Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ứng dụng công nghệ thu thập và xử lý ảnh

Đề tài này nghiên c u và phát triển thiết bị nhằm giúp việc kiểm tra trực tiếp sâu bên trong các bề mặt chi tiết c a động cơ ôtô có thể được thực hiện dễ dàng.. 1.5 Ph ng pháp nghiên c u

Trang v

Lý l ch khoa h c i

L i cam đoan ii

L i c m n iii

Tóm tắt iv

M c l c v

Danh sách hình viii

Danh sách các b ng xii

CH NG 1: T NG QUAN 1

1.1 LÝ DO CH N Đ TÀI 1

1.2 M C ĐệCH VÀ NHI M V NGHIÊN C U 2

1.2.1 M c đích nghiên c u 2

1.2.2 Nhi m v nghiên c u 2

1.3 Đ I T NG NGHIÊN C U 3

1.4 ĐI M M I C A Đ TÀI 3

1.5 PH NG PHÁP NGHIÊN C U 3

1.6 PH M VI NGHIÊN C U 3

1.7 TÌNH HÌNH NGHIÊN C U TRONG N C VÀ TRÊN TH GI I 3

1.7.1 Tình hình trong n c 3

1.7.2 Tình hình n c ngoài 5

Ch ng 2: C S LÝ THUY T 8

2.1 M T S H H NG TH NG G P TRÊN ÔTÔ 8

2.1.1 M t s h h ng th ng g p trên đ ng c ôtô 8

2.1.2 M t s h h ng th ng g p trên h th ng bôi tr n 16

2.2 GI I THI U V THI T B N I SOI 17

2.2.1 N i soi là gì? 17

Trang vi

2.2.2 ng d ng 17

2.2.3 Các thành ph n chính c a thi t b n i soi 18

2.2.4 Phân lo i 18

2.2.4.1 Thi t b n i soi d ng ng c ng 18

2.2.4.2 Boroscopes ng m m 19

2.2.5 Camera 20

2.2.5.1 Thông s đánh giá 21

2.2.5.2 M t s lo i camera siêu nh 28

2.3 GI I THI U PH N M M LABVIEW 31

2.4 GI I THI U PH N M M X LÝ NH 34

2.4.1 NI Vision Development Module (VDM) 35

2.4.2 NI Vision Assistant 36

2.4.3 NI IMAQVision 38

CH NG 3: THI T K PH N C NG - XÂY D NG PH N M M C A THI T B N I SOI ÔTÔ C M TAY NG D NG CÔNG NGH THU TH P VÀ X LÝ NH 41

3.1 THI T K PH N C NG 41

3.1.1 Gi i thi u s đ , nguyên lý ho t đ ng c a thi t b n i soi ôtô c m tay ng d ng công ngh thu th p và x lý nh 41

3.1.1.1 S đ 41

3.1.1.2 Nguyên lý ho t đ ng 41

3.1.2 Ph ng pháp đi u khi n 42

3.1.3 Nh ng khó khăn v kỹ thu t c a thi t b n i soi ôtô 42

3.1.4 Thi t k c khí thi t b n i soi ôtô c m tay ng d ng công ngh thu th p và x lý nh 42

3.1.5 M ch đi n đi u khi n Camera 43

3.1.5.1 S đ 43

3.1.5.2 Nguyên lý ho t đ ng 43

3.1.5.3 Camera 43

3.2 THI T K GIAO DI N VÀ L P TRÌNH X LÝ NH 44

3.2.1 Thi t k giao di n 44

Trang vii

3.2.1.1 Thi t k giao di n nh p thông tin 45

3.2.1.2 Thi t k giao di n ki m tra 46

3.2.1.3 Thi t k giao di n báo cáo k t qu vƠ l u tr d li u 49

3.2.2 Thi t k ch ng trình thu th p và x lý nh 49

CH NG 4: K T QU TH C NGHI M 52

4.1 K T QU 52

4.2 TI N HÀNH TH C NGHI M 52

CH NG 5: K T LU N VÀ H NG NGHIÊN C U 61 5.1 K T LU N 61

5.2 H N CH C A Đ TÀI 62

5.3 H NG NGHIÊN C U C A Đ TÀI 62

TÀI LI U THAM KH O 63

Trang viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Máy n i soi công nghi p (camera) CEM BS-100 6

Hình 1.2: Máy n i soi công nghi p Extech-BR80 ầ.ầầầầầầầầầầầ 7

Hình 2.1: Đ ng c trên xe ô tô 8

Hình 2.2: Đ ng c ôtô 9

Hình 2.3: H th ng bôi tr n 16

Hình 2.4: N i soi con ng i 17

Hình 2.5: N i soi đ ng c ôtô máy n i soi đ ng ng, đ ng c máy công nghi p VE340N có xu t x t Mỹ 18

Hình 2.6: Thi t b n i soi ng c ng - Model RIGID BORESCOPE 19

Hình 2.7: Máy n i soi công nghi p FVE 150 xu t x t Đ c(Germany) 20

Hình 2.8: Các lo i mini camera 21

Hình 2.9: C m bi n hình nh (Image sensor) 22

Hình 2.10: C m bi n CCD 22

Hình 2.11: C m bi n Cmos 23

Hình 2.12: Các lo i ng kính camera quan sát 24

Hình 2.13: Kích th c c m bi n vƠ đ m th u kính 26

Hình 2.14: Kích th c c m bi n 26

Hình 2.15: S nh h ng qua l i gi a 3 y u t 28

Hình 2.16: SuperMinicam -001 28

Hình 2.17: Camera TT-PIN34C 30

Hình 2.18: Camera Cmos USB 2.0 30

Hình 2.19: Giao di n chính c a ph n m m LabVIEW phiên b n 2013 32

Hình 2.20: Các lĩnh v c ng d ng c a LabVIEW 33

Trang ix

Hình 2.21: M t robot d i n c (Spider) đ c phát tri n d a trên l p trình LabVIEW

33

Hình 2.22: C a s Front Panel 33

Hình 2.23: C a s Block Diagram 34

Hình 2.24: Th vi n VDM 35

Hình 2.25: Môi tr ng NI Vision Assistant 37

Hình 3.1: S đ ho t đ ng c a thi t b n i soi ôtô c m tay ng d ng công ngh thu th p và x lý nh 41

