nghiên cứu phát triển hệ thống chẩn đoán kỹ thuật tại các trạm bảo dưỡng sửa chữa ôtô

ðồng thời với nhu cầu của con người sử dụng ơtơ ngày càng cao do đĩ khoa học kỹ thuật ngành ơtơ ra đời những loại xe hiện đại, với sự phát triển như vậy sẽ làm cho việc chẩn đốn tìm Pan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

NGUYỄN CAO SƠN

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG CHẨN ðOÁN KỸ THUẬT

TẠI CÁC TRẠM BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA ÔTÔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ

CƠ GIỚI HOÁ NÔNG LÂM NGHIỆP

Mã số : 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI HẢI TRIỀU

HÀ NỘI – 2009

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này

ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Nguyễn Cao Sơn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện ñề tài này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp ñỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ ðiện và các thầy cô trong trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến quý thầy cô

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Bùi Hải Triều ñã chỉ bảo hướng dẫn từ việc ñịnh hướng ban ñầu, giải quyết từng nội dung ñề tài, ñến sửa ñổi những sai sót ñể hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn ðộng Lực

- Khoa Cơ ðiện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến các thầy cô giáo ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trường và các thầy cô giáo Viện Sau ðại Học - Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội

Tôi xin chân thành cảm ơn các ñồng nghiệp khoa Công nghệ ô tô – Ban lãnh ñạo Trường Cao ñẳng nghề kỹ thuật Việt ðức Nghệ An ñã giúp ñỡ tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình giúp ñỡ của gia ñình và người thân ñã luôn luôn ñộng viên tạo mọi ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Một lần nữa tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới tất cả những tập thể và cá nhân ñã dành cho tôi mọi sự giúp ñỡ quý báu trong quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Nguyễn Cao Sơn

1.1 Phân tích hiện trạng giao thơng, tình hình sử dụng ơtơ và xe

1.3 Tình hình nghiên cứu kỹ thuật chẩn đốn ơtơ và xe chuyên dụng 14 1.3.1 Xu hướng phát triển của kỹ thuật chẩn đốn ơtơ 14 1.3.2 Một số cơng trình nghiên cứu chẩn đốn ơtơ và xe chuyên dụng 18

2.3 Phương pháp chẩn đốn 35 2.3.1 Phương pháp kiểm tra chẩ đốn khơng tháo rời 35 2.3.2 Các phương pháp xác định thơng số chẩn đốn 41 CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẨN ðỐN KỸ THUẬT

CHO MỘT TRẠM BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA ƠTƠ TẠI

3.1 Hiện trạng về quy mơ và cơ sở vật chất của trạm 58 3.2 Cấu trúc điển hình và các dạng hư hỏng thường gặp của các xe

3.3 Dự kiến trang thiết bị các hệ thống chẩn đốn 60 3.3.1 Các hệ thống chẩn đốn cho một trạm bảo dưỡng sửa chữa ơtơ 61

3.4.2 Chẩn đốn động cơ ðiêzen điều khiển điện tử 76 3.5 Chẩn đốn các ơtơ cĩ trang bị hệ thống chẩn đốn OBD (On

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

- NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT DÙNG CHUNG

ABS Hệ thống chống bĩ cứng khi phanh ESP Hệ thống điều khiển ổn định ơtơ SS Hệ thống túi khí bảo vệ EFI Phun xăng điện tử ECU Bộ điều khiển điện tử trung tâm OBD Hệ thống chẩn đốn trực tuyến EOBD Hệ thống giám sát trực tuyến

Nđc Tần số quay động cơ Ne Cơng suất cĩ ích PPM Phần triệu DLC Giắt nối liên kết giữ liệu

- CÁC KÝ HIỆU HĨA HỌC

C Cacbon CO Ơ xít cacbon

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.1 Các thiết bị dùng chẩn đốn cho trạm bảo dưỡng ơtơ 62

3.1 Thơng số giám sát động cơ làm việc ở chế độ khơng tải của thiết

DANH MỤC CÁC HÌNH

STT Tên hình Trang

1.4 Thiết bị ño ñộ ñen của khí xả ñộng cơ ðiêzen 9

2.1 Sơ ñồ nguyên lý của cột khí mẫu hút qua giấy lọc 52

2.2 Nguyên lý ño ñộ mờ (Opacity) khí thải diesel 53

3.1 Sơ ñồ nguyên lý lam việc của ñộng cơ phun xăng ñiện tử 63

3.2 Lược ñồ so sánh 4 loại khí trong các ñiều kiện bảo trì tốt 65

3.3 Biểu ñồ biểu diễn dòng ñiện máy ñề trong trạng thái bình thường 66

3.4 Biểu ñồ biểu diễn dòng ñiện máy ñề trong trạng thái giảm ñộ nén

3.5 Biểu ñồ biểu diễn biên ñộ xung áp suất các te trong trạng thái tốt 67

3.6 Biểu ñồ biên ñộ xung áp suất các te trong trạng thái xi lanh số 3

3.11 Sơ ñồ nguyên lý của ñộng cơ phun dầu ñiện tử 76

3.12 Sơ ñồ bố trí cấu trúc bố trí thiết bị ño hai thông số 77

3.13 Sơ ñồ bố trí thiết bị hệ thống ño hai thông số 77

3.14 Worksheet xử lý tín hiệu ñể xác ñịnh gia tốc và ñường cong Me 78

3.15 Kết quả xử lý sơ bộ ñể xác ñịnh các quá trình Me, ne và D 78

3.16 Worksheet chuyển ñổi thành ñồ thị hai trục 79

3.17 ðặc tính momen trạng thái tốt của ñộng cơ 79

3.18 ðặc tính khói trạng thái tốt của ñộng cơ 80

3.19 ðặc tính khói trong 3 trạng thái kỹ thuật khác nhau 83

3 20 ðặc tính mô men trong 3 trạng tháI kỹ thuật khác nhau 83

MỞ ðẦU

Trong cơng cuộc xây dựng và phát triển nền kinh tế thi trường và sự phát triển về khoa học kỹ thuật ở Việt Nam như vũ bạo, thì ơtơ đã trở thành phương tiện làm việc thơng dụng trong các lĩnh vực như cơng nghiệp, thương nghiệp, nơng nghiệp…của các cơ quan, doanh nghiệp và cá nhân, Nĩ đã gĩp phần giải phĩng một lượng lớn sức lao động, rút ngắn thời gian thực hiện cơng việc, nâng cao hiệu quả kinh tế và cải thiện đáng kể về chất lượng cơng việc, nhu cầu trong cuộc sống…Do đĩ ơtơ vẫn đang là tài sản lớn của các cơ quan, doanh nghiệp hay mỗi cá nhân

Bên cạnh những cơng việc và thời gian làm việc của các phương tiện đĩ,

nĩ cĩ thể xẩy ra các hao mịn, hư hỏng làm giảm tuổi thọ, năng suất cơng việc, nguyên nhân dẫn đến các hiện tượng đĩ cĩ thể do quá trình sử dụng khơng hợp

lý hoặc khơng đảm bảo trong quá trình bảo dưỡng hàng ngày, định kỳ hoặc cũng

cĩ thể do yếu tố khách quan như tình trạng đường xá…

Như vậy để kéo dài thời gian sử dụng của các phương tiện đĩ thì cơng tác bảo dưỡng và sửa chữa chúng là một việc làm hết sức quan trọng của con người

Với những sự cố hư hỏng xẩy ra đối với các phương tiện này luơn gây khĩ khăn cho những người sử dụng, do đĩ trong thời gian qua đã cĩ các trung tâm bảo dưỡng sửa chữa ơtơ nổi lên đã đáp ứng được phần nào, nhưng các trạm bảo dưỡng, sửa chữa vẫn đang cịn tập trung ở những nơi trung tâm

và với trang thiết bị đang cịn hạn chế nên gặp nhiều khĩ khăn trong khâu chẫn đốn và tìm lỗi

ðồng thời với nhu cầu của con người sử dụng ơtơ ngày càng cao do đĩ khoa học kỹ thuật ngành ơtơ ra đời những loại xe hiện đại, với sự phát triển như vậy sẽ làm cho việc chẩn đốn tìm Pan trên các loại xe đĩ trong các trạm bảo dưỡng, sửa chữa lại càng khĩ khăn.Với những lý do trên để cải thiện và khắc

phục những khĩ khăn đĩ học viên chọn đề tài luận văn: “Nghiên cứu phát triển

hệ thống chẩn đốn kỹ thuật tại các trạm bảo dưỡng sửa chữa ơtơ.”

* Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

- Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu cơ sở khoa học và xây dựng hệ thống chẩn đốn kỹ thuật trong một trạm bảo dưỡng, sửa chữa ơtơ và xe chuyên dụng gĩp phần phát triển

hệ thống các trung tâm dịch vụ cĩ đầy đủ các chức năng chẩn đốn, bảo dưỡng,

sửa chữa đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của sản xuất và đời sống xã hội

- Nhiệm vụ nghiên cứu:

+ Nghiên cứu tổng quan về tình trạng giao thơng, tình hình sử dụng ơtơ

và xe chuyên dụng ở nước ta

+ Nghiên cứu cõ sở khoa học để xây dựng hệ thống chẩn đốn kỹ thuật ơtơ + Phân tích về tình hình bảo dưỡng sửa chữa ứng dụng kỹ thuật chẩn đốn ơtơ và xe chuyên dụng

+ Xây dựng hệ thống chẩn đốn kỹ thuật cho một trạm bảo dưỡng sửa chữa ơtơ tại thành phố Vinh- Nghệ an

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Phân tích hiện trạng giao thông, tình hình sử dụng ôtô và xe

chuyên dụng ở nước ta

- Giới thiệu về cơ sở hạ tầng ñường bộ ở nước ta hiện nay

ðất nước ta ñang trong thời kỳ ñổi mới cùng với sự phát triển chung của ñất nước trên mọi lĩnh vực thì cơ sở hạ tầng luôn ñược chú trọng hàng ñầu Giao thông là huyết mạch của ñất nước, giao thông có thuận tiện thì hàng hóa mới ñược lưu thông, kinh tế mới ñược phát triển Một trong các loại hình giao thông rất quan trọng ñó là mạng lưới giao thông ñường bộ

Ngày nay mạng lưới giao thông ñường bộ ñang ñược nâng cấp hàng ngày ñể hoàn thiện hơn, mỗi năm nhà nước ñã trích một phần kinh phí không nhỏ ñể thực hiện ñiều này Mặt khác do ñất nước ta có ñịa hình rất phức tạp,

có ñồng bằng, trung du và ñồi núi, ñặc biệt số ñịa hình ñồi núi chiếm 2/3 diện tích của cả nước và lại là một nước có diện tích hẹp và kéo dài cho nên việc xây dựng mạng lưới giao thông ñường bộ gặp rất nhiều khó khăn

Hệ thống ñường bộ nước ta có thể chia thành 2 loại hình, ñó là giao thông ñô thị và giao thông nông thôn

Hệ thống giao thông ñô thị, tuy ñược chú trọng và hoàn thiên hơn nhưng tình trạng quá tải và ách tắc do lưu lượng xe cơ giới tăng nhanh cả về

số lượng và chủng loại ñặc biệt là ôtô, có thể nói mạng lưới ñô thị ñang hoạt ñộng quá tải chưa tương xứng với tốc ñộ phát triển của các phương tiện vận tải ñang lưu hành

Hệ thống giao thông nông thôn cũng vậy, tuy lưu lượng cũng như tốc

ñộ lưu thông có nhỏ hơn so với hệ thống giao thông ñô thị, nhưng do ñặc ñiểm ñịa hình phức tạp có ñồng bằng trung du và ñồi núi nên ñường xá rất quanh co, khúc khuỷu bên cạnh ñó luôn xẩy ra những trận mưa lũ, và tình

trạng của các phương tiện vận tải chở quá trọng tải cho phép đã tàn phá và làm xuống cấp

- Các phương tiện vận tải đường bộ ở nước ta đang sử dụng hiện nay

Bên cạnh hệ thống giao thơng thì mạng lưới vận tải khơng kép phần quan trọng Nĩ trực tiếp làm nhiệm vụ vận tải hàng hĩa, hành khách từ nơi này đến nơi khác

Một đất nước để phát triển cân đối và bền vững thì khơng thể tiếu hệ thống vận tải đặc biệt là vận tải đường bộ

Ở đất nước ta hiện nay thì các phưưong tiện vận tải đường bộ rất đa dạng, trong đĩ chủ yếu vẫn là ơtơ và xe chuyên dụng, từ ơtơ con 4 chỗ ngồi đến xe khách lớn cĩ thể chở hàng chục hành khách, từ xe tải nhỏ trọng tải một vài tấn đến những xe tải lớn cĩ sức chứa hàng chục tấn, rồi những xe chuyên dụng dùng để vận chuyển những hàng hĩa đặc biệt và nhất định

Nĩi chung các phương tiện vận tải đường bộ ở nước ta ngày nay rất đa dạng về hình thức và phong phú về chủng loại nhưng ơtơ và xe chuyên dụng đang được sử dụng nhiều hơn cả

Với tình hình chung hiện nay ở nước ta xét về lĩnh vực giao thơng rất phức tạp: Về nhu cầu sử dụng các phương tiện đang được phát triển rất mạnh, trong khi đĩ về cơ sở hạ tầng của giao thơng lại chưa đáp ứng được, do đĩ làm cho các phương tiên giao thơng luơn gặp nhiều sự cố, hư hỏng và giảm thời gian sử dụng việc chăm sĩc bảo dưỡng

1.2 Tình hình bảo dưỡng sửa chữa ứng dụng kỹ thuật chẩn đốn ơtơ

cầu sử dụng xe của từng địa điểm trên lãnh thổ đất nước khác nhau, cho nên việc phân bố của các trạm bảo dưỡng sửa chữa ơtơ cũng khác nhau

Như đối với các địa điểm đồi núi, tập trung ở những vùng khai thác khống sản, vùng kinh tế mới, nhu cầu khai thác, vận tải lớn thường xuất hiện các máy mĩc, xe tải lớn, xe chuyên dụng Do đĩ việc phân bố của các trạm bảo dưỡng, sửa chữa cũng khác so với ở những nơi trung tâm thành thị, thành phố Về trang thiết bị, đồ nghề cho các trạm đĩ cũng phải phù hợp với máy mĩc và các loại xe khi bị hư hỏng

Cịn đối với những nơi trung tâm thành thị, thành phố về mức độ xe ơtơ lưu thơng rất nhiều, đặc biệt trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng ơtơ rất lớn, sự phát triển cả về số lượng và chất lượng của các loại xe rất cao nhưng chủ yếu là các loại xe nhỏ và vừa, chất lượng của các loại xe hầu như

đã cĩ tham gia điều khiển điện tử Do đĩ sự hình thành của các trạm bảo dưỡng ơtơ ở những nơi này cũng tăng về số lượng rất nhiều và trang bị các thiết bị, đồ nghề của các trạm cũng phù hợp, cĩ khả năng chẩn đốn được các

hư hỏng thơng thường và cĩ liên quan đến điện, điện tử

Cịn đối với thành phố Vinh- Nghệ an hiện nay cùng với sự phát triển chung của cả nước về ngành ơtơ, trong những năm gần đây số lượng ơtơ được lưu hành trên địa bàn rất lớn, bên cạnh đĩ thì các trạm bảo dưỡng ơtơ cũng đã

cĩ mặt kịp thời, sự hình thành các trạm bảo dưỡng xuất phát từ mức độ cịn đơn giản Các trạm cĩ thể chỉ làm nhiệm vụ thay lốp hoặc chỉ sửa chữa chuyên gầm, chuyên điện, chuyên máy, chuyên làm khung vỏ ơtơ cho nên việc khắc phục các hư hỏng chưa triệt để Mặc dù hàng năm các trạm bảo dưỡng cũng đã cĩ nâng cấp cả về chất lượng trong chẩn đốn sửa chữa và quy

mơ, số lượng trạm bảo dưỡng ơtơ trên địa bàn thành phố tăng rất nhanh nĩ được tập trung trên các trục đường lớn, những nơi lưu lượng ơtơ hoạt động nhiều, nhưng sự phát triển của ơtơ rất nhanh hầu như các ơtơ đời mới đền cĩ

sự tham gia của điều khiển điện tử do đĩ khi nĩ bị sự cố hư hỏng phần điện tử thì rất kho khăn cho các trạm bảo dưỡng trong quá trình chẩn đốn hư hỏng Hiện nay cơng nghệ chẩn đốn ơtơ đã cho ra đời các thiết bị chẩn đốn hư hỏng khi các hệ thống trong ơtơ cĩ sự cố nhưng sự ứng dụng của các thiết bị

đĩ cho các trạm bảo dưỡng ở Thành phố Vinh chưa phổ biến nên hiệu quả khắc phục các hư hỏng của ơtơ chưa cao

1.2.2 Trang bị kỹ thuật của các gara ơtơ

Trong các trạm bảo dưỡng sửa chữa ơtơ hiện nay để thực hiện tốt nhiệm vụ tìm và khắc phục được các hư hỏng cho các ơtơ khi bị xẩy ra trong quá trình làm việc, thì trang bị các trang thiết bị và quy mơ của trạm để cĩ đủ khả năng chứa các thiết bị và số lượng xe vào sửa chữa rất quan trọng, nĩ phải cĩ khả năng thực hiện chẩn đốn, sửa chữa đồng bộ cho các hệ thống của ơtơ và nhằm đáp ứng cho số lượng của các ơtơ khi cĩ khả năng vào sửa chữa

Qua tham khảo thực tế của các trạm bảo dưỡng, sửa chữa ơtơ trên địa bàn tỉnh Nghệ an và trên địa bàn thành phố Vinh cho thấy về quy mơ như sau:

