Đồ án Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ Môn Động Lực

KỸ THUẬT CHUẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ

.

Bộ môn Động lực

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình khai thác, tính năng kỹ thuật của máy móc tổng

thành nói chung và của động cơ nói riêng thay đổi dần theo hướng xấu

đi. Kết quả là phương tiện sẽ giảm tính năng động lực, giảm tính an

toàn, tính kinh tế, giảm độ tin cậy và thường xuyên xảy ra các sự cố kỹ

thuật làm tăng thời gian sửa chữa. Để giải quyết vấn đề này, một trong

những nhiệm vụ đặt ra đối với nhà quản lý là cần đánh giá đúng thực

trạng của máy móc thiết bị và có phương án xử lý thích hợp. Trên cơ sở

cách nhìn nhận như vậy, việc nghiên cứu xác định tình trạng kỹ thuật và

dự báo thời hạn sử dụng của một số chi tiết trong động cơ đốt trong sử

dụng trên các phương tiện giao thông vận tải là hết sức cần thiết. Kết

quả nghiên cứu có thể giúp 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 năng hoạt động và hiệu quả khai thác là

cao nhất.

Chẩn đoán kỹ thuật là một loại hình tác động kỹ thuật vào quá trình

khai thác sử dụng ô tô, nhằm đảm bảo cho hoạt động của ô tô có độ tin

cậy, an toàn và hiệu quả cao bằng cách phát hiện và dự báo kịp thời các

hư hỏng, tình trạng kỹ thuật hiện tại và tuổi thọ làm việc tiếp tục mà

không cần phải tháo máy nhằm nâng cao độ tin cậy, an toàn và hiệu quả

sử dụng máy, nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí về phụ tùng thay thế,

giảm độ hao mòn chi tiết do không phải tháo rời các tổng thành, giảm

tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi trơn nhờ phát hiện và điều chỉnh kịp thời các

bộ phận máy, đưa về trạng thái làm việc tối ưu, giảm giờ công lao động

cho công tác bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa.

Bằng việc áp dụng các phương pháp chẩn đoán đơn giản như thông qua

sự cảm nhận của các giác quan của con người, các dụng cụ đơn giản, đến

việc sử dụng các thiết bị chẩn đoán hiện đại ngày càng được sử dụng

nhiều nhằm nâng cao kết quả chẩn đoán.

1

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Thực hiện kế hoạch chương trình đào tạo của nhà trường cho sinh

viên đi thực tập kĩ thuật trong thời gian từ ngày 22/11/2010 đến

26/12/2010 và được sự quan tâm hướng dẫn nhiệt tình của các Thầy cô

giáo trong bộ môn Động lực khoa Cơ Điện, trong đó hơn hết là Thầy

giáo TS.BÙI VIỆT ĐỨC. Đợt thực tâp đã mang lại cho chúng em nhiều

kiến thức bổ ích, đặc biệt là kiến thức thực tế, đã học tập được rất nhiều

kinh nghiệm, biết cách xử lý các tình huống khó, sắp xếp các đồ dùng,

thiết bị trong xưởng sao cho logic, hợp lý. Biết thêm nhiều cách nhận

biết các biểu hiện hư hỏng của ô tô. Không chỉ tăng thêm cho mình

lượng kiến thức bổ ích trong thực tế, đợt thực tập cũng rút ra được rất

nhiều bài học kinh nghiệm quý báu không chỉ có ý nghĩa trước mắt mà

cả sau này. Quá trình va vấp, tiếp cận với thực tiễn giúp em đúc rút được

nhiều kinh nghiệm: Linh hoạt trong giao tiếp ứng xử, nhạy bén trong

việc xử lý tình huống, có cái nhìn nhiều chiều, sâu sắc hơn mỗi khi gặp

vấn đề khó khăn. Khi đi thực tập mới thấy bản thân còn phải trang bị

thêm nhiều kiến thức thực tế, khoảng cách giữa lý thuyết và thực tiễn

được rút ngắn sau đợt thực tập này.

Sau cùng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy cô

giáo trong bộ môn Động lực khoa Cơ Điện đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ

chúng em trong quá trình thực tập kỹ thuật.

Hà Nội, Ngày 16 tháng 1 năm 2011

2

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Chuyên Đề Môn Học: Kỹ Thuật Chuẩn Đoán Ô Tô

Chuyên Đề 1: Chẩn đoán động cơ xăng

Nội dung thực hiện.

1. Trình bày khái quát đặc điểm cấu tạo, nguyên tắc làm việc của

động cơ xăng. Cập nhập các thông tin mới về động cơ phun xăng

điện tử?

Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, nhiên liệu được đốt cháy

trực tiếp trong không gian công tác của động cơ và cũng tại đó diễn ra

quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng.

Động cơ Diesel (Diesel Engine): là loại động cơ đốt trong hoạt động theo

nguyên lý nhiên liệu tự phát hoả khi được phun vào buồng đốt chứa

không khí bị nén đến áp suất và nhiệt độ đủ cao.

Động cơ xăng hay động cơ Otto (lấy theo tên của Nikolaus Otto) là một

dạng động cơ đốt trong, thông thường được sử dụng cho ô tô, máy bay,

các máy móc di động nhỏ như máy xén cỏ hay xe máy cũng như làm

động cơ cho các loại thuyền và tàu nhỏ.

