Bài giảng Kiểm định và chuẩn đoán kỹ thuật ôtô - CĐ Giao thông Vận tải

Chia sẻ: Bautroimaudo Bautroimaudo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kiểm định và chuẩn đoán kỹ thuật ôtô cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm về độ tin cậy và tuổi thọ của máy; Khái niệm chung về chuẩn đoán kỹ thuật; Tự chẩn đoán; Các phương pháp chẩn đoán đơn giản; Chẩn đoán động cơ; Chẩn đoán hệ thống lửa; Chẩn đoán hệ thống truyền lực;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiểm định và chuẩn đoán kỹ thuật ôtô - CĐ Giao thông Vận tải

TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI  BÀI GIẢNG MÔN HỌC KIỂM ĐỊNH VÀ CHUẨN ĐOÁN KỸ THUẬT ÔTÔ (Lưu hành nội bộ) Người biên soạn: Trần Hoàng Luân TP.HCM, năm 2010
Ch¬ng 1 Kh¸i niÖm vÒ ®é tin cËy vµ tuæi thä cña m¸y 1.1C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n 1.1.1 Kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y Kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y lµ tr¹ng th¸i cña m¸y. cã c¸c th«ng sè lµm viÖc cña m¸y n»m trong giíi h¹n quy ®Þnh trong tµi liÖu kÜ thuËt. Kh¸i niÖm tèt réng h¬n kh¸i niÖm kh¶ n¨ng lµm viÖc. Mét m¸y tèt lu«n cã kh¶ n¨ng lµm viÖc. Nhng mét m¸y cã kh¶ n¨ng lµm viÖc th× cã thÓ cha tèt. VÝ dô: mét hép sè vÉn duy tr× kh¶ n¨ng lµm viÖc, nÕu nh b¸nh r¨ng trong hép sè ®ã bÞ mßn nhng cha vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp, nhng ta còng kh«ng thÓ nãi lµ hép sè ®ã lµ hép sè tèt. Kh«ng cã kh¶ n¨ng lµm viÖc lµ t×nh tr¹ng cña m¸y kh«ng thÓ tiÕp tôc sö dông, mµ nguyªn nh©n cã thÓ lµ do chØ mét th«ng sè nµo ®ã kh«ng ®¹t yªu cÇu kÜ thuËt. T×nh tr¹ng tíi h¹n cña m¸y lµ t×nh tr¹ng m¸y kh«ng thÓ tiÕp tôc sö dông do h háng kh«ng thÓ kh¾c phôc vµ kh«ng an tßan. Mét m¸y cã thÓ lµ m¸y ®îc söa ch÷a hoÆc m¸y kh«ng ®îc söa ch÷a. M¸y ®îc söa ch÷a lµ m¸y khi cã ph¸t sinh h háng, cã thÓ kh«i phôc l¹i c¸c chØ tiªu kÜ thuËt. Trong mét m¸y gåm nhiÒu chi tiÕt, cã chi tiªt ®îc söa ch÷a vµ còng cã chi tiÕt kh«ng ®îc söa ch÷a. VÝ dô: xÐc - m¨ng cña ®éng c¬ ®èt trong lµ chi tiÕt kh«ng ®îc söa ch÷a, cßn thanh truyÒn lµ chi tiÕt ®îc söa ch÷a. 1.1.2 §é tin cËy Trong sö dông vµ söa ch÷a m¸y mét chØ tiªu chÝnh dïng ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng m¸y lµ ®é tin cËy cña m¸y. §é tin cËy cña m¸y lµ tÝnh chÊt cña m¸y ®¶m b¶o thùc hiÖn c¸c choc nun vµ duy tr× chØ tiªu sö dông trong h¹n ®Þnh trong kho¶ng thêi gian hoÆc thêi h¹n cÇn thiÕt. C¸c chØ tiªu cña nhiÒu tÝnh chÊt ®Æc trng cho chÊt lîng cña s¶n phÈm ®Òu bÞ biÕn ®æi theo thêi gian. §é tin cËy cã tÝnh chÊt phøc hîp, tïy theo c«ng dông vµ ®iÒu kiÖn s¶n phÈm, cã thÓ bao gåm tÝnh kh«ng háng, tuæi thä, kh¶ n¨ng b¶o qu¶n, tÝnh thÝch øng víi söa ch÷a. §é tin cËy ®¶m b¶o kh¶ n¨ng kÜ thuËt ®Ó sö dông s¶n phÈm theo c«ng dông trong thêi gian cÇn thiÕt. Trong tµi liÖu kÜ thuËt ®é tin cËy thêng ®îc hiÓu theo nghÜa hÑp lµ tÝnh kh«ng háng. §é tin cËy ®îc ®¸nh gi¸ theo c¸c chØ tiªu sau: khèi lîng c«ng viÖc gi÷a hai lÇn