- Các trạm bảo dưỡng xe tải, xe chuyên dụng thường xuất hiện trên các trục đường lớn, những nơi cĩ địa bàn khai thác mỏ, đá và trong địa bàn thành, thị cũng cĩ nhưng số lượng hầu như ở các địa bàn của các cơng ty vận tải(Giao thơng, thủy lợi, xây dựng…) Quy mơ của các trạm vẫn đang cịn ở mức độ nhỏ chưa đồng bộ cả về thiết bị chẩn đốn, và thiết bị sửa chữa

- Cịn các trạm bảo dưỡng ơtơ nhỏ và vừa thì thường tập trung ở các địa bàn tập trung đơng dân cư và trung tâm như trị trấn, thành phố những nơi cĩ lưu lượng ơtơ hoạt động nhiều đặc biệt trên địa bàn thành phố Vinh trong máy năm gần đây sự ra đời của các trạm bảo dưỡng ơtơ rất nhiều Nhưng với mức

độ về quy mơ và trang thiết bị chẩn đốn của các trạm chưa đồng bộ và cịn đơn giản cho nên việc chẩn đốn tìm các hư hỏng của ơtơ vẫn đang ở mức độ

thấp, ựặc biệt khi gặp các sự cố như liên quan ựến ựiều khiển ựiện tử thì rất khó khăn trong việc chẩn ựoán tìm hư hỏng ựể khắc phục

đó là vấn ựề khó khăn còn tồn tại của các trạm bảo dưỡng, sửa chữa ôtô trên ựịa bàn tỉnh Nghệ an cũng như trong cả nước

Trong nhiều năm gần ựây tốc ựộ gia tăng số lượng và chủng loại ôtô ở nước ta khá nhanh Nhiều hệ thống kết cấu hiện ựại ựã trang bị cho ôtô nhằm thoả mãn càng nhiều nhu cầu của giao thông vận tải

để kiểm tra, chẩn ựoán kỹ thuật các tổng thành của ô tô nói chung, ựặc biệt

là các hệ thống như ựộng cơ, hệ thống truyền lực ( Hộp số tự ựộng, cơ cấu khoá vi sai ), các hệ thống ựiều khiển ựiện tử như hệ thống phanh chống bó cứng như ( ABS), hệ thống ựiều khiển ổn ựịnh ô tô( ESP), hệ thống túi khắ bảo vệ( SS) người ta thường sử dụng các loại thiết bị cho trạm bảo dưỡng:

- Các thiết bị chẩn ựoán cho trạm bảo dưỡng, sửa chữa ôtô

* đèn kiểm tra thời ựiểm ựánh lửa ( Timing light): ựèn có chức năng kiểm

tra góc ựánh lửa sớm

Hình 1.1: đèn kiểm tra thời ựiểm ựánh sớm

* ðồng hồ đo áp suất nén của động cơ xăng và động cơ diesel : Giúp kiểm

tra sức nén của động cơ, chẩn đốn sự làm kín của xéc măng, xu páp,

Hình 1.2: ðồng hồ đo áp suất nhiên liệu

* Thiết bị phân tích khí xả:

Hình 1.3: Thiết bị phân tích khí xả QROTECH

Thiết bị phân tích khí xả QROTECH là loại thiết bị hiện nay đang được

sử dụng rộng rãi ở các cơ sỡ sữa chữa và trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ QROTECH là thiết bị để đo các thành phần khí xả từ các động cơ xăng, gồm Carbonmo noxide: CO, Carbon di xide : CO2, Hydrocarbon: HC, Oxygen : O2 QROTECH cũng được dùng để đo hệ số dư lượng khơng khí, tốc độ quay của động cơ, gĩc đánh lửa sớm và nhiệt độ dầu bơi trơn động cơ

* Thiết bị đo độ khĩi đen của khí xả động cơ Diesel

Hình 1.4: Thiết bị đo độ đen của khí xả động cơ ðiêzen

Thiết bị đo độ đen của khĩi được sử dụng để kiểm tra lượng khí xả của các phương tiện cơ giới tham gia giao thơng theo luật định Thiết bị này cịn là phương tiện trợ giúp hiệu lực để điều chỉnh để điều chỉnh tối ưu sự tạo thành hổn hợp, quá trình đốt cháy hổn hợp, thời điểm đĩng mở xu páp Mặt khác, thiết bị này khi được tận dụng và khai thác triệt để nĩ cũng sẽ là những cơng cụ trợ giúp đắc lực cho việc phán đốn sự cố khi tiền hỏng hĩc ở động cơ

* Thiết bị kiểm tra phanh

Hình 1.5: Thiết bị kiểm tra phanh

Thiết bị kiểm tra phanh dùng ñể kiểm tra lực phanh, lực phanh riêng của các bánh xe.Từ lực phanh và trọng lượng phương tiện ñưa ra hiệu quả phanh

Thiết bị thử phanh model BT-1000EDL ñược sử dụng ñể nhận ra lực phanh lớn nhất và sự chống di chuyển của bánh trái và bánh phải, lực phanh khác nhau giữa bánh trái, bánh phải sự sai lệch lớn nhất và phần trăm của lực phanh tổng cộng/ tải trọng tác dụng lên cầu ñó Nó phù hợp với loại xe có tải trọng <10 tấn Thiết bị nâng ñược trang bị loại khí nén nâng thuận tiện cho xe

ñi vào

* Máy kiểm tra và cân bằng ñộng bánh xe

Hình 1.6: Máy kiểm tra và cân bằng ñộng bánh xe

Thiết bị này ñược trang bị trong các trạm bảo dưỡng, sửa chữa ôtô

nhằm mục ñích:

- Kiểm tra và chọn vị trí trên vành ( Cả hai phía trong và ngoài) cần gắn thêm chì

- Hiển thị khối lượng chì cần gắn vào cho ñúng

- Kiểm tra lại kết quả

Các thông số kỹ thuật của một máy cân bằng ñộng hiệu Heshbon, model H103 ( Korea)

* Thiết bị kiểm tra ựèn chiếu sáng ôtô

Hình 1.7: Thiết bị kiểm tra ựèn chiếu sáng ôtô

đèn chiếu sáng phắa trước cần phải kiểm tra bao gồm ựèn chiếu gần (ựèn cốt )và ựèn chiếu xa ( ựèn pha) Các nội dung cần kiểm tra :

- Kiểm tra cưòng ựộ chiếu sáng Theo tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật, cường

ựộ của ựèn phắa trước không ựược nhỏ hơn 10.000cd Do vậy thiết bị này ựược trang bị trong các xưởng nhằm ựể kiểm tra sự sai lệch của ựèn khi ựèn chiếu sáng không ựảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho phép

* Thiết bị chẩn đốn động cơ X431 Scan tool

Hình 1.8 Thiết bị chẩn đốn động cơ X431 Scan tool

Thiết bị chẩn đốn động cơ X431 Scan tool sử dụng để chẩn đốn tình trạng làm việc của động cơ thơng qua hộp điều khiển trung tâm(ECU), ngồi

ra thiết bị cịn sử dụng để giám sát được quá trình hoạt động của động cơ

* Thiết bị chẩn đốn động cơ trực tuyết OBD (Scan tool) cĩ sử dụng bằng tiếng Việt Nam

Hình : 1.9: Thiết bị chẩn đốn động cơtrực tuyến OBD

Thiết bị chẩn đốn động cơ được kết nối trực tiếp với máy vi tính để phân tích, chẩn đốn các hư hỏng của ơtơ liên quan đến bộ điều khiển điện tử trung tâm ECU, đã được dịch bằng tiếng Việt Nam của Viện Vật lý Việt Nam

- lực lượng lao động kỹ thuật

Trong những năm trước đây việc chẩn đốn, bảo dưỡng, sửa chữa các

hư hỏng của ơtơ hồn tồn phụ thuộc vào lực lượng lao động kỹ thuật (người thợ), bằng tay nghề, kinh nghiệm mà người thợ cĩ khả năng chẩn đốn tình trạng của ơtơ khi gặp các hư hỏng

Trong các trạm bảo dưỡng sửa chữa hiện nay lực lượng lao động kỹ thuật cĩ số lượng khoảng 20 đến 30 người và được phân vào các vị trí giao nhận xe, thợ chẩn đốn phần động cơ ơtơ, phần điện ơtơ, phần gầm ơtơ, thợ sửa chữa vỏ

Ngày nay các trạm bảo dưỡng ơtơ cần cĩ sự phát triển hồn thiện đồng

bộ về cơng việc, khi việc chẩn đốn các hư hỏng của ơtơ tại trạm sửa chữa cĩ các thiết bị hiện đại, thì lực lượng lao động kỹ thuật cũng phải thay đổi ngồi khả năng thực hiện tốt cơng việc như trước đây thì phải cĩ khả năng vận dụng các thiết bị đĩ để thực hiện chẩn đốn các hư hỏng nhằm đáp ứng được nhu cầu khi các xe vào trạm sửa chữa

- Quy mơ phát triển trạm bảo dưỡng ơtơ:

Xưởng bảo dưởng và sữa chữa ơ tơ cần được bố trí một cách hợp lý và khoa học để tổ chức vận hành thuận lợi, quy trình xử lý cơng việc nhanh chĩnh, chính xác, nâng cao năng suất lao động, đạt hiệu suất sữa chữa cao Tuỳ theo quy mơ sữa chữa, mặt bằng nhà xưởng mà cĩ nhiều hình thức bố trí nhà xưởng khác nhau