Nhiên liệu của của các động cơ xăng là xăng. Phổ biến nhất của động cơ

xăng là động cơ bốn thì. Việc đốt cháy nhiên liệu được diễn ra trong

buồng đốt bởi một hệ thống đánh lửa được tắt mở theo chu kỳ. Nơi đánh

lửa là bugi có điện áp cao.

Phân loại động cơ xăng :

+) Động cơ xăng 2 kỳ : là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác

được hoàn thành sau 2 hành trình của piston

+) Động cơ xăng 4 kỳ : là loại động cơ đốt trong có chu trình công tác

được hoàn thành sau 4 hành trình của piston.

3

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

1.1

Động cơ xăng 2 kỳ.

1.1.1. Cấu tạo.

Trên thành xi lanh bố trí ba cửa: Cửa xả, cửa hút, cửa nạp (quét). Piston

tham gia đóng, mở các cửa này.

Cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ

1. Bugi; 2. Piston; 3. Cửa xả; 4. Bộ chế hoà khí; 5. Cửa hút; 6. Khoang

hộp trục cơ, 7. Thân máy; 8. Cửa nạp ( Quét ); 9. Xi lanh

Hình 1.1 : Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 2 kỳ

Hình 1.2: Pha phân phối của động cơ 2 kỳ

4

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

1.1.2. Nguyên lý hoạt động.

Chu trình làm việc gồm hai kỳ:

+ Kỳ thứ nhất:

Piston đi từ ĐCD lên ĐCT, khi piston đóng kín cửa nạp và cửa xả thì

hỗn hợp khí được nạp trước đó bắt đầu được nén, đồng thời tạo giảm áp

trong khoang hộp trục khuỷu. Khi piston mở cửa hút, hỗn hợp khí mới

được hút vào khoang hộp trục khuỷu.

+ Kỳ thứ hai:

Khi piston đi đến gần ĐCT, bugi đánh lửa, khí hỗn hợp bị đốt cháy, giãn

nở tạo áp suất cao đẩy piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Khi piston đi

xuống đóng cửa hút, hỗn hợp trong khoang hộp trục khuỷu được nén lại.

Khi đến gần ĐCD piston mở cửa xả, thải khí cháy ra ngoài, tiếp theo

piston mở cửa nạp và khí hỗn hợp mới trong khoang hộp trục khuỷu

được nạp vào xi lanh, đồng thời quét đẩy tiếp khí xả ra ngoài. Sau đó

theo quán tính piston chạy trở lên thực hiện kỳ tiếp theo

Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ xăng 2 kỳ

1.2.

Động cơ xăng 4 kỳ.

5

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

1.2.1 . Cấu tạo động cơ xăng 4 kỳ.

Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo động cơ xăng 4 kỳ 1 xy lanh

1-Nắp máy ;2-bugi ; 3-pistong ; 4-trục cam ;5- con đội ; 6- bánh đà ;7-

trục cam ;8-bơm dầu ; 9-cacste ; 10-bánh răng phân phối ; 11-truc

khuỷu ;12- thanh truyền ;13- chốt pistong ;14- xupap nạp ;15-bộ chế hòa

khí ;16-xupap xả ;17-cò mổ ;18- đũa đẩy.

6

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

1.2.2. Nguyên tắc làm việc của động cơ xăng.

a) Kỳ nạp.

Vị trí xuất phát đầu tiên của piston là ở trên đỉnh ( ĐCT) chuyển động

xuống điểm chết dưới (ĐCD) tạo ra áp suất chân không trong buồng đốt

tăng dần, lúc này xuppap nạp mở ra để lượng hỗn hợp gồm không khí và

xăng nhỏ (gọi tắt là hỗn hợp khí) nạp đầy vào trong xi lanh.

Hình 1.7: Kỳ nạp

7

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

b) Kỳ nén.

Xupap nạp và xupap xả lúc này đều được đóng lại, pistong chuyển động

lên trên ( ĐCT) nén hỗn hợp khí và xăng. Ngay trước khi piston chạm

vào điểm chết phía trên của xi lanh, bộ phận đánh lửa sẽ đánh lửa đốt

cháy hỗn hợp xăng khí.

Hình 1.8. Kỳ nén

c) Kỳ cháy giãn nở (kỳ nổ).

Cả hai xupap vẫn tiếp tục đóng.Hỗn hợp nhiên liệu và không khí cháy ở

nhiệt độ và áp suất cao sinh công và tỏa nhiệt. đẩy piston chuyển động

từ điểm chết trên ( ĐCT) xuống điểm chết dưới (ĐCD)

Hình 1.9: Kỳ nổ

8

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

d) Kỳ xả.

Xuppap xả được mở nhưng xupap nạp vẫn đóng. Piston chuyển động

lên trên xi lanh, đẩy khí xả ra ngoài thông qua xupap xả.

Hình 1.10: Kỳ xả

Vậy 4 chu kỳ Nạp-Nén-Nổ-Xả được hoàn tất và động cơ lại tiếp tục chu

kỳ mới.

1.3.

