Đề tài phun dầu điện tử, ứng dụng fuzzy logic trong matlap

Hơn nữa chẩn đoán được chính xác tình trạng kỹ thuật của xe và giúp cho việc khai thác chúng một cách hợp lý nhất, tránh cáchiện tượng sử dụng quá thời hạn, dẫn đến các hư hỏng đáng tiếc

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Với lịch sử phát triển hàng trăng năm, nghành động cơ đã phát triển và đạtđược những thành tựu vượt bậc Trong những năm gần đây việc thiết kế cũngnhư phát triển động cơ đốt trong không chỉ chú trọng đến tính năng vận hành vàtính kinh tế mà còn chú ý đến vấn đề chẩn đoán, bảo dưỡng kỹ thuật đảm bảo lợiích cho người sử dụng So với động cơ xăng, động cơ diesel hiệu quả kinh tếhơn, tuy nhiên nó vẫn còn những hạn chế trong quá trình sử dụng như: thải khóiđen khá lớn khi tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu còn cao và tiếng ồn lớn… Ngàynay, hầu hết các nước tiên tiến trên thế giới đã phát triển và sử dụng rộng rãi hệthống nhiên liệu Common Rail Diesel trên các loại xe ô tô

Động cơ là một hệ thống đặc biệt quan trọng của ô tô, nó có ảnh hưởngtrực tiếp đến tính chuyển động và độ an toàn chuyển động của ô tô Khôngnhững thế, các lỗi thường gặp trong quá trình khai thác và sử dụng xe phần lớnxuất phát từ động cơ, vì thế công tác chẩn đoán, kiểm tra thường xuyên trạngthái kỹ thuật của ôtô nói chung và động cơ nói riêng là hết sức quan trọng Trên

cơ sở chẩn đoán dự báo để thiết lập việc khai thác triệt để hiệu quả sử dụng cũngnhư xây dựng những quy định bảo dưỡng, những biện pháp khắc phục hư hỏngsau chẩn đoán và lập kế hoạch sửa chữa hợp lý theo nghĩa làm cho tuổi thọ cóích còn lại của hệ thống đạt tối đa Hơn nữa chẩn đoán được chính xác tình trạng

kỹ thuật của xe và giúp cho việc khai thác chúng một cách hợp lý nhất, tránh cáchiện tượng sử dụng quá thời hạn, dẫn đến các hư hỏng đáng tiếc hoặc khai thácchưa hết khả năng làm việc của các trang thiết bị mà đã đưa đi sửa chữa dẫn đếngiảm hiệu quả khi sử dụng xe

Trong những năm gần đây cùng với phát triển của công nghệ thông tin, kỹthuật tính toán và kỹ thuật điều khiển, động cơ không ngừng phát triển về kỹthuật điều khiển và mô hình điều khiển Đặc biệt điều khiển mờ được nhiều tácgiả trên thế giới đang nghiên cứu ứng dụng vào điều khiển động cơ

Năm 1965 L.A.Zadeh đã xây dựng cơ sở tính toán cho suy luận mờ và lýthuyết tập mờ, việc sử dụng tài liệu này có rất nhiều ưu điểm:

- Cho phép xử lý các thông tin định tính dạng ngôn ngữ

- Sử dụng lôgic suy diễn gắn liền với tri thức con người

Từ sự nhận ra những ưu việt của lý thuyết mờ trong công tác chẩn đoáncũng như những kiến thức có được về chuyên môn, em quyết định chọn đề tài

tốt nghiệp là: ‘‘Xây dựng phần mềm chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô: Động

cơ phun dầu điện tử (Common rail)’’ đi sâu nghiên cứu về lý thuyết chẩn đoán

áp dụng cho đối tượng động cơ phun dầu điện tử nhằm các mục tiêu sau:

- Xác định các thông số chẩn đoán phù hợp cho động cơ phun dầu điện tử

- Ưng dụng Matlab trong chẩn đoán tình trạng kỹ thuật động cơ phun dầu điện tử

Đối tượng nghiên cứu của đồ án: Đồ án chẩn đoán kỹ thuật áp dụng cho

động cơ phun dầu điện tử trong tình trạng đang hoạt động

Phạm vi nghiên cứu: Ưng dụng Matlab trong chẩn đoán trạng thái kỹ

thuật

Phương pháp nghiên cứu: Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về chẩn đoán,

lựa chọn và xây dựng các mô hình chẩn đoán và phương pháp chẩn đoán tìnhtrạng kỹ thuật của đối tượng cần chẩn đoán Thực hiện mô phỏng trên máy tính

và trên mô hình thí nghiệm để đánh giá kết quả chẩn đoán

Cấu trúc của đồ án gồm:

Lời mở đầu

Chương I : Tổng quan về chẩn đoán kỹ thuật

Khái niệm và giới thiệu về chẩn đoán trạng thái kỹ thuật, các phươngpháp chẩn đoán, một số lý thuyết cơ bản về chẩn đoán

Chương II : Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật động cơ phun dầu điện tử

Nghiên cứu về phương pháp chẩn đoán, xác định các hư hỏng và nguyênnhân dẫn tới hư hỏng giúp cho việc xây dựng tập thông số chẩn đoán cho bàitoán phát hiện lỗi và phân biệt lỗi

Chương III : Ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán kỹ thuật

Nghiên cứu phương pháp lôgic mờ, phân tích triệu chứng lỗi ứng dụngmatlab trong việc xây dựng hệ chuyên gia

Kết luận và Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT 1.1 Vấn đề chung của chẩn đoán động cơ đốt trong

Hằng năm, các đơn vị sản xuất tập trung đã phải chi mất khoản tiền khálớn để phục vụ các công tác sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị Để giải quyết vấn đềnày, một trong những nhiệm vụ đặt ra đối với nhà quản lý là cần đánh giá đúngthực trạng của máy móc thiết bị và có phương án xử lý thích hợp Trên cơ sởcách nhìn nhận như vậy, việc nghiên cứu xác định tình trạng kỹ thuật và dự báothời hạn sử dụng của một số chi tiết trong động cơ đốt trong sử dụng trên cácphương tiện giao thông vận tải là hết sức cần thiết Kết quả nghiên cứu có thểgiúp cơ sở quản lý và khai thác phương tiện làm tốt công tác vật tư dự phòng,nâng cao năng lực khai thác của phương tiện, đảm bảo tính tin cậy, khả nănghoạt động và hiệu quả khai thác là cao nhất Bằng việc áp dụng các phương phápchẩn đoán đơn giản như thông qua sự cảm nhận của các giác quan của conngười, các dụng cụ đơn giản, đến việc sử dụng các thiết bị chẩn đoán hiện đạingày càng được sử dụng nhiều nhằm nâng cao kết quả chẩn đoán

Việc bảo dưỡng và sửa chữa tiên tiến trong các đơn vị sản xuất ở nước tadần được áp dụng và có tác động tích cực đến quá trình vận hành và khai thác.Khái quát quá trình phát triển các phương pháp bảo dưỡng thiết bị sản xuất nóichung và động cơ đốt trong nói riêng trên thế giới bao gồm 3 phương pháp chủyếu:

- Phương pháp bảo dưỡng khi hư hỏng

- Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo thời gian

- Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo tình trạng thiết bị

Với thực tế sản xuất ở nước ta do có quá nhiều chủng loại thiết bị vớinhiều xuất xứ khác nhau nên cả ba hệ thống bảo dưỡng trên cùng song song tồn

tại Tuy nhiên với những thiết bị quan trọng, có giá trị kinh tế lớn người tathường triển khai áp dụng phương pháp bảo dưỡng cuối cùng.