Một số điểm cần quan tâm khi thiết kế nhà xưởng:

+ Khơng gian nhà xưởng phải rộng rãi, thống mát và đủ ánh sáng làm việc + Các khu làm việc bố trí hợp lý theo các cơng đoạn, quy trình sữa chữa, gồm một số khu vực chính như: Khu vực nhận và kiểm tra xe, khu vực chẩn đốn, khu vực bảo dưỡng cấp I, Khu vực bảo dưởng cấp II, Khu vực sửa chữa chung, khu vực sửa chữa thân xe và sơn xe, phịng sơn xe

+ Hệ thống điện nước, khí nén thiết kế đúng tiêu chuẩn, an tồn, tiện lợi + Thiết bị, dụng cụ, kho vật tư sắp xếp ngăn nắp, dễ quản lý và kiểm tra + Tổ chức tốt cơng tác vệ sinh, an tồn, phịng cháy chữa cháy

1.3 Tình hình nghiên cứu kỹ thuật chẩn đốn ơtơ và xe chuyên dụng

1.3.1 Xu hướng phát triển của kỹ thuật chẩn đốn ơtơ

Ơ tơ hiện đại ngày nay luơn cĩ cấu trúc đồng bộ hơn từ các thành phần nối mạng đa dạng với nhau ðặc biệt ở đây là sự tham gia ngày càng tăng của các hệ thống điện tử để điều khiển và tự động điều khiển các chức năng khác nhau

ðiện tử ơtơ đang là phần phát triển mạnh nhất trong ngành ơtơ (Zvei, 2001) Khoảng 90% những phát kiến mới trong ơtơ liên quan đến kỹ thuật điện tử, giá trị của những phát kiến này trong một vài ơtơ đã vượt ra ngồi phạm vi một chiếc xe Nếu từ ban đầu hệ thống điều khiển ơtơ chỉ cấu tạo từ các thành phần thuần tuý cơ học thì hiện nay hệ thống quản lý điện tử cùng với bộ trung hồ khí thải đã gĩp hần chủ yếu để tăng tính thân thiện với mơi trường và giảm chi phí nhiên liệu Quản lý điện tử hệ thống truyền lực cũgn như tính tiện nghi trên ơtơ đã thoả mạn mong muốn ngày càng tăng của con người tiêu dùng Các hệ thống an tồn chủ động như hệ thống chống bĩ cứng phanh ABS, hệ thống điều khiển trượt truyền lực ASR, chương trình ổn định chuyển động điện tử hoặc các hệ thống di động tích cực đã cải thiện một cách

cơ bản điều khiển an tồn cho hành khách và trợ giúp cho người lái trong các tình huống nguy hiểm tới hạn Với sự hồ nhập ngày càng tăng giửa các thành phần cơ học, điện tử và xử lý tín hiệu trong tương lai ơtơ ngày càng phát triển đến một hệ thống cơ điện tử(Isermaun 2003) ðiều đĩ khơng chỉ cĩ

ý nghĩa về chi phí chế tạo và chi phí sản xuất mà cịn là một triển vọng cơng nghệ rất đáng quan tâm Khi đĩ ơtơ cĩ thể hồn tồn hoạt động theo “dây đồ

cĩ ý nghĩa là khơng cĩ các liên kết cơ học giữa các phần tử điều khiển (bàn

đạp ga, cần số…) với các phần tử chấp hành để truyền dẫn các yêu cầu điều khiển Thay hết cho các tác động và liên kết cơ học là các xung điện tử đủ gửi đến các đơn nguyên điều khiển qua các phần tử định vị tương ứng Ngồi các phát kiến mới về tính chất hoạt động, an tồn và tiện nghi cả tính kinh tế và phát triển của ơtơ cũng khơng ngừng được cải thiện Xuất phát tư các quy định về khí thải ngày càng chặt chẽ, cùng với yêu cầu giải lượng phát thải cịn đặt ra yêu cầu tích hợp trên ơtơ một hệ thống giám sát trực tuyến tất cả các thành phần khí thải trong phạm vi cho phép, hệ thống OBD- On Board Diaguose

Mức độ tự động hố ngày càng tăng và luật khí thải ngày càng chặt chẽ

là tiền đề khơng chỉ cho một chiến lược điều khiển phù hợp mà cịn cho sự xuất hiện các hệ thống nhận biết và chẫn đốn hư hỏng trên ơtơ Các xưởng sửa chữa và trạm dịch vụ ngày càng tăng nhu cầu về chẩn đốn và nhận biết

hư hỏng Nếu như trước đây đa số ơtơ được thiết kế truyền thống, khi đĩ chỉ yêu cầu kỹ thuật chẩn đốn đơn giản, chi phí quản lý và việc sửa chữa cĩ chi phí thời gian nhỏ thì ngày nay cịn rất ít các đơn vị làm mà khơng cĩ sự tham gia của kỹ thuật chẩn đốn cĩ trợ giúp của máy tính điện tử khơng ít các cơ sở

đã chuyển đổi để cĩ khả năng hoạt động trở lại Cơng nghiệp cũng đã bắt buộc phải sử dụng kỹ thuật chẩn đốn tiên tiến hơn và phải thiết kế các bộ phận thích hợp như các cấu trúc thơng minh để các trạm dịch vụ cĩ khả năng thực hiện các cơng việc sửa chữa bảo dưỡng cả trong tương lai Các xe ơtơ hiện đại hiện nay đã được trang bị các hệ thống nhận biết hư hỏng đơn giản được giám sát các thành phần cấu trúc điện tử trong các trường hợp hư hỏng

và kiểm sốt các bộ phận đảm bảo phát triển nằm trong giới hạn yêu cầu, tuy nhiên đa số các hệ thống tự chẩn đốn thất bại ở các bộ phận cơ học hoặc thuỷ lực và thường dẫn đến tình trạng “nhầm chìa khĩa” Các hệ thống đĩ đa số dựa trên cơ sở giám sát giới hạn đơn giản hoặc kiểm tra tính chuẩn xác của

một số ít các tín hiệu cĩ thể đo trực tiếp, thí dụ giám sát nhiệt độ dầu bơi trơn, nước hoặc dựa trên các phương pháp tín hiệu hố thí dụ phân tích tần số đơn giản tín hiệu, tần số quay Các hư hỏng đã biết được gửi vào bộ nhớ hư hỏng, lái xe được thơng báo theo các dấu hiệu báo hư hỏng thích hợp sau đĩ sẽ khởi động chương trình thốt hiểm hoặc điều chỉnh lại chế độ làm việc của động

cơ hoặc của ơtơ Ngồi ra các ơtơ hiện đại cịn sử dụng một cổng chẩn đốn

cĩ thể liên kết hệ thống này với một hệ thống chẩn đốn tại xưởng sửa chữa, các hệ thống chẩn đốn tại xưởng cho phép nối mạch với các tín hiệu thử đơn giản để cĩ thể kiểm tra các cảm biến và bộ phận định vị Hơn nữa các hư hỏng xuất hiện từ lần bảo dưỡng sau cùng sẻ được đọc ra từ bộ nhớ của bộ điều khiển điện tử Tuy nhiên việc chẩn đốn hư hỏng cĩ nghĩa là xác định quan hệ giữa hư hỏng và nguyên nhân xuất hiện vẫn cịn rất ít và đa số là khơng thể

Tiếp tục cải thiện và phát triển các hệ thống chẩn đốn và nhận biết hư hỏng cho ơtơ và đặc biết cho động cơ sẻ là cần thiết trong tương lai để cĩ được những kiến giải tin cậy khi giám sát, chẩn đốn và bảo dưỡng định hướng trạng thái theo yêu cầu ða số các hệ thống giám sát giá trị giới hạn hiện nay nĩi chung đủ để tránh các hư hỏng lớn hơn kế tiếp cĩ thể xẩy ra tuy nhiên hư hỏng được phát hiện tương đối muộn và việc chẩn đốn hư hỏng chỉ

cĩ thể trong một số ít các trường hợp Sự tham gia của lý thuyết hệ thống hiện đại để chẩn đốn động cơ cĩ nghĩa là sử dụng các mơ hình tốn học và mơ hình quy trình tốn học cũng như các phương phương pháp dựa trên cơ sở tri thức ở dạng các hệ thống chuyên gia hoặc phương pháp nhận dạng mẫu đã

mở ra những khả năng mới trong lĩnh vực chẩn đốn Trong nhiều lĩnh vực tự động hố các phương pháp đĩ đã được thử nghiệm và ứng dụng cĩ hiệu quả cho các quá trình đơn giản trong những năm gần đây Ngồi việc nhận biết sớm hư hỏng và chẩn đốn hư hỏng việc sử dụng các phương pháp mới đã

làm tăng ựộ tin cậy mà không làm tăng ựáng kể chi phắ Hệ thống nhận biết trên cơ sở mô hình có thể tạo ra cho các trạm dịch vụ các chỉ dẫn có mục ựắch

về các ựoạn quá trình, về nguyên nhân có thể và ựể khắc phục các nguyên nhân hư hỏng Việc tìm hư hỏng trở nên ựơn giản và giảm ựược thời gian dừng máy ựể chăm sóc bảo dưỡng, gian cách chăm sóc bảo dưỡng nhờ có hệ thống OBD mà ựược kéo dài hơn do ựó làm giảm chi phắ vật liệu và chi phắ bảo dưỡng và tăng khả năng sử dụng của ôtô Nhờ ứng dụng phương pháp mới có thể ựịnh dạng lại một cách tự ựộng các thành phần hư hỏng của hệ thống trong các trường hợp hư hỏng khi ựang hoạt ựộng Ngoài việc giảm chi phắ bảo dưỡng và chi phắ hoạt ựộng các hệ thống nhận biết ựã thiết kế còn cho lợi ắch cao về môi trường bởi vì hư hỏng trên các hệ thống liên quan ựến chi phắ nhiên liệu và phát thải ựã ựược nhận biết

