát sinh sự cố sẽ là l với độ khuếch tán là (-∆l1,+∆l2). Đặc điểm cơ bản của độ bền xe ô tô từ khi sử dụng đến khi bắt đầu xuất hiện sự cố đầu tiên là xác suất của sự làm việc tốt trong quãng hành trình công tác hoặc trong điều kiện vận hành cụ thể nào đó, có nghĩa là độ bền được xác định như xác suất trong hành 95
24. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành trình đó không hề phát sinh ra một hư hỏng, một sự cố nào có trị số lớn hơn trị số cho trước nào đó. Xác suất của hành trình hoạt động tốt của phương tiện cho tới khi phát sinh sự cố đầu tiên được biểu thị bằng biểu thức: p(l) = p(L > l) l- là hành trình hoạt động của phương tiện. Hành trình không phát sinh sự cố ngẫu nhiên L là hành trình hoạt động cho tới khi có biểu hiện hư hỏng. Ví dụ với một tổng thành nào đó với một hành trình xác định khi p(l)=0,8 có nghĩa là chỉ có 80% tổng thành giữ được không hư hỏng trong khoảng hành trình đó. Xác suất p(l) được gọi là hàm độ tin cậy và có các tính chất sau: 0≤p(l)≤ 1 sau một thời gian sử dụng do thông số kết cấu thay đổi, độ bền giảm đi. p(l=0) = 1, khi bắt đầu sử dụng phương tiện còn tốt. p(l) = 0, khi sử dụng quá lâu (l tiến tới ∞), tổng thành hư hỏng hoàn toàn, hết độ tin cậy. p(l) là hàm giảm đều theo thời gian sử dụng hay quãng đường (trừ trường hợp xảy ra tai nạn hoặc khi không chấp hành đúng các qui định bảo dưỡng kỹ thuật). hàm độ tin cậy có thể có thể biểu diễn bằng công thức toán học như sau: i=∆li ∑ ∆ni p(l) = 1− i=1 (8.1) No N0 - là số lượng ô tô, tổng thành hoạt động không xảy ra sự cố trong giới hạn hành trình qui định. ∆ni - số tổng thành bị hư hỏng trong khoảng hành trình ∆li. l - hành trình làm việc không có xảy ra sự cố. i - số thứ tự quãng khảo sát. Đối với các cụm tổng thành của ô tô còn tiếp tục được sử dụng sau khi đã được sửa chữa hết các hư hỏng thì độ tin cậy của nó được đánh giá bằng khoảng hành trình hoạt động giữa hai lần phát sinh sự cố, khi xác định người ta thường lấy trị số hành trình trung bình giữa hai lần sự cố Lcp theo số liệu thống kê của từng loại xe. Cần khẳng định rằng từng cụm, tổng thành riêng biệt thì có độ tin cậy khác nhau. Hành trình trung bình giữa hai lần sự cố có thể tính toán theo công thức sau: L i=N 1 Lcp = ∑ (8.2) N i=1 ∆ni N- Tổng số đối tượng được khảo sát. ∆ni - Số lượng các hư hỏng của đối tượng thứ i phát sinh ra trong hành trình L. 96
25. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành 8.2.2. Lý thuyết cơ bản về chẩn đoán Chẩn đoán là một quá trình lôgíc nhận và phân tích các tin truyền đến người tiến hành chẩn đoán từ các thiết bị sử dụng chẩn đoán để tìm ra các hư hỏng của đối tượng (xe, tổng thành máy, hộp số, gầm v.v ). Trạng thái kỹ thuật của ôtô, của tổng thành cũng như triệu chứng hư hỏng của chúng khá phức tạp, trong khi đó lượng thông tin lại không đầy đủ lắm. Vì vậy việc chọn các tham số chẩn đoán (triệu chứng chẩn đoán) đặc trưng cho trạng thái kỹ thuật của đối tượng phải được tiến hành trên cơ sở số lượng tin tức nhận được đối với từng triệu chứng cụ thể. Trong chẩn đoán thường sử dụng lý thuyết thông tin để xử lý kết quả. Trong quá trình sử dụng, trạng thái kỹ thuật của xe ôtô thay đổi dần khó biết trước được. Tiến hành chẩn đoán xác định trạng thái kỹ thuật của ôtô dựa trên cơ sở số liệu thống kê xác suất của các trạng thái kỹ thuật đó. Thí dụ, trạng thái kỹ thuật của bóng đèn pha ôtô có thể ở hai trạng thái: tốt (sáng), không tốt (không sáng). Ta giả thiết rằng, xác suất của trạng thái kỹ thuật tốt là rất lớn - 0,9, còn xác suất của hư hỏng - 0,1. Bóng đèn như một hệ thống vật lý có rất ít độ bất định - hầu như lúc nào cũng đều thấy bóng đèn ở trạng thái kỹ thuật tốt. Một thí dụ khác, bộ chế hòa khí do có thể có nhiều hư hỏng như mức độ tắc ở các giclơ, mòn các cơ cấu truyền động, các hư hỏng khác v.v nên có thể rơi vào nhiều trạng thái kỹ thuật khác nhau. Độ bất định của một hệ vật lý (ở dưới dạng đối tượng chẩn đoán là ôtô, tổng thành, cụm v.v ) trong lý thuyết thông tin được thể hiện bằng entrôpi. i=m Entr«pi ∋ (X ) = −∑ pi log 2 pi , (8.3) i=1 trong đó: m - số trạng thái kỹ thuật của đối tượng X; pi - xác suất của đối tượng X ứng với trạng thái i. Trong lý thuyết thông tin entrôpi đo bằng đơn vị nhị nguyên và sử dụng lôgarít cơ số 2. Đơn vị đo entrôpi là bít. Bít là entrôpi một liệt số nhị nguyên nếu như nó có đồng xác suất có thể bằng 0 hoặc bằng 1, nghĩa là: 1 1 1bÝt = log2 = log2 = 1 pi 0,5 Ngày nay ta chưa thể cung cấp một cách đầy đủ trị số xác suất của các trạng thái kỹ thuật khác nhau của tất cả các tổng thành máy. Vì vậy để đơn giản bài toán trước tiên là cho đồng xác suất tất cả các trạng thái kỹ thuật của đối tượng chẩn đoán. Khi đó công thức (8.3) có dạng như sau: ∋ (X ) = log2 m Trong trường hợp này entrôpi là lớn nhất. Thí dụ đối với một đối tượng nào đó có 4 trạng thái kỹ thuật (m = 4) thì entrôpi bằng 2 bít. Nếu như xác suất của 4 trạng thái kỹ thuật đó có trị số khác nhau, thí dụ 0,5; 0,3; 0,1; 0,1 thì entrôpi của nó luôn luôn bằng 1,68 bít. Ở bảng 8.1 là trị số entrôpi của đối tượng có các trạng thái kỹ thuật khác nhau. 97
26. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Bảng 8.1 Số trạng thái kỹ thuật m Entrôpi ∋(X), bít 1 1,585 2,0 2,322 2,585 2,807 3,0 3,17 Như vậy là nhờ chẩn đoán ta biết được một phần nào trạng thái kỹ thuật, do đó độ bất định (về trạng thái kỹ thuật của ôtô) sẽ giảm đi. Như vậy càng hiểu biết nhiều, nắm chắc trạng thái kỹ thuật của phương tiện đang sử dụng thì entrôpi càng giảm đi. Khi trạng thái kỹ thuật của đối tượng hoàn toàn xác định thì entrôpi của nó sẽ có trị số bằng 0. Do đó trong trường hợp này số lượng tin tức về đối tượng X bằng entrôpi của nó. U x =∋ (X) = log2 m. Nếu một đối tượng nào đó (máy, hộp số v.v ) có trạng thái kỹ thuật có thể cùng xảy ra một lúc và xác suất của trạng thái này bằng xác suất của trạng thái khác (các trạng thái kỹ thuật có đồng xác suất) thì phần tin tức Uxi xuất phát từ một nguồn nào đó cũng bằng: U xi = log2 p i = log2 m, trong đó: pi - xác suất tình trạng thứ i của đối tượng X trong trường hợp này pi = 1 m (vì các trạng thái kỹ thuật có cùng một trị số xác suất). Phần tin tức sẽ tăng lên tùy theo độ giảm của trị số xác suất của trạng thái kỹ thuật của đối tượng. Giữa entrôpi của đối tượng và hàm độ tin cậy của đối tượng đó có một quan hệ xác định. Thí dụ, ta khảo sát một cụm đơn giản sau: Trong bất kỳ thời điểm nào đó phù hợp với hành trình của ôtô L hàm độ tin cậy p(l) được biểu thị bằng xác suất của trạng thái tốt của cụm máy. Giả thiết rằng p(l) = 0,85 thì xác suất về trạng thái không tốt của cụm máy đó sẽ bằng 1 - p(l) = 0,15. Như vậy đối với hai trạng thái kỹ thuật của cụm máy có thể xảy ra ta có thể xác định được entrôpi của cụm theo công thức (8.3). Ta lấy p1 = p(l): ứng với trạng thái kỹ thuật tốt; p2 = 1 - p(l): ứng với trạng thái kỹ thuật xấu. Vì trong trường hợp này m = 2 nên entrôpi của cụm bằng ∋ (X) = −p(l)log2 p(l) − [1− p(l)]log2 [1− p(l)] (8.4) Ở công thức (8.5) là mối quan hệ giữa hàm độ tin cậy của cụm máy khi có m =2 với entrôpi của cụm này. Quan hệ giữa entrôpi với độ tin cậy giới thiệu ở hình 8.2. 98
27. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành ChÈn ®o¸n tr¹ng th¸i kü thuËt cña ®èi t−îng Thu nhËn vµ ph©n tÝch sè liÖu hÖ thèng vÒ ®Æc tÝnh h− háng X¸c ®Þnh Ph©n tÝch X¸c ®Þnh Nh÷ng ®Ò Nh÷ng ®Ò møc ®é sai ®Æc ®iÓm x¸c suÊt nghÞ hîp lý nghÞ vÒ c¶i lÖch so víi vµ nguyªn cña sù hãa vÒ kü tiÕn, hîp lý tiªu chuÈn nh©n sai lµm viÖc thuËt b¶o hãa gia cè lÖch tèt d−ìng c¸c chi tiÕt cña tæng thµnh m¸y KiÓm tra kü Nh÷ng kÕt Nh÷ng thuËt luËn vÒ dù ®o¸n chÇn ®o¸n Hình 8.2. Quan hệ giữa entrôpi của cụm (X) với hàm độ tin cậy Nếu trong một tổng thành có n cụm, mỗi cụm có m = 2 thì entrôpi của tổng thành này là: i=n pi ()l 1−pi ()l ∋ ()X = −∑log2 []pi (l) []1− pi ()l (8.5) i=1 Như vậy ta có hai hệ thống liên quan: hệ thống trạng thái kỹ thuật (H) - không tốt và hệ thống triệu chứng của trạng thái kỹ thuật đó (C). Trong quá trình tiến hành chẩn đoán ta căn cứ vào các triệu chứng C, nghĩa là dựa trên hệ thống trạng thái C. Những tin tức mà ta nhận được lúc đó sẽ làm giảm entrôpi của hệ thống H. Ta ký hiệu những tin tức nhận được do kết quả quan sát trên hệ thống C, bằng chữ U với chỉ số C → H. Như vậy độ lớn của tin tức đó là: UC→H =∋ (H)− ∋ (H / C), trong đó: ∋(H/C) - tổng entrôpi của hệ thống H tương ứng với hệ thống C. Độ lớn nào đặc trưng độ lớn bất định của hệ thống H trong khi hệ thống C hoàn toàn xác định. Sau khi có kết quả chẩn đoán thì trị số entrôpi còn lại bằng ∋(H/C). Nhưng giá trị thực chất của công việc chẩn đoán nằm ở phần tin tức (triệu chứng Ci) chứng tỏ hệ thống H nằm trong một trạng thái kỹ thuật cụ thể - nghĩa là có những hư hỏng Hj . Phần tin tức được ký hiệu bằng UCi→H và được tính bằng công thức sau đây: m P(H / C ) U = P()H / C log j i , (8.6) Ci →H ∑ j i 2 j=1 P()H j Để tính toán trực tiếp phần tin tức nhận được từ hệ thống Ci dễ dàng, ta thay trị số xác suất có điều kiện P(Hj/Ci) bằng trị số xác suất không có điều kiện P[H÷Hj)(C÷Ci)] và ký hiệu bằng Pij thì công thức (8.6) có dạng: m P P U = ij log ij ; (8.7) Ci →H ∑ 2 j=1 P()Ci P()Ci P(H j ) 99
28. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Pij P()H j / Ci = , P()Ci trong đó: Pij - xác suất không có điều kiện. Như vậy hệ thống H sẽ nằm trong trạng thái Hj, nghĩa là H ∼ Hj, còn hệ thống C nằm trong trạng thái Ci, nghĩa là C ∼ Ci; P(Hj) - xác suất của hư hỏng đã xuất hiện Hj hoặc xác suất hệ thống H trong trạng thái kỹ thuật Hj; P(Ci) - xác suất của triệu chứng đã rõ ràng Ci, nghĩa là xác suất của hệ thống C trong trạng thái Ci. Giả thiết rằng tất cả các hư hỏng có cùng xác suất còn các triệu chứng đặc trưng cho các hư hỏng đó có cùng xác suất thì nếu một cụm có ba hư hỏng (m = 3) xác suất của một trong ba hư hỏng đó P(Hj) = 1/3. Nếu cho một hư hỏng cụ thể nào đó đặc trưng bởi ba triệu chứng (nj = 3) thì xác suất không điều kiện của một trong các triệu chứng đó bằng: 1 1 1 P(H j ) Pij = vì Pij = = 9 33 9 n j Như vậy là trong trường hợp các hư hỏng có cùng xác suất ta có thể viết: 1 1 m 1 m 1 P()H j = ; Pij = ; P()Ci = ∑ Pij = ∑ . m mn j j=1 m j=1 n j Do đó công thức (8.7) viết dưới dạng sau: m 1 m U = log (8.8) Ci →H ∑ m 2 m j 1 1 n j n j ∑ n j ∑ n j j=1 j=1 Giả thiết rằng hệ thống H có ba trạng thái kỹ thuật H1, H2, H3 và các hư hỏng được đặc trưng bằng bốn tổ hợp triệu chứng khác nhau C1, C2, C3, C4. Ta thành lập ma trận chẩn đoán C như ở bảng 8.2. Bảng 8.2 Ci(triệu Hj (trạng thái kỹ thuật) chứng) H1 H2 H3 C1 1 1 0 C2 1 0 1 C3 1 1 1 C4 0 0 1 Từ bảng trên ta thấy: trạng thái kỹ thuật H1 có triệu chứng n1 = 3; trạng thái kỹ thuật H2 có triệu chứng n2 = 2; trạng thái kỹ thuật H3 có triệu chứng n3 = 3. Dựa trên cơ sở ma trận chẩn đoán ta lập được ma trận xác suất và tin tức (bảng 8.3). UCi→H là trị số phần tin tức tính theo công thức (8.8) ứng với từng triệu chứng. Bảng 8.3 100
29. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Pij P( C U i C ) Ci→H H1 H2 H3 i C1 1/9 1/6 0 5/18 0,614 C2 1/9 0 1/9 4/18 0,585 C3 1/9 1/6 1/9 7/18 0,028 C4 0 0 1/9 2/18 1,585 P(Hj) 1/3 1/3 1/3 1,0 Kết quả thu được hoàn toàn phù hợp với lý thuyết thông tin là: tin tức nhỏ nhất nhận được từ trị số xác suất lớn nhất. Như ta thấy (bảng 8.3) giá trị thông tin lớn nhất có triệu chứng C4, trị số này hoàn toàn phù hợp với entrôpi của đối tượng và bằng: ∋ ()H = log2 m = log2 3 = 1,585bÝt Trị số thông tin nhỏ nhất ứng với triệu chứng C3. Thực tế chứng tỏ rằng với triệu chứng có độ thông tin nhỏ như vậy sẽ không cho ta đủ tin tức để xác định một hư hỏng cụ thể của đối tượng. Khối lượng thông tin của triệu chứng C3 chỉ bằng 1,77% so với toàn bộ độ thông tin UH bằng 1,583 bít. Triệu chứng C1 và C2 có trị số thông tin gần bằng nhau. Triệu chứng C3 là một triệu chứng tượng trưng tổng hợp. Nó chứng tỏ rằng trong bộ phận máy này có cả ba hư hỏng H1, H2, H3 cùng xảy ra một lúc. Nhưng khi đã xuất hiện triệu chứng C3 thì bộ phận máy này đã đến lúc phải thay mới. 8.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN CHỦ YẾU 8.3.1. Các phương pháp chẩn đoán đơn giản Các phương pháp chẩn đoán đơn giản được thực hiện bởi các chuyên gia có nhiều kinh nghiệm, thông qua các giác quan cảm nhận của con người hay thông qua các dụng cụ đo đơn giản. 8.3.1.1. Thông qua cảm nhận của các giác quan con người Các thông tin thu được qua cảm nhận của con người thường ở dưới dạng ngôn ngữ (ở dạng mờ): tốt, xấu, nhiều, ít, vừa, ít có khả năng cho bằng trị số cụ thể. Các kết luận cho ra không cụ thể như: hỏng, không hỏng; được, không được a. Nghe âm thanh trong vùng con người cảm nhận được Tiến hành nghe âm thanh cần phải đạt được các nội dung sau: Vị trí nơi phát ra âm thanh. Cường độ và đặc điểm riêng biệt âm thanh. Tần số âm thanh. Để phân biệt các trạng thái kỹ thuật, yêu cầu phải nắm chắc âm thanh chuẩn khi đối tượng chẩn đoán còn ở trạng thái tốt. Các yếu tố về: cường độ, tần số âm thanh được cảm nhận bởi hệ thính giác trực tiếp hay qua ống nghe chuyên dụng. Các sai lệnh so với âm thanh chuẩn thông qua kinh nghiệm chủ quan của chuyên gia là cơ sở đánh giá chất lượng. 101
30. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Với các bộ phận đơn giản, có hình thù nhỏ gọn của đối tượng chẩn đoán có thể nhanh chóng kết luận: chỗ hư hỏng, mức độ hư hỏng. Với các cụm phức tạp, hình thù đa dạng (chẳng hạn như cụm động cơ) để có thể chẩn đoán đúng, phải tiến hành nhiều lần ở các vị trí khác nhau. b. Dùng cảm nhận màu sắc Đối với ô tô có thể dùng cảm nhận màu sắc để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của động cơ. Thông qua cảm nhận màu sắc khí xả, bugi (động cơ xăng), màu sắc dầu nhờn bôi trơn động cơ. c. Dùng cảm nhận mùi Khi ô tô hoạt động các mùi có thể cảm nhận được là: mùi cháy từ sản phẩm dầu nhờn, nhiên liệu, vật liệu ma sát. Các mùi đặc trưng dễ nhận biết là: Mùi khét do dầu nhờn rò rỉ bị cháy xung quanh động cơ, do dầu bôi trơn bị cháy thoát ra theo đường khí xả, các trường hợp này nói lên chất lượng bao kín bị suy giảm, dầu nhờn bị lọt vào buồng cháy. Mùi nhiên liệu cháy không hết thải ra theo đường khí xả hoặc mùi nhiên liệu thoát ra theo các thông áp của buồng trục khuỷu. Mùi của chúng mang theo mùi đặc trưng của nhiên liệu nguyên thủy. Khi lượng mùi tăng có thể nhận biết rõ ràng thì tình trạng kỹ thuật của động cơ bị xấu nghiêm trọng. Mùi khét đặt trưng từ vật liệu ma sát như tấm ma sát ly hợp, má phanh. Khi xuất hiện mùi khét này chứng tỏ ly hợp đã bị trượt quá mức, má phanh đã bị đốt nóng tới trạng thái nguy hiểm. Mùi khét đặc trưng từ vật liệu cách điện. Khi xuất hiện mùi khét, tức là có hiện tượng bị đốt cháy quá mức tại các điểm nối của mạch điện, từ các tiếp điểm có vật liệu cách điện như: tăng điện, các cuộn dây điện trở, các đường dây Mùi khét đặc trưng từ vật liệu bằng cao su hay nhựa cách điện. Nhờ tính đặc trưng của mùi khét có thể phán đoán tình trạng hư hỏng hiện tại của các bộ phận ô tô. d. Dùng cảm nhận nhiệt Sự thay đổi nhiệt độ các vùng khác nhau trên động cơ là khác nhau. Khả năng trực tiếp sờ, nắm các vật có nhiệt độ cao là không có thể, hơn nữa sự cảm nhận thay đổi nhiệt độ trong một giới hạn nhỏ cũng không đảm bảo chính xác, do vậy trên ô tô ít sử dụng phương pháp này để chẩn đoán. Trong một số hạn hữu các trường hợp có thể dùng cảm nhận về nhiệt độ nước làm mát hay dầu bôi trơn động cơ. Đa số cảm nhận nhiệt thực hiện trên các cụm của hệ thống truyền lực: các hộp số chính, hộp phân phối, cầu xe, cơ cấu lái Các bộ phận này cho phép làm việc tối đa tới (75 – 800C). Nhiệt độ cao hơn giá trị này tạo cảm giác quá nóng là do ma sát bên trong quá lớn (do thiếu dầu hay hư hỏng khác). e. Kiểm tra bằng cảm giác lực hay mômen Trong phần này chỉ đề cập đến việc xác định trạng thái của đối tượng chẩn đoán thông qua cảm nhận của con người. Điều này thực hiện bằng việc phân biệt nặng nhẹ của dịch chuyển các cơ cấu điều khiển, các bộ phận chuyển động tự do như: 102
31. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Phát hiện độ rơ dọc của hai bánh xe nằm trên trục của nó, khả năng quay trơn bánh xe trong khoảng độ rơ bánh xe trên hệ thống truyền lực. Khả năng di chuyển tự do trong hành trình tự do của các cơ cấu điều khiển như: bàn đạp phanh, bàn đạp ly hợp, cần số, vành lái. Phát hiện độ rơ theo các phương của bánh xe dẫn hướng khi đã nâng bánh xe lên khỏi mặt đường. Độ chùng của các đai cao su bên ngoài như: dây đai bơm nước, bơm hơi, bơm ga máy lạnh, máy phát điện Phát hiện độ rơ của các mối liên kết, đặc biệt các khớp cầu, khớp trụ trong hệ thống treo, hệ thống lái. Trên hình 8.3.a mô tả vị trí kiểm tra độ rơ khớp cầu bằng cách nắm tay, lắc nhẹ và cảm nhận độ rơ trong khớp. Trên hình 8.3.b mô tả vị trí kiểm tra độ rơ vành lái bằng cách nắm tay, xoay nhẹ và cảm nhận góc xoay tự do vành lái. Hình 8.3. Dùng cảm giác lực kiểm tra độ rơ 8.3.1.2. Xác định thông số chẩn đoán qua dụng cụ đo đơn giản Trong các điều kiện sử dụng thông thường, để xác định giá trị của thông số chẩn đoán có thể dùng các loại dụng cụ đo đơn giản. a. Đối với động cơ a.1. Nghe tiếng gõ bằng ống nghe và đầu dò âm thanh Khắc phục một phần các ảnh hưởng tiếng ổn chung do động cơ phát ra, có thể dùng ống nghe và đầu dò âm thanh. Các dụng cụ đơn giản, mức độ chính xác phụ thuộc vào người kiểm tra. Một số dạng của chúng trình bày trên hình 8.4. Hình 8.4. Một số dụng cụ nghe âm thanh 103
32. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành a.2. Sử dụng đồng hồ đo áp suất Đồng hồ đo áp suất khí nén: Ở trạng thái mài mòn giới hạn của piston – xi lanh – séc măng áp suất cuối kỳ nén pc giảm khoảng (15 ÷ 20%). Sự giảm áp suất pc cho phép kết luận về tình trạng mài mòn của nhóm chi tiết rất quan trọng trong động cơ: piston – xi lanh – séc măng, chất lượng bao kín của khu vực buồng cháy. Đồng hồ đo áp suất chân không trên đường nạp Đồng hồ đo áp suất chân không trên đường nạp dùng để đo độ chân không trên đường nạp sau bộ chế hòa khí hay tại buồng chứa chân không trên động cơ hiện đại. Các loại ô tô ngày nay có một lỗ chuyên dụng ở cổ hút của động cơ, do vậy với động cơ nhiều xi lanh thực chất là xác định độ chân không trên đường nạp của động cơ. Nhờ giá trị áp suất chân không đo được có thể đánh giá chất lượng bao kín của buồng cháy. Các đồng hồ dạng này thường cho bằng chỉ số milimet thủy ngân hay inch thủy ngân. Mặc dù thông số áp suất này không có khả năng chuyển đổi trong tính toán thành công suất động cơ như việc đo pc, nhưng thuận lợi hơn nhiều khi cần chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của buồng đốt, nó là phương pháp dễ dàng khi chăm sóc và sửa chữa động cơ ô tô tại các gara. Loại đồng hồ đo áp suất chân không thường được sử dụng có trị số lớn nhất là: 30 inch Hg (750mm Hg) Đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn Việc xác định áp suất dầu bôi trơn trên đường dầu chính của thân máy cho phép xác định được tình trạng kỹ thuật của bạc thanh truyền, bạc cổ trục khuỷu. Khi áp suất dầu giảm có khả năng khe hở của bạc, cổ trục bị mòn quá lớn, bơm dầu mòn hay tắc một phần đường dầu. Áp suất dầu bôi trơn trên đường dầu chính thay đổi phụ thuộc vào số vòng quay động cơ, chất lượng hệ thống bôi trơn: bơm dầu, lưới lọc trong đáy dầu, bầu lọc thô, tinh. Khi kiểm tra có thể dùng ngay đồng hồ của bảng điều khiển. Nếu đồng hồ của bảng điều khiển không đảm bảo chính xác cần thiết, thì lắp thêm đồng hồ đo áp suất trên thân máy, nơi có đường dầu chính. Đồng hồ kiểm tra cần có giá trị lớn nhất đến 800KPa, độ chính xác của đồng ho đo ở mức ±10kPa. Đồng hồ đo áp suất nhiên liệu diesel Đồng hồ đo áp suất nhiên liệu diesel dùng để đo áp suất nhiên liệu thấp áp (từ bơm chuyển nhiên liệu đến bơm cao áp). Loại đồng hồ đo áp suất thấp có giá trị đo áp suất lớn nhất đến 400kPa và được lắp sau bơm chuyển. Loại đồng hồ đo áp suất cao của hệ thống nhiên liệu thuộc loại chuyên dùng. a.3. Đo số vòng quay động cơ Đa số các trường hợp việc xác định số vòng quay động cơ cần thiết bổ sung thông tin chẩn đoán cho trạng thái đo các giá trị mômen, công suất (mômen ở số vòng quay xác định, công suất ở số vòng quay xác định). Các đồng hồ đo có thể ở dạng thông dụng với chỉ số và độ chính xác phù hợp: Với động cơ diesel chỉ số tới (5000 – 6000) vòng/phút 104
33. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Với động cơ xăng chỉ số tới (10000 – 12000) vòng/phút Một loại đồng hồ đo chuyên dụng là đồng hồ đo số vòng quay từ tín hiệu áp suất cao của nhiên liệu động cơ diesel, hay bằng cảm ứng điện từ cặp trên đường dây cao áp ra bugi. b. Đối với hệ thống truyền lực b.1. Sử dụng các loại thước đo Đo khoảng cách: Đo hành trình tự do, hành trình làm việc của bàn đạp phanh. Đo quãng đường tăng tốc, quãng đường phanh. Đo góc: Dùng để kiểm tra độ rơ của các cơ cấu quay: độ rơ của trục các đăng, độ rơ của bánh xe. Các góc này gọi là các góc quay tự do. Góc quay tự do biểu thị tổng hợp độ mòn của cơ cấu trong quá trình làm việc như: bánh răng, trục, ổ đồng thời nêu lên chất lượng của cụm như các đăng, hộp số, cầu, hệ thống lái Các thông số này đem so với thông số chuẩn (trạng thái ban đầu, hay trạng thái cho phép) và suy diễn để tìm ra hư hỏng, đánh giá chất lượng của cơ cấu hoặc cụm. b.2. Đo bằng lực kế Nhiều trường hợp khi xác định hành trình tự do, cần thiết phải cần lực kế, chẳng hạn trên ô tô có tải trọng lớn các giá trị góc quay tự do trên bánh xe phải dùng lực kế để xác định chính xác, trên hệ thống có cường hóa, cảm giác nặng nhẹ khi bộ cường hóa làm việc không những chỉ thông qua thông số hành trình mà còn cần đo lực tác dụng ở trên cơ cấu điều khiển. c. Đối với hệ thống điện Các thiết bị thường dùng là: Đồng hồ đo điện (vạn năng kế) dùng để đo cường độ dòng điện, điện áp trên mạch (một chiều, xoay chiều), điện trở thuần Đồng hồ đo cách điện (mogommet). Đồng hồ đo điện áp ác qui (ampe kế kìm). Các loại dụng này này thuộc dụng cụ dùng phổ biến tại các trạm, ga ra và có thể sử dụng đo để biết khả năng thông mạch, điện áp và cường độ trên các bo mạch chính trong hệ thống, cuộn dây, linh kiện điện. Vài dạng điển hình trình bày trên hình 8.5. 105
34. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Hình 8.5. Một số dụng cụ đo điện thông dụng Trong những điều kiện khó khăn về trang thiết bị đo đạc, công tác chẩn đoán có thể tiến hành theo phương pháp đối chứng. Trong phương pháp này cần có mẫu chuẩn, khi cần xác định chất lượng của đối tượng chẩn đoán, chúng ta đem các giá trị xác định được so với mẫu chuẩn và đánh giá. Mẫu chuẩn cần xác định là mẫu cùng chuẩn loại, có trạng thái kỹ thuật ở ngưỡng ban đầu, hay ở ngưỡng giới hạn sử dụng của đối tượng chẩn đoán. Công việc này được tiến hành như khi đánh giá chất lượng dầu nhờn bôi trơn, đánh giá công suất động cơ theo thử nghiệm leo dốc 8.3.2. Tự chẩn đoán 8.3.2.1. Khái niệm về tự chẩn đoán Tự chẩn đoán là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực chế tạo và sản xuất ô tô. Khi các hệ thống và cơ cấu của ô tô hoạt động có sự tham gia của các máy tính chuyên dụng (ECU) thì khả năng tự chẩn đoán được mở ra một cách thuận lợi. Người và ô tô có thể giao tiếp với các thông tin chẩn đoán (số lượng thông tin này tùy thuộc vào khả năng của máy tính chuyên dùng) qua các hệ thống thông báo, do vậy các sự cố hay triệu chứng hư hỏng được thông báo kịp thời, không cần chờ đến định kỳ chẩn đoán. Như vậy, mục đích chính của tự chẩn đoán là đảm bảo ngăn ngừa tích cực các sự cố xảy ra. Trên ô tô hiện nay có thể gặp các các hệ thống tự chẩn đoán: hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu, động cơ, hộp số tự động, hệ thống phanh, hệ thống treo, hệ thống điều hòa nhiệt độ, 8.3.2.2. Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán dựa trên cơ sở các hệ thống tự động điều chỉnh. Trên các hệ thống tự động điều chỉnh đã có các thành phần cơ bản: cảm biến đo tín hiệu, bộ điều khiển trung tâm (ECU), cơ cấu chấp hành. Các bộ phận này làm việc theo nguyên tắc điều khiển mạch kín (liên tục). Yêu cầu cơ bản của thiết bị tự chẩn đoán bao gồm: cảm biến đo các giá trị thông số chẩn đoán tức thời, bộ xử lý và lưu trữ thông tin, tín hiệu thông báo. Như vậy, ghép nối hai sơ đồ tổng quát là: cảm biến đo được dùng chung, bộ xử lý và lưu trữ thông tin ghép liền với ECU. Tín hiệu thông báo được đặt riêng. Hai sơ đồ của hệ thống tự động điều chỉnh có tự chẩn đoán được mô tả trên hình 106
35. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Do những hạn chế về giá thành, không gian trên ô tô do vậy các bộ phận tự chẩn đoán không phải là hệ thống hoàn thiện so với thiết bị chẩn đoán chuyên dụng, song sự có mặt của nó là một yếu tố tích cực trong sử dụng. Ưu việt cơ bản của hệ thống tự chẩn đoán trên ô tô là: Nhờ việc sử dụng các tín hiệu từ các cảm biến của hệ thống tự động điều chỉnh trên xe, các thông tin thường xuyên được cập nhật và xử lý, bởi vậy chúng dễ dàng phát hiện ngay các sự cố và thông báo kịp thời, ngay cả khi xe đang hoạt động. - Việc sử dụng kết hợp các bộ phận như trên tạo khả năng hoạt động của hệ thống chẩn đoán rộng hơn thiết bị chẩn đoán độc lập, nó có khả năng báo hư hỏng, hủy bỏ chức năng hoạt động của hệ thống trong xe, thậm chí hủy bỏ khả năng làm việc của ô tô, nhằm hạn chế tối đa hư hỏng tiếp sau, đảm bảo an toàn chuyển động. Nhưng mặt khác thiết bị cũng không cồng kềnh, đảm bảo tính kinh tế cao trong khai thác a. Hệ thống điều chỉnh tự động b. Hệ thống điều chỉnh tự động có tự chẩn đoán Hình 8.6. Sơ đồ nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán Tự chẩn đoán là một biện pháp phòng ngừa tích cực mà không cần chờ tới định kỳ chẩn đoán. Ngăn chặn kịp thời các hư hỏng, sự cố hoặc khả năng có thể mất an toàn chuyển động đến tối đa. Hạn chế cơ bản hiện nay là giá thành còn cao, cho nên số lượng các ô tô như trên chưa nhiều, mặt khác hệ thống tự chẩn đoán không sử dụng với mục đích đánh giá kỹ thuật tổng thể. 8.3.2.3. Một số sơ đồ nguyên lý hệ thống tự động điều khiển có tự chẩn đoán Việc sử dụng nhiều hệ thống tự động điều khiển trên ô tô tạo nên nhiều khó khăn trong chẩn đoán và có thể làm giảm độ tin cậy của hệ thống. Những thói quen và kinh nghiệm không thể phù hợp việc sử dụng thiết bị chẩn đoán chuyên dụng hay tổng hợp cũng không đảm bảo độ chính xác và tính thích ứng không cao, vì vậy hệ thống có tự chẩn đoán ngày càng mở rộng. Tùy thuộc vào mức độ sử dụng các bộ phận tự điều chỉnh mà có các thông tin tự chẩn đoán khác nhau. Các hệ thống tự động điều khiển thường tổ hợp kết cấu và cũng dùng chung nhiều cảm biến (CB), khối ECU có nhiều mảnh ghép tạo nên những hộp điều khiển điện tử phức tạp. Phân tích các cụm tổ hợp này có thể thấy được các sơ đồ nguyên lý của hệ thống tự động điều khiển có tự chẩn đoán như ở phần dưới đây: 107
36. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành a. Sơ đồ điển hình của hệ thống điều khiển tự động chuyển số (EAT) EAT được hình thành trên cơ sở của bộ biến mô men thủy lực (BMM), hộp số hành tinh, hệ thống điều khiển thủy lực điện tử. Trong trường hợp này hệ thống tự chẩn đoán có hiệu quả rõ nét về độ chính xác của thông tin. Ngoài các thông tin báo sự cố trên màn hình còn có các thông số chuyển đổi đã cài sẵn tại chế độ đang hoạt động, nhờ các phần mềm chuyển đổi. Sơ đồ điển hình của hệ thống điều khiển tự động chuyển số (EAT) mô tả trên hình 8.7. Hình 8.7. Sơ đồ khối hệ thống điện của EAT b. Sơ đồ điển hình của hệ thống điện điều khiển ABS Sơ đồ điển hình của hệ thống điện điều khiển ABS mô tả trên hình 8.8. Các bộ điều khiển ABS thường có độ tin cậy cao, do vậy cảm biến bánh xe có thể còn có thêm cuộn dây dự phòng. Khi cảm biến bị hư hỏng, đèn báo trên táp lô sáng, sau đó tự tắt, hay giảm độ sáng nhằm thông báo cho người sử dụng biết sự cố đã xảy ra và hệ thống đã chuyển sang chế độ làm việc dự phòng, muốn tìm hiểu kỹ hơn cần thiết phải xác định qua mã ánh sáng báo lỗi. 108
37. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Hình 8.8. Sơ đồ khối của hệ thống điện 8.3.2.4. Các hình thức giao tiếp người - xe a. Bằng tín hiệu đèn, âm thanh (chuông hay còi) Dạng đơn giản nhất trong giao tiếp là sử dụng đèn, tín hiệu âm thanh, hoặc cả hai. Thông thường các bộ phận báo hiệu để tại vị trí dễ thấy, dễ nghe như trên bảng táp lô, màu đèn có màu đỏ là báo nguy hiểm, còn màu xanh, vàng là báo an toàn. Khi các giá trị đo từ cảm biến còn nằm trong ngưỡng sử dụng thì đèn báo an toàn (không sáng). Khi tín hiệu vượt ngưỡng đèn báo sáng (nguy hiểm). Dạng báo hiệu bằng âm thanh xuất hiện chỉ khi có sự cố, âm thanh ở vùng nghe thấy có tần số cao liên tục hay đứt quãng. Cách giao tiếp như trên chỉ thông báo ở dạng tốt, xấu, mà không cho biết dạng sự cố, cụm có sự cố. b. Báo mã bằng băng giấy đục lỗ Tương tự như việc báo mã bằng đèn nháy, trên một số xe dùng băng giấy đục lỗ. Khi có sự cố, máy tự động đẩy ra một băng giấy đục lỗ báo sự cố. Đọc mã sự cố theo tài liệu sử dụng kèm theo ô tô. c. Báo bằng mã ánh sáng Từ thập kỷ 90 lại đây, các thông số báo dạng mã ánh sáng được dùng phổ biến hơn. Các dạng báo này được gọi là “mã chẩn đoán” và được tạo nên trên cơ sở ngôn ngữ ASSEMBLY. Nhịp đèn sáng tương ứng như hoạt động của mạch có hai ngưỡng “ON”, “OFF” và làm việc kéo dài 0,15 giây một nhịp, liên tục hay đứt quãng tùy theo mã lỗi cần thông báo. Đèn thông báo thường dùng loại đèn LED màu xanh chói hay màu đỏ dễ thấy, đặt ngay trên ECU, hay ở bảng táp lô. Một vài ví dụ về mã chẩn đoán trình bày trên hình 8.9 Hình 8.9. Các ví dụ về mã chẩn đoán Thông thường các thông tin giao tiếp dạng này chỉ xuất hiện khi thực hiện đóng mạch báo chẩn đoán. Trong trạng thái khởi động xe (chìa khóa điện ở vị trí ON), các hệ thống cần thiết được kiểm tra (đèn báo trên táp lô sáng), sau đó đèn báo tắt, toàn bộ hệ thống sẵn sàng làm việc, nếu còn đèn nào sáng, chứng tỏ phần hệ thống đó có sự cố cần tiến hành kiểm tra sâu hơn. Trên xe NISSAN việc tiến hành báo mã chẩn đoán sâu hơn chỉ thực hiện được khi đóng mạch kiểm tra (đèn CHECK báo sáng). Sau khi đã sửa chữa sự cố cần tiến hành xóa mã trong bộ nhớ của ECU. 109
38. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Bằng cách báo mã như trên số lượng thông tin tăng lên đáng kể (có thể tới vài chục mã khác nhau). Việc đọc mã cần phải theo các tài liệu chuyên môn của các hãng sản xuất xe. d. Giao tiếp nhờ màn hình Giao diện nhờ màn hình là một ứng dụng tiên tiến trong công nghệ chẩn đoán trên xe. Màn hình thường ở dạng tinh thể lỏng mỏng, nhỏ gọn. Khi cần thiết kiểm tra, màn hình được nối với hệ thống nhờ bộ đầu nối chờ, còn lại được bảo quản chu đáo trong vỏ bảo vệ. Có hai loại màn hình với các phương pháp điều khiển khác nhau: Loại thực hiện điều khiển bằng phím ấn như bàn phím máy tính thông thường. Loại thực hiện điều khiển bằng phím ấn, có các phần tự chọn bằng cảm ứng nhiệt trực tiếp trên màn hình tinh thể lỏng. Cả hai loại này đều cho các MENU tùy chọn. Mọi trình tự, thủ tục ra vào đều được các nhà sản xuất cài đặt sẵn, rất rất tiện lợi cho người sử dụng khi cần biết về trạng kỹ thuật của chúng. Nhờ màn hình giao tiếp, các sự cố nhanh chóng được chỉ rõ và công tác chẩn đoán không còn khó khăn và tốn kém nhiều công sức. Hình 8.10. Màn hình giao diện và đầu nối của NISSAN, VOLVO Trên hình 8.10 là một dạng màn hình giao diện sử dụng các tấm phiếu điện tử có thể cho phép xác định các thông số chẩn đoán cho một hệ thống trên xe. Như vậy, trong một thiết bị ngoại vi giao diện này cần có số lượng phiếu tùy thuộc vào số lượng hệ thống có tự chẩn đoán trên xe. 110
39. Chương 8* Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành 111
40. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành CHƯƠNG 9 CHẨN ĐOÁN TRẠNG THÁI KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ 9.1. CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ THEO CÔNG SUẤT CÓ ÍCH Ne Ne là một thông số dùng để chẩn đoán chung tình trạng kỹ thuật động cơ. 9.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất động cơ - Chất lượng quá trình nạp (đều, đủ). Việc bảo đảm chất lượng nạp do hệ thống phối khí, hệ thống nạp quyết định. - Điều kiện cháy: Tc, pc do tình trạng nhóm bao kín buồng cháy quyết định. - Chất lượng nhiên liệu: thể hiện qua tính chất của nhiên liệu khả năng bay hơi, thành phần chưng cất, nhiệt độ bén lửa, trị số Cêtan, Ốc tan - Chất lượng làm việc của hệ thống đánh lửa (động cơ xăng): góc đánh lửa, chất lượng tia lửa, điện áp thứ cấp U2. - Chất lượng làm việc của hệ thống nhiên liệu: lượng nhiên liệu, góc phun sớm, áp suất phun, mức độ tơi (động cơ Diesel), độ đậm hỗn hợp (động cơ xăng). - Chất lượng làm việc của hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát. Theo thống kê trên động cơ xăng, tỷ lệ hư hỏng dẫn đến giảm công suất động cơ như sau: Do hệ thống đánh lửa 43% Do hệ thống nhiên liệu 18% Do nhóm Piston - xilanh -xecmăng 13% Do cơ cấu khuỷu trục- thanh truyền 12% Do cơ cấu phối khí 7% Do hệ thống làm mát 4% Do hệ thống bôi trơn 1% Như vậy, Ne giảm chủ yếu là do hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu, khi điều chỉnh sai góc đánh lửa hay góc phun sớm có thể làm giảm công suất 20 - 30%. Nhất là khi có hiện tượng bỏ máy. 9.1.2. Các hiện tượng của động cơ khi có Ne giảm • Áp suất cuối kỳ nén yếu (pc giảm), • Động cơ quá nóng. • Khả năng tăng tốc kém. • Khí thải màu xanh sẫm. • Máy rung động nhiều. 9.1.3. Các phương pháp đo công suất động cơ dùng trong chẩn đoán Phương pháp đo không phanh: đây là phương pháp đơn giản vì không phải tháo động cơ ra khỏi xe. Người ta lợi dụng tổn thất cơ giới của các xi lanh không làm việc để làm tải cho xi lanh cần đo. Khi đo thanh răng ở vị trí cực đại (hoặc bướm ga mở hết), đánh chết các xi lanh dùng làm tải, chỉ để lại một xi lanh làm việc đo tốc độ 112
41. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành của động cơ, thời gian đo chỉ khoảng 1 phút. Lần lượt thay đổi các xi lanh khác và ghi kết quả đo số vòng quay. Công suất động cơ sẽ được xác định theo công thức: Ne = Neđm(1- δN) (ml), trong đó: Neđm là công suất định mức của động cơ theo thiết kế (ml) δN là độ chênh công suất so với định mức (%). (n − n ).k δ = 1Ne tb N 100 n1Ne là số vòng quay của động cơ khi làm việc với một xi lanh khi ở tình trạng còn mới (theo tài liệu kỹ thuật). ntb số vòng quay trung bình của các xi lanh khi làm việc riêng rẽ (đo khi chẩn đoán). k: hệ số kinh nghiệm Đối với động cơ máy kéo: k = 0,055 Đối với động cơ ô tô: k = 0,02 - 0,04 Ví dụ: với động cơ D50 có 4 xi lanh, công suất định mức 55 mã lực, số vòng quay định mức khi làm việc với một xi lanh là 1370 v/ph. Hệ số k = 0.055. n1 = 1090v/ph. n2 = 1210 v/ph. n3 = 1215 v/ph. n4 = 1105 v/ph. n + n + n + n n = 1 2 3 4 = 1150 v/ph tb 4 (1370 −1150)0.055 δ = =12.1% N 100 Ne = 55(1- 0.121) = 48 mã lực. Đo công suất theo phương pháp gia tốc: dựa trên nguyên tắc sự thay đổi tốc độ góc của động cơ phụ thuộc vào công suất động cơ, khi công suất động cơ càng lớn thì gia tốc góc càng lớn. Thực chất của dụng cụ đo là đo thời gian tăng tốc từ tốc độ thấp đến tốc độ định mức khi tăng tốc đột ngột, chỉ thị sẽ là công suất động cơ. Đo công suất bằng phanh thử công suất: đây là phương pháp đo chính xác nhất, nhưng yêu cầu phải tháo động cơ ra khỏi ô tô đặt lên phanh thử. Gây tải cho phanh có thể bằng ma sát (phanh cơ khí), lực cản của nước (phanh thuỷ lực) hoặc lực điện từ (phanh điện). Công suất động cơ được tính theo công thức: π.n Ne = Me.ω = Me. , 30 Me cân bằng với mô men cản Mc của phanh. 9.2. CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ THEO THÀNH PHẦN KHÍ THẢI 9.2.1. Đặc điểm phương pháp Thành phần khí thải là một thông số ra phản ánh chất lượng quá trình cháy của động cơ. Thành phần khí thải là thông số chẩn đoán chung vì nó phụ thuộc nhiều yếu tố: độ đậm hỗn hợp cháy, chất lượng hoà trộn nhiên liệu và không khí, khả năng bay hơi của nhiên liệu xăng, độ phun sương và đồng đều của vòi phun, trạng thái nhiệt độ, áp suất trong xi lanh, thời điểm phun hoặc thời điểm đánh lửa 113
42. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Đối với động cơ Diesel, hỗn hợp cháy với hệ số dư lượng không khí luôn lớn hơn 1. Trong khi đó, ở động cơ xăng thì tuỳ thuộc chế độ làm việc mà hệ số này dao động quanh giá trị 1. Vì vậy, nồng độ các chất thành phần trong khí thải ở hai loại động cơ khác nhau, nhưng cơ bản các thành phần độc hại như nhau bao gồm: CO, CO2, H2O (hơi), SO2, NOx, HC, bồ hóng. 9.2.2. Phương pháp chẩn đoán Sử dụng các thiết bị phân tích khí để phân tích các thành phần trong khí thải. Khi CO tăng thì do hỗn hợp đậm. Xác lập vị trí tay ga ứng với các chế độ làm việc của động cơ. Khi máy chạy ổn định và nhiệt độ đúng qui định thì mới tiến hành đo. Khi ở chế độ không tải: HC tăng và không tồn tại O2. Tăng dần tải CO2 tăng, O2 giảm, HC, CO giảm dần. Khi toàn tải chủ yếu tồn tại CO. Ở chế độ tăng tốc và khởi động tồn tại HC. Ở chế độ tải trung bình thì các thành phần trên ổn định. Nếu không bình thường thì các thành phần trên sẽ dao động rất lớn. 9.2.3. Xử lý kết quả Ở chế độ kinh tế mà tồn tại HC và O2 thì chứng tỏ có hiện tượng bỏ máy. Khi tăng tốc nếu HC không tăng thì chứng tỏ bộ phận tăng tốc trục trặc. Khi chạy toàn tải mà tồn tại HC và O2 thì chứng tỏ có máy bị bỏ. 9.2.4. Thiết bị phân tích khí xả Đối với động cơ xăng, sử dụng thiết bị AVL DiGas 4000 Đối với động cơ Diesel sử dụng thiết bị AVL DiSmoke 4000 9.3. CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ THEO HÀM LƯỢNG MẠT KIM LOẠI TRONG DẦU BÔI TRƠN 9.3.1. Đặc điểm phương pháp Khi các chi tiết mài mòn, hàm lượng mạt kim loại trong dầu tăng lên, xác định hàm lượng này để đánh giá mức độ mòn của các chi tiết. Mỗi chi tiết có những thành phần kim loại đặc trưng. Do vậy, khi đo các thành phần này sẽ cho phép biết được chi tiết nào mòn nhiều. Trong chế tạo thử chi tiết mẫu có thể cấy thêm chất đồng vị phóng xạ vào để đo mức độ mòn khi thử nghiệm. Theo thống kê xi lanh đặc trưng bởi: Fe, C, Ni. Trục khuỷu: Fe, Cr. Piston: Al, Si. Bạc lót: Al, Sn (thiếc). 9.3.2. Phương pháp chẩn đoán Mẫu dầu được lấy nhiều lần, thường trong các kỳ bảo dưỡng cấp hai. Lấy mẫu dầu khoảng 100cc khi động cơ đang làm việc hoặc mới ngưng làm việc, nếu tháo lọc trước thì kết quả chính xác hơn. Mẫu được lấy sau từng khoảng thời gian làm việc qui 114
43. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành định. Đưa mẫu lên máy phân tích để xác định lượng kim loại thành phần. So sánh kết quả phân tích với mẫu dầu của động cơ chuẩn (thường là đồ thị). Nếu giữa hai lần lấy mẫu có thay dầu thì phải cộng thêm kết quả của lần trước. 9.3.3. Xử lý kết quả Theo đồ thị hình 9.1: Đường 1: Dầu bình thường. Đường 2: Dầu kém phẩm chất. Đường 3: Có sự cố trục bạc. Đường 4: Lọc bị tắc. Hình 9.1. Đồ thị hàm lượng mạt kim loại trong dầu nhờn theo thời gian 9.4. CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ THEO TIẾNG ỒN, MÀU KHÓI, MÙI KHÓI 9.4.1. Chẩn đoán theo tiếng ồn Tiếng ồn trong động cơ bao gồm hai loại chính: tiếng ồn cơ khí và tiếng ồn quá trình cháy. 1. Tiếng ồn cơ khí Do mài mòn, khe hở các chi tiết tăng lên gây ra va đập, đó chính là nguyên nhân gây ồn. Mỗi vùng chi tiết có tiếng ồn đặc trưng khác nhau và xuất hiện ở các chế độ khác nhau. Qui trình: Cho động cơ chạy không tải, phát hiện tiếng gõ bất thường theo các vùng. Cho động cơ làm việc ở chế độ toàn tải và 2/3 mức độ tối đa của số vòng quay, phát hiện tiếng gõ bất thường cho các vùng. Các vùng nghe tiếng gõ: Vùng 1: bao gồm tiếng gõ của xupáp, con đội, trục cam, âm thanh phát ra nhỏ, đặc biệt rõ khi động cơ ở chế độ không tải. Nguyên nhân: • Khe hở lớn giữa đuôi xupáp và cam hay con đội. • Ổ đỡ và trục cam có khe hở lớn. • Mòn biên dạng cam Hình 9.2. Các vùng nghe tiếng gõ động cơ 115
44. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Vùng 2: bao gồm tiếng gõ của séc măng, piston với xi lanh, chốt đầu nhỏ, đầu nhỏ và bạc đầu nhỏ thanh truyền, đặc biệt rõ khi động cơ làm việc ở chế độ thay đổi tải trọng. Vị trí tiếng gõ tương ứng với vị trí bố trí trong xi lanh. Nguyên nhân: • Khe hở lớn giữa piston và séc măng, hay có thể đã bị gãy séc măng. • Khe hở giữa piston và xi lanh lớn, có thể do mòn phần đáy dẫn hướng piston. Mòn nhiều xi lanh. • Khe hở giữa chốt đầu nhỏ, đầu nhỏ và bạc đầu nhỏ thanh truyền Vùng 3: bao gồm tiếng gõ của trục khuỷu với bạc đầu to, âm thanh phát ra trầm, đặc biệt rõ khi động cơ làm việc với chế độ thay đổi tải trọng. Nguyên nhân: • Hư hỏng bạc đầu to với trục khuỷu: mòn bạc, cháy bạc do thiếu dầu bôi trơn. • Bị xoay định vị bạc biên, mòn, méo cổ trục Vùng 4: bao gồm tiếng gõ của trục khuỷu với bạc cổ trục chính, âm thanh phát ra trầm nặng, nghe rõ ở mọi chỗ dọc theo chiều dài trục khủyu, đặc biệt rõ khi động cơ làm việc ở chế độ thay đổi tải trọng, và cả khi số vòng quay lớn. Nguyên nhân: • Hư hỏng trong phần bạc cổ trục khuỷu với trục khuỷu: mòn bạc, cháy bạc do thiếu dầu bôi trơn. • Bị xoay định vị bạc biên, mòn, méo cổ trục. • Mòn căn dọc trục khuỷu. • Lỏng ốc bắt bánh đà Vùng 5: bao gồm tiếng gõ của các cặp bánh răng dẫn động trục cam, âm thanh phát ra đều, nghe rõ ở mọi chế độ tải trọng động cơ. Nguyên nhân: • Mòn các cặp bánh răng cam. • Ổ đỡ trục bánh răng hỏng. Các loại động cơ khác nhau sẽ có các vùng nghe tiếng gõ khác nhau, vì vậy muốn chẩn đoán đúng phải nắm vững kết cấu các loại động cơ ngày nay bố trí trên ô tô, tìm hiểu các quy luật của sự cố và rèn luyện khả năng phân biệt tiếng gõ tốt (kinh nghiệm). Xác định tiếng ồn bằng que thăm hoặc ống nghe. 2. Tiếng ồn quá trình cháy Nguyên nhân do dao động âm thanh của dòng khí tốc độ cao khi thoát ra ngoài khí quyển. Đối với động cơ xăng khi góc đánh lửa sớm không đúng gây ra tiếng ồn khác nhau. Đánh lửa muộn máy nóng, tiếng nổ êm đồng thời có thể có tiếng nổ trong ống xả. Đánh lửa sớm quá nghe tiếng nổ ròn đanh, nếu kích nổ nghe có tiếng rít rất chói tai như tiếng kim loại miết trên nền cứng. 116
45. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành Cần chú ý phân biệt hai loại tiếng ồn để có thể phán đoán chính xác. 9.4.2. Chẩn đoán theo màu khói và mùi khói Đối với động cơ có thể dùng cảm nhận màu sắc để chẩn đoán tình trạng kỹ thuật của động cơ. Thông qua cảm nhận màu sắc khí xả, bugi (động cơ xăng), màu sắc dầu nhờn bôi trơn động cơ. 1. Màu khí xả a. Màu khí xả động cơ diesel: • Màu nâu nhạt: máy làm việc tốt, quá trình cháy triệt để. • Màu nâu sẫm chuyển đen: máy quá thừa nhiên liệu. • Màu xanh nhạt (liên tục hay không liên tục) một vài xi lanh không làm việc. • Màu trắng: máy thiếu nhiên liệu hay nhiên liệu lẫn nước, rò rỉ nước vào buồng đốt do các nguyên nhân khác nhau. • Màu xanh đen: dầu nhờn lọt vào buồng đốt do hư hỏng séc măng, piston, xi lanh. b. Màu khí xả động cơ xăng: • Không màu hay xanh nhạt: động cơ làm việc tốt. • Màu trắng: động cơ thiếu nhiên liệu, hay thừa không khí do hở đường nạp, buồng đốt. • Màu xanh đen hay đen: hao mòn lớn trong khu vực séc măng, piston, xi lanh, dầu nhờn lọt vào buồng đốt. c. Màu khí xả động cơ xăng hai kỳ: Tương tự động cơ xăng, ngoài ra còn lưu ý đến nguyên nhân pha trộn dầu nhờn vào nhiên liệu. • Màu xanh đen: tỷ lệ trộn dầu nhờn lớn quá quy định. • Màu trắng nhạt: tỷ lệ trộn dầu nhờn nhỏ dưới quy định. Việc xác định chất lượng động cơ thông qua màu khí xả có thể đánh giá chất lượng động cơ nhất là hệ thống cung cấp nhiên liệu và đánh lửa. Khi đánh giá chung tình trạng kỹ thuật cần tham khảo các thông số khác. 2. Màu chấu bugi • Chấu bugi có màu gạch non (hồng): động cơ làm việc tốt. • Chấu bugi có màu trắng: thiếu nhiên liệu. • Chấu bugi có màu đen: thừa nhiên liệu. • Chấu bugi có màu đen và ướt dầu: dầu nhờn không cháy hết do mòn séc măng-xi lanh, bó kẹt séc măng, gãy séc măng, hay hiện tượng lọt dầu qua ống dẫn hướng xu páp. Khi tải định mức nếu tốt thì khí thải không màu hoặc màu nhạt. Kiểm tra máy bị bỏ có thể bằng cách đánh chết máy hoặc sờ cổ xả khi mới khởi động. Nối tắt bu gi để đánh chết máy trường hợp động cơ xăng, chú ý nối từ mát vào 117
46. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành đầu cao áp, không được nối ngược lại. Đối với động cơ Diesel nới ống cao áp cắt dầu diesel. 3. Màu dầu nhờn bôi trơn động cơ Màu nguyên thủy dầu nhờn bôi trơn động cơ khác nhau như: trắng trong, vàng nhạt, xanh nhạt, nâu nhạt. Sau quá trình sử dụng màu của dầu bôi trơn có xu hướng biến thành màu nâu đen. Việc xác định chất lượng động cơ thông qua màu dầu nhờn cần phải so sánh theo cùng lượng km xe chạy. Màu dầu nhờn chuyển sang đậm nhanh hơn khi chất lượng động cơ giảm, do vậy cần có mẫu dầu nguyên thủy để kiểm chứng. Hiệu quả nhất là phát hiện các mạt kim loại như: sắt, nhôm, đồng lẫn trong dầu nhờn tạo nên màu riêng biệt của kim loại có trong dầu nhờn. 4. Dùng cảm nhận mùi Khi động cơ hoạt động các mùi có thể cảm nhận được là: mùi cháy từ sản phẩm dầu nhờn, nhiên liệu, vật liệu ma sát. Các mùi đặc trưng dễ nhận biết là: • Mùi khét do dầu nhờn rò rỉ bị cháy xung quanh động cơ, do dầu bôi trơn bị cháy thoát ra theo đường khí xả, các trường hợp này nói lên chất lượng bao kín bị suy giảm, dầu nhờn bị lọt vào buồng cháy. • Mùi nhiên liệu cháy không hết thải ra theo đường khí xả hoặc mùi nhiên liệu thoát ra theo các thông