Các thông tin mới về động cơ phun xăng điện tử:

1.3.1. Trong công nghệ phun xăng điện tử, nhiên liệu được nén bằng

bơm xăng và cấp vào buồng đốt qua hệ thống kim phun. Các cảm biến

trong hệ thống có nhiệm vụ theo dõi thông số vận hành của xe, như tình

trạng động cơ, nhiệt độ và áp suất không khí… Tất cả thông tin sẽ được

bộ điều khiển trung tâm xử lý và đưa ra lượng khí cần nạp, định lượng và

thời điểm cần bơm nhiên liệu vào buống đốt, thời điểm đánh lửa, đảm

bảo quá trình đốt cháy nhiên liệu đạt hiệu quả tối ưu… Do đó, việc sử

dụng nhiên liệu của công nghệ phun xăng điện tử sẽ hiệu quả hơn so với

chế hòa khí thông thường.

9

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Những ưu thế của công nghệ này quan trọng nhất phải kể đến khả năng

tiết kiệm nhiên liệu. Ưu điểm lớn nhất của phun xăng điện tử là tạo nên

hòa khí có tỷ lệ lý tưởng ở tất cả các xi-lanh.Lượng xăng cũng như

không khí sạch đưa vào buồng đốt được tính toán vừa đủ cho vận tốc,

điều kiện đường xá, tải trọng… loại bỏ hoàn toàn hiện tượng dư thừa

xăng, từ đó hạn chế được lượng khí thải ra môi trường. Mặt khác, hiện

tượng nghẹt khi khởi động vào buổi sáng, thời tiết lạnh sẽ không còn,

khả năng tăng tốc của xe cũng được cải thiện do hỗn hợp nhiên liệu

xăng/không khí được tính toán hợp lí hơn so với công nghệ cũ.

Hình1.11. Cấu trúc của hệ thống điều khiển Động cơ

10

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Hình1.12: Sơ đồ động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống gồm có 3 thành phần chính: Các loại cảm biến và tín hiệu đầu

vào, Bộ điều khiển điện tử ECU, và thành phần cơ cấu chấp hành

+) Cảm biến và tín hiệu đầu vào.

Cảm biến và các tín hiệu đầu vào có nhiệm vụ tìm ra các trạng thái làm

việc của động cơ và các giá trị thay đổi yêu cầu trong quá trình làm việc.

Quá trình chuyển đổi ở đây là từ các đại lượng vật lý chuyển thành các

tín hiệu điện.

+) ECU (Electronic control unit).

ECU xử lý các thông tin từ cảm biến, bằng việc so sánh với bộ dữ liệu

tối ưu được nạp sẵn vào bộ vi xử lý, sau đó ECU sẽ tính toán và đưa ra

tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành. ECU điều khiển các cơ cấu chấp

hành bằng các tín hiệu điện. ECU cũng được kết nối với các hệ thống

điều khiển khác và hệ thống chuẩn đoán trên xe

+) Cơ cấu chấp hành.

Cơ cấu chấp hành chuyển các tín hiệu điện từ ECU thành các chuyển

động cơ khí hoặc các chuyển động điện.

11

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Cảm biến động cơ

Để tối ưu tỉ lệ nhiên liệu hòa trộn trong mọi điều kiện làm việc của động

cơ, ECU phải theo dõi và xử lí rất nhiều thông tin từ các cảm biến. Dưới

đây là một vài cảm biến quan trọng:

- Cảm biến lượng khí nạp để đo lượng không khí xy lanh hút vào.

- Cảm biến ôxy đo lượng ôxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu

hòa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết.

- Cảm biến vị trí van tiết liệu để ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào

phù hợp khi đạp ga .

- Cảm biến nhiệt độ chất lỏng động cơ cho ECU biết nhiệt độ làm việc

của động cơ.

- Cảm biến hiệu điện thế để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong xe.

- Cảm biến áp suất ống tiết liệu: lượng không khí hút vào máy là chỉ số

quan trọng để ECU đo công suất động cơ. Càng nhiều không khí đi vào

xy lanh áp suất càng giảm. Vì vậy, dựa vào số đo áp suất, ECU sẽ xác

định được công suất động cơ.

- Cảm biến tốc độ động cơ dùng giám sát tốc độ, một trong các nhân tố

để tính toán xung độ.

Phun đa điểm có 2 kiểu phun: tất cả các đầu phun cùng mở hoặc lần lượt

từng đầu phun chỉ mở khi xy lanh của đầu phun đó bắt đầu kỳ hút (hệ

thống phun nhiên liệu đa điểm liên tiếp). Ưu điểm của dạng này là khi

nhấn ga gấp, hệ thống đáp ứng nhanh hơn nhiều vì chỉ cần đến khi xy

lanh tiếp theo mở van hút nhiên liệu thay vì chờ vòng quay máy kế tiếp.