Nhận biết hư hỏng và chẩn ựoán ựộng cơ ựốt trong

Phát triển kỹ thuật chẩn ựoán và nhận biết hư hỏng trên ôtô cho ựến nay ựược thực hiện chủ yếu trong các bộ phận liên quan ựến hạn chế phát thải và ựược xác ựịnh và vận hành theo quy ựịnh của pháp luật Ầ

- Sự phát triển kỹ thuật của các hệ thống OBD xuất phát từ Califocnia

để giảm ô nhiểm môi trường không khắ từ các phương tiện giao thông quy ựịnh về hệ thống chẩn ựoán trực tuyến trên tất cả các xe ôtô bên cạnh ựó ựể tự giám sát phát thải cùng với việc thắt chặt quy ựịnh về giá trị phát thải giới hạn Hệ thống OBD I có nhiệm vụ chủ yếu là giám sát tất cả các cảm biến và các

bộ phận ựịnh vị kết nối trực tiếp với hệ thống ựiều khiển ựiện tử trên ựộng

cơ để lái xe có thể nhận biết các lỗi hoạt ựộng trong mạch ựiều khiển phát thải ựược kiểm tra trong OBD người ta quy ựịnh lắp ựặt một ựèn báo lỗi trên

xe đèn báo lỗi này ựảm nhận việc ựọc các thông tin ựã lưu giữ qua mã lỗi

Mã ựọc lỗi ựược thay thế bởi một hệ thống truyền dữ liệu tiêu chuẩn qua một cổng chuẩn hoá trên xe ôtô Qua cổng chuẩn hoá này có thể ựọc ựược các số

liệu hoạt ựộng của ựộng cơ ựã ựược lưu giữ bổ sung khi xuất hiện một sai lệch hoặc hư hỏng nào ựó bên cạnh khả năng ựọc mã lỗi

1.3.2 Một số công trình nghiên cứu chẩn ựoán ôtô và xe chuyên dụng

1.3.2.1 Chẩn ựoán công suất

Công suất là một trong những thông số chẩn ựoán quan trọng bởi vì nó phản ánh tình trạng hầu như toàn bộ các cụm hệ thống chắnh của ựộng cơ như: nhóm piston, các chi tiết truyền ựộng của ựộng cơ, hệ cung cấp nhiên liệu, hệ cung cấp không khắ cho ựộng cơ [13]

để ựo ựược công suất, ựã có rất nhiều phương pháp như: ựo trực tiếp trên bệ thử, xác ựịnh bằng phương pháp gia tốc hay phương pháp ngắt sự làm việc của các xilanh đo trực tiếp trên bệ thử là phương pháp ựược cho là tốn kém và yêu cầu phải có các trang thiết bị phức tạp và nhà xưởng Do vậy, việc chẩn ựoán công suất theo phương pháp này chỉ thực hiện khi máy móc phải ựược ựưa ựến xưởng chẩn ựoán

Hiện nay, hai phương pháp chẩn ựoán công suất bằng cách ngắt sự làm việc của các xi lanh và bằng gia tốc ựang nhận ựược nhiều sự quan tâm hơn Bởi vì ưu ựiểm của hai phương án này là: chi phắ thấp, cho kết quả nhanh, trang thiết bị gọn nhẹ và có tắnh cơ ựộng cao [11,13,15]

- Theo phương pháp ngắt sự làm việc của ựộng cơ:

đã có một số nhà khoa học [13] tiến hành ựo công suất từng xilanh bằng cách ngắt các xilanh khác chỉ ựể một xilanh làm việc Việc xác ựịnh công suất của từng xilanh sẽ cho chúng ta biết sự hư hỏng của các cụm chi tiết hay hệ thống thuộc xilanh nào?

Bản chất của chẩn ựoán công suất bằng phương pháp ngắt xilanh là: trong giới hạn thay ựổi công suất của xilanh có thể phát hiện ựược trong sử dụng do nguyên nhân hư hỏng hoặc sai lệch ựiều chỉnh thì sự phụ thuộc của

áp suất chỉ thị trung bình (pi = f(n)) và áp suất cĩ ích trung bình (pe = f(n)) vào vịng quay trục khuỷu động cơ ở nhánh điều chỉnh của đường đặc tính cĩ thể coi là cách quãng đều nhau [13]

Bằng thực nghiệm, các tác giả này đã xây dựng được các đường đặc tinh pi = f(n); pe = f(n) cho các trường hợp: lượng cung cấp nhiên liệu lớn nhất; điều chỉnh đúng cả động cơ; giảm áp suất nén của xilanh; gĩc phun sớm nhỏ; lượng cung cấp nhiên liệu nhỏ nhất Trên cơ sở đĩ, họ đã đưa ra một số phương án chẩn đốn trạng thái động cơ từ các đường đặc tính này

Cũng là phương pháp “ngắt xilanh” để chẩn đốn cơng suất, nhưng các tác giả khác [12] đã thực hiện việc ngắt lần lượt từng xilanh và lấy nĩ làm tải trọng cho các xilanh cịn lại Việc tạo lập các dấu hiệu chẩn đốn được thực hiện theo phương pháp cĩ mơ hình trợ giúp Phần mềm chuyên dụng để nghiên cứu động cơ do hãng AVL của Cộng hịa Áo sáng chế - BOOTS cho phép chúng ta mơ phỏng các quá trình hoạt động của động cơ với độ chính xác và tin cậy cao Phần mềm này cho phép xây dựng được các mơ hình động

cơ nhờ sự khai báo các thơng số đầu vào và đầu ra của động cơ [12] Các tác giả này đã xây dựng được mơ hình của một động cơ cụ thể và thực hiện các phương án thí nghiệm trên cả động cơ thực và động cơ mơ hình đĩ Nhờ phương pháp mơ hình trợ giúp (phương pháp đánh giá tham số và phương pháp so sánh đồng đẳng) các tác giả đã xây dựng được các mối quan hệ giữa đường đặc tính momen với tình trạng kỹ thuật của động cơ

- Theo phương pháp gia tốc:

Theo phương pháp này, tải trọng được tạo ra do sự tăng tốc đột ngột của động cơ Quá trình “chuyển tiếp” từ tốc độ thấp ổn định lên tốc độ cao ổn định là giai đoạn làm việc của động cơ được sử dụng để nghiên cứu, phân tích, đánh giá nhằm tạo lập các dấu hiệu để chẩn đốn động cơ Giai đoạn

“chuyển tiếp” là giai đoạn chứa tương đối nhiều thơng tin về sự biến đổi cơng

suất, hơn nữa đây là một giai đoạn diễn ra trong một thời gian rất ngắn (khoảng 2 giây) [14,16]

Chẩn đốn động cơ dựa trên sự phân tích quá trình chuyển tiếp trong động cơ khi tăng tốc tự do đã được đề cập và giải quyết [14] Nhằm tạo cơ sở

để xây dựng các dấu hiệu chẩn đốn, người ta đã kết hợp xây dựng và tạo lập các phương án thí nghiệm trên cả mơ hình lý thuyết lẫn thực tế để phân tích, đánh giá các thơng số trong quá trình chuyển tiếp của động cơ [14] Mơ hình

lý thuyết và động cơ thí nghiệm là động cơ D12A

Cũng theo phương pháp này, một tác giả khác [24] đã xây dựng mơ hình động lực học của hệ thống động cơ Turbin lùa khí kết hợp với thí nghiệm kiểm tra trên động cơ ơ tơ cụ thể để chẩn đốn cơng suất Trên cơ sở phân tích kết quả nghiên cứu trong các cơng trình khoa học trước đây, tác giả

đã lựa chọn một số tín hiệu chẩn đốn thích hợp, phản ứng đã nhạy với hầu hết các khuyết tật điển hình cĩ thể xuất hiện khi động cơ làm việc Sự thay đổi của các tín hiệu chẩn đốn này phản ánh khá tin cậy về tình trạng kỹ thuật hiện tại của động cơ Các tín hiệu đĩ là:

+ Tần số quay (n) và gia tốc gĩc (ε) của trục khuỷu

+ Nhiệt độ tổng cộng trước turbin

+ Tần số quay của turbin lùa khí

sớm; sức cản đường nạp; áp suất phun nhiên liệu; sự bao kín buồng đốt… Tất

cả những yếu tố đĩ sẽ mơ tả một cách trực tiếp và đầy đủ tình trạng kỹ thuật của một động cơ [1,4,7,11,12,20,21]

Ngày nay, việc phân tích các thành phần khí xả để chẩn đốn động cơ

là một trong những phương pháp được nhiều nhà khoa học quan tâm và họ cho rằng đây là một trong những hướng nghiên cứu hiện đại Sở dĩ như vậy là

do phương pháp này cĩ rất nhiều ưu điểm mà các phương pháp khác khơng cĩ được: bố trí thí nghiệm đơn giản, chi phí thấp, kết quả thí nghiệm thu được rất nhanh chĩng và đặc biệt tính chất của dịng khí thải chứa rất nhiều thơng tin

về tình trạng kỹ thuật của động cơ

Tuy nhiên trong phương pháp phân tích khí thải để chẩn đốn động cơ lại cịn cĩ rất nhiều hướng nghiên cứu khác nhau nhằm chẩn đốn các loại động cơ khác nhau hoặc nhằm nâng cao tính chính xác của mức độ phản ánh thơng tin tình trạng kỹ thuật của động cơ từ dịng khí thải hoặc cũng cĩ thể là

để đơn giản hĩa, giảm thiểu chi phí về thời gian cũng như tiền của để phát hiện một cách nhanh nhất, chính xác nhất những hư hỏng từ động cơ Theo các hướng đĩ, một số cơng trình của các tác giả trong nước cũng như trên thế giới đã đề cập và giải quyết ở các mức độ khác nhau

- Chẩn đốn động cơ xăng nhờ phân tích thành phần khí thải

Trong [9] đã đề cập đến việc nghiên cứu và phân tích các thành phần khí thải để phản ánh các tình trạng kỹ thuật của động cơ Trong khi nghiên cứu, tác giả đã xây dựng được một số phương án thí nghiệm để mơ tả các lỗi của động cơ nhằm mục đích xây dựng các dấu hiệu chẩn đốn Các phương

án đĩ cĩ thể nêu tên như: phương án làm thay đổi mức độ bao kín của buồng đốt (bằng cách xẻ rãnh trên thân bugi, tiến hành thay thế ba lần mỗi lần 4 bugi

để xử lý giống nhau để tạo sự “ lọt hơi” đồng đều cho các xilanh); phương án thay đổi thời điểm đánh lửa; phương án tăng sức cản đường nạp (bằng cách

bịt đường nạp theo các mức độ khác nhau) Các phương án được thực hiện ở chế độ khơng tải của động cơ Kết quả, tác giả đã xây dựng được một số mối quan hệ giữa các thành phần khí thải và tình trạng hoạt động của động cơ để

cĩ những kết luận bước đầu vê tình trạng kỹ thuật của động cơ

Cũng phân tích các thành phần khí thải của động cơ, cũng các phương

án tương tự như trên, nhưng một tác giả khác lại tiến hành đo và phân tích khí xả động cơ trong quá trình “chuyển tiếp” Trong các thí nghiệm tác giả đã tạo ra sự thay đổi đột ngột từ các tốc độ quay thấp lên tốc độ quay cao hơn

Cụ thể: 1250v/p – 1500v/p; 1000v/p – 15000v/p; 750v/p – 1500v/p; 1330v/p – 2500v/p và 750v/p – 2500v/p Sự thay đổi đột ngột đĩ đã tạo ra các mức tải trọng tương ứng Trên cơ sở đĩ, tác giả đã xây dựng được mối liên hệ giữa tải trọng đặt vào động cơ đến các thành phần khí xả và chứng minh được rằng: khí xả động cơ phụ thuộc rất lớn vào các chế độ tải trọng; khí xả trong quá trình chuyển tiếp chứa nhiều thơng tin chẩn đốn hơn chế độ khơng tải và thơng tin chẩn đốn trong dịng khí thải ở quá trình “ chuyển tiếp” sẽ phản ánh rõ nét hơn về tình trạng kỹ thuật của động cơ

- Chẩn đốn động cơ Diesel theo nhiệt độ khí thải

Nghiên cứu chẩn đốn động cơ theo nhiệt độ khí thải được giới thiệu trong [21] Tác giả đã phân tích tương đối đầy đủ các mối quan hệ tác động qua lại tính chất dịng khí thải, năng lượng dịng khí thải với các quá trình biến đổi năng lượng trong động cơ, quá trình tạo hỗn hợp đốt, quá trình phun

và quá trình cháy trong động cơ Diesel Xa hơn nữa, tác giả đã phân tích nguyên nhân tác động xấu đến quá trình biến đổi năng lượng đĩ là các trạng thái sai lệch trong hệ thống kết cấu do quá trình sử dụng như: hao mịn piston-xilanh, các bộ phận làm kín trong buồng đĩt, tăng khe hở của các cặp lắp ghép… và sai lệch trong hệ thống điều khiển như: hệ thống bơm và phun nhiên liệu về thời điểm, lượng và chất lượng phun…

Thơng tin về trạng thái kỹ thuật như vậy của động cơ được hàm chứa rất nhiều trong tính chất dịng khí thải đặc biệt là nhiệt độ khí thải và dịng khí thải [21]

- Chẩn đốn động cơ Diesel nhờ phân tích khĩi xả động cơ

Trong chẩn đốn động cơ xăng nhờ phân tích khí thải, các thành phần khí thải được quan tâm và chứa các thơng tin chẩn đốn chính đĩ là CO, CO2,

HC, NOx Các phương án thí nghiệm với sự trợ giúp của các thiết bị đo và phân tích các thành phần khí thải chuyên dụng Tuy nhiên đối với động cơ Diesel, thành phần khí thải quan trọng – chứa nhiều thơng tin chẩn đốn đĩ là khĩi xả Mức độ khĩi của thành phần khí xả cĩ thể sử dụng làm một thơng số chẩn đốn quan trọng khi chẩn đốn động cơ Diesel Phân tích khĩi xả cho khả năng chẩn đốn động cơ theo phương pháp định tính (theo màu sắc của khĩi) với sự trợ giúp của các chuyên gia hoặc chẩn đốn động cơ theo phương pháp định lượng nhờ sự trợ giúp của các máy đo chuyên dùng

Theo phương pháp định tính, khĩi xả được phân tích dựa vào màu sắc của khĩi nhìn thấy được từ khí thải động cơ Sự chính xác trong chẩn đốn phụ thuộc rất nhiều vào “cảm quan” của chuyên gia ðể sử dụng phương pháp này, chúng ta cần cĩ một đội ngũ chuyên gia nhiều kinh nghiệm và hệ thống các dấu hiệu chẩn đốn đều dựa trên các kết quả thực nghiệm ở nhiều động cơ khác nhau và ở các tình trạng kỹ thuật khác nhau Và theo đĩ, dĩ nhiên là kết quả chẩn đốn đưa ra cũng mang tính chất “phỏng đốn định tính” các “hư hỏng cĩ thể” của động cơ [2]

Theo phương pháp định lượng, khĩi xả được đo đạc và phân tích bằng thiết bị đo khĩi xả chuyên dùng Theo đĩ các giá trị của khĩi xả được ghi lại theo thời gian hoặc bằng các mối quan hệ giữa nĩ với gia tốc, tải trọng hay số vịng quay trục khuỷu [11]

- Chẩn đốn hệ thống nhiên liệu nhờ cảm biến Lambdar

Trên các xe hiện đại ngày nay, do yêu cầu bức thiết của việc cảnh báo lỗi ngay trên xe nhờ việc theo dõi liên tục các quá trình hoạt động của các hệ thống, các cảm biến đã được sử dụng và bố trí tại các vị trí để theo dõi liên tục các quá trình đĩ Do vậy, việc chẩn đốn các hệ thống, ta cĩ thể sử dụng tín hiệu trích ngay từ đường tín hiệu về ECU của các cảm biến chức năng làm thơng tin chẩn đốn

ðể nhận biết thơng tin về trạng thái kỹ thuật của hệ thống phun nhiên liệu, tác giả cơng trình [22] đã sử dụng tìn hiệu của cảm biến Lambdar Cảm biến Lambdar trên các loại xe hiện đại ngày nay được bố trí ngay tại cửa xả của động cơ để theo dõi quá trình biến đổi của hệ số dư khơng khí Từ hệ số

dư khơng khí lấy được từ cảm biến, cĩ thể phân tích chẩn đốn sự cháy trong động cơ, sự hao hụt nhiên liệu trong quá trình cháy Từ đĩ ta cĩ thể đưa ra các nhận định sơ bộ ban đầu về tình trạng kỹ thuật của động cơ như: hệ thống phun, hệ thống nạp khí, độ bao kín của buồng cháy, gĩc phun sớm,…[22]