Hình 3.2: B n v thi t k thi t b n i soi ôtô 42

Hình 3.3: S đ m ch đi n đi u khi n Camera 43

Hình 3.4a: Camera Super Minicam ậ 001 43

Hình 3.4b: Kích th c Cameraầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầ.44 Hình 3.5: Giao di n hi n th mã l i đ c đi u khi n tr c ti p trên máy tính 45

Hình 3.6: Giao di n nh p thông tin 46

Hình 3.7: Giao di n m nút ki m tra piston đèn sáng mƠu xanh 46

Hình 3.8: Giao di n m nút ki m tra xilanh đèn sáng mƠu xanh 47

Hình 3.9: Giao di n m nút ki m tra ng d n d u đèn sáng màu xanh 48

Hình 3.10: Giao di n m nút ki m tra l c nh t đèn sáng mƠu xanh 48

Hình 3.11: Giao di n hi n th báo cáo k t qu vƠ l u tr d li u 49

Hình 3.12: Ch ng trình thu th p và nh n di n chi ti t b l i 49

Hình 3.13: Ch ng trình báo mư l i 50

Hình 3.14: Ch ng trình l u hình nh khi chi ti t b l i 50

Hình 3.15.a: K t qu sau khi nh phân hóa nh 51

Hình 3.15.b: K t qu sau khi đi u ch nh liên k t đi m nh 51 Hình 4.1: Thi t b n i soi ôtô c m tay ng d ng công ngh thu th p và x lý nh 53

Trang x

Hình 4.2: Nh p thông tin vào giao di n 54

Hình 4.3.a: Giao di n hi n th Piston còn t t 54

Hình 4.3.b: Giao di n hi n th Piston b đóng mu i than 55

Hình 4.4.a: Giao di n hi n th xilanh còn t t 56

Hình 4.4.b: Giao di n hi n th xilanh b tr y x c 56

Hình 4.4.c: Giao di n hi n th xilanh b tr y x c và trên thành xilanh có ph l p d u bôi tr n 57

Hình 4.5.a: Giao di n hi n th ng d n d u còn t t 58

Hình 4.5.b: Giao di n hi n th d u b rò r 58

Hình 4.6.a: Giao di n hi n th m i ghép gi a l c nh t và thân máy còn t t 59

Hình 4.6.b: Giao di n hi n th m i ghép gi a l c nh t và thân máy b rò r nh t 60

Hình 4.7: Giao di n l u tr k t qu khi phát hi n mã l i 61

Hình 4.8: Giao di n l u tr k t qu khi phát hi n mã l i 61 Hình 5.1: Thi t b n i soi ôtô c m tay ng d ng công ngh thu th p và x lý nh 62

Trang xi

DANH SÁCH CÁC B NG

B ng 2.1: Nguyên nhơn, h h ng, h u qu c a tr c khuỷu 14

B ng 2.2: Nguyên nhơn, h h ng, tác h i c a b c lót thanh truy n và tr c

những hư h ng được dễ dàng nhanh chóng và tăng tính an toàn trong quá trình

kiểm tra hư h ng trên xe ôtô Từ những lo i xe được s n xuất với những hệ

th ng và trang thiết bị hiện đ i trên ôtô lần lượt ra đ i và được ng dụng rộng rãi t i Việt Nam Do đó, trong quá trình kiểm tra và sửa chữa trên động cơ ôtô ngày càng ph c t p và việc đánh giá tình tr ng kỹ thuật cũng gặp nhiều khó khăn

Xuất phát từ vấn đề đã nêu trên và dưới sự hướng dẫn c a Thầy TS Nguyễn Bá H i, nhóm cao học quyết định chọn đề tài ‘‘Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’

Đề tài này nghiên c u và phát triển thiết bị nhằm giúp việc kiểm tra trực tiếp sâu bên trong các bề mặt chi tiết c a động cơ ôtô có thể được thực hiện dễ dàng Thiết bị có đầu dò gắn camera siêu nh đưa vào sâu bên trong chi tiết máy, đồng th i nhìn qua màn hình thiết bị này có kh năng tự phát hiện những

hư h ng và báo mã lỗi chúng ta biết về tình tr ng hư h ng c a chi tiết Thiết bị nội soi ho t động nh chương trình được lập trình trên phần mềm xử lý nh với LabVIEW

Đề tài thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý

nh gồm một đầu dò có góc quay quét rộng, trên đó gắn một camera siêu nh ,

độ nh y cao Khi đưa đầu dò vào sâu bên trong chi tiết, hình nh được truyền

về máy tính và được xử lý nh trên phần mềm LabVIEW Thiết bị có kh năng

tự phát hiện những hư h ng và hiển thị mã lỗi trên giao diện phần mềm LabVIEW Đồng th i nó cũng giúp cho kỹ thuật viên có thể nhận định, đánh

Trang 2

giá rất rõ ràng các chi tiết máy về tình tr ng hư h ng c a chi tiết Thiết bị nội soi này cũng giúp cho chúng ta kiểm tra được các đư ng ng có đư ng kính

nh Khi có thiết bị nội soi chúng ta sẽ phát hiện được nhanh chóng, chính xác

những hư h ng và đề ra phương pháp sửa chữa phù hợp Cắt gi m được chi phí

sửa chữa, tránh gây thiệt h i do quá trình tháo lắp

1.2 M c đích vƠ nhi m v nghiên c u

Chọn phương án thiết kế kh thi và chế t o nên s n phẩm hoàn chỉnh là

một thiết bị nội soi ôtô nhằm mục đích phục vụ cho việc kiểm tra và phát hiện

những hư h ng dễ dàng và nhanh chóng

Kết hợp được tính thực tế và ưu điểm c a thiết bị như thẩm mỹ và hiệu

qu khi làm việc

Thiết bị ph i ho t động t t, thể hiện rõ ch c năng khi làm việc và phục

vụ t t cho việc kiểm tra và phát hiện những hư h ng

Tiến hành các thực nghiệm để nghiên c u quá trình ho t động c a

‘‘Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’