12

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

1.3.2.So sánh động cơ phun xăng với động cơ dùng bộ chế hòa khí

Hình 1.13. Hệ thống phun xăng điện tử

Cách tạo hỗn hợp không khí – nhiên liệu

Tạo thành hòa khí dùng bộ chế hòa khí, trong quá trình nạp, không

khí được hút vào động cơ phải lưu thông qua họng khuếch tán có tiết

diện bị thu hẹp. Tại đây, do tác dụng của độ chân không DPh, Xăng

được hút ra từ buồng phao qua giclơ nhiên liệu. Giclơ định lượng xác

định lưu lượng xăng hút ra phù hợp với lượng không khí để tạo thành

hòa khí có hệ số dư lượng không khí a đúng như thiết kế. Sau khi ra

họng khuyết tán, nhiên liệu được dòng không khí xé tơi với độ chênh

lệch vận tốc đạt tới 20 – 40 m/s. Đồng thời, nhiên liệu bay hơi và hòa

trộn với không khí tạo thành hòa khí. Quá trình này còn tiếp tục diễn ra

trên đường ống nạp và ở các xilanh ở các thời kỳ nạp và nén. Do xăng

nhẹ và rất dễ bay hơi, được hút ra họng khuyết tán là nơi có áp suất chân

không, được xé nhỏ bởi dòng không khí và khi vào trong xilanh được

13

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

sấy nóng bởi các chi tiết và khí sót nên gần cuối quá trình nén hòa khí có

thể coi là đồng nhất.

Hình thành hòa khí khi dùng phun xăng, xăng được đưa vào động cơ với

áp suất cao (khoảng 3 – 4 bar đối với phun xăng vào đường ống nạp và

40 bar đối với phun xăng trực tiếp) thay vì hút qua bộ chế hòa khí. Do

được phun ra với áp suất cao và định lượng chính xác bằng điện tử nên

xăng được xé nhỏ, bay hơi và hòa trộn với không khí rất tốt tạo thành

hòa khí.

Các chế độ làm việc

*)Khi khởi động

+ Bộ chế hòa khí: Khi khởi động nhiệt độ còn thấp, bướm gió đóng hoàn

toàn để giúp đạt được hỗn hợp đủ đậm. Sau khi khởi động bộ ngắt bướm

gió sẽ hoạt động để mở bướm gió ra một chút, nhằm tránh trường hợp

hỗn hợp quá đậm dẫn đến ngột xăng làm tắt máy.

+ Phun xăng điện tử: Hệ thống phun xăng sẽ nhận biết động cơ đang

quay nhờ vào tín hiệu máy khởi động, từ tín hiệu của máy khởi động bộ

điều khiển trung tâm sẽ điều khiển vòi phun cung cấp một lượng hỗn hợp

đậm hơn trong khi khởi động.

*) Khi động cơ còn lạnh.

+ Khi động cơ còn lạnh nhiên liệu bay hơi rất kém, vì vậy cần phải có

một hỗn hợp đậm hơn so với khi khởi động.

+ Bộ chế hoà khí: Hệ thống bướm gió của bộ chế hoà khí thực hiện chức

năng này. Khi nhiệt độ còn thấp, bướm gió có thể vận hành bằng tay hay

tự động để cung cấp một hỗn hợp đậm hơn. Ở hệ thống vận hành bằng

tay, sau khi động cơ đã khởi động lái xe sẽ mở bướm gió khi động cơ ấm

lên. Ở hệ thống tự động, bướm gió cũng được mở như vậy nhờ cuộn

nhiệt điện trở.

+ Phun xăng điện tử: Nhiệt độ nước làm mát được đo bằng một cảm

biến, nó nhận ra nhiệt độ nước làm mát còn thấp. Cảm biến có một nhiệt

điện trở mà sự thay đổi của điện trở này rất nhạy với sự thay đổi của

nhiệt độ nước làm mát. Nhiệt độ nước làm mát được chuyển thành tín

14

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

hiệu điện và gởi đến bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển trung tâm sẽ

làm đậm hỗn hợp tùy theo tín hiệu này. Ngoài ra ở hệ thống phun xăng

điện tử còn có vòi phun khởi động lạnh, hoạt động chỉ khi nhiệt độ động

cơ còn thấp để cung cấp một lượng phun lớn hơn khi đã khởi động. Vòi

phun này được thiết kế để cải thiện sự phun sương của nhiên liệu giúp

cho nhiên liệu dễ dàng hòa trộn và bốc cháy hơn.

*) Khi tăng tốc.

+ Bộ chế hòa khí: Để tránh cho hỗn hợp quá nhạt khi xe tăng tốc, một hệ

thống bơm tăng tốc được tạo ra. Khi bướm ga mở đột ngột, một lượng

nhiên liệu xác định được phun ra từ bơm tăng tốc để bù trừ lại sự chậm

trễ trong việc cung cấp nhiên liệu qua vòi phun chính.

+ Phun xăng điện tử: Ngược lại với bộ chế hòa khí, ở hệ thống phun

xăng điện tử không thực hiện bất kỳ hiệu chỉnh đặc biệt nào trong khi

tăng tốc, bởi vì bộ chế hòa khí hút nhiên liệu vào bằng độ chân không

còn hệ thống phun xăng điện tử phun trực tiếp nhiên liệu có áp suất cao

tỷ lệ với sự thay đổi của lượng khí nạp, do vậy không có sự chậm trễ

trong việc cung cấp nhiên liệu. Tuy nhiên trong thực tế để nâng cao khả

năng tải khi xe tăng tốc trong khi bướm ga còn đóng, một lượng nhỏ

nhiên liệu được phun ra thêm qua các vòi phun.