háng; hÖ sè s½n sµng; hÖ sè sö dông kÜ thuËt; x¸c suÊt lµm viÖc kh«ng háng; …. Trong lÝ thuyÕt vÒ ®é tin cËy, ngêi ta sö dông c¸c kh¸i niÖm ®é tin cËy vËt lÝ vµ ®é tin cËy hÖ thèng. §é tin cËy vËt lÝ cña m¸y hay cña chi tiÕt ®Æc trng kh¶ n¨ng lµm viÖc tin cËy cña nã trong ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, trong kháang thêi gian ®· cho. Sù æn ®Þnh c¸c ®Æc ®iÓm cña vËt liÖu vµ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, chÕ t¹o hay söa ch÷a ¶nh hëng ®Õn møc ®é tin cËy vËt lÝ. §é tin cËy hÖ thèng cña ®èi tîng hay hÖ thèng ®Æc trng b»ng kh¶ n¨ng thùc hiÖn nhiÖm vô trong ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh vµ trong kháang thêi gian khi cã h háng cña c¸c phÇn tö c¸ biÖt cña tæng thµnh hay cña ®¬n vÞ l¾p. §é tin cËy hÖ thèng phô thuéc vµo ®é tin cËy vËt lÝ cña c¸c phÇn tö riªng rÏ vµ cña tæng thµnh 2
b»ng s¬ ®å liªn kÕt vµ mèi quan hÖ qua l¹i cña chóng trong s¬ ®å nhiÖm vô chung. Møc ®é tin cËy thùc tÕ cña ®èi tîng phøc t¹p phô thuéc vµo ®é tin cËy vËt lÝ cña c¸c phÇn tö vµ sù liªn kÕt hîp lÝ cña chóng trong s¬ ®å cÊu tróc cña c¸c ®¬n vÞ l¾p vµ cña hÖ thèng. 1.2 Ph¬ng ph¸p tÝnh ®é tin cËy cña chi tiÕt m¸y 1.2.1 TÝnh tãan ngÉu nhiªn cña c¸c h háng Do xe m¸y ®îc sö dông ë c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu, ®êng x¸ vµ c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nhau, chóng kh«ng nh÷ng chÞu t¸c ®éng thay ®æi mµ cßn mang tÝnh ngÉu nhiªn. §Ó ph©n tÝch kiÓm tra tÝnh tãan ®é tin cËy cña chi tiÕt m¸y ngêi ta sö dông lÝ thuyÕt x¸c suÊt thèng kª. §¸nh gi¸ ®é tin cËy cña chi tiÕt m¸y nhê vµo ph¬ng ph¸p to¸n häc trªn c¬ së tÝch lòy th«ng tin thèng kª. ë ®iÒu kiÖn sö dông thùc tÕ cho phÐp ph¸t hiÖn c¸c quy luËt x¸c suÊt vµ sù phô thuéc c¸c yÕu tè ngÉu nhiªn víi ®é tin cËy. Trong tÝnh tãan ®¹i lîng ngÉu nhiªn cña h háng chi tiÕt m¸y, th× viÖc thu thËp vµ xö lÝ th«ng tin cña ®é tin cËy ®ãng vai trß quan träng. 1.2.2 Thu thËp vµ xö lÝ th«ng tin cña ®é tin cËy NhiÖm vô cña viÖc thu thËp vµ xö lÝ th«ng tin cña ®é tin cËy: - X¸c ®Þnh vµ ®¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu ®é tin cËy cña chi tiÕt m¸y - Ph¸t hiÖn c¸c nhîc ®iÓm vÒ thiÕt kÕ vµ c«ng nghÖ chÕ t¹o lµm h¹ thÊp ®é tin cËy cña chi tiÕt m¸y - X¸c ®Þnh c¸c quy luËt ph¸t sinh c¸c h háng - Ph¸t hiÖn ¶nh hëng cña c¸c ®iÒu kiÖn vµ chÕ ®é trong sö dông ®Õn ®é tin cËy cña chi tiÕt - HiÖu chØnh c¸c chØ tiªu ®Þnh møc cña ®é tin cËy - X¸c ®Þnh hiÖu qu¶ c¸c biÖn ph¸p híng ®Õn lµm t¨ng ®é tin cËy ®Õn møc tèi u Th«ng tin cña ®é tin cËy cña chi tiÕt m¸y dùa vµo c¸c thÝ nghiÖm. §é dµi cña thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh phô thuéc cÊu tróc vµ møc ®é tin cËy ban ®Çu. Trong ®a sè trêng hîp, ngêi ta thÝ nghiÖm hay quan s¸t b»ng c¸c chu kú cho ®Õn khi xuÊt hiÖn t×nh tr¹ng giíi h¹n nghÜa lµ ph¸t sinh nhu cÇu söa ch÷a. Trong qu¸ tr×nh quan s¸t hay thÝ nghiÖm ngêi ta tiÕn hµnh ®o ®¹c chi tiÕt. Do th«ng tin ban ®Çu cña thÝ nghiÖm dÔ bÞ ph©n t¸n, nªn