1.1.1 Một số khái niệm

Trạng thái kỹ thuật của xe ô tô được hiểu là tình trạng kỹ thuật của các chitiết, cụm chi tiết và hệ thống xe Nó được thể hiện thông qua một tập hợp cácthông số trạng thái (gồm thông số cấu trúc, thông số làm việc – thể hiện đặc tínhlàm việc) các bộ phận của xe Đánh giá trạng thái kỹ thuật của xe tức là đánh giátình trạng kỹ thuật các hệ thống , cụm chi tiết của xe

Trạng thái kỹ thuật của xe thay đổi thường xuyên theo hướng xấu đi trongquá trình sử dụng do mòn, mỏi, lão hóa,…của các chi tiết, cụm chi tiết và hệthống Nếu xe ở tình trạng kỹ thuật xấu, không đảm bảo các yêu cầu về khả nănglàm việc và tính an toàn sẽ không đạt các tiêu chuẩn kiểm định và sẽ khôngđược phép lưu hành Nếu có chi tiết hay cụm chi tiết, hệ thống nào đó hoạt độngkhông bình thường, bị hư hỏng không thể làm việc được thì xe ở trạng thái sự

cố, hỏng hóc cần được bảo dưỡng, khaức phục, sửa chữa

Trong quá trình khai thác sử dụng ô tô chúng ta thường xuyên phải theodõi tình trạng hoạt động của ô tô, xác định trạng thái kỹ thuật hiện thời của ô tô(xác định trực tiếp hoặc chẩn đoán trạng thái ô tô), chăm sóc, bảo dưỡng kỹthuật cho ô tô và sửa chữa ô tô Xác định trạng thái kỹ thuật hiện thời của ô tô có

ý nghĩa quan trọng đối với việc đảm bảo kỹ thuật tốt cho xe, đảm bảo an toàn vàkinh tế vận hành của xe, kéo dài tuổi thọ của xe Việc này thường được thựchiên trước khi xe được phép lưu hành hoặc quyết định các nội dung sửa chữa

Xác định trạng thái kỹ thuật ô tô được thực hiên theo hai phương pháp.Phương pháp trực tiếp tức là tháo rời ô tô và các cụm chi tiết, kiểm tra, đo đạc,thử nghiệm (test),… và đánh giá trạng thái kỹ thuật Phương pháp chẩn đoán,tức không tháo rời mà thong qua thử nghiệm, thăm dò, phân tích các hiện tượng,biểu hiện thu thập được để đánh giá, xác định tình trạng kỹ thuật của ô tô

Chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô là hoạt động đánh giá trạng thái kỹthuật của các chi tiết, cụm chi tiết và hệ thống của xe Chẩn đoán kỹ thuật ô tônhằm mục đích dự báo khả năng làm việc, khẳng định khả năng làm việ tốt, antoàn của xe; phát hiện các chi tiết hay hệ thống ở tình trạng kỹ thuật kém, cầnphải bảo dưỡng; phát hiện sự cố, hư hỏng để khắc phục sửa chữa Kết quả củachẩn đoán là tình trạng kỹ thuật của xe và các khuyến cáo kèm theo để đảm bảotình trạng kỹ thuật tốt cho xe.

Đánh giá tình trạng kỹ thuật của xe là phân tích các thông tin về sự hoạtđông của xe và các bộ phận của nó, sử dụng các suy luận logic để đưa ra các kếtluận về tình trạng kỹ thuật của xe Kết luận này nói chung là có độ sai, vì nóđược xác định bằng cách ‘‘đoán’’

Để có thể đánh giá tình trang kỹ thuật của xe, trước hết cần phải có nhiềuthông tin về sự làm việc của xe và các bộ phận của nó Do vậy trong quá trìnhchẩn đoán cần thực hiện nhiều thử nghiệm, dùng các thiết bị hỗ trợ để có đủthông tin Các thiết bị chẩn đoán là một phần không thể thiếu của quá trình chẩnđoán Nếu có nhiều thông tin về sự làm việc của xe nhưng thiếu khả năng suyluận lô gic thì kỹ thuật viên cũng không thể chẩn đoán trạng thái của xe Kỹthuật viên chỉ có thể có được suy luận lô gic sắc bén, hiệu quả cao trên cơ sởhiểu biết về cấu tạo, quá trình làm việc và các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việccủa các bộ phận của xe Vì vậy kiến thức chuyên gia và kinh nghiệm về xe cũng

là yếu tố không thể thiếu của quá trình chẩn đoán

Trước đây, và cho đến hiện nay, người ta thường dùng ba phương phápchẩn đoán là chẩn đoán bằng kinh nghiệm (phân tích các biểu hiện bên ngoài),chẩn đoán bằng phân tích dấu vết (phân tích dầu bôi trơn, đo nhiệt độ nước làmmát,…) và chẩn đoán bằng cách mô hình hóa (dùng các lô gic để mô hình hóa

và suy luận) Ngày nay ô tô bao gồm các cụm, hệ thống cơ điện tử trên ô tô hiệnđại rất phức tạp nên kỹ thuật chẩn đoán cũng rất phức tạp Ô tô hiện đại đều có

hệ thống tự theo dõi phát hiện sự cố hỏng hóc, cảnh báo tình trạng sự cố và báonội dung sự cố để việc theo dõi, đánh giá tình trạng kỹ thuật và xác định nguyên

nhân hư hỏng được thuận lơi, nhanh chóng (chức năng tự chẩn đoán và cảnh báotình trạng sự cố).