*) Khi phát huy hết công suất

+ Bộ chế hòa khí: Điều này được thực hiện bằng hệ thống toàn tải, hệ

thống toàn tải nhận biết tải trọng đặt lên động cơ bằng độ chân không

của đường nạp. Khi độ chân không này giảm xuống, van tăng tải mở ra

và hỗn hợp đậm hơn được cung cấp.

+ Phun xăng điện tử: Tải trọng đặt lên động cơ được xác định bằng độ

mở của bướm ga và nó được chuyển thành tín hiệu điện nhờ vào cảm

biến vị trí bướm ga. Khi góc mở của bướm ga tăng lên, có một lượng

nhiên liệu lớn hơn để cung cấp tỷ lệ hòa khí phù hợp với chế độ toàn tải

của động cơ.

15

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

*) Ưu, nhược điểm động cơ phun xăng so với động cơ dùng bộ chế

hòa khí

Bộ chế hòa khí

+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí về cơ bản chỉ có ưu

điểm là cấu tạo đơn giản, giá thành thấp hơn so với hệ thống phun xăng

điện tử. Nhưng bên cạnh đó bộ chế hòa khí lại tồn tại hai khuyết điểm

sau:

+ Các mạch xăng ở các chế độ làm việc của động cơ được điều khiển

hoàn toàn bằng cơ khí, do đó thành phần hỗn hợp không được tối ưu.

Nếu hỗn hợp quá đậm dẫn đến xăng cháy không hết, sản sinh ra khí độc

như HC, CO và ngược lại nếu hỗn hợp quá nhạt sẽ sinh ra khí độc NOx.

+ Các xilanh trên cùng một động cơ nhận được lượng khí hỗn hợp không

đồng nhất, hỗn hợp của các xilanh càng ở xa bộ chế hòa khí càng giàu

xăng. Nguyên nhân của hiện tượng này là do xăng nặng hơn không khí

nên lưu thông không xuyên suốt qua các đoạn cong của các ống góp hút.

Các hạt xăng lớn tiếp tục lưu thông theo quán tính đến vách cuối cùng

của ống góp hút và ngưng đọng tại đây. Số xăng này bốc hơi và cung cấp

thêm cho các xilanh đầu và cuối, hậu quả là khí hỗn hợp cung cấp cho

các xilanh này luôn giàu xăng hơn các xilanh khác.

+) Phun xăng điện tử

+ So với bộ chế hoà khí, hệ thống phun xăng điện tử có nhiều ưu điểm

hơn như:

+ Tiết kiệm nhiên liệu: Trong hệ thống phun xăng điện tử mỗi xilanh đều

có riêng một vòi phun, các vòi phun này lại được điều khiển bởi bộ xử lý

trung tâm nhờ vậy các xilanh động cơ được cung cấp lượng xăng đồng

đều ở bất kỳ chế độ hoạt động nào của động cơ.

+ Thích ứng với các chế độ tải trọng khác nhau: Hệ thống phun xăng

điện tử có khả năng đáp ứng việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ ở tất

cả các chế độ và tải trọng thay đổi khác nhau của động cơ một cách

nhanh chóng, nhờ vào khả năng của bộ điều khiển trung tâm chỉ huy vòi

16

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

phun phun xăng vào đường ống nạp trong thời gian nhỏ nhất. Nhưng nó

cũng có nhược điểm là cấu tạo phức tạp, việc bảo dưỡng sửa chữa khó

khăn, giá thành cao.

*) Ống phun nhiên liệu

Ống phun nhiên liệu là một van điều khiển bằng điện tử. Thông qua một

máy bơm nhiên liệu, vòi phun được cung cấp xăng đã điều áp. Van có

khả năng đóng mở nhiều lần trong một giây.

Hình 1.14. Vòi phun điện tử

Khi vòi phun được kích điện, nó mở ra, xăng được bơm với áp suất cao

qua đầu phun cực nhỏ. Đầu phun được thiết kế phun xăng mịn như

sương để đốt cháy dễ dàng. Bộ ECU tính toán lượng xăng phun vào bằng

thời gian mở van, van mở càng lâu lượng xăng càng nhiều.

Các vòi phun nhiên liệu được gắn sát ngay các ống hút của động cơ. Một

ống nhiên liệu chứa xăng nén cung cấp xăng cho các vòi phun.

17

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

2. Trình bày các dạng hư hỏng của động cơ xăng ( biểu hiện, nguyên nhân).

Hình 2.1. Động cơ xăng 4 kỳ

2.1. Động cơ không khởi động được

Hư hỏng:

- Khi bật khoá khởi động, động cơ không quay hoặc quay quay yếu

Nguyên nhân:

- Bình điện bị hết điện, hoặc bình sắp hỏng khi nạp điện từ máy phát

không còn tích được điện.

- Các đầu dây nối tiếp xúc kém, hoặc cũng có thể bị đứt ở một chỗ nào

đó.

- Khoá điện máy khởi động có vấn đề.