sè lîng chi tiÕt m¸y tham gia thÝ nghiÖm (N) ph¶i ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c cao. Nhng sè lîng chi tiÕt tham gia thÝ nghiÖm qu¸ lín sÏ lµm gi¸ thµnh thÝ nghiÖm cao. Khi tÝnh tãan sè lîng chi tiÕt m¸y tham gia thÝ nghiÖm (N), cÇn thiÕt sö dông sai sè t¬ng ®èi (  ) trong vïng ph©n t¸n cña c¸c chØ tiªu ®é tin cËy: T X  X 100% X T Trong ®ã: X vµ X lµ gi¸ trÞ biªn trªn vµ gi¸ trÞ trung b×nh cña ®é tin cËy LÊy gi¸ tri   10%  25% Sè lîng chi tiÕt tham gia thÝ nghiÖm hay tÝnh lÆp l¹i cña th«ng tin ®îc t×m phô thuéc vµo chÊp nhËn quy luËt ph©n phèi nµo cña chØ tiªu ®é tin cËy. ë ph©n phèi chuÈn, sè chi tiÕt N cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc:  t  v N 3
Trong ®ã t lµ hÖ sè phô thuéc.  Sau khi ®· cã gi¸ trÞ tØ sè tra b¶ng ta cã gi¸ trÞ cña N, sau khi ®· chän v x¸c suÊt tin cËy. ë ph©n phèi V©ybun, ®Ó biÕt gi¸ trÞ N, cÇn biÕt hay chän gi¸ trÞ cña hÖ sè biÕn thiªn (v), sau ®ã tra b¶ng t×m th«ng sè b vµ tÝnh biÓu thøc 1  b . Sau khi cho gi¸ trÞ ®é tin cËy, t×m N b»ng c¸ch tra b¶ng. 1.3 Ph¬ng ph¸p tÝnh ®é tin cËy cña côm chi tiÕt m¸y §é tin cËy cña mét m¸y hoÆc côm chi tiÕt m¸y phô thuéc vµo ®é tin cËy cña c¸c chi tiÕt tham gia, t×nh tr¹ng c¸c mèi l¾p ghÐp vµ ®iÒu kiÖn sö dông. Thêng ®é tin cËy cña m¸y hoÆc côm chi tiÕt m¸y còng ®îc tÝnh tãan b»ng ph¬ng ph¸p thèng kª, x¸c suÊt. 1.3.1 TÝnh tãan C¸c chØ tiªu kinh tÕ cña tÝnh kh«ng háng cña m¸y TÝnh kh«ng háng cña m¸y lµ ®é dµi trung b×nh cña sù lµm viÖc liªn tôc cña m¸y tõ h háng sö dông lÇn tríc ®Õn lÇn tiÕp theo. ChØ tiªu kinh tÕ cña tÝnh kh«ng háng cã chi phÝ thêi gian riªng: 1 N B EOi h B EO  N i1 ( ) Hi d .v.k .l Trong ®ã N lµ sè m¸y quan s¸t, B EO (hoÆc P EO , D EO ), t¬ng øng tæng chi phÝ lao ®éng, thêi gian, tiÒn b¹c cho viÖc kh¾c phôc c¸c h háng cña m¸y, Hi lµ khèi lîng cña m¸y thø (i) ®Õn cuèi quan s¸t. 1.3.2 TÝnh tãan c¸c chØ tiªu kÜ thuËt cña tÝnh kh«ng háng cña m¸y Th«ng sè th«ng lîng kh«ng háng ( ) vµ khèi lîng c«ng viÖc trªn mét h háng sö dông ( T o ), lµ chØ tiªu kÜ thuËt chÝnh cña tÝnh kh«ng háng. Theo ý nghÜa vËt lÝ, th«ng sè th«ng lîng kh«ng háng lµ tèc ®é xuÊt hiÖn h háng (sè h háng trªn mét ®¬n vÞ khèi lîng). ë trêng hîp tæng qu¸t, th«ng sè nµy trïng víi thay ®æi cña hµm mËt ®é cña x¸c suÊt:   f (H ) Trong ®ã (H) lµ khèi lîng c«ng viÖc cña m¸y. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ kh¶o nghiÖm, ®Ó ®¬n gi¶n trong tÝnh tãan, ngêi ta cho:   const Khi khèi lîng th«ng tin vÒ h háng ®ñ lín sö dông th«ng lîng háng ë vïng ®îc chän bÊt k× cña khèi lîng tõ H1 ®Õn H2, cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: N  m i ( H 1 H 2) i 1 h   ( ) N ( H 1  H 2) d .v.k .l ë trêng hîp kÕt thóc quan s¸t, cã thÓ sö dông c«ng thøc:    mi 1 N h ( ) N i 1 H i d .v.k .l Trong ®ã: mi lµ sè h háng sö dông cña m¸y lÇn thø (i) sau khèi lîng 4