1.3.2.3 Chẩn đốn hao mịn nhờ phân tích dầu bơi trơn động cơ

Tính dị thường của một quá trình hoặc một trạng thái cấu trúc cĩ thể biểu diễn bởi thành phần hoặc tính chất của mơi chất Trên cơ sở đĩ cĩ thể xây dựng các dấu hiệu chẩn đốn nhờ các phép đo thích hợp và xây dựng các dấu hiệu nhận dạng trạng thái chẩn đốn phù hợp Dầu bơi trơn động cơ là một mơi chất hoạt động chứa rất nhiều thơng tin về hao mịn các bề mặt ma sát trong động cơ cũng như trạng thái hoạt động của động cơ [1]

Phân tích dầu bơi trơn cho phép nhận biết các trạng thái kỹ thuật động

cơ nhờ những biểu hiện sau:

- Lượng hạt mà hoặc mức độ bứt hạt mài: là độ tăng lượng hạt mài theo thời gian cho biết trạng thái tức thời hoặc biểu hiện hư hỏng

- Dạng hạt mài cho biết dạng hư hỏng Hao mịn được nhận biết bởi

dạng hạt mài phẳng, mỏng, mỏi vật liệu sẽ biểu hiện bởi nhiều hạt mài dạng gọn hơn

- Loại vật liệu hạt mài cho biết vùng hư hỏng Mạt kim loại màu là dấu hiệu hao mòn ổ trượt, mạt sắt xuất hiện từ mặt răng, vòng găng hoặc ổ lăn, mạt gang từ mài mòn mặt gương xilanh, mạt kim loại nhẹ từ pistonẦ

Trong [23] giới thiệu một số kết quả nghiên cứu phân tắch dần bôi trơn

ựể ựánh giá trạng thái kỹ thuật ựộng cơ Diesel động cơ Diesel ựược ựánh giá

sơ bộ trên cơ sở phân tắch chất lỏng lạ trong dầu bôi trơn.Việc phân tắch hạt mài ựược thực hiện bằng thiết bị gọn nhẹ, thuận tiện cho công việc chẩn ựoán giã ngoại

Từ kết quả phân tắch hạt mài ựộng cơ nghiên cứu ựược ựánh giá theo các mức ựộ: hoạt ựộng an toàn, hoạt ựộng an toàn giới hạn hoặc hoạt ựộng với xác suất hư hỏng cao [23]

1.3.2.4 Chẩn ựoán trực tuyến OBD (OBD Ờ Onboard Diagnostic)

Ảnh hưởng quyết ựịnh ựến sự phát triển kỹ thuật của các hệ thống OBD xuất phát từ California để giảm ô nhiễm môi trường không khắ từ các phương tiện giao thông, tại California ựã triển khai 1988 qui ựịnh về hệ thống chẩn ựoán trực tuyến trong tất cả các xe ô tô chạy xăng bên cạnh ựể tự giám sát phát thải cùng với việc thắt chặt qui ựịnh về giá trị phát thải giới hạn Hệ thống OBD I có nhiệm vụ chủ yếu là giám sát tất cả các cảm biến và các bộ phận ựịnh vị kết nối trực tiếp với hệ thống ựiều khiển ựiện tử trên ựộng cơ để lái xe có thể nhận biết các lỗi hoạt ựộng trong mạch ựiều khiển phát thải ựược kiểm tra trong OBD, người ta qui ựịnh lắp ựặt một ựèn báo lỗi trên xe đèn báo lỗi này ựảm nhận việc ựọc các thông tin ựã lưu giữ qua mã lỗi Từ năm

1994 bắt ựầu giai ựoạn chuyển tiếp 2 năm, tiếp theo là qui ựịnh về OBD II đồng thời khi ựó luật khắ thải với hệ thống OBD có hiệu lực trên toàn nước

Mỹ cùng với việc thắt chặt hơn nữa các giá trị giới hạn phát thải, việc giám

sát các bộ phận đơn giản từ lúc này tại Mỹ qui định giám sát tất cả hệ thống liên quan đến khoảng giá trị phát thải cho phép Mã đọc lỗi được thay thế bởi một hệ thống truyền dữ liệu tiêu chuẩn qua một cổng chuẩn hĩa trên xe ơ tơ Qua cổng chuẩn hĩa này cĩ thể đọc được các số liệu hoạt động của động cơ

đã được lưu giữ bổ sung khi xuất hiện một sai lệch hoặc hư hỏng nào đĩ bên cạnh khả năng đọc mã lỗi

ðối với xe con, từ khi thực thi giá trị giới hạn khí thải cấp III (EURO 3) năm 2000, luật khí thải cũng yêu cầu lắp đặt hệ thống giám sát trên các ơ tơ

cĩ động cơ đánh lửa cưỡng bức (EOBD) Nội dung của đạo luật này cơ bản giống với các qui định tại Mỹ Hệ thống chẩn đốn OBD tại châu Âu cũng được định hướng tương tự với các hệ thống tại Mỹ Khoảng thời gian cần để bảo đảm hoạt động chuẩn xác của hệ thống giám sát phát thải được tính theo tuổi thọ tiêu chuẩn của xe ơ tơ trong điều kiện hoạt động tiêu chuẩn là 5 năm hoặc theo quãng đườn chạy là 80.000 km Từ các mẫu xe năm 2003 yêu cầu

cả với xe mới cĩ động cơ tự bốc cháy và từ năm 2005 với các xe tải phải trang

bị đơn nguyên chẩn đốn tương ứng [23]

Cả OBD và EOBD đều cĩ các yêu cầu cơ bản sau:

- Giám sát thường xuyên tất cả các bộ phận liên quan đến việc giữ phát thải trong khoảng cho phép

- Nhận biết ngay lập tức sự tăng phát thải

- Giữ lâu dài lượng phát thải thấp

- Bảo vệ các bộ phận cĩ nguy cơ hư hỏng (thí dụ Katalysator)

- Lưu giữ thơng tin về sự xuất hiện hư hỏng

- Truyền thơng tin đã lưu giữ đến hệ thống chẩn đốn tại xưởng hoặc trạm bảo dưỡng

Việc xác định các giá trị giới hạn OBD cho khí thải đối với châu Âu và

Mỹ rất khác nhau Tại OBD Mỹ giá trị giới hạn OBD lấy hệ số 1,5 (1,75 khi

chẩn đốn Katalysator) so với giá trị phát thải giới hạn theo luật Tại châu Âu việc thực hiện các giá trị giới hạn khơng phụ thuộc lẫn nhau Mục đích của hệ thống OBD và do đĩ yêu cầu về giá trị giới hạn OBD là nhận biết nhanh và chắc chắn các hư hỏng liên quan đến giới hạn phát thải, báo hiệu sư gia tăng đáng kể lượng phát thải Ở đây, các giá trị giới hạn OBD cần được định nghĩa nhỏ hơn mức phát thải đạt được trong trạng thái hoạt động cĩ lỗi ðể đảm bảo giữ các giá trị giới hạn phát thải và tránh phát tín hiệu báo động đồng thời thì khoảng cách giữa giá trị giới hạn OBD và giá trị giới hạn phát thải mang ý nghĩa quyết định Mục đích ở đây là khơng cĩ một xe nào cĩ giá trị phát thải nhỏ hơn giới hạn và lớn hơn giới hạn OBD được thơng báo là cĩ hư hỏng xuất hiện

Bảng 1.1 Các thơng số do OBD II và EOBD giám sát

ðộng cơ đánh lửa cưỡng bức ðộng cơ tự bốc cháy

- Hoạt động của Katalysator

- Hệ thống hồi lưu khí thải

- Thơng hơi thùng xăng

- Thơng hơi cácte

- Van ổn nhiệt nước làm mát

- Hồi lưu khí thải

- ðiều khiển tự động áp suất khí nạp

- Phản ứng của các bộ phận định vị

- CAN-Bus

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHẨN ðỐN ƠTƠ

2.1 Khái quát về bảo trì trạng thái

Trạng thái trong chẩn đốn và bảo trì được phân biệt theo phỏng sinh học- Kybernetic Trạng thái được bắt đầu từ điểm hồn thiện sản phẩm(theo ý nghĩa quản lý chất lượng sản phẩm) Mặc dù sự thay đổi trạng thái trong khi

sử dụng máy hoặc thiết bị là mục đích trọng tâm của chẩn đốn, song việc đo hao mịn cũng là nhiệm vụ quan trọng trong chẩn đốn kỹ thuật Sự thay đổi trạng thái bắt đầu từ trạng thái mới tuy nhiên cần khẳng định rằng trạng thái mới chưa hẳn đã là trạng thái tốt Sự sai lệch với trạng thái tốt biểu hiện ở lỗi(đặc biệt khi chẩn đốn hoạt động và chẩn đốn quá trình, trên máy và thiết

bị xuất hiện lỗi chế tạo và như vậy lỗi đã cĩ cả trong trạng thái mới) hoặc là

hư hỏng(xuất hiện khi sử dụng máy và thiết bị) Thí dụ:

+ Lỗi cấu trúc vật liệu- nứt, mịn, cùn lưỡi cắt, hoặc kẹt bộ điều chỉnh + Lỗi ngồi cấu trúc vĩ mơ của vật liệu- mỏi vật liệu, nhiễu tín hiệu đứt đoạn dịng tín hiệu, quá nĩng…