áp của buồng trục khuỷu. Mùi của chúng mang theo mùi đặc trưng của nhiên liệu nguyên thủy. Khi lượng mùi tăng có thể nhận biết rõ ràng thì tình trạng kỹ thuật của động cơ bị xấu nghiêm trọng. • Mùi khét đặc trưng từ vật liệu cách điện. Khi xuất hiện mùi khét, tức là có hiện tượng bị đốt cháy quá mức tại các điểm nối của mạch điện, từ các tiếp điểm có vật liệu cách điện như: tăng điện, các cuộn dây điện trở, các đường dây • Mùi khét đặc trưng từ vật liệu bằng cao su hay nhựa cách điện. Nhờ tính đặc trưng của mùi khét có thể phán đoán tình trạng hư hỏng hiện tại của các bộ phận động cơ. 9.5. CHẨN ĐOÁN NHÓM BAO KÍN BUỒNG CHÁY 9.5.1. Chẩn đoán theo độ lọt khí xuống các te 1. Đặc điểm của phương pháp Độ lọt khí các te phụ thuộc vào: - Mức độ kín khít của nhóm piston - xilanh - secmăng. - Mức độ tải của động cơ, khi thay đổi tải độ lọt khí thay đổi. - Chế độ tốc độ của động cơ. - Nhiệt độ động cơ. Mức độ lọt khí các te khi máy mới đến khi mòn giới hạn thay đổi từ 10 - 12 lần. 118
47. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành 2. Mô tả dụng cụ Thực chất là dụng cụ đo lưu lượng, nhưng thang đo chỉ thị độ mở của cửa thông. Khi đo, điều chỉnh độ mở cửa 5 để luôn duy trì độ chênh áp giữa phần khoang đầu dụng cụ và họng thông động cơ là 15mm H2O. Xây dựng bảng chuẩn bằng lưu lượng kế chuẩn. Đồ thị chuẩn của dụng cụ thể hiện quan hệ độ mở cửa với lưu lượng khí. đặc điểm phương pháp này rất chính xác, các sai số chế tạo đều được khử khi chuẩn dụng cụ. Sai số của phép đo tuỳ thuộc vào sai số của lưu lượng kế chuẩn. Hãng AVL (Cộng hoà Áo) chế tạo thiết bị đo lọt khí các te AVL442, sử dụng các ống đo lưu lượng khí lọt qua tấm tiết lưu với cảm biến áp điện, với nhiều kích cỡ khác nhau để phát hiện lượng khí lọt thấp nhất 0,2 lít/phút và lớn nhất tới 2400 lít/phút. Các kết quả đều được số hoá. 3. Phương pháp đo Khởi động động cơ, cho vận hành đến nhiệt độ theo qui định, mang tải cho động cơ theo qui định (nếu không đặt tải chấp nhận sai số). Nếu động cơ dùng phương án thông hơi cacte hở thì phải nút lỗ thông hơi lại. Cắm đầu đo vào họng đổ dầu của động cơ. Muốn kiểm tra xi lanh nào đánh chết máy xi lanh đó, nếu máy tốt độ lọt khí các te giảm (trong khi không thay đổi độ mở cửa). 9.5.2. Chẩn đoán động cơ theo áp suất pc 1. Đặc điểm phương pháp Nhóm bao kín buồng cháy gồm: Hình 9.3 Dụng cụ đo lọt khí các te Piston, xilanh, secmăng, gioăng đệm, 1,2,3-Lỗ đo chênh áp. 4-Nắp cố định. 5-Nắp di động. 6- nắp máy, xupáp. Khi nhóm bao kín Cửa tiết lưu. 7-Tấm xoay. 8-Đường khí vào. 9-Lỗ thoát khí buồng cháy không kín do mòn hoặc phụ. 10-Vỏ dụng cụ. 11-Vành khắc độ lưu lượng. 12-Lò xo. 13-Đường khí ra. 14-Cửa thoát khí hỏng sẽ làm áp suất cuối kỳ nén giảm. Áp suất pc phụ thuộc: - Độ kín khít của các chi tiết trong nhóm bao kín buồng cháy. - Tỷ số nén. - Nhiệt độ động cơ. - Tốc độ động cơ. Đặc điểm phương pháp này là không cần mang tải cho động cơ. Đo pc chủ yếu dùng để đánh giá chất lượng sửa chữa. Khi dùng pc để chẩn đoán thì có thể có sai số. 2. Phương pháp đo pc trên động cơ xăng Dùng áp kế cầm tay để đo có thang đo 10 - 15 at. Cho động cơ nổ đến nhiệt độ qui định, tắt máy, tháo toàn bộ bu gi, đổ qua lỗ bu gi khoảng 20cc dầu bôi trơn. Cắm đầu đo áp kế vào lỗ bu gi của xi lanh cần đo, cho 119
48. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành máy khởi động làm việc khoảng 10 - 12 vòng, đọc kết quả áp suất trên đồng hồ đo. Ngừng khoảng 2 phút mới tiến hành đo xi lanh khác. 3. Phương pháp đo pc trên động cơ Diesel Dùng áp kế cầm tay để đo có thang đo 40 - 50 at. Cho động cơ nổ đến nhiệt độ qui định, điều chỉnh số vòng quay nhỏ nhất và ổn định, tháo vòi phun của xi lanh cần đo và lắp áp kế vào, đo nhanh để khỏi nóng áp kế, đọc kết quả áp suất trên đồng hồ đo. Hiện nay có loại áp kế có băng giấy tự ghi cho phép ghi lại kết quả của từng xi lanh để so sánh. Hình 9.4 Áp kế cầm tay a-dùng cho động cơ xăng. b-dùng cho động cơ Diesel 1-van; 2-áp kế. Trị số pc của một số động cơ trên bảng sau: Động cơ n(v/ph) pctb pc min ∆pc Zil 130 50 - 180 6 - 6,8 5,6 0,7 - 1 Gaz 24 180 - 200 8 - 8,8 8 1 AMZ 236 500 34 26 2 Kamaz 740 500 30 2 9.5.3. Chẩn đoán theo mức lọt khí qua nhóm bao kín buồng cháy 1. Đặc điểm phương pháp Ưu điểm kiểm tra khi động cơ tĩnh. Nguyên tắc đưa dòng khí nén có áp suất ổn định 1,6 át vào xi lanh nếu có lọt khí thì áp suất chỉ thị trên đồng hồ sẽ giảm. Áp kế được khắc vạch theo % độ lọt khí. 2. Mô tả dụng cụ Hình 9.5 Dụng cụ đo lọt khí qua nhóm bao kín buồng cháy 120
49. Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô - Biên soạn- Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành 1- Bầu giảm áp. 2- Đường dẫn không khí. 3,5- Vít điều chỉnh. 4- Đường cấp khí nén. 6- Van cấp khí xi lanh. 7-Đầu cắm. 8-Áp kế (% độ lọt khí). 9-Gíc lơ ổn áp. 10-Vít chuẩn áp kế. 11-Gíc lơ ổn áp cho áp kế 3. Phương pháp đo Nổ máy đến nhiệt độ qui định. Tháo vòi phun, bu gi. Đổ vào xi lanh khoảng 20 cc dầu bôi trơn. Quay trục khuỷu vài vòng. Nối đầu 7 vào trong lỗ bu gi (vòi phun) của xi lanh cần đo. Đọc trị số độ lọt khí trên đồng hồ 8. 4. Xử lý kết quả a. Phương pháp xác định điểm chết Căn cứ theo thứ tự làm việc của động cơ nhìn con đội hoặc đòn gánh. Ví dụ: động cơ 4 xi lanh thứ tự làm việc 1-3-4-2. Xác định xi lanh 1 thì nhìn xupáp của xi lanh 4. Xi lanh 2 thì nhìn xupáp của xi lanh 3. XL1 Hút Nén Nổ Thải XL2 Nén Nổ Thải Hút XL3 Thải Hút Nén Nổ XL4 Nổ Thải Hút Nén b. Kiểm tra nhóm Piston, Xi lanh, Secmăng Khi xupáp đóng kín piston ở trong xi lanh có hai vị trí: cuối nén đầu kỳ giãn nở (ĐCT) và cuối thời kỳ giãn nở (ĐCD). Gọi Y1 trị số lọt khí khi Piston ở ĐCT Y2 trị số lọt khí khi Piston ở ĐCD. (xi lanh phần dưới ít mòn) Như vậy: Y1 đánh giá mức độ kín khít nhóm P, X,S. Y2 đánh giá mức độ kín của Piston,Secmăng. Hiệu số Y1 - Y2 đánh giá tình trạng của xilanh. Y1, Y2 cho phép được qui định theo đường kính xi lanh và loại động cơ. Trị số Động cơ xăng Động cơ Diesel 51 16 28 50 45 52 [Y2] >8 14 23 14 29 [Y1-Y2] 12 20 30 22 30 c. Kiểm tra độ kín xupáp - đế: Nối van cấp khí vào xi lanh và dùng ống sáo hoặc còi kiểm tra. VD: Khi piston xilanh 1 ở ĐCT nếu xupáp nạp hở sẽ có lọt khí ở xi lanh 3. Nếu xupáp thải hở sẽ có lọt khí ở xi lanh 4. d. Kiểm tra kín khít của đệm nắp máy: Đệm có thể hở theo đường nước, kiểm tra có sủi bọt ở két nước không. Đệm hở ra xung quanh dùng nước xà phòng kiểm tra. Đệm hở từ xi lanh này sang xilanh khác dùng còi kiểm tra. 121