- Do rôto hoặc stato bị chạm chập

2.2. Khi bật khoá điện khởi động trục khuỷu quay bình thường

nhưng máy không nổ

Nguyên nhân:

18

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

- Hệ thống đánh lửa (biến áp đánh lửa, dây cao áp, bộ chia điện, nến

đánh lửa…) có vấn đề.

- Cuộn điện (cuộn kích từ)

- Bộ chế hoà khí, bơm xăng không làm việc.

- Đường ống dẫn nhiên liệu bị tắc không dẫn được nhiên liệu khiến động

cơ không nổ.

2.3. Động cơ bị sặc xăng

Nguyên nhân:

- Do khi khởi động nhiều lần mà máy không nổ.

- Tỉ lệ hoà khí (xăng, gió) không đúng bầu lọc gió bị tắc do bụi bẩn

2.4. Động cơ bị nóng, nhiệt độ nước làm mát tăng cao, công suất

giảm

Nguyên nhân:

- Hệ thống làm mát hay hệ thống bôi trơn bị trục trặc

- Thời điểm đánh lửa sai.

2.5. Động cơ dễ chết máy

Nguyên nhân:

- Bugi đánh lửa kém hoặc do làm việc lâu ngày bugi bị bẩn, muội than

phủ lên hết các cực của bugi khiến cho các tia lửa điện đánh ra từ bugi

yếu, không đủ mạnh để đốt cháy hòa khí.

- Dây cao áp bị đứt hoặc bị gãy ngậm tại một điểm nào đó khiến cho việc

đánh lửa bị chập chờn, không ổn định làm cho động cơ dễ chết máy.

2.6. Động cơ vẫn nổ, sau khi đã tắt khoá điện

Nguyên nhân:

- Do bộ chế hoà khí trục trặc

- Thời điểm đánh lửa của động cơ sai

- Khoá điện hỏng không còn tác dụng ngắt dòng điện khi tắt khóa điện

do vậy động cơ vẫn có thể hoạt động.

- Do làm việc trong một thời gian dài nên muội than trong buồng đốt

động cơ quá nhiều.

19

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

2.7. Có tiếng nổ trong đường ống xả

Nguyên nhân

- Thời điểm đánh lửa của động cơ sai, đánh lửa quá muộn lúc này xupap

xả đã bắt đầu mở vì vậy có hiện tượng cháy trong đường xả.

- Do đặt khe hở nhiệt của xupap không đúng, ở thời điểm xupapđóng

hoàn toàn nhưng xupap vẫn bị kênh do khe hở nhiệt quá nhỏ vì vậy

nhiên liệu và không khí lọt ra đường xả. Đó cũng là một nguyên nhân

gây ra hiện tượng có tiếng nổ trong đường xả động cơ.

2.8. Có tiếng nổ trong đường ống nạp

Nguyên nhân:

- Bướm gió mở

- Thời điểm đánh lửa sai (đánh lửa quá sớm)

- Khe hở nhiệt suppap không đúng

- Áp lực động cơ không đủ

2.9. Động cơ tiêu hao nhiên liệu quá cao

Nguyên nhân:

- Bình xăng, công tắc bình xăng, ống dẫn bình xăng, tỉ lệ hoà khí sai, bộ

chế hoà khí có hiện tượng dò xăng

- Lực cản lan quá lớn

- Đánh lửa quá sớm hoặc quá trễ

- Ap lực xilanh không đủ (tụt hơi)

- Garăngti quá cao

- Chạy tốc độ thấp hay cao trong tình trạng quá tải

2.Động cơ phun xăng điện tử

Khi vận hành chỉ một sai sót nhỏ cũng có thể làm hệ thống bị trục trặc

khiến động cơ không hoạt động tốt, thậm chí không hoạt động được.

Nhìn chung các hư hỏng có thể xảy ra như sau:

20

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Các đầu nối từ cảm biến vào ECU và từ ECU ra các cơ cấu chấp hành bị

tuột, lỏng.

Mòn các điện cực tiếp xúc: làm tăng điện trở trong đường dẫn.

Cảm biến bị hư hỏng: hở mạch hoặc ngắn mạch, các chuyển đổi bị sai

lệch.

Cơ cấu chấp hành hỏng: cuộn rơle, mô tơ bước, màn hình... bị hở, ngắn

mạch hoặc không phản ứng với tín hiệu điều chỉnh ECU.

Hở các bộ phận chân không: làm sai lệch các hoạt động động cơ hoặc

các bộ phận dung chân không khác, làm giảm hiệu suất động cơ và hệ

thống.

Ngắn mạch điện: dây tiếp mát hoặc một dây dẫn nào đó bị đốt nóng do

dòng điện quá lớn hoặc đấu sai đường dẫn.

Các vấn đề của hệ thống đánh lửa ví dụ như: do bugi bị mất cao áp khiến

lượng nhiên liệu chưa cháy đưa xuống ống xả tăng lên, cảm biến ôxy sẽ

hiểu là đậm nhiên liệu và và cố điều khiển ECU làm nghèo hỗn hợp.

Các vấn đề của hệ thống nhiên liệu: rò rỉ hoặc tắc vòi phun, bộ ổn áp

kém, hư hỏng ở bơm nhiên liệu... có thể bị ECU xử lý làm giàu hoặc

nghèo hỗn hợp.