Nội dung c a đề tài trình bày một cách có thệ th ng về thiết bị nội soi như:

Cơ s lý thuyết, phương pháp điều khiển, cấu t o và ho t động c a thiết bị…

Nội dung đề tài Thiết bị nội soi ôtô là một đề tài rất gần gũi và thực tế, phù hợp với sinh viên, học viên nghành Cơ Khí Động Lực Nội dung thuộc

ph m vi nghiên c u đề tài còn rất mới mẻ cho nên đây sẽ là tài liệu hữu ích cho các b n sinh viên, học viên tham kh o cho việc chẩn đoán để đề ra phương pháp sửa chữa xe ôtô

1.2.2 Nhi m v nghiên c u

Đề tài thiết bị nội soi ôtô sẽ thực hiện thí nghiệm trên động cơ ôtô Trong

đề tài này tác gi ng dụng công nghệ xử lý nh với LabVIEW, kh o sát đặc

Trang 3

tính c a ‘‘Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý

nh’’, sau đó tiến hành thực nghiệm trên động cơ ôtô hoặc trên các chi tiết máy 1.3 Đ i t ng nghiên c u

- Thiết bị nội soi kết n i với máy tính, động cơ ôtô

- Phần mềm LabVIEW và phần mềm xử lý nh

1.4 Điểm m i c a đ tài

Thiết bị nội soi ôtô có kh năng tự phát hiện những hư h ng và hiển thị mã lỗi trên giao diện phần mềm LabVIEW Đồng th i nó cũng giúp cho kỹ thuật viên có thể nhận định, đánh giá rất rõ ràng về những hư h ng c a các chi tiết trên động cơ ôtô Tác gi ng dụng công nghệ xử lý nh với LabVIEW Đây chính là điểm mới c a đề tài đã nghiên c u

1.5 Ph ng pháp nghiên c u

 Phương pháp nghiên c u tài liệu

 Phương pháp thiết kế và chế t o thiết bị nội soi ôtô

 Nghiên c u thiết kế giao diện c a chương trình phần mềm LabVIEW với xử

lý nh

 Viết các chương trình hiển thị báo mã lỗi

 Thực nghiệm trên động cơ ôtô thật

1.6 Ph m vi nghiên c u

Đề tài chỉ giới h n nghiên c u thiết kế thiết bị nội soi ôtô, hình nh thu

thập được từ camera sẽ hiển thị và báo mã lỗi trên màn hình máy tính, ng

dụng phần mềm xử lý nh với LabVIEW và được thử nghiệm trên xe ôtô

1.7 Tình hình nghiên c u trong n c và trên th gi i

1.7.1 Tình hình trong n c

Theo tìm hiểu thông tin c a tác gi , hiện nay nước ta vẫn chưa có

‘‘Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’ Các thiết bị nội soi ôtô được thiết kế và ng dụng ch yếu là hình nh được truyền trực tiếp từ camera về màn hình máy tính để giúp kỹ thuật viên quan sát và

nhận định hư h ng

Trang 4

M t s đ tài nghiên c u v thi t b n i soi trong n c đư đ c công b :

Đề tài ‘‘Thiết bị nội soi ôtô phục vụ kiểm tra và sửa chữa’’ c a hai sinh viên : Trần Trung Dũng và Nguyễn Hữu Liêm Chánh c a trư ng ĐHSPKT- TP HCM ,tháng 07/ 2013 Đề tài này đã thực hiện được việc kiểm tracác bộ phận trong động cơ ôtô, kiểm tra các đư ng ng có đư ng kính nh

H n chế c a đề tài này là hình nh từ camera đưa về màn hình máy tính chưa được xử lý, chưa có kh năng tự phát hiện ra những hư h ng c a chi tiết máy và báo lỗi trên màn hình trong lúc kiểm tra

Các k t qu nghiên c u trong n c v x lý nh đư đ c công b :

“Nh n d ng mặt ng i trên Matlab” c a Võ H ng Hoan

Trong luận văn tác gi đã sữ dụng thuật toán PCA để nhận d ng khuôn

mặt, từ đó xây dựng chương trình tìm kiếm một b c nh có khuôn mặt một ngư i trong tập nh cơ s gi ng với khuôn mặt c a ngư i trong b c nh cần

kiểm tra bằng ngôn ngữ Matlab

“Nh n d ng mặt ng i dùng SVM và m ng n ron” c a Nguy n Thành Thái

đề tài này, tác gi tập trung nghiên c u hai phân lớp nh SVM và m ng nơron để áp dụng cho bài toán nhận d ng mặt ngư i Từ đó, đưa ra một ng dụng thực tế là xác định một đ i tượng có ph i là học sinh c a trư ng THPT Nguyễn Hữu Cầu hay không, để minh họa cho tính kh thi c a hai phương pháp nêu trên