1.1.2 Nhiệm vụ của chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ô tô

Nhiệm vụ của chẩn đoán kỹ thuật ôtô gồm: xác định và nghiên cứu cácthông số đặc trưng cho trạng thái kỹ thuật của ôtô; chia ôtô thành các cụm, chitiết và nghiên cứu các thông số trạng thái kỹ thuật của chúng; nghiên cứu sự phụthuộc các thông số trạng thái của ôtô và các thông số trạng thái của các cụm chitiết; xác định khả năng xảy ra hư hỏng và sự thay đổi trạng thái làm việc; tậphợp gia công, gia công các số liệu để xác định xác suất xảy ra hư hỏngvà sự biếnxấu trạng thái làm việc của ôtô và các cụm chi tiết, tổng thành; phân tích thờigian và các chi phí để hoàn thành các nguyên công kiểm tra; lựa chọn phươngpháp chẩn đoán, xác định thứ tự của phương pháp chẩn đoán đã chọn; xây dựngphương pháp tối ưu cho chẩn đoán,tức là lựa chọn thứ tự hợp lý cho việc kiểmtra chẩn đoán

Do không tháo rời các tổng thành, chi tiết nên không thể trực tiếp pháthiện các hư hỏng mà phải phát hiên thông qua các triệu chứng Chẩn đoán kỹthuật cũng có mối quan hệ khăng khít với lý thuyết độ tin cậy, lý thuyết thôngtin, lý thuyết lôgíc và lý thuyết hệ thống

Một tổng thành bao gồm nhiều cụm chi tiết và một cụm bao gồm nhiềuchi tiết tạo thành Chất lượng làm việc của tổng thành sẽ do chất lượng của cáccụm, các chi tiết quyết định

Các thông số kết cấu là tập hợp các thông số kỹ thuật thể hiện đặc điểm kết cấucủa cụm chi tiết hay chi tiết Chất lượng các cụm, các chi tiết do các thông số kếtcấu quyết định như:

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 màkhi nếu tiếp tục vận hành sẽ không đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật hoặc khôngcho phép Khi đối chiếu kết quả kiểm tra với các giá trị giới hạn, cho phép xácđịnh, dự báo được tình trạng của cụm máy Các thông số ra giới hạn do nhà chếtạo 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 đểxác định nguyên nhân và tìm cách khắc phục

Các điều kiện để một thông số ra được dùng làm thông số chẩn đoán gồm:điều kiện đồng tính; điều kiện dễ đo và thuận tiện đo đạc; điều kiện mở rộngvùng biến đổi

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 lượngmạt kim loại trong dầu bôi trơn tỷ lệ thuận với hao mòn các chi tiết của cụmmáy nên thoả mãn điều kiện đồng tính

Điều kiện mở rộng vùng biến đổi: thông số ra được dùng làm thông sốchẩn đoán khi sự thay đổi của nó lớn hơn nhiều so với sự thay đổi của thông sốkết cấu mà nó đại diện

Điều kiện dễ đo và thuận tiện đo đạc

Một thông số được dùng làm thông số chẩn đoán khi nó phải đồng thờithoả mãn ba điều kiện trên

1.1.3 Công tác trong bảo dưỡng sửa chữa

Bảo dưỡng là hàng loạt các công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiệnvới các loại xe sau một thời gian làm việc, hay quãng đường qui định Mục đíchcông tác bảo dưỡng sửa chữa là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất,ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho cụm máy, xe vận hành an toàn, chăm sóc các

hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng, giữ gìn hình thức bên ngoài

Nội dung công tác bảo dưỡng sửa chữa gồm tiếp nhận ôtô vào trạm bảodưỡng, rửa và làm sạch ôtô, kiểm tra, chẩn đoán ban đầu được tiến hành nhưmục 1 của bảo dưỡng hàng ngày, trên cơ sở đó lập biên bản hiện trạng kỹ thuậtcủa ôtô, kiểm tra, chẩn đoán, xiết chặt và điều chỉnh các cụm, tổng thành, hệthống trên ôtô Bảo dưỡng kỹ thuật các tổng thành, hệ thống sau:

Đối với các loại động cơ nói chung, nội dung bảo dưỡng kỹ thuật gồm:

- Kiểm tra, chẩn đoán trạng thái kỹ thuật của động cơ và các hệ thống liên quan;

- Tháo bầu lọc dầu thô, xả cặn, rửa sạch Tháo và kiểm tra rửa bầu lọc dầu li tâm.Thay dầu bôi trơn cho động cơ, máy nén khí theo chu kỳ, bơm mỡ vào ổ bi củabơm nước Kiểm tra áp suất dầu bôi trơn; kiểm tra, súc rửa thùng chứa nhiênliệu Rửa sạch bầu lọc thô, thay lõi lọc tinh;

- Kiểm tra, xiết chặt các bulông, gudông nắp máy, bơm hơi, chân máy, vỏ

ly hợp, ống hút, ống xả và các mối ghép khác Tháo, kiểm tra bầu lọc không khí.Rửa bầu lọc không khí của máy nén khí và bộ trợ lực chân không Kiểm tra hệthống thông gió cacte

- Thay dầu bôi trơn cụm bơm cao áp và bộ điều tốc của động cơ Diesel;làm sạch bề mặt két nước, quạt gió, cánh tản nhiệt, bề mặt ngoài của động cơ, vỏ

ly hợp, hộp số, xúc rửa két nước; kiểm tra tấm chắn quạt gió két nước làm mát,tình trạng của hệ thống làm mát, sự rò rỉ của két nước, các đầu nối trong hệthống, van hằng nhiệt, cửa chắn song két nước; kiểm tra, điều chỉnh khe hở nhiệtsupáp; Độ căng dây đai dẫn động quạt gió, bơm nước, bơm hơi; kiểm tra độ rơtrục bơm nước, puli dẫn động

- Kiểm tra áp suất xi lanh động cơ Nếu cần phải kiểm tra độ kín khít củasupáp, nhóm pittông và xi lanh; kiểm tra độ rơ của bạc lót thanh truyền, trụckhủyu nếu cần.