c«ng viÖc tõ H1 ®Õn H2, hay tõ 0 ®Õn Hi. Tõ ®ã ta cã c«ng thøc: 1 1 N Hi d .v.k .l T 0   , hay T 0  N  ( h ) i 1 mi Khi tÝnh tãan kinh tÕ, ®«i khi cÇn thiÕt x¸c ®Þnh sè háng trung b×nh MTB trong suèt khèi lîng c«ng viÖc nhÊt ®Þnh H3 (khèi lîng c«ng viÖc hµng n¨m ®îc lËp kÕ ho¹ch cho m¸y hoÆc khèi lîng gi÷a c¸c lÇn söa ch÷a) H3 M TB   H 3  T0 5
Ch¬ng 2 kh¸i niÖm chung vÒ chÈn ®o¸n kü thuËt 2.1 Kh¸i niÖm vÒ chÈn ®o¸n, vµ ¶nh hëng cña ®iÒu kiÖn cña sö dông ®Õn sù thay ®æi tr¹ng th¸i kÜ thuËt 2.1.1 Kh¸i niÖm vÒ chÈn ®o¸n kÜ thuËt “ChÈn ®o¸n” lµ thuËt ng÷ ®îc sö dông tõ thêi k× Hi-L¹p cæ ®¹i cña nh÷ng ngêi thî gèm, ®Ó chØ nh÷ng c«ng viÖc nh»m x¸c ®Þnh t×nh tr¹ng chÊt lîng cña s¶n phÈm qua c¸c yÕu tè biÓu hiÖn bªn ngoµi cña s¶n phÈm. Khi x· héi loµi ngêi ph¸t triÓn, “chÈn ®o¸n” trë thµnh m«n khoa häc nghiªn cøu vÒ ph¬ng ph¸p vµ c«ng cô x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña ®èi tîng chÈn ®o¸n. Ngµnh khoa häc chÈn ®o¸n ra ®êi, b¾t ®Çu tõ viÖc chÈn ®o¸n søc kháe cña con ngêi, vµ ®· tõ rÊt l©u råi, ngêi ta ®· quen víi tõ “chÈn ®o¸n” hay “héi chÈn” cña ngµnh y tÕ. Khoa häc vÒ chÈn ®o¸n m¸y mãc ®· ra ®êi tõ khi con ngêi biÕt chÕ t¹o ra c«ng cô thay thÕ lao ®éng thñ c«ng. Nhng sù ph¸t triÓn cña ngµnh chÈn ®o¸n rÊt khã kh¨n, mµ nguyªn nh©n chñ yÕu lµ do thiÕu c¸c thiÕt bÞ ®o lêng cã ®é tin cËy cao. Ngµy nay, víi sù trî gióp ®¾c lùc cña m¸y tÝnh, lÜnh vùc chÈn ®o¸n cã nhiÒu tiÕn bé ®¸ng kÓ. ViÖc sö dông c¸c biÖn ph¸p th¨m dß kh«ng th¸o rêi m¸y, mµ chØ dùa vµo biÓu hiÖn ®Æc trng ®Ó x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña ®èi tîng ®îc gäi lµ chÈn ®ãan kÜ thuËt. ChÈn ®o¸n kÜ thuËt «t« lµ mét lo¹i h×nh t¸c ®éng kÜ thuËt vµo qu¸ tr×nh khai th¸c vµ sö dông «t«, nh»m ®¶m b¶o cho «t« ho¹t ®éng cã ®é tin cËy, an tßan, hiÖu qu¶ cao, b»ng c¸ch ph¸t hiÖn vµ dù b¸o kÞp thêi c¸c h háng vµ t×nh tr¹ng kÜ thuËt hiÖn t¹i mµ kh«ng cÇn th¸o rêi «t« hoÆc tæng thµnh cña «t«. ý nghÜa cña chÈn ®o¸n kÜ thuËt lµ: + N©ng cao ®é tin cËy cña xe vµ ®¶m b¶o cho xe tham gia giao th«ng mét c¸ch an tßan, nhê ph¸t hiÖn kÞp thêi, dù b¸o tríc c¸c h háng cã thÓ x¶y ra nh»m gi¶m thiÓu tai n¹n giao th«ng, n©ng cao n¨ng suÊt, gi¶m « nhiÔm m«i trêng. + N©ng cao ®é bÒn l©u cña m¸y, gi¶m chi phÝ phô tïng thay thÕ, gi¶m hao mßn chi tiÕt vµ tuæi thä cña m¸y do sai lÖch l¾p r¸p. + Gi¶m chi phÝ cho c«ng t¸c b¶o dìng vµ söa ch÷a, do x¸c ®Þnh chÝnh x¸c h háng vµ t×nh tr¹ng kÜ thuËt cña m¸y vµ chi tiÕt m¸y. 2.1.2 Kh¸i niÖm vÒ th«ng sè chÈn ®o¸n Muèn chÈn ®o¸n chÝnh x¸c vµ hiÖu qu¶, th× ngêi tham gia chÈn ®o¸n ph¶i x¸c ®Þnh ®îc th«ng sè chÈn ®o¸n. Th«ng sè chÈn ®o¸n lµ th«ng sè biÓu diÔn qu¸ tr×nh häat ®éng cña c¸c phÇn tö cÊu tróc cña m¸y cã thÓ chøa mét sè dÊu hiÖu chÈn ®o¸n. Khi ®· tËp hîp ®îc c¸c dÊu hiÖu chÈn ®ãan, ngêi ta sÏ xö lÝ th«ng tin nhËn ®îc ®Ó thùc hiÖn chÈn ®o¸n, b»ng c¸ch so s¸nh tÝn hiÖu nhËn ®îc víi tÝn hiÖu mÉu. Muèn t×m ra ®îc th«ng sè chÈn ®o¸n, th× ngêi tham gia chÈn ®o¸n cÇn thiÕt ph¶i n¾m v÷ng th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu. Th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu lµ th«ng sè biÓu thÞ c¸c qu¸ tr×nh lÝ hãa, ph¶n ¸nh t×nh tr¹ng bªn trong cña ®èi tîng kh¶o s¸t. C¸c th«ng sè nµy, con ngêi vµ 6