“Thu t toán phát hi n chuyển đ ng” c a ĐƠo Ngọc Anh

Luận văn đã tìm hiểu các phương pháp mô hình hỗn hợp nền thích nghi,

mô hình không tham s thích nghi, mô hình sử dụng từ điển (code-book) thích nghi th i gian thực Gi lập chuyển động để t o ra nh l i vào khi nghiên c u các đặc tính cần đánh giá Làm ch được thuật toán phát hiện chuyển động trên

cơ s sử dụng các phương pháp khác nhau để mô hình hóa

“ Nh n d ng khuôn mặt” c a Mai H u L i

Tác gi thực hiện mô ph ng hệ th ng nhận d ng khuôn mặt sử dụng thuật toán PCA (Principal Component Analysis) để rút trích đặc trưng áp dụng cho quá trình nhận d ng khuôn mặt, từ đó xây dựng 2 chương trình: Chương trình

nhận d ng gương mặt từ bộ dữ liệu nh tĩnh lấy từ ORL và chương trình nhận

d ng trực tiếp từ webcam

Trang 5

1.7.2 Tình hình n c ngoài

Nội soi lần đầu tiên được mô t b i Hippocrates Hy L p (460-375 trước Công nguyên) Ông là ngư i đầu tiên thực hiện việc tham chiếu đến một m vịt

trực tràng Đồng th i m vịt đơn gi n đầu tiên cho phụ khoa nội soi đã xuất hiện

Philipp Bozzini (1773-1809) phát triển một dây dẫn ánh sáng mà ông gọi

là "Lichtleiter" Nó hướng ánh sáng vào các khoang bên trong c a cơ thể và sau

đó chuyển hướng đến mắt c a ngư i quan sát Những phát minh Bozzini đã định hướng cho các nguyên tắc c a nội soi

John D Fisher (Giũa 1798-1850) mô t nội soi để kiểm tra âm đ o, và ông đã điều chỉnh nó để kiểm tra bàng quang và niệu đ o Năm 1853, Jean Antoine Desormeaux, một bác sĩ phẫu thuật Pháp, lần đầu tiên giới thiệu

"Lichtleiter" c a Bozzini cho bệnh nhân Đ i với nhiều ngư i ông được coi là

"cha đẻ c a nội soi." Dụng cụ này có một hệ th ng gương và ng kính, nguồn sáng là một ngọn lửa đèn Lichtleiter được sử dụng ch yếu cho các trư ng hợp

tiết niệu Biến ch ng ch yếu c a nó là gây b ng cho bệnh nhân

Maximilian Nitze (1848-1906) là ngư i đầu tiên t o ra nguồn sáng cho thiết bị nội soi Một lần nữa điều này chỉ được sử dụng cho các th tục tiết niệu Trong năm 1883, Newman c a Glasgow mô t sử dụng một phiên b n thu nh nguồn sáng trong một cystoscope

George Kelling, một bác sĩ phẫu thuật từ Dresden mô t kỹ thuật được sử

dụng một cystoscope để kiểm tra ổ bụng c a con chó là "coelioskope"

H.C Jacobaeus ( Stockholm vào cu i năm 1910 và đầu năm 1911) sử dụng thuật ngữ "laparothorakoskopie" lần đầu tiên Ông đã xuất b n báo cáo về

phẫu thuật nội soi và nội soi lồng ngực ngư i trong Münchener Medizinische Wochenschrift Ông cũng gợi ý sử dụng kỹ thuật tương tự để kiểm tra khoang cơ

thể nội soi Vào năm 1911, ông tuyên b rằng nội soi lồng ngực là một th tục có triển vọng hơn phẫu thuật nội soi

Bertram M Berheim, một trợ lý bác sĩ phẫu thuật t i bệnh viện Johns Hopkins, thực hiện phẫu thuật nội soi đầu tiên Mỹ vào năm 1911

Otto Goetze phát triển một kim tràn khí màng bụng tự động đặc trưng cho

giới thiệu an toàn c a nó với khoang phúc m c để sử dụng trong chẩn đoán

X-Trang 6

quang Ông nói trong bài viết c a mình rằng điều này có thể được sử dụng trong

phẫu thuật nội soi

Heinz Kalk, ruột và d dày c a Đ c, được coi là ngư i sáng lập trư ng

c a Đ c phẫu thuật nội soi Trong năm 1929, Kalk phát triển một hệ th ng ng kính 135 độ Ông đã sử dụng phẫu thuật nội soi để chẩn đoán bệnh gan và bệnh túi mật Năm 1934, một nội khoa Mỹ, John C Ruddock, mô t phẫu thuật nội soi

là một phương pháp chẩn đoán t t, nhiều lần so với m bụng Ông đổi mới một

dụng cụ có sẵn trong kẹp với công suất đ t điện

Trên thế giới hiện nay đã có những thiết bị nội soi ôtô nhưng chưa qua xử

lý b i các phần mềm để tự phát hiện ra những hư h ng, ví dụ như: Máy nội soi công nghiệp (camera) CEM BS-100, xuất x từ Trung qu c giúp ghi l i hình nh

t i những vị trí mà mắt không thể quan sát trong các điều kiện thông thư ng:

Đư ng ng, bình ga, t điện, động cơ, máy và thiết bị khác…Giá kho ng 2.749.950 VND (Xem hình 1.1)

Hình 1.1: Máy nội soi công nghiệp (camera) CEM BS-100 [1]

Máy nội soi công nghiệp Extech-BR80 có xuất x từ Mỹ Giúp ta kiểm tra trong những b c tư ng bị nấm m c, côn trùng phá ho i hoặc vị trí đư ng ng nước… Giá kho ng 2.279.000VND (Xem hình 1.2)

Trang 7

Hình 1.2: Máy nội soi công nghiệp Extech- BR80 [2]

Công suất động cơ gi m và tiêu hao nhiên liệu tăng thư ng x y ra khi hệ

th ng cung cấp nhiên liệu hoặc hệ th ng đánh lửa bị h ng, buồng cháy bị muội than, tắc đư ng ng n p, hệ th ng làm mát bị h ng, hiệu chỉnh cơ cấu phân ph i khí không chính xác, áp suất nén trong xilanh không đ , không khí lọt vào hệ

th ng n p thông qua các đệm kín

Hình 2.1: Động cơ trên xe ô tô Tăng m c tiêu hao dầu nh n (do bị đ t cháy) và khí x sẽ có hiện tượng nhiều khói Những hư h ng thư ng là xéc măng bị mòn hoặc gãy và mất tính đàn

hồi, mòn rãnh ch a xéc măng, hoặc vỡ ng lót xilanh, rò rỉ dầu nh n qua khe h giữa xupap và ng dẫn hướng xupap, h ng lớp đệm khít trục khuỷu và thông gió