- Kiểm tra hệ thống cung cấp nhiên liệu; Kiểm tra các đường ống dẫn;thùng chứa nhiên liệu; xiết chặt các đầu nối, giá đỡ; kiểm tra sự rò rỉ của toàn hệthống; kiểm tra sự liên kết và tình trạng hoạt động của các cơ cấu điều khiển hệthống cung cấp nhiên liệu; kiểm tra áp suất làm việc của bơm cung cấp nhiênliệu

Đối với động cơ Diesel nói riêng, nội dung bảo dưỡng kỹ thuật gồm: Kiểm tra, xiết chặt giá đỡ bơm cao áp, vòi phun, bầu lọc nhiên liệu, cácđường ống cấp dẫn nhiên liệu, giá đỡ bàn đạp ga; kiểm tra vòi phun, bơm cao ápnếu cần thiết đưa lên thiết bị chuyên dùng để hiệu chỉnh; kiểm tra sự hoạt độngcủa cơ cấu điều khiển thanh răng bơm cao áp, bộ điều tốc, nếu cần hiệu chỉnhđiểm bắt đầu cấp nhiên liệu của bơm cao áp; cho động cơ nổ máy, kiểm tra khíthải của động cơ, hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải theo tiêu chuẩn cho phép,chống ô nhiễm môi trường

Đối với hệ thống điện, nội dung bảo dưỡng kỹ thuật gồm:

- Kiểm tra toàn bộ hệ thống điện Bắt chặt các đầu nối giắc cắm tới máykhởi động, máy phát, bộ chia điện, bảng điều khiển, đồng hồ và các bộ phậnkhác

- Làm sạch mặt ngoài ắc quy, thông lỗ thông hơi Kiểm tra điện thế, kiểmtra mức, nồng độ dung dịch nếu thiếu phải bổ sung, nếu cần phải súc, nạp ắcquy Bắt chặt đầu cực, giá đỡ ắc quy

- Kiểm tra, làm sạch bên ngoài bộ tiết chế, máy phát, bộ khởi động, bộ chiađiện, bộ đánh lửa bằng bán dẫn, dây cao áp, bô bin, nếu đánh lửa, gạt mưa, quạtgió Tra dầu mỡ theo quy định

- Kiểm tra khe hở má vít, làm sạch, điều chỉnh khe hở theo quy định

- Kiểm tra, làm sạch điện cực, điều chỉnh khe hở giữa hai điện cực của nếnđánh lửa

- Điều chỉnh bộ căng dây đai dẫn động máy phát, kiểm tra, điều chỉnh sựlàm việc của rơ le.

- Kiểm tra hộp cầu chì, toàn bộ các đèn, nếu cháy, hư hỏng phải bổ sung.Điều chỉnh độ chiếu sáng của đèn pha, cốt cho phù hợp theo quy định

- Kiểm tra còi, bắt chặt giá đỡ còi, điều chỉnh còi nếu cần

- Kiểm tra các công tắc, đầu tiếp xúc đảm bảo hệ thống điện hoạt động

ổn định

1.1.4 Một số phương pháp và thiết bị chẩn đoán

Các phương pháp chẩn đoán động cơ gồm: phương pháp chẩn đoán bằngkinh nghiệm (phân tích các biểu hiện bên ngoài); phương pháp chẩn đoán bằngphân tích dấu vết(phân tích dầu bôi trơn, do nhiệt độ nước làm mát,…)

Các cụm, hệ thống cơ điện tư trên ô tô hiện đại rất phức tạp nên kỹ thuậtchẩn đoán cũng rất phức tạp Vì vậy, cần thiết có hệ thống tự theo dõi phát hiện

sự cố hư hỏng, cảnh báo tình trạng sự cố và báo nội dung sự cố để việc theo dõi,đánh giá tình trạng kỹ thuật và xác đinh nguyên nhân hư hỏng được thuận lợi,nhanh chóng

a Phương pháp chẩn đoán bằng kinh nghiệm

Thông qua cảm nhận của các giác quan con người: các thông tin thu đượcqua 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 rakhông cụ thể như: hỏng, không hỏng; được, không được…

Nghe âm thanh trong vùng con người cảm nhận được: tiến hành nghe âmthanh 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 thanhchuẩn 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 chuyêndụng Các sai lệnh so với âm thanh chuẩn thông qua kinh nghiệm chủ quan củachuyên gia là cơ sở đánh giá chất lượng

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 thểchẩn đoán đúng, phải tiến hành nhiều lần ở các vị trí khác nhau

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

Dùng cảm nhận mùi: khi ô tô hoạt động các mùi có thể cảm nhận được

như mùi cháy từ sản phẩm dầu nhờn; nhiên liệu; vật liệu ma sát Các mùi đặctrưng 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 baokín bị suy giảm, dầu nhờn bị lọt vào buồng cháy

Mùi nhiên liệu cháy không hết thải ra theo đường khí xả hoặc mùi nhiênliệu thoát ra theo các thông áp của buồng trục khuỷu Mùi của chúng mang theomùi 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 bịđốt nóng tới trạng thái nguy hiểm

Mùi khét đặc trưng từ vật liệu cách điện Khi xuất hiện mùi khét, tức là cóhiện 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 hiệntại của các bộ phận ô tô

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 cóthể, hơn nữa sự cảm nhận thay đổi nhiệt độ trong một giới hạn nhỏ cũng khôngđảm 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 nướclàm mát hay dầu bôi trơn động cơ.

Đa số cảm nhận nhiệt thực hiện trên các cụm của hệ thống truyền lực: cáchộp số chính, hộp phân phối, cầu xe, cơ cấu lái…Các bộ phận này cho phép làmviệc 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)

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 conngười Điều này thực hiện bằng việc phân biệt nặng nhẹ của dịch chuyển các cơcấu điều khiển, các bộ phận chuyển động tự do như:

Phát hiện độ rơ dọc của hai bánh xe nằm trên trục của nó, khả năng quaytrơn bánh xe trong khoảng độ rơ bánh xe trên hệ thống truyền lực; khả năng dichuyển tự do trong hành trình tự do của các cơ cấu điều khiển như: bàn đạpphanh, bàn đạp ly hợp, cần số, vành lái; phát hiện độ rơ theo các phương củabánh xe dẫn hướng khi đã nâng bánh xe lên khỏi mặt đường; độ chùng của cácđai cao su bên ngoài như: dây đai bơm nước, bơm hơi, bơm ga máy lạnh, máyphát điện…Phát hiện độ rơ của các mối liên kết, đặc biệt các khớp cầu, khớp trụtrong hệ thống treo, hệ thống lái

b Xác định thông số chẩn đoán qua dụng cụ đo đơn giản

Hình 1.1: Một số dụng cụ nghe âm thanh

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

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 ngườikiểm tra Một số dạng của chúng trình bày trên hình 1.1

Sử dụng các loại đồng hồ đo áp suất như:

Đồng hồ đo áp suất khí nén: ở trạng thái mài mòn giới hạn của piston – xilanh – séc măng áp suất cuối kỳ nén pc giảm khoảng (15 ÷ 20%) Sự giảm ápsuất pc cho phép kết luận về tình trạng mài mòn của nhóm chi tiết rất quan trọngtrong động cơ: piston – xi lanh – séc măng, chất lượng bao kín của khu vựcbuồng cháy