thiÕt bÞ ®o cã thÓ nhËn biÕt ®îc vµ chØ xuÊt hiÖn khi ®èi tîng ho¹t ®éng hoÆc ngay sau khi ho¹t ®éng. VÝ dô nh tèc ®é «t«, nhiÖt ®é dung dÞch lµm m¸t, ¸p suÊt dÇu b«i tr¬n, c«ng suÊt ®éng c¬, …. C¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu lu«n phô thuéc vµo t×nh tr¹ng kÜ thuËt cña kÕt cÊu. VÝ dô: sù t¨ng khe hë cña mèi l¾p ghÐp trôc khuûu vµ gèi ®ì cæ chÝnh cña ®éng c¬ sÏ lµm gi¶m ¸p suÊt dÇu b«i tr¬n trong hÖ thèng b«i tr¬n cìng bøc, lµm t¨ng va ®Ëp, ®é ån, ®é rung côm tæng thµnh cña ®éng c¬. Mét th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu cã thÓ biÓu hiÖn nhiÒu th«ng sè kÕt cÊu bªn trong, vµ ngîc l¹i mét th«ng sè kÕt cÊu cã thÓ cã nhiÒu th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu. BiÓu hiÖn kÕt cÊu cña c¸c côm chi tiÕt kh¸c nhau, l¹i còng cã thÓ gièng nhau. C¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu cã tÝnh chÊt ®an xen phøc t¹p, biÓu hiÖn kÕt cÊu bªn trong. ChÝnh v× vËy, viÖc thu thËp c¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu ph¶i hÕt søc thËn träng, h¹n chÕ nhÇm lÉn ¶nh hëng ®Õn kÕt qu¶ chÈn ®o¸n. Cã thÓ nãi: viÖc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu, ®¸nh gi¸ tr×nh ®é cña viÖc chÈn ®o¸n. Tuy nhiªn, trong chÈn ®o¸n cã nh÷ng th«ng sè võa lµ th«ng sè kÕt cÊu l¹i còng lµ th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu. Ch¼ng h¹n nh: th«ng sè ¸p suÊt dÇu b«i tr¬n cña ®éng c¬ ®èt trong, lµ th«ng sè kÕt cÊu cña hÖ thèng b«i tr¬n, nhng l¹i lµ th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu cña cÆp l¾p ghÐp b¹c cæ chÝnh vµ cæ chÝnh. Th«ng sè chÈn ®o¸n lµ th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu ®îc chän trong qu¸ tr×nh chÈn ®o¸n. Nhng kh«ng ph¶i tßan bé c¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu ®Òu ®îc coi lµ th«ng sè chÈn ®o¸n. Trong chÈn ®o¸n coi ®èi tîng chÈn ®o¸n phøc t¹p ®îc t¹o lªn bëi tËp hîp c¸c th«ng sè kÕt cÊu. Nªn khi chÈn ®o¸n x¸c ®Þnh t×nh tr¹ng kÜ thuËt cña mét kÕt cÊu, cã thÓ ta chØ cÇn dïng mét th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu, hoÆc còng cã thÓ dïng nhiÒu th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu. Khi chän ®óng th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu ®îc lµm th«ng sè chÈn ®o¸n sÏ cho phÐp dÔ dµng ph©n tÝch, x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña ®èi tîng. C¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu chän dïng lµm th«ng sè chÈn ®o¸n ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu: cã tÝnh hiÖu qu¶, tÝnh ®¬n trÞ, cã ®é nh¹y, tÝnh th«ng tin, tÝnh æn ®Þnh, tÝnh c«ng nghÖ. ViÖc chän ®óng th«ng sè chÈn ®o¸n, ®¶m b¶o cho c«ng viÖc chÈn ®ãan cã hiªu qu¶, kÕt qu¶ chÈn ®o¸n chÝnh x¸c. 2.1.3 ¶nh hëng cña ®iÒu kiÖn sö dông ®Õn sù thay ®æi tr¹ng th¸i kÜ thuËt 2.1.3.1 C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn hÖ sè ma s¸t HÇu hÕt, c¸c