Các vấn đề của hệ thống xả: hư hỏng bộ xúc tác khí xả, van luân hồi khí

xả EGR, hệ thống ngưng tụ xăng, cũng làm ECU xử lý thành phần hỗn

hợp không đúng.

Các vấn đề của động cơ: những tiếng gõ cơ khí, ồn, rung động sẽ đánh

lừa cảm biến đo rung hoặc kích nổ làm sai lệch hoạt động của ECU.

Hư hỏng ECU: các lệnh điều khiển không đúng, hỏng các mạch dao diện

bên trong làm ECU không hoạt động hoặc làm thay đổi các hoạt động

của hệ thống lien quan.

Lưu ý: các hư hỏng phổ biến là: lỏng, tuột đầu nối, mòn tiếp điểm, hở

các đường chân không, hỏng bugi, hỏng dây cao áp, cháy các xupap.. do

vậy nên kiểm tra các hư hỏng này trước khi làm các phép thử để tăng

hiệu quả chuẩn đoán.

21

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

3.

Trình bày các dụng cụ, thiết bị chẩn đoán sử dụng trong việc

chẩn đoán hư hỏng của động cơ ( sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc,

công dung của các thiết bị).

3.1. Thiết bị phân tích thành phần khí thải MGT5

Chẩn đoán động cơ theo thành phần khí xả

Thành phần khí thải là một thông số ra phản ánh chất lượng quá trình

cháy của động cơ. Thành phần khí thải là thông số chẩn đoán chung vì

nó phụ thuộc nhiều yếu tố: độ đậm hỗn hợp cháy, chất lượng hoà trộn

nhiên liệu và không khí, khả năng bay hơi của nhiên liệu xăng, độ phun

sương và đồng đều của vòi phun, trạng thái nhiệt độ, áp suất trong xi

lanh, thời điểm phun hoặc thời điểm đánh lửa...

- Khi ở chế độ không tải: HC tăng và không tồn tại O2.

- Tăng dần tải: CO2 tăng, O2 giảm, HC, CO giảm dần.

- Khi toàn tải chủ yếu tồn tại CO.

- Ở chế độ tăng tốc và khởi động tồn tại HC

3.1.1. Sơ đồ thiết bị:

Hình 3.1. sơ đồ thiết bị

22

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Các thành phần chính của thiết bị:

1. Đường lấy ga chuẩn.

suất.

2. Cảm biến độ chênh lệch áp

3. Buồng đo phân tích CO₂, CO, HC.

quyển.

4. Cảm biến áp suất khí

5. Bộ phân tích O₂.

7. Van đóng mở điện.

9. Bộ lọc than hoạt tính.

11. Bơm nước.

6. Bơm khí.

8. Bộ lọc khí.

10. Bộ tách nước.

12. Đường nước ra.

14. Đường khí vào để chỉnh

13. Đường lấy mẫu.

giá trị 0.

15. Đường khí ra.

16. Hệ thống dẫn khí.

18. Phương tiện điều chỉnh.

20. Bộ phận chỉ thị.

17. Chi tiết làm kín.

19. Các dao điện.

21. Bộ chuyển đổi tín hiệu.

MGT 5 là thiết bị phân tích khí xả cho động cơ xăng do hãng MAHA sản

xuất. Ưu điểm của thiết bị này là thiết kế nhỏ gọn nhưng tích hợp nhiều

chức năng như phân tích khí xả động cơ xăng, động cơ khí ga hoá lỏng

hay khí ga tự nhiên. Thiết bị có thể sử dụng di động hoặc sử dụng ở các

trạng kiểm soát với khả năng nối mạng (Eurosystem, ASA, citric…) và

dao diện phần mềm đơn giản, dễ sử dụng.

23

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

a) Mặt trước.)

Hình 3.1.1: Mặt trước thiết bị MGT 5

A: Mô đun RPM (revolution per minute) tiêu chuẩn.

B: Đèn LED điều khiển mô đun RPM.

C: E- OBD mô đun.

D: Đường lấy khí mẫu.

Hình 3.1.2: Mô đun RPM tiêu chuẩn

a: Cổng kết nối cho đầu kẹp (trigger clamp).

b: Cổng kết nối cho nhiệt độ dầu.

c: Cổng kết nối với “light barrier” và cảm biến tốc độ VC2.

b) Mặt sau.

Hình 3.1.3: Mặt sau

24

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

E: Đầu cắm điện với cầu chì và công tắc cho dòng 85V- 265V.

F: Đầu nối khi sử dụng dòng điện trên xe 10V- 42V.

G: Cổng RS 232 cho thiết bị điều khiển cầm tay.

H: Đường ra của nước (trái).

Đường ra của nước (phải).

I: Cổng kết nối mạng: LON và USB.

c) Mặt bên.

Hình 3.1.4: Mặt bên

Tháo nắp 2 bên của thiết bị ta sẽ có:

Hình 3.1.5: Bên trái

Bên trái:

-

J: Đầu lọc than hoạt tính lấy khí cho điều chỉnh điểm 0.

K: Đường vào khí chuẩn.

L: Cảm biến NOx (có hoặc không).

25

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

-

M: Cảm biến Oxy.