Đồng hồ đo áp suất chân không trên đường nạp: dùng để đo độ chânkhông trên đường nạp sau bộ chế hòa khí hay tại buồng chứa chân không trênđộng cơ hiện đại Các loại ô tô ngày nay có một lỗ chuyên dụng ở cổ hút củađộng cơ, do vậy với động cơ nhiều xi lanh thực chất là xác định độ chân khôngtrên đường nạp của động cơ Nhờ giá trị áp suất chân không đo được có thể đánhgiá chất lượng bao kín của buồng cháy Các đồng hồ dạng này thường cho bằngchỉ số milimet thủy ngân hay inch thủy ngân

Mặc dù thông số áp suất này không có khả năng chuyển đổi trong tínhtoán thành công suất động cơ như việc đo pc, nhưng thuận lợi hơn nhiều khi cầnchẩn đoán tình trạng kỹ thuật của buồng đốt, nó là phương pháp dễ dàng khichăm 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 lớnnhất là: 30 inch Hg (750mm Hg)

Đồng hồ đo áp suất dầu bôi trơn: việc xác định áp suất dầu bôi trơn trênđường dầu chính của thân máy cho phép xác định được tình trạng kỹ thuật củabạc thanh truyền, bạc cổ trục khuỷu Khi áp suất dầu giảm có khả năng khe hởcủa 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 vòngquay 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 hồcủa 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 trịlớn 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 dieseldùng để đo áp suất nhiên liệu thấp áp (từ bơm chuyển nhiên liệu đến bơm caoáp) Loại đồng hồ đo áp suất thấp có giá trị đo áp suất lớn nhất đến 400kPa vàđược lắp sau bơm chuyển Loại đồng hồ đo áp suất cao của hệ thống nhiên liệuthuộc loại chuyên dùng

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 trịmômen, công suất (mômen ở số vòng quay xác định, công suất ở số vòng quayxác định) Các đồng hồ đo có thể ở dạng thông dụng với chỉ số và độ chính xácphù hợp:

Với động cơ diesel chỉ số tới (5000 – 6000) vòng/phút

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 trênđường dây cao áp ra bugi

Sử dụng các loại thước đo: thước đo khoảng cách; đo hành trình tự do,

hành trình làm việc của bàn đạp phanh; đo quãng đường tăng tốc, quãng đườngphanh; 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 thịtổng 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 tháicho phép) và suy diễn để tìm ra hư hỏng, đánh giá chất lượng của cơ cấu hoặccụm

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 dotrên bánh xe phải dùng lực kế để xác định chính xác, trên hệ thống có cườnghóa, cảm giác nặng nhẹ khi bộ cường hóa làm việc không những chỉ thông quathông số hành trình mà còn cần đo lực tác dụng ở trên cơ cấu điều khiển

Đối với hệ thống điện,các thiết bị thường dùng là: đồng hồ đo điện (vạnnăng 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 ápacquy (ampe kế kìm)

Các loại dụng cụ 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 bomạch chính trong hệ thống, cuộn dây, linh kiện điện Vài dạng điển hình trìnhbày trên hình 1.2

Hình 1.2 Một số dụng cụ đo điện thông dụng

Trong những điều kiện khó khăn về trang thiết bị đo đạc, công tác chẩnđoán 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 tađem 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 ởngưỡng ban đầu, hay ở ngưỡng giới hạn sử dụng của đối tượng chẩn đoán Côngviệc này được tiến hành như khi đánh giá chất lượng dầu nhờn bôi trơn, đánh giácông suất động cơ theo thử nghiệm leo dốc…

c Thiết bị và phần mềm chẩn đoán

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy chẩn đoán như GSCAN,OBD1, OBD2 sử dụng các vi mạch điện tử để giám sát và chẩn đoán các

vấn đề hư hỏng của động cơ ô tô, bao gồm một khối điện tử chuyên dụng kếtnối với một máy vi tính thông thường bằng một phần mềm điều khiển chuyêndụng cùng với các cáp nối dữ liệu với máy tính và ô tô Một trong các loạimáy chẩn đoán đang rất phổ biến ở các gara, các trung tâm bảo hành bảodưỡng là máy OBD2

Hệ thống OBD là một chức năng tự chẩn đoán của xe được cung cấp bởiECU Dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm biến mà phát hiện ra tìnhtrạng của xe ECU chuyển các tín hiệu đến các bộ chấp hành một cách tối ưucho tình trạng hiện tại ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến dưới dạng điện

áp Sau đó ECU có thể xác định các tình trạng của hệ thống bằng cách phát hiệnnhững thay đổi của điện áp của tín hiệu được phát ra từ các cảm biến Vì vậy,ECU thường xuyên kiểm tra các tín hiệu (điện áp) đầu vào, rồi so sánh chúngvới các giá trị chuẩn đã được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU, và xác định ra bất

cứ tình trạng bất thường nào

Từ năm 1996 các hãng xản suất ôtô cho ra đời hệ thống chẩn đoán tíchhợp OBD 2 (on board diagnostic system, generation 2) OBD 2 mang tính thốngnhất về tiêu chuẩn chẩn đoán và xác định

hư hỏng giữa các loại động cơ do các

hãng khác nhau chế tạo Hiện nay thiết bị

OBD-II SCANTOOL là thiết bị hàng đầu

về chẩn đoán lồi phần động cơ trên-các

xe thế hệ mới số lượng lồi thực tế sẽ

được cập nhật theo sự phát triên của hệ

thống OBD 2 trên mồi loại xe hàng năm

(Chú ý: cùng một thiết bị chẩn đoán,

nhưng mỗi loại xe và đời xe sẽ có số

lượng lỗi phát hiện khác nhau)

Được thống nhất và áp dụng đầu

tiên tại Mỹ Với mục đích nhắm phát hiện các chất có hại trong khí xả thải vào

Hình 1.3 Máy chẩn đoán OBD

khí quyển, hệ thống OBD cho phép ECU động cơ phát hiện bất kỳ hư hỏng nàocủa động cơ và hệ thống kiểm soát khí xả cũng như báo cho lái xe các trạng tháinày qua đèn “check engine” Một chức năng của ECU động cơ để lưu các dữliệu điều khiển quan trọng vào bộ nhớ trong khi phát hiện thấy hư hỏng Đặcđiểm chính của OBD 2 là tính thống nhất của mã chẩn đoán và sử dụng mộtdụng cụ thử đặc biệt Kết quả là, phương thức thông tin giữa dụng cụ thử vàDLC (giắc nối liên kết dữ liệu) và ECU động cơ được tiêu chuẩn hóa Hơn nữa,trong trường hợp OBD 2, việc đo tốc độ động cơ và kiểm tra chức năng củaECU động cơ không thể thực hiện được mà không có dụng cụ thử đặc biệt.Toyota sử dụng hệ thống mà các chức năng ban đầu của nó được bổ sung thêmcác yêu cầu theo tiêu chuẩn OBD 2 Các mô tả sau là một số điểm khác nhau cơbản giữa hệ thống OBD thông thường của Toyota và hệ thống OBD mới (OBD2) dùng cho các xe ở Mỹ và Canada.