h háng cña chi tiÕt m¸y ®Òu cã nguyªn nh©n tõ sù hao mßn, mµ yÕu tè chñ yÕu ¶nh hëng ®Õn hao mßn lµ sù mµi mßn c¸c bÒ mÆt chi tiÕt do ma s¸t. Qu¸ tr×nh mµi mßn bÒ mÆt chi tiÕt rÊt phøc t¹p vµ phô thuéc vµo sè lín c¸c yÕu tè theo c¸c tæ hîp kh¸c nhau ë ®iÒu kiÖn cô thÓ cña sö dông m¸y. Theo quan ®iÓm hiÖn ®¹i, ma s¸t là kÕt qu¶ cña nhiÒu d¹ng t¬ng t¸c phøc t¹p kh¸c nhau, khi cã sù tiÕp xóc và dÞch chuyÓn hoÆc cã xu híng dÞch chuyÓn gi÷a hai vËt thÓ, trong ®ã diÔn c¸c qu¸ tr×nh c¬, lý, hãa ®iÖn...quan hÖ cña c¸c qu¸ tr×nh ®ã rÊt phøc t¹p vµ phô thuéc vào ®Æc tÝnh t¶i, vËn tèc trît, vËt liÖu vµ m«i trêng. 7
F ms  N   lµ hÖ sè ma s¸t,   f  p, v, c  N- lµ t¶i träng ph¸p tuyÕn C-lµ ®iÒu kiÖn ma s¸t (vËt liÖu, ®é cøng, ®é bãng. ChÕ ®é gia c«ng, m«i trêng) C«ng ma s¸t A chuyÓn hãa thµnh nhiÖt n¨ng Q vµ n¨ng lîng hÊp thô gi÷a hai bÒ mÆt E: A  Q  E Qua nghiªn cøu vµ thùc nghiÖm, ngêi ta ®· ph¸t hiÖn ra r»ng: khi thay ®æi ¸p suÊt p, th×  thay ®æi theo, nhng tån t¹i kháang pth1< p
+ HÖ sè ma s¸t  phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè   f  p, v, c  + Tån t¹i kháang   cons tan vµ nhá nhÊt. + Cã thÓ øng dông vµo trong thùc tiÔn sö dông sao cho më réng ph¹m vi   cons tan vµ nhá nhÊt. 2.1.3.2 T¸c dông cña dÇu b«i tr¬n ®Õn sù hao mßn cña chi tiÕt Nh ta ®· biÕt, trong c¸c lo¹i ma s¸t, th× ma s¸t ít lµm gi¶m tèt nhÊt sù hao mßn chi tiÕt m¸y. ë ®iÒu kiÖn b«i tr¬n ma s¸t ít, chi tiÕt lµm viÖc trªn ®Öm dÇu. Líp ®Öm dÇu nhËn t¶i träng, lµm gi¶m t¶i träng va ®Ëp t¸c dông lªn chi tiÕt. Kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng cña líp dÇu b«i tr¬n ®· ®îc Gi¸o s Pªtrèp ®Ò cËp vµo n¨m 1883 vµ ®Æt c¬ së cho quy luËt b¬i thñy ®éng häc cña trôc trong æ trît. Tõ lÝ thuyÕt b«i tr¬n thñy ®éng lùc häc ta thÊy: ®èi víi mét cÆp l¾p ghÐp chuÈn x¸c (cã h×nh d¸ng h×nh häc ®óng) víi mét khe hë nµo ®ã, th× vÞ trÝ cña trôc phô thuéc vµo t¶i träng, ®é nhít cña dÇu b«i tr¬n, kÝch thíc vµ kÕt cÊu cña trôc – æ trît, tèc ®é quay cña trôc. B¶n chÊt cña hiÖn tîng b¬i thñy ®éng häc cña trôc trong æ trît ë tèc ®é quay nhÊt ®Þnh ®îc gi¶i thÝch nh sau: - Khi n = 0, trôc tùa trªn æ trît. - Tõ thêi ®iÓm b¾t ®Çu quay vµ khi tiÕp tôc t¨ng vËn tèc quay cña trôc, do sù b¸m dÝnh cña dÇu víi bÒ mÆt cña trôc, trôc cuèn dÇu b«i tr¬n vµ ®Èy nã vµo khe hë h×nh nªm. Nhê ®ã mµ trôc ®îc n©ng lªn, ®ång thêi dÞch chuyÓn vÒ phÝa chiÒu quay. Khi tèc ®é quay cña trôc ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®ñ lín, trôc sÏ b¬i trong æ trît vµ c¸c bÒ mÆt lµm viÖc ®îc ph©n c¸ch víi nhau b»ng líp dÇu b«i tr¬n. T©m quay cña trôc tõ lóc b¾t ®Çu quay sÏ vÏ thµnh ®êng cong gÇn víi nöa vßng trßn. Khi tèc ®é quay cña trôc v« cïng lín, theo lý thuyÕt, th× t©m cña trôc vµ t©m æ trît sÏ trïng nhau. Sù biÕn d¹ng h×nh häc cña cæ trôc hay æ trît sÏ dÉn tíi kh¶ n¨ng t¶i cña líp dÇu b«i tr¬n sÏ gi¶m ®i. Trong trêng hîp nµy sÏ kh«ng cã hiÖu øng nªm dÇu s¶y ra. HiÖu øng nªm dÇu còng kh«ng x¶y ra khi bÒ mÆt lµm viÖc cña chi