Hình 3.1.6: Bên phải

Bên phải:

- O: Màng lọc bụi và các hạt bẩn.

- P: Màng lọc tách nước..

3.1.2. Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên hiện tượng hấp thụ tia hồng

ngoại của các thành phần khí có trong khí xả của động cơ xăng.

Do đặc tính các phần tử tạo bởi những nguyên tử giống nhau (H₂/O₂/N₂)

không gây ra sự hấp thụ đối với các tia hồng ngoại. Ngược lại, với những

phần tử cấu tạo bởi nhiều loại nguyên tử khác nhau sẽ hấp thụ tia hồng

ngoại và cho màu sắc khác nhau, thể hiện trên quang phổ.

Mẫu khí xả cần kiểm tra được lấy từ ống xả ô tô thông qua đầu lấy mẫu.

Khí xả sẽ được tách hơi nước và được đưa vào buồng đo. Buồng đo là

một ống tròn dài, 2 đầu được lắp bộ phát và bộ thu tia hồng ngoại (hình

1). Phụ thuộc vào khả năng hấp thụ tia hồng ngoại của từng loại khí, khi

đi qua buồng đo các tia này sẽ bị thay đổi về bước sóng thể hiện qua

quang phổ nhận được trên đầu thu. Thông qua quang phổ, thiết bị phân

tích sẽ tính toán được tỉ lệ các chất có trong lượng khí xả đó và hiển thị

số liệu lên màn hình.

26

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

Hình 3.2: buồng đo khí xả.

Nồng độ khí xả mẫu càng cao thì quá trình phân tích càng chính xác, do

vậy yêu cầu đầu lấy mẫu cần cắm sâu vào trong ống xả. Việc phân tích

được thực hiện bằng cảm biến điện tử, phía trước nó có kính lọc quang

học, chỉ cho phép các tia hồng ngoại có bước sóng nhất định đi qua.

Trong thành phần khí xả có thể còn có Ôxy. Căn cứ vào lượng Ôxy này

ta có thể xác định được hệ số Lamda. Phần tử O₂tạo bởi 2 nguyên tử

Ôxy giống nhau nên không hấp thụ tia hồng ngoại, do đó việc xác định tỉ

lệ phần trăm của Ôxy trong mẫu khí xả thực hiện thông qua một cảm

biến hoá học. cảm biến này phát ra các tín hiệu điện tử tỉ lệ thuận với

nồng độ thành phần Ôxy. Thành phần NOx cũng có thể đo được nhờ một

loại cảm biến thích hợp.

Quá trình hoạt động, kiểm tra, hiệu chuẩn.

a) Chế độ đo: Ở chế độ này van điện mở thông đường ống lấy mẫu 13

với buồng đo, đồng thời khoá các nhánh khác. Khí mẫu sẽ đi qua bộ tách

nước 10, bộ lọc khí 8 để được làm sạch, đảm bảo độ chính xác khi phân

tích và tránh hư hỏng buồng đo. cảm biến chênh lệch áp suất 2 có nhiệm

vụ thông báo áp suất trong đường ống dẫn khí với mục đích kiểm tra độ

rò rỉ.

b) Chế độ hiệu chuẩn giá trị 0: Để đảm bảo phương pháp đo chính xác,

trước mỗi lần đo cần thực hiện hiệu chỉnh điểm 0. Van điện 7 ở trạng

thái mở thông đường ống 14 với buồng đo và khoá các đường khác, lấy

không khí làm chuẩn 0 cho giá trị CO và HC.

27

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

c) Chế độ hiệu chuẩn: Van điện 7 ở trạng thái thông với đường lấy khí

ga chuẩn 1 với buồng đo, dùng để so sánh giá trị đo của CO, HC, O₂hiển

thị trên thiết bị với các thành phần đã xác định trong khí chuẩn. Tuỳ

thuộc vào mỗi nước mà thời gian hiệu chuẩn khác nhau, thông thường là

6 tháng hoặc 12 tháng.

3.1.3. Mộ sô Thiết bị phân tích khí thải khác( Kết nối với Carman Scan)

Hình 3.3. Sơ đồ thiết bị

Model: Nga - 6000

Hãng sản xuất: Nextech – Hàn Quốc

. Có thể phân tích được 05 thành phần trong khí xả: HC, CO2, CO, O2,

NOX

. Cho phép tính toán hiển thị hệ số dư lượng không khí Lamda (tỉ lệ

không khí – nhiên liệu)

. Kết quả đo hiển thị trên 6 màn hình LED hoặc trên máy Carman Scan

. Có máy in kết quả

28

.

Kỹ thuật chẩn đoán động cơ

Bộ môn Động lực

3.2.Bệ thử đo công suất .

Phương pháp đo công suất động cơ

3.2.1. Sơ đồ.

Hình 3.4. Bệ thử công suất

3.2.2. Nguyên lý làm việc.

Phương pháp đo không phanh

Sử dụng tổn thất cơ học của các xi lanh để tạo tải, đo tốc độ quay của

động cơ

Công suất động cơ sẽ được xác định theo công thức:

Ndo = Nedm – k(ndm – ntb)

k: hệ số kinh nghiệm

Đối với động cơ ô tô: k = 0,02 - 0,04

29