Chức năng của máy chẩn đoán gồm có: đọc và xóa mã lồi chấn đoán saihỏng lưu trên “hộp đen” của xe và tắt đèn báo lồi “MIL” (hoặc đèn Check) saukhi xe được thay dầu hoặc tháo lắp cảm biến kiểm tra và sửa chữa; hiển thị các

dữ liệu cảm biến hiện hành và thông tin xe như tốc độ động cơ, giá trị tải động

cơ, nhiệt độ nước làm mát, tình trạng hệ thống nhiên liệu, tốc độ xe trên đường,hiệu suất động cơ thời gian ngan, hiệu suất động thời gian dài, áp suất khí nạp,thời gian (góc) đánh lửa sớm, nhiệt độ khí nạp, lưu lượng khí nạp, Vị trí góc mở(%) bướm ga, điện thế cảm biến khí thải Oxygen/liên hệ với tính toán hiệu suấtđộng cơ, áp suất nhiên liệu, thông tin xe, xuất xứ, năm sản xuất, loại động cơ

(ID), phân tích trên cơ sở biểu đồ các dừ liệu

Chẩn đoán cảm biến oxy: tăng khả năng chẩn đoán cảm biến oxy bao gồmviệc giám sát sự suy giảm chức năng và bám bẩn của cảm biến Bằng việc giámsát tần số đóng cắt mạch của cảm biến oxy theo tỷ lệ không khí/nhiên liệu tănghay giảm

Giám sát hệ thống nhiên liệu: khi có điều kiện xẩy ra mà nguyên nhân ởbên ngoài việc điều hành của các thông số thiết kế Ví dụ : Tín hiệu lưu lựợngkhông khí bị méo (nhiễu), áp suất nhiên liệu không đúng, hoặc các vấn đề kỹthuật khác Hệ thống OBD II đưa ra dò tìm sự không bình thường của điều kiệnđiều hành Nếu điều kiện được tìm thấy dài hơn thực tế lý thuyết Một DTC đãđựơc lưu trữ Khi một DTC được lưu trữ ,vận tốc động cơ, tải, và tình trạngđộng cơ trước đó, được lấy ra qua đường truyền nối tiếp.

Giám sát động cơ bỏ máy: bằng việc sử dụng tín hiệu tần số cao vị trí trụccam, ECU giám sát được vận tốc của nó ngay cả khi ở thì sinh công Khi mộtmáy sinh công tốc độ của nó tại thời điểm đó tăng lên

Toyota OBD II sử dụng 36 - 2 răng cảm biến trục cam để trực tiếp đo vậntốc và vị trí trục cam Thông tin được xử lý trong ECU để phát hiện ra xylanh bỏmáy và góc bỏ máy

Giám sát bộ trung hòa và hồi lưu khí thải: giám sát việc mở van hồi lưukhí thải, để đưa một phần khí thải quay trở lại buồng đốt nhằm mục đích giảmlượng khí thải độc hại NOx

Giám sát hệ thống không khí phụ: xác định lượng không khí để đưa vàođường ống xả, nơi có bộ phận trung hòa khí thải Với mục đích cung cấp oxycho quá trình phản ứng trung hòa CO, HC và NOx

Báo lỗi bằng đèn nhấp nháy: khi một lỗi được thiết lập đèn kiểm tra sẽbật sáng nhấp nháy liên tục để chỉ thị mã lỗi Hệ thống OBD II có thể chỉ dập tắtđèn báo hư hỏng nếu hư hỏng không tái xẩy ra trong 3 chu kỳ tiếp theo Hệthống OBD II có thể chỉ hủy một lưu trữ DTC nếu hư hỏng không được pháthiện trong 4 chu kỳ liên tiếp Hệ thống Toyota không xóa mã, nhưng đúng hơn

là cắm cờ đánh dấu nếu hư hỏng không tái xẩy ra trong 40 chu kỳ máy liên tiếp

Mã DTC có thể được xóa bằng thiết bị giao tiếp bên ngoài hoặc tháo cực accura.

Readiness test: hệ thống chẩn đoán OBD II liên tục giám sát động cơ bỏmáy và sai hỏng của hệ thống nhiên liệu Nó cũng thi hành chức năng kiểm tratrung hòa khí thải, hệ thống hồi lưu khí thải, và các cảm biến oxy trong một haymọi chu kỳ Tất nhiên khi tiến hành kiểm tra động cơ phải ở trạng thái hoạt độngđúng theo danh nghĩa : nhiệt độ động cơ phải đúng quy định, góc bướm ga mởtheo quy định, động cơ phải chịu tải theo quy định ECU sẽ cung cấp các thôngtin về tình trạng của động cơ ra một thiết bị bên ngoài

Stored Engine Freeze Frame Data: nhờ vào việc phát hiện ra các sai hỏng,

hệ thống OBD II sẽ lưu trữ tất cả các dữ liệu vào thời điểm mà DTC thiết lập Stored Engine Freeze Frame Data có thể lấy lại được các thông số bằng thiết bịbên ngoài

1.2 Lý thuyết cơ bản trong chẩn đoán trạng thái kỹ thuật

1.2.1 Lý thuyết 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

Khái niệm cơ bản của

lý thuyết độ tin cậy là khái

niệm sự cố, thời điểm phát

sinh sự cố là biến cố ngẫu

nhiên Các sự cố này phát

sinh ứng với những xe đưa

vào sử dụng với cùng điều

kiện sau những quãng đường

hoạt động khác nhau và được

xác định bằng độ phân tán Sự

cố được chia thành sự cố tức

thời (đột xuất) hoặc sự cố tiệm tiến (diễn biến từ từ theo thời gian sử dụng) Đốivới ô tô, trong các cụm máy, tổng thành thì hư hỏng và sự cố diễn ra một cách từ

từ do quá trình thay đổi của các thông số kết cấu

Ví dụ: xét một thông số kết cấu S nào đó, (hình 1.3) tùy theo điều kiện sửdụng thông số này sẽ thay đổi theo các đường cong khác nhau (đường gạchgạch), giá trị trung bình của sự thay đổi biểu diễn bằng đường nét liền Nếu tìmthông 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 hạncủa thông số kết cấu là Sn thì hành trình phát sinh sự cố sẽ là l’ - l’’, sự phân bốcũng 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 xuấthiện sự cố đầu tiên là xác suất của sự làm việc tốt trong quãng hành trình côngtác hoặc trong điều kiện vận hành cụ thể nào đó, có nghĩa là độ bền được xácđịnh như xác suất trong hành 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