Hình 2.2: Động cơ ôtô

Tiếng gõ khác thư ng trong động cơ thư ng xuất hiện khi gãy lò xo xupap,

kẹt xupap, xước bề mặt ng lót xilanh và piston, tăng khe h giữa đuôi xupap và m đòn bẩy xupap, mòn ch t piston cũng như lỗ trong vấu piston và trong b c đầu nh (đầu trên) thanh truyền, mòn ổ đỡ thanh truyền và ổ đỡ trục khuỷu

Ngoài ra có thể kiểm tra tình tr ng kỹ thuật c a động cơ bằng cách xem xét bên ngoài, nghe tiếng kêu c a động cơ

Để giữ cho động cơ luôn sẵn sàng vận hành t t, gi m m c độ hao mòn các chi tiết, ngăn ngừa, phát hiện kịp th i, khắc phục các hư h ng và sự c thì

ph i thực hiện đầy đ các công việc b o dưỡng động cơ

Trong quá trình ho t động các c m biến trên xe bị hư h ng hay không còn chính xác thì ta dùng máy chẩn đoán để kiểm tra phát hiện ra các hư h ng và

tiến hành sửa chữa

Trang 10

Nguyên nhơn h h ng và tác h i c a các chi ti t trong đ ng c ôtô

- N ắp máy

Nắp máy làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, áp suất lớn, l i phân

b không đều Do đó thư ng bị những hư h ng như cong vênh, r n n t vùng

buồng đ t bị cháy rỗ bám muội than, khoang ch a nước bị ăn mòn do trong nước

có lẫn nhiều t p chất ăn mòn Các m i ghép ren bị h ng do tháo lắp không đúng quy trình và kỹ thuật Các đệm bị h ng do làm việc lâu ngày

Tất c các hư h ng trên gây nên hiện tượng rò hơi, lọt nước, ch y dầu và làm gi m tỷ s nén c a động cơ Nước lọt vào buồng đ t gây vỡ piston, sự c cho cơ cấu trục khuỷu thanh truyền Muội than bám trên buồng đ t sẽ gây nên kích nổ, muội than rơi xu ng còn làm cào xước xilanh piston, kẹt xéc măng Như vậy đông cơ gi m công suất, nếu nặng thì động cơ có thể không làm việc được

- Thân máy

Thân máy bị n t, vỡ do sự c c a piston thanh truyền hoặc do đổ nước

l nh vào khi động cơ còn nóng… Sẽ làm gi m công suất c a động cơ hoặc động

cơ sẽ không làm việc được

Đư ng ng dẫn nước, vùng ch a nước thư ng bị ăn mòn hóa học Gây tắc

hoặc làm th ng đư ng ng dẫn nước làm mát, dẫn đến thiếu hoặc không có nước

làm mát khi động cơ làm việc làm động cơ nóng lên nhanh chóng, gi m công suất c a động cơ, tuổi thọ c a động cơ gi m

Các đư ng dẫn dầu bôi trơn bị bẩn, tắc do làm việc lâu ngày sẽ đến thiếu

dầu bôi trơn hoặc không có dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc làm các chi tiết

đó nhanh bị mòn, h ng dẫn tới công suất động cơ gi m Tuổi thọ động cơ gi m

Các lỗ bắt ren bị h ng do tháo, lắp không đúng kỹ thuật Gây khó khăn cho việc sữa chữa, b o dưỡng

- Xilanh

Xilanh làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, chịu nhiệt độ cao và áp suất

lớn, chế độ bôi trơn khó khăn vì vậy thư ng có những hư h ng sau:

Tác h i: Gây lọt khí buồng đ t làm dầu bôi trơn bị biến chất, phá h y màng dầu, dầu bôi trơn sục lên buồng đ t Làm công suất c a động cơ gi m

Ngoài ra xilanh bị cào xước, bề mặt làm việc c a xilanh bị cháy rỗ và ăn mòn hóa học, xilanh đôi khi còn bị n t vỡ

Tất c các hư h ng trên do m t kim lo i có lẫn trong dầu bôi trơn hoặc xéc măng bị gẫy Do tiếp xúc với s n vật cháy, do piston bị kẹt trong xilanh, do

ch t piston tác động vào hoặc tháo lắp không đúng kỹ thuật hoặc nhiệt độ thay đổi đột ngột…

Các hư h ng trên đều làm gi m công suất c a động cơ, t c độ mài mòn

giữa xilanh và piston tăng nhanh t o ra khe h lớn T o ra nhiều muội than trong

buồng đ t, gây nên hiện tượng cháy sớm

Trang 12

Ph n thân piston: Bị mòn do ma sát với thành xilanh, piston bị mòn và

gi m đư ng kính thay đổi độ côn và độ ô van, khe h giữa piston và xilanh tăng, piston chuyển động không vững chắc trong xilanh gây ra va đập khi làm việc

Rãnh lắp xéc măng: Bị mòn do va đập với xéc măng trong đó rãnh trên cùng mòn nhiều nhất, trong cùng một rãnh thì mặt dưới bị mòn nhiều hơn

L b ch t: Bị mòn côn hoặc ô van do va đập với ch t piston

Đ nh piston: Thông thư ng đỉnh piston bị cháy rỗ, ăn mòn hoá học do

tiếp xúc với khí cháy Ngoài ra thân piston con bị cháy rỗ, bị cào xước do trong dầu có cặn bẩn, đôi khi piston còn bị n t vỡ do sự c c a động cơ hoặc do kích

nổ

Ch t piston: Ch t piston bị mòn vị trí lắp với đầu nh thanh truyền, t o lên độ côn và độ ô van Ch t bị mòn làm tăng khe h với b c lót gây va đập khi động cơ làm việc (gọi là gõ ắc) nguyên nhân gây mòn là do ma sát khi làm việc

và làm việc trong điều kiện năng nề, bôi trơn không hoàn thiện

- Thanh truy n

Thanh truy n là chi tiết làm việc trong điều kiện chịu lực ph c t p luôn

thay đổi về phương chiều và trị s nên thư ng có những hư h ng sau:

Thanh truy n b cong: Thanh truyền bị cong làm cho piston đâm lệch về

một phía, piston và xéc măng bị nghiêng làm gi m độ kín khít cụm piston xéc măng và xilanh mòn nhanh

Thanh truy n b xo ắn: Thanh truyền bị xoắn làm cho đư ng tâm c a lỗ

đầu to thanh truyền và đầu nh thanh truyền không cùng nằm trên một mặt

phẳng Piston xoay lệch trong xilanh b c đầu to thanh truyền mòn nhanh thanh truyền bị mòn rỗng lỗ đầu to đầu nh do b c bị xoay làm khe h lắp ghép mòn nhanh gây va đập bó kẹt (do bị tắc đư ng dầu) khi động cơ làm việc

Đôi khi thanh truyền bị đ t gãy bulông đai óc bị ch n ren, gãy do piston

bị bó kẹt trong xilanh Thanh truyền bị đ t gãy nh hư ng đến các chi tiết khác

dẫn đến (Phá h y động cơ)

Do dầu có ch a nhiều cặn bẩn, nếu

vết cào xước sâu có thể do cát hoặc kim lo i

Làm cho các cổ trục

bị mòn nhanh, mòn thành g

- Làm tăng khe h

giữa cổ trục và cổ biên dẫn tới gi m áp suất dầu bôi trơn

- Do thiếu dầu bôi trơn, chất lượng

dầu bôi trơn kém trong dầu có

Nếu nặng có thể phá

h ng chi tiết c a

- Do làm việc lâu ngày

- Do tháo-lắp không đúng kỹ thuật

- Làm cho piston chuyển động xiên trong xilanh

- Gây hiện tượng mòn côn và ôvan cho xilanh, piston

dầu bôi trơn

- Nếu thiếu dầu lớn

- Do tháo lắp không đúng kỹ thuật

- Làm phá h ng trục khuỷu

- Phá h ng động cơ

Trang 15

- B c lót thanh truy n và b c lót tr c khu ỷu

- Làm tăng khe h lắp ghép và sinh ra va đập trong quá trình làm việc

- Do thiếu dầu bôi trơn, chất lượng

dầu kém trong dầu có nhiều t p chất

- Do khe h giữa b c và trục quá nh

- Do kh năng truyền nhiệt c a b c kém

Làm tăng nhanh mài mòn các chi tiết

- Do thiếu dầu bôi trơn

B ng 2.2: Nguyên nhân, hư h ng, tác h i c a b c lót thanh truyền và

trục khuỷu

Trang 16

2.1.2 M t s h h ng th ng gặp trên h th ng bôi tr n

Hệ th ng bôi trơn đóng vai trò rất quan trọng trong ho t động c a máy, không chỉ giúp cung cấp dầu bôi trơn cho các bề mặt ma sát, nhằm làm gi m kh năng mài mòn các chi tiết và gi m tiêu hao công suất do ma sát sinh ra, đồng

th i dẫn nhiệt ra v , giúp làm mát các chi tiết, làm kín khít khe h giữa piston và xilanh, b o vệ các chi tiết kh i bị gỉ, làm trôi muội than và các m t kim lo i…

Hệ th ng bôi trơn bao gồm các cụm chi tiết chính sau: Bơm dầu, két làm mát

dầu, bầu lọc tinh, lưới lọc, các đư ng dầu bên trong và các đư ng dầu bên ngoài

Hình 2.3: Hệ th ng bôi trơn

Nh ng h h ng chính th ng gặp:

+ Rò rỉ đư ng dầu gây thất thoát dầu

+ Bầu lọc tinh bị nhiễm bẩn nặng

+ Lưới lọc dầu bị bẩn tắc

+ Bơm cấp dầu bị mòn h ng

+ Két làm mát dầu bị mất kh năng làm mát do bị bẹp hay rò rỉ dầu

+ Van điều tiết áp suất dầu bị kẹt làm mất ch c năng điều chỉnh

+ Đư ng dẫn dầu không kín khít hay tắc

+ Chất lượng dầu bị suy gi m về độ nhớt hay về cơ tính

Trang 17

Các hư h ng trên thư ng làm gi m lưu lượng và áp suất dầu cấp đến

đư ng dầu chính hoặc suy gi m chất lượng dầu bôi trơn, kết qu là các chi tiết bị mài mòn nhanh, gi m công suất và còn có thể gây ra cháy b c lót…

Chúng ta có thể tự kiểm tra và phát hiện hư h ng c a hệ th ng bôi trơn

dựa vào đèn c nh báo áp suất dầu trên b ng taplô, kiểm tra chất lượng dầu bôi trơn hoặc kiểm tra nhiệt độ c a dầu (chênh lệch so với nhiệt độ động cơ không quá 5oC)

Chúng ta nên thay dầu động cơ đúng định kỳ để tránh các hư h ng cho hệ

th ng bôi trơn và nâng cao tuổi thọ động cơ

2.2 Gi i thi u v Thi t b n i soi

2.2.1 N i soi là gì?

Nội soi nghĩa là ta dùng một dụng cụ gi ng như ng đưa vào bên trong

c a nơi ta mu n xem mà bên trong đó ta không thể nhìn bằng trực tiếp mắt Từ

đó ta có thể xem được bên trong nh một dụng cụ gi ng như ng

2.2.2 ng d ng

Trong y học dùng để nội soi con ngư i

Hình 2.4: Nội soi con ngư i

Máy n i soi trong công nghi p

Máy nội soi đư ng ng, động cơ máy công nghiệp VE340N có xuất x từ

Mỹ Giá s n phẩm: 26.000.000 VNĐ [4]

- Một hệ th ng truyền hình nh từ đ i tượng đến ngư i xem

2.2.4 Phân lo i

Thiết bị nội soi được phân làm hai lo i:

- Thiết bị nội soi d ng ng c ng

- Thiết bị nội soi d ng ng mềm

Thiết bị nội soi d ng ng c ng ít t n kém hơn nhưng bị h n chế trong sử

dụng vì kh năng linh ho t u n cong và xoắn c a ng mềm hữu ích hơn

2.2.4.1 Thi t b n i soi d ng ng c ng

Thiết bị nội soi ng c ng Model RIGID BORESCOPE sử dụng thấu kính, lăng kính có kết cấu bao che kính, cho ánh sáng t i ưu, hình nh rõ nét

Trang 19

Hình 2.6: Thiết bị nội soi ng c ng - Model RIGID BORESCOPE

Thiết bị nội soi d ng ng c ng không có sự đa d ng linh ho t nhưng nó

l i có ưu điểm là đơn gi n, ít t n kém Nó thư ng được sử dụng để kiểm tra trên bề mặt phẳng giúp cho việc phát hiện các khuyết tật nh nhất giúp chúng ta

có thể nhìn thấy dễ dàng

2.2.4.2 Boroscopes ng m m

Máy nội soi công nghiệp FVE 150 xuất x từ Đ c (Germany), sử dụng dùng để kiểm tra những vị trí không thể nhìn trực tiếp bằng mắt, s n phẩm này

có thể quay phim, chụp hình và lưu vào thể nhớ SD 2GB, đầu dò và cáp nội soi

ch ng vô nước, hình nh được xoay 1800 khi nhấn nút trên bàn phím điều khiển…

Trang 20

Hình 2.7: Máy nội soi công nghiệp FVE 150 xuất x từ Đ c(Germany)[4]

Thiết bị nội soi d ng ng mềm có sự đa d ng và linh ho t hơn ng c ng Thiết bị nội soi ng mềm cho phép kiểm tra từ xa bằng hình nh t i những vị trí

có nhiều đo n gấp khúc hoặc có chiều sâu mà nội soi ng c ng không thể vươn

Với ch c năng cơ b n là ghi hình, camera được ng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giám sát Một hệ th ng các camera đặt t i những vị trí thích hợp sẽ cho phép b n quan sát, theo dõi toàn bộ ngôi nhà, nhà máy, xí nghiệp hay những nơi

b n mu n quan sát, ngay c khi b n không có mặt trực tiếp t i đó

Trang 21

Hình 2.8: Các lo i mini camera 2.2.5.1 Thông s đánh giá [5]

- Camera đ phân gi i (Ch t l ng hình nh)

Tất c hiệu suất camera quan sát và chất lượng hình nh được dựa trên s lượng các đư ng thẳng đư ng ngang hình nh do camera cung cấp Được gọi là

đư ng nét độ phân gi i TVL, nó quy định chất lượng video c a camera Độ phân

gi i TVL càng cao thì chất lượng hình nh truyền đến bộ xử lý DVR càng t t hơn

B ng 2.3: Độ phân gi i Camera

Hiệu suất hình nh: ng kính (Quang học) đóng một vai trò quan trọng

trong thiết kế một hệ th ng camera quan sát Ch c năng chính c a nó là để thu

thập ánh sáng ph n x từ c nh vật và tập trung thành một hình nh rõ ràng, sắc nét trên màn hinh hiển thị c a camera Lựa chọn ng kính đặc biệt quan trọng vì

nó trực tiếp nh hư ng đến kích thước, hình d ng và độ sắc nét c a hình nh sẽ

hiển thị trên màn hình Các yếu t như kho ng cách từ hiện trư ng cần quan sát, chiều dài tiêu cự, điểm mong mu n quan sát, ánh sáng và định d ng đều nh

hư ng đến kích thước và độ rõ nét c a hình nh trên màn hình camera

Chất lượng hình nh tiêu chuẩn 380TVL đến 420TVL

Chất lượng hình nh cao 420TVL đến 480TVL

Chất lượng hình nh rất cao 480 TVL đến 570TVL

Trang 22

- C m bi n hình nh [6]

C m biến hình nh (Image sensor) là bộ phận đầu tiên c a camera tiếp nhận hình nh Sau khi bắt ánh sáng, các chip c m ng có nhiệm vụ chuyển chúng thành các điện tử Các điện tử này sau đó sẽ được chuyển thành điện áp (để có thể

đo lư ng được) rồi chuyển sang d ng tín hiệu s mà chúng ta thấy được

C m biến hình nh ví như đôi mắt c a con ngư i, một đôi mắt t t sẽ nhìn

thấy những hình nh đẹp, trong sáng, rõ ràng Một đôi mắt xấu sẽ nhìn thấy

những hình nh l m , nhòe nhọet…

Hình 2.9: C m biến hình nh (Image sensor)

Thư ng các c m biến được chế t o từ 2 công nghệ chính: CCD Coupled Device) và CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor)

(Charge-Bộ cảm biến CCD: (charge coupled device)

Hình 2.10: C m biến CCD

Trang 23

CCD là một mắt điện tử giao tiếp kết cấu và kh i c a đ i tượng Nhìn chung, CCD có điểm nh hiệu qu cao hơn có thể cho ra hình nh phong phú hơn với chi tiết sắc nét Hệ th ng 3CCD sử dụng một lăng kính phân tách ánh sáng truyền qua thấu kính thành ba màu cơ b n (đ , xanh lá cây, xanh) và mỗi màu sẽ được truyền tới CCD c a thiết bị Nh đặc điểm này, hệ th ng 3CCD tái

Bộ c m biến CMOS c a Sony, kết hợp với m ch xử lý tín hiệu đã thiết kế ban đầu c a Sony, Enhanced Imaging Processor (Bộ Xử Lý T o nh Tăng