- Mục đích của chẩn đốn là xác định trạng thái kỹ thuật một cách lượng hĩa, đánh giá trạng thái hiện tại và đánh giá dự báo

Bảo trì trạng thái là bước cơng việc cuối cùng trong chẩn đốn kỹ thuật để dẫn đến việc “điều trị” hay trong kỹ thuật gọi là khắc phục, sửa chữa các hư hỏng của máy hoặc thiết bị

Khi chẩn đốn trạng thái của các hệ thống kỹ thuật, khác với chẩn đốn quá trình, giải pháp tự động giám sát (trên cơ sở so sánh giá trị đơn yếu tố đơn giản hoặc so sánh trong một mơ hình đa yếu tố) chỉ thực hiện trong những trường hợp rất khĩ khăn khi quyết định các tiêu chuẩn an tồn(thí dụ: thiết bị hạt nhân, hàng khơng hay tua bin tốc độ cao…) thơng thường dự trữ tuổi thọ của các máy hay thiết bị cần chẩn đốn đủ để thực hiện giải pháp chẩn đốn

gián đoạn, cĩ nghĩa là chẩn đốn được thực hiện khơng trực tiết trong quá trình sản xuất, máy hay thiết bị cần chẩn đốn được tách khỏi hoạt động chung của quá trình

Việc quyết định rằng một máy hay thiết bị sẽ sửa chữa hay vứt bỏ thường được thực hiện theo quan điểm kinh tế Khi bảo trì trạng thái cũng cần chú ý sử dụng nốt tuổi thọ cịn lại của thiết bị

2.2 Các thơng số chẩn đốn

2.2.1 Các thơng số chẩn đốn động cơ

Trong quá trình sử dụng cơng suất hiệu dụng của động cơ giảm chậm

và chi phí nhiên liệu riêng tăng chậm Tuy nhiên các chỉ tiêu này bị làm xấu

đi thường là do sự khơng nhạy điều chỉnh của các hệ thống trong động cơ và khơng thể làm cơ sở để gửi đi sửa chữa lớn Trong đa số các trường hợp hao tổn cơng suất và giảm tính tiết kiệm chi phí nhiên liệu cĩ thể được khắc phục ngay ở cơ sở vận tải hoặc các trạm bảo dưỡng nhỏ, đặc biệt khi ở đĩ cĩ các thiết bị đánh giá định lượng các chỉ tiêu này

Các nguyên nhân cơ bản của các hỏng hĩc trên động cơ thường là hở các đường nạp khơng khí, điều chỉnh khơng đúng hoặc thay đổi gĩc bắt đầu phun hoặc gĩc đánh lửa, kẹt tắc các thiết bị phun nhiên liệu và nĩi chung là sai lệch trạng thái hoạt động đúng của hệ thống cung cấp nhiên liệu và đốt cháy ðối với mỗi dạng cấu trúc của các hệ thống này, các sai lệch sẽ cĩ những biểu hiện riêng, thí dụ đối với hệ thống cung cấp điêzen là sai lệch các trạng thái của vịi phun hoặc bơm áp suất cao, đối với hệ thống cung cấp chế hồ khí là sai lệch trạng thái của cácbaratơ, cịn đối với hệ thống phun xăng điện tử là sai lệch trạng thái của vịi phun hoặc mạch điều khiển điện tử Các nguyên nhân khác là chất lượng các chi tiết làm kín kém, các chi tiết khơng được xiết đủ chặt, điều chỉnh khơng đúng các cơ cấu và hệ thống, cân bằng khơng đủ cho động cơ, làm sach kém các bộ phận lọc dầu, rị rỉ các hệ thống

làm mát Khả năng làm việc của ñộng cơ ñược ñánh giá cơ bản bằng các chỉ tiêu công suất và tính tiết kiệm nhiên liệu(chi phí nhiên liệu riêng) củng như chất lượng khởi ñộng, mức ồn và gõ Những sai lệch chủ yếu ảnh hưởng ñến khả năng làm việc của ñộng cơ là: hao mòn các chi tiết của nhóm piston- xylanh, mòn cổ biên và cổ chính của trục khuỷu, mất ñiều chỉnh trong cơ cấu xupáp và các sai lệch trong hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống ñốt cháy

ða số các hư hỏng và sai lệch xẩy ra ở hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống ñốt cháy ða số các hư hỏng và sai lệch xẩy ra ở hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống ñốt cháy, cơ cấu biên tay quay và nhóm piston- xylanh

Trên thiết bị nhiêu liệu của ñộng cơ ñiêzen, số hư hỏng lớn nhất xuất hiện ở bơm nhiên liệu và vòi phun Lượng cung cấp nhiên liệu trong một chu trình thay ñổi khi mòn cặp piston- xylanh và mất ñiều chỉnh các phần tử khác của thiết bị nhiên liệu Hao mòn cặp piston- xylanh bơm cung kém theo việc giảm áp suất phun nhiên liệu Hao mòn van áp suất(van tiệt hồi) dẫn ñến tăng

áp suất dư trong ống nhiên liệu áp suất cao, ñiều ñó làm tăng lượng cung cấp nhiên liệu trong một chu trình và tính không ñều của việc cung cấp theo các

xy lanh Từ những quan hệ ñó dẫn ñến phá hỏng quá trình cháy trong ñộng cơ

và tăng tải trọng lên cơ cấu biên tay quay

Mất ñiều chỉnh thời ñiểm bắt ñầu phun nhiên liệu ảnh hưởng xấu ñến công suất tính tiết kiệm và ủa bơm làm việc cứng của ñộng cơ

Sự thay ñổi trạng thái kỹ thuất cua hệ thống cung cấp hổn hợp ñốt ở ñộng cơ chế hoà khí như thay ñổi mức nhiên liệu trong buồng phao, lượng cung cấp xăng từ bơm, áp suất nhiên liệu của bơm và ñộ chân không trong ñường nạp sẽ làm xấu quá trình cháy và do ñó làm giảm các chỉ tiêu công suất, tính tiết kiệm nhiên liệu và thành phần khí xả Cũng dẫn ñến các kết quả như vậy khi xuất hiện trục trặc ở các hệ thống ñiều khiển ñiện tử trên xe hiện ñại, ñược trang bị ñể ñiều khiển ñộng cơ, thí dụ ñứt hoặc ngắt mạch, hao mòn, bẩn hoặc ăn mòn hoá học

Số hỏng hóc tương ñối lớn nhất trong quá trình sử dụng ở ñộng cơ chế hoà khí xuất hiện ở hệ thống ñốt cháy Sự thay ñổi giá trị cần thiết của góc ñánh lửa, thời ñiểm ñánh lửa, trạng thái ñiều chỉnh góc ñánh lửa, các thông số của mạch sơ cấp và thứ cấp, khe hở buri dẫn ñến làm xấu các chỉ tiêu hoạt ñộng của ñộng cơ

Hao mòn còn tác ñộng lớn hơn nữa ñến các liên kết vòng găng (xécmăng) piston, các gối ñỡ chính và gối ñỡ biên Khi ñó thường gặp hơn cả trong các gối ñỡ là sự phá huỷ lớp chống ma sát, xước trên bề mặt lốp, ñệm cổ chính, làm nóng chảy hoặc ép vỡ tróc lớp chống ma sát, làm tắc lỗ dẫn dầu

Trong nhóm piston- xilanh các hư hỏng và sai lệch chủ yếu là: Tăng khe hở hướng kính giửa xilanh và piston, khe hở trong liên kết giửa vòng găng hơi và ñầu trên piston, khe hở ở trong chốt piston, giảm ñàn hồi và vỡ gãy vòng găng hơi, vòng găng dầu Khi có sự không kín sát trong nhóm piston- xilanh làm tăng lọt khí từ không gian bên trên piston xuống cácte ðiều ñó làm xấu chất lượng tạo thành hổn hợp và ñốt cháy nhiên liệu và tiếp theo làm tăng chi phí nhiên liệu riêng, tăng ñộ khói, khí xả, tác ñộng xấu ñến thành phần khí xả

Sai lệch chủ yếu của hệ thống bôi trơn làm giảm áp suất ñầu trong mạch dầu chính do các nguyên nhân sau: mức dầu trong cácte thấp, mòn liên kết trong cơ cấu biên tay quay, giảm lượng cung cấp của bơm dầu, mất ñiều chỉnh van dòng hoặc van an toàn, ñộ nhớt dầu thấp

Sai lệch trong cơ cấu phân phối khí dẫn ñến giảm công suất ñông cơ, tăng chi phí nhiên liệu gây ồn gõ, tăng hao tổn dầu nhờn.Việc giảm công suất xẩy ra khi ñiều chỉnh không ñúng cơ cấu, cháy hoặc biến dạng xuppáp, mòn mặt cam trên trục phân phối, giảm ñộ ñàn hồi của lò xo xupáp Hao tổn dầu tăng là do lọt qua các bộ phận làm kín, thông hơi các te kém, mòn vòng găng piston, piston và xilanh, mòn bạc dẫn hướng xupáp và làm mất ñộ kín