1.2.2 Lý thuyết cơ bản về chẩn đoán

Chẩn đoán là một quá trình lôgíc nhận và phân tích các tin truyền đến

Hình 1.4 Đồ thị trình bày khái niệm sự cố

người tiến hành chẩn đoán từ các thiết bị sử dụng chẩn đoán để tìm ra các hưhỏng 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 hỏngcủa chúng khá phức tạp, trong khi đó lượng thông tin lại không đầy đủ lắm Vìvậy việc chọn các tham số chẩn đoán (triệu chứng chẩn đoán) đặc trưng chotrạng thái kỹ thuật của đối tượng phải được tiến hành trên cơ sở số lượng tin tứcnhận được đối với từng triệu chứng cụ thể Trong chẩn đoán thường sử dụng lýthuyết thông tin để xử lý kết quả

Trong quá trình sử dụng, trạng thái kỹ thuật của xe ôtô thay đổi dần khóbiết trước được Tiến hành chẩn đoán xác định trạng thái kỹ thuật của ôtô dựatrên cơ sở số liệu thống kê xác suất của các trạng thái kỹ thuật đó Thí dụ, trạngthái 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 độtắc ở các giclơ, mòn các cơ cấu truyền động, các hư hỏng khác v.v… nên có thểrơi 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

Entrôpi ∋(X) = −

2 1

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 dụnglôgarít cơ số 2 Đơn vị đo entrôpi là bít Bít là entrôpi một liệt số nhị nguyên nếunhư nó có đồng xác suất có thể bằng 0 hoặc bằng 1

Ngày nay ta chưa thể cung cấp một cách đầy đủ trị số xác suất của cáctrạng 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

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 hiểubiết nhiều, nắm chắc trạng thái kỹ thuật của phương tiện đang sử dụng thìentrôpi càng giảm đi Khi trạng thái kỹ thuật của đối tượng hoàn toàn xác địnhthì entrôpi của nó sẽ có trị số bằng 0 Do đó trong trường hợp này số lượng tintức về đối tượng X bằng entrôpi của nó

Hình 1.5 Quan hệ giữa entrôpi của cụm (X) với hàm độ tin cậy

Giả thiết rằng hệ thống H có ba trạng thái kỹ thuật H1, H2, H3 và các hưhỏng được đặc trưng bằng bốn tổ hợp triệu chứng khác nhau C1, C2, C3, C4 Tathành lập ma trận chẩn đoán C như ở bảng 1.3

Từ bảng trên ta thấy: trạng thái kỹ thuật H1 có triệu chứng n1 = 3; trạngthái kỹ thuật H2 có triệu chứng n2 = 2; trạng thái kỹ thuật H3 có triệu chứng n= 3.

Dựa trên cơ sở ma trận chẩn đoán ta lập được ma trận xác suất và tin tức

và C2 có trị số thông tin gần bằng nhau

Triệu chứng C3 là một triệu chứng tượng trưng tổng hợp Nó chứng tỏrằng 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 thaymới

CHƯƠNG II CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ PHUN DẦU ĐIỆN TỬ

2.1 Tổng quan về động cơ và hệ thống phun dầu điện tử

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của động cơ Diesel

Động cơ Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel hoạt độngtheo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vàobuồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927

Robert Bosch phát triển Bơm cao áp (Bơm phun Bosch lắp cho động cơ diesel

ôtô thương mại và ôtô khách vào năm 1936) HTNL Diesel không ngừng được

cải tiến, với các giải pháp kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm vàsuất tiêu hao nhiên liệu Các nhà động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khácnhau về kỹ thuật phun và tổ chức quá trình cháy nhằm giới hạn các chất ônhiễm Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

Tăng tốc độ phun để làm giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc hòa trộn nhiên liệu không khí

Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp

- Điều chỉnh dạng quy luật phun theo khuynh hướng kết thúc nhanh quá trìnhphun để làm giảm HC

- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả (ERG: Exhaust Gas Recirculation)

Hiện nay, các nhược điểm của HTNL Diesel đã được khắc phục bằng cảitiến các bộ phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao,

các ứng dụng điều khiển tự động nhờ sự phát triển của công nghệ (năm 1986

Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động cơ diesel ) Đó là

HTNL Common Rail Diesel

2.1.2 Giới thiệu hệ thống Common Rail Diesel

Trong động cơ Diesel hiện đại, áp suất phun được thực hiện cho mỗi vòiphun một cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong hộp chứa (Rail)hay còn gọi là “Ắcquy thủy lực” và được phân phối đến từng vòi phun theo yêucầu Lợi ích của vòi phun Common Rail là làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu

được phun ra ở áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soát lượngphun, thời điểm phun Do đó làm hiệu suất động cơ và tính kinh tế nhiên liệucao hơn So với hệ thống cũ dẫn động bằng cam, hệ thống Common Rail khálinh hoạt trong việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động

cơ diesel như:

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe du lịch, khách,tải nhẹ, tải nặng, xe lửa và tàuthủy)

- Áp suất phun đạt đến 1500 bar

- Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động của động cơ

- Có thể thay đổi thời điểm phun

- Phun chia làm ba giai đoạn: Phun sơ khởi, phun chính và phun kết thúc

a Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp nhiên liệu Common

Rail

1 Thùng nhiên liệu; 2 Bơm cao áp Common rail; 3 Lọc nhiên liệu; 4 Đường cấp nhiên liệu cao áp; 5 Đường nối cảm biến áp suất đến ECU ; 6 Cảm biến áp suất; 7 Common Rail tích trữ và điều áp nhiên liệu (hay còn gọi ắcquy thuỷ lực) ; 8 Van an toàn (giới hạn áp suất); 9 Vòi phun; 10 Các cảm biến nối

đến ECU và Bộ điều khiển thiết bị (EDU); 11 Đường về nhiên liệu (thấp áp) ; EDU (Electronic Driver Unit) và ECU (Electronic Control Unit).

b Nguyên lý hoạt động

Tương tự như HTNL diesel thông thường, trên hình 2.1 nhiên liệu được

bơm cung cấp đẩy đi từ thùng nhiên liệu trên đường ống thấp áp qua bầu lọc (3)đến Bơm cao áp (2), từ đây nhiên liệu được bơm cao áp nén đẩy vào ống tích trữnhiên liệu áp suất cao (7) hay còn gọi ắc quy thủy lực - và được đưa đến vòiphun Common Rail (9) sẵn sàng để phun vào xy lanh động cơ Việc tạo áp suất

và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thống Common Rail

Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên liệu phun ra Nhiênliệu được trữ với áp suất cao trong ắc quy thủy lực Lượng phun ra được quyếtđịnh bởi điều khiển bàn đạp ga, thời điểm phun cũng như áp suất phun được tínhtoán bằng ECU dựa trên các biểu đồ dữ liệu đã lưu trên nó Sau đó ECU và EDU

sẽ điều khiển các kim phun của các vòi phun tại mỗi xy lanh động cơ để phunnhiên liệu nhờ thông tin từ các cảm biến (10) với áp suất phun có thể đến1500bar Nhiên liệu thừa của vòi phun đi qua ắc quy thủy lực trở về bơm cao áp,van điều khiển áp suất tại bơm mở để nó trở về thùng nhiên liệu (1) Trên ắcquythủy lực có gắn cảm biến áp suất và đầu cuối có bố trí van an toàn (8), nếu ápsuất tích trữ trong ắc quy thủy lực (7) lớn quá giới hạn van an toàn sẽ mở đểnhiên liệu tháo về thùng chứa (hình 2.1)

Với phương pháp này áp suất phun lên đến 1500 bar có thể thực hiện ởmọi thời điểm ngay cả động cơ lúc thấp tốc Trong hệ thống Common Rail quá

trình phun được chia thành các cách phun: Phun mồi (hay Phun sơ khởi -

Pre-injection hoặc Pilot - Pre-injection), Phun chính (Main Pre-injection) và phun thứ cấp (Post -injection).

c Mạch dầu hồi

Một hệ thống Common Rail Diesel gồm có 4 thành phần căn bản :

- Bơm áp suất cao với van điều chỉnh áp suất và van đo lường

- Các cảm biến ( tốc độ quay trục khuỷu, trục cam, bàn đạp ra, lưu lượng không khí và nước làm mát, cảm biến áp suất Rail …)

- Các cơ cấu chấp hành (Vòi phun điều khiển bằng van solenoid, bộ tăng

áp, bộ hồi lưu khí xả, các đồng hồ đo áp suất…) hình 2.3

- Bộ điều khiển điện tử (ECU, EDU) kiểm soát lượng phun chính xác,điều chỉnh áp suất và giám sát các điều kiện hoạt động của động cơ

Hình 2.2 Van điều khiển áp suất mở cho phép nhiên liệu về lại thùng chứa (mũi tên chỉ cho thấy khi van mở nhiên liệu qua bơm cao áp về lại thùng

chứa).

d Bố trí các cảm biến trên ô tô

Hình 2.3 Bố trí các cảm biến trên ô tô

Hình 2.4 ECU, các cảm biến và cơ cấu chấp hành

2.1.3 Các chức năng của HTNL Common Rail Diesel

Với Common Rail, người ta phải phân biệt giữa ba nhóm chức năng khácnhau: mạch áp suất thấp; mạch áp suất cao; ECU và các cảm biến ( hình 2.4)

Chức năng chính : Là điều khiển phun nhiên liệu đúng thời điểm, đúnglượng, đúng áp suất phù hợp từng chế độ làm việc của động cơ Chức năng phụ:

Là điều khiển vòng kín và vòng hở như điều khiển hệ thống hồi lưu khí thải,tăng áp, ga tự động,… làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại

Qua phân tích trên ta có thể kết luận hệ thống Common Rail Diesel có 5

ưu điểm sau:

- Tiêu hao nhiên liệu thấp

- Phát thải ô nhiễm thấp

- Động cơ làm việc êm dịu, giảm được tiếng ồn

- Cải thiện tính năng động cơ

- Thiết kế phù hợp để thay thế cho các động cơ Diesel đang sử dụng

Động cơ Diesel thế hệ “cũ”, trong quá trình làm việc hệ thống cung cấpnhiên liệu tạo ra tiếng ồn khá lớn Khi khởi động và tăng tốc đột ngột lượng khóiđen thải lớn.Vì vậy làm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm cao Ở HTNL Common

Rail áp suất phun lên đến 1500 bar, có thể phun ở mọi thời điểm, mọi chế độlàm việc và ngay cả động cơ lúc thấp tốc mà áp suất phun vẫn không thay đổi.Với áp suất cao, nhiên liệu được phun càng tơi nên quá trình cháy càng sạchhơn Động cơ làm việc êm dịu là nhờ cải tiến bơm cao áp (hình 2.5) Với kiểubơm pittông bố trí hình sao lệch nhau 120 độ Hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt vànăng suất cao, giảm được tải trọng động trên động cơ Các giai đoạn phun sơkhởi làm giảm thời gian cháy trễ và phun thứ cấp tạo cho quá trình cháy hoàn

thiện Ngoài ra, hệ thống còn ứng dụng điều khiển điện tử cho động cơ, lắp thêm

bộ hồi lưu khí xả (EGR) và tăng áp góp phần cải thiện tính năng động cơ Trong

Hình 2.6 Vòi phun Common Rail Diesel - Bosh Hình 2.5 Cấu tạo bơm cao áp

đó phải kể đến vòi phun Common Rail, nó thực hiện phun và lưu ở áp suấtcao Vòi phun có van trợ lực điện từ Nó là một thành phần chính xác cao, đượcchế tạo chịu được độ kín khít cực cao Các van, kim phun và cuộn điện từ đượcđịnh vị trên thân vòi phun Dòng nhiên liệu từ giắc nối mạch áp suất cao đi quavan tiết lưu đi vào buồng chứa van điều khiển Có áp suất bên trong vòi phunbằng áp suất trong ắcquy thủy lực, như vậy ta thấy rằng vòi phun được thiết kếlàm việc ở áp suất rất cao do đó các chi tiết lò xo, van bi, kim phun và van điện

2.2 Thông số chẩn đoán hư hỏng và bảo dưỡng của một số hệ thống quan trọng liên quan đến cơ động cơ.

2.2.1 Kiểm tra và chẩn đoán hệ thống nhiên liệu Diesel

a Cấu tạo và hư hỏng thường gặp

Động cơ Diesel làm việc trên nguyên lý phun xăng ở áp suất cao Hệthống nhiên liệu gồm: phần cung cấp nhiên liệu, phần cung cấp không khí, ngoài

ra trên một số động cơ còn có thêm bộ đốt nóng nhiên liệu khi khởi động động

cơ

Bơm cao áp và vòi phun là bộ phận đóng vai trò quan trọng trong hệthống nhiên liệu Ngày nay thường sử dụng bơm cao áp đứng hay bơm cao áprotor trên ô tô tải, buýt, ô tô con Để tạo ra hệ thống cung cấp diesel có áp suátcao đòi hỏi hệ thống phải tuyệt đối kín, không lọt khí và chất lượng của cácnhánh bơm cao áp phải có độ kín khít cao Mặt khác việc cấp nhiên liệu với ápsuất cao phải đúng thời điểm để thực hiện việc phun nhiên liệu qua vòi phun