Cư ng) (EIP), có các ưu điểm ph m vi động lớn hơn, độ nh y cao hơn, độ nhiễu

thấp, đọc t c độ cao, và tiêu thụ điện thấp Bộ c m biến CMOS gi m thiểu ép đen hoặc bật hơi và cho hình nh có sự phân cấp phong phú

gần c a ng kính đó Tiêu cự càng lớn, tầm nhìn c a camera càng xa

Lo i tiêu cự c định: 2.1mm, 2.8mm, 3.6mm, 4mm, 6mm, 12mm, 16mm, 25mm…

Lọai tiêu cự thay đổi được ( ng kính zoom)

Cho phép điều chỉnh tiêu cự trong 1 kho ng nào đó ( ví dụ từ 3.6~25mm)

để quan sát t t nhất đ i tượng

Góc nhìn (góc m ) c a ng kính

Góc m càng lớn, tầm quan sát càng rộng Tuy nhiên, góc m và tiêu cự

có quan hệ tỷ lệ nghịch với nhau, tiêu cự càng lớn thì góc m càng nh

Đ nh y sáng

Cư ng độ ánh sáng là yếu t quan trọng để có thể nhìn thấy hình nh Cũng như đôi mắt c a chúng ta, khó có thể thấy gì rõ ràng trong đêm t i Với các camera cũng vậy Tuy nhiên, ánh sáng c a môi trư ng l i là 1 thông s luôn thay đổi:

Trang 25

- Thay đổi theo gi (sáng trưa, chiều, t i….)

- Thay đổi theo vị trí (trong nhà, ngoài tr i)

- Thay đổi theo môi trư ng…

- Thay đổi theo đ i tượng quan sát…

Góc quan sát

Trong tài liệu kĩ thuật thư ng không ghi góc m mà ghi thông s d thay cho góc m Có thể sử dụng b ng quy đổi sau:

B ng 2.4: Chỉ sự tương quan giữa góc m và tiêu cự

Trong trư ng hợp ph i lựa chọn đồng th i c 2 tiêu chí cự ly & góc m ,

cự ly ph i ưu tiên trước sau đó mới đến góc m Góc m có thể m rộng bằng cách sử dụng đế xoay, hoặc dùng lọai camera có ch c năng PAN/ TILT hoặc tăng thêm s camera để chia sẻ góc quan sát

Hoặc ta cũng có thể lựa chọn góc m trước, cự ly có thể gi i quyết bằng cách tăng thêm camera để chia bớt chiều dài cần quan sát

- Kích th c c m bi n

Có hai lo i lens chuẩn là C-mount và CS-mount Chúng đều có một kích

cỡ ren và trông khá gi ng nhau Điểm khác biệt duy nhất là kho ng cách từ các

c m biến tới các thấu kính khi lắp vào camera.[23]

CS-mount: Kho ng cách từ các thấu kính tới c m biến là : 12.5mm

C-mount: Kho ng cách từ thấu kính tới c m biến là : 17.5mm

Một vòng đệm 5mm (C/CS adaptor) có thể được dùng để chuyển đổi một lens C-mount sang một lens CS-mount khác Chuẩn ban đầu là chuẩn C-mount,

Trang 26

sau này các hãng phát triển lên hàng CS-mount với mục đích là gi m chi phí s n xuất và kích thước c m biến Ngày nay hầu hết các lo i camera và thấu kính được bán là các thiết bị đúng với chuẩn CS-mount Điều này là phù hợp để dùng một lens C-mount truyền th ng với một camera với chuẩn CS-mount bằng việc dùng thêm một adaptor C/CS Nếu không thể lấy nét được cho camera b n chắc

chắn đã chọn một lo i Lens không phù hợp

C m biến hình nh có các kich cỡ khác nhau, ví dụ 2/3”,1/2”, 1/3”, 1/4”, và thấu kính s n xuất ph i phù hợp với các kích thước này Rất quan trong để lựa chọn một thấu kính phù hợp với camera Một lens được s n xuất cho một c m

biến 1/2” sẽ làm việc được c m biến 1/2”, 1/3”,1/4” ch không thể làm việc với

một c m biến 2/3”

Hình 2.13: Kích thước c m biển và độ m thấu kính Nếu một lens được s n xuất cho một c m biến nh hơn một c m biến nằm trong camera thì hình nh thu được sẽ bị “đen góc” Nếu một lens được làm cho một c m biến có kích thước lớn hơn, khi lắp cho camera với c m biến có kích thước nh hơn thì góc quan sát thu được sẽ nh hơn góc quan sát v n có c a lens

đó, phần hình nh bị mất sẽ nằm ngoài c m biến

Hình 2.14: Kích thước c m biến

Trang 27

- Đ nh y sáng

Là độ nh y sáng c a phim hay c a bộ c m biến Ký hiệu thư ng dùng trên phim nhựa là ASA, ISO, DIN… Tương tự như vậy, máy nh s cũng dùng thông s ISO để biểu thị các cấp c a độ nh y sáng

ISO càng cao thì độ bắt sáng càng m nh, thích hợp những nơi có nguồn sáng yếu Nhưng nó sẽ cho nh có độ mịn kém (dễ bị nhiễu) ISO cao sẽ thích hợp trong tình hu ng chụp hình những sự vật đang chuyển động vì nó có kết qu

t t được

Các thông s khẩu độ, t c độ và ISO được mô t có vẻ độc lập, nhưng

thực tế, đ i với nhũng máy nh mà cần đến việc điều chỉnh bằng tay như máy

nh cơ chẳng h n, thì các thông s khẩu độ, t c độ và độ nh y ISO đều ph i được cân chỉnh phù hợp

Trang 28

M c phơi sáng trên nh

Hình 2.15: Sự nh hư ng qua l i giữa 3 yếu t

Ba yếu t khẩu độ, t c độ, và ánh sáng là các yếu t chính t o nên m c phơi sáng cho tấm nh Trong đó, độ nh y sáng chiếm vị trí ưu tiên C ba yếu t này có nh hư ng và bổ túc cho nhau Thông thư ng, vì một yêu cầu nào đó ph i tăng yếu t này lên 1 cấp độ thì ph i gi m một trong hai yếu t còn l i 1 cấp để duy trì m c phơi sáng