tiÕt cã nh÷ng mÊp m« lçi lâm lín. Trong viÖc sö dông dÇu b«i tr¬n, ®é nhít cña dÇu b«i tr¬n ¶nh hëng nhiÒu ®Õn ma s¸t còng nh hao mßn chi tiÕt m¸y. Trong b«i tr¬n thñy ®éng, th× n hÖ sè ma s¸t  phô thuéc vµo tû sè . p n - sè vßng quay cña trôc (v/ph)   - ®é nhít cña dÇu b«i tr¬n Thùc tÕ p - ¸p suÊt t¸c ®éng lªn bÒ mÆt lý thuyÕt chi tiÕt Vïng 1 – vïng ma s¸t kh« Vïng 2 – vïng ma s¸t tíi h¹n 1 2 3 Vïng 3 – vïng ma s¸t ít n p n H×nh 2.3 ¶nh hëng cña ®Õn  p Tõ nh÷ng lÝ luËn tr×nh bµy ë trªn, trong sö dông m¸y, viÖc sö dông b«i tr¬n ®óng ¶nh hëng rÊt lín ®Õn tr¹ng th¸i kÜ thuËt vµ tuæi thä cña m¸y. Ngoµi 9
ra, viÖc sö dông vµ ch¨m sãc b¶o dìng ®óng kÜ thuËt còng cã ¶nh hëng kh«ng nhá ®Õn tuæi thä cña m¸y. 2.2 Ph¬ng ph¸p vµ c¸c thiÕt bÞ chÈn ®o¸n 2.2.1 Ph¬ng ph¸p chÈn ®o¸n 2.2.1.1 Ph©n lo¹i ph¬ng ph¸p chÈn ®o¸n Ph©n lo¹i theo ph¬ng ph¸p tæ chøc chÈn ®o¸n Theo ph¬ng ph¸p ph©n lo¹i nµy, chia lµm hai lo¹i chÈn ®o¸n: + ChÈn ®o¸n kÜ thuËt ®Þnh k× lµ chÈn ®o¸n kÜ thuËt do mét ®éi chÈn ®o¸n chuyªn tr¸ch hay mét bé phËn cña ®éi b¶o dìng vµ söa ch÷a ®¶m nhËn víi môc ®Ých dù b¸o tr¹ng th¸i kÜ thuËt tríc khi tiÕn hµnh b¶o dìng kÜ thuËt ®Þnh k×. + ChÈn ®o¸n kÜ thuËt bÊt thêng lµ chÈn ®o¸n kÜ thuËt ®îc tæ chøc theo yªu cÇu nh»m dù b¸o tr¹ng th¸i kÜ thuËt do sù h háng bÊt thêng. ChÈn ®o¸n kÜ thuËt cã thÓ ®îc tæ chøc thùc hiÖn ë hiÖn trêng lµm viÖc cña m¸y, b·i tËp kÕt hoÆc ga ra cña m¸y, hay ë xëng söa ch÷a…, do nhãm thî hoÆc tæ chuyªn tr¸ch cã tr×nh ®é cao vµ kinh nghiÖm tèt. Ph©n lo¹i theo néi dung hoÆc khèi lîng c«ng viÖc. Theo néi dung hay khèi lîng c«ng viÖc, chÈn ®o¸n kÜ thuËt ®îc chia lµm hai lo¹i: + ChÈn ®o¸n toµn bé ®îc tiÕn hµnh ®Ó kiÓm tra toµn bé m¸y x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña m¸y. Läai chÈn ®o¸n nµy, thêng ®îc thùc hiÖn tríc vµ sau khi ®a m¸y vµo söa ch÷a. + ChÈn ®o¸n tõng phÇn tiÕn hµnh ®Ó x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña tõng côm chi tiÕt hoÆc tæng thµnh hat mét bé phËn nµo ®ã cña m¸y. Ph©n lo¹i theo sè lîng th«ng tin thu ®îc: + ChÈn ®o¸n kÜ thuËt chung lµ c«ng viÖc chÈn ®o¸n nh»m ®¸nh gi¸ tr¹ng th¸i kÜ thuËt chung cña côm m¸y hay m¸y, qua c¸c th«ng sè tæng hîp (c«ng suÊt ®éng c¬, lîng tiªu hao nhiªn liÖu, …), mµ kh«ng cÇn chØ râ vÞ trÝ vµ nguyªn nh©n h háng. + ChÈn ®o¸n kÜ thuËt s©u, lµ c«ng viÖc chÈn ®o¸n kh«ng nh÷ng ®¸nh gi¸ tr¹ng th¸i kÜ thuËt chung, mµ cßn chØ râ vÞ trÝ vµ nguyªn nh©n h háng cña m¸y, x¸c ®Þnh khèi lîng c«ng viÖc b¶o dìng vµ söa ch÷a, kh¶ n¨ng lµm viÖc cßn l¹i cña m¸y. 2.2.1.2 Ph¬ng ph¸p chÈn ®o¸n s©u Ph¬ng ph¸p chÈn ®o¸n, ®ãng vai trß quan träng trong viÖc n©ng cao ®é tin cËy trong ®¸nh gi¸ tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña m¸y. Nã gióp cho viÖc n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ chÈn ®o¸n, gióp cho c«ng viÖc b¶o dìng vµ söa ch÷a tiÕt kiÖm ®îc thêi gian vµ tiÒn b¹c, sö dông hiÖu qu¶ m¸y. Tríc hÕt, ®Ó ®¶m b¶o chÈn ®o¸n chÝnh x¸c, th× ngêi tham gia chÈn ®o¸n ph¶i hiÓu râ kÕt cÊu cña ®èi tîng chÈn ®o¸n. V× cã hiÓu biÕt kÕt cÊu cña ®èi tîng chÈn ®o¸n, th× míi n¾m ®îc c¸c th«ng sè kÕt cÊu cña ®èi tîng. Mµ cã n¾m ®îc th«ng sè kÕt cÊu th× míi biÕt ®îc th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu. Sau khi ®· t×m hiÓu kÕt cÊu vµ c¸c th«ng sè kÕt cÊu cña ®èi tîng chÈn ®o¸n, ngêi tham gia chÈn ®o¸n ph¶i tiÕp tôc t×m hiÓu c¸c th«ng sè kÜ thuËt tiªu chuÈn vµ c¸c th«ng sè kÜ thuËt giíi h¹n cña ®èi tîng, hay nãi c¸ch kh¸c lµ th«ng sè kÕt cÊu tiªu chuÈn vµ th«ng sè kÕt cÊu giíi h¹n. Tõ ®ã, x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu. 10
ViÖc x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu rÊt quan träng trong viÖc chÈn ®o¸n. V× ®©y chÝnh lµ c¸c biÓu hiÖn ra bªn ngoµi cña tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña ®èi tîng, vµ tõ nh÷ng th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu nµy ®Ó chän ra c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n. ViÖc chän th«ng sè chÈn ®o¸n quyªt ®Þnh ®é tin cËy vµ kh¶ n¨ng chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ chÈn ®o¸n. Th«ng sè chÈn ®o¸n ®îc chän tõ c¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu, ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau: + Th«ng sè ®ã ph¶i ®Æc trng cho kªt cÊu, Ýt hoÆc kh«ng g©y ra nhÇm lÉn víi c¸c th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu kh¸c. Yªu cÇu nµy gäi lµ tÝnh ®¬n trÞ cña th«ng sè. + Th«ng sè ph¶i chøa ®ùng ®Çy ®ñ c¸c biÓu hiÖn dï lµ nhá nhÊt cña sù thay ®æi cña th«ng sè kÕt cÊu. Sù biÕn thiªn cña th«ng sè ph¶i tû lÖ thuËn víi thay ®æi cña th«ng sè kÕt cÊu. + Th«ng sè ®îc chän ph¶i dÔ dµng ®o ®¹c hoÆc c¶m nhËn b»ng c¸c thiÕt bÞ ®o s½n cã hay c¶m nhËn b»ng c¸c gi¸c quan cña con ngêi. + DÔ dµng t×m ®îc th«ng sè chuÈn vµ thuËn lîi trong viÖc so s¸nh víi c¸c th«ng sè chuÈn. Trong chÈn ®o¸n, cã thÓ chän mét hoÆc vµi th«ng sè biÓu hiÖn kÕt cÊu lµm th«ng sè chÈn ®o¸n, ®Ó n©ng cao ®é tin cËy vµ ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ chÈn ®o¸n. ViÖc lùa chän th«ng sè chÈn ®o¸n cßn phô thuéc vµo thiÕt bÞ chÈn ®o¸n s½n cã, vµ tr×nh ®é cña ngêi tham gia chÈn ®ãan. Th«ng sè ®îc chän ph¶i cã thÓ ®o ®îc b»ng c¸c thiÕt bÞ s½n cã t¹i c¬ së vµ phï hîp víi tr×nh ®é sö dông. Sau khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n, so s¸nh víi c¸c th«ng sè chuÈn ®Ó lµm c¬ së x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt cña m¸y. ViÖc x¸c ®Þnh tuæi thä vµ kh¶ n¨ng lµm viÖc cßn l¹i cña m¸y ®îc tiÕn hµnh theo tiÕn hµnh theo ph¬ng ph¸p x¸c suÊt thèng kª. 2.2.2 C¸c thiÕt bÞ chÈn ®o¸n Nh ®· nªu ë phÇn trªn, khã kh¨n cña chÈn ®o¸n kÜ thuËt lµ dông cô vµ thiÕt bÞ chÈn ®o¸n. HiÖn nay, do sù ph¸t triÓn cña khoa häc kÜ thuËt, nªn ®· cã nhiÒu thiÕt bÞ ®o ®¹c hiÖn ®¹i cã ®é chinh x¸c cao, gióp cho viÖc chÈn ®o¸n thuËn lîi vµ ®¹t kÕt qu¶ chÝnh x¸c. Trong chÈn ®o¸n còng cã trêng hîp cã thÓ sö dông c¸c gi¸c quan nhËn biÕt cña con ngêi. ViÖc sö dông gi¸c quan vµo c«ng viÖc chÈn ®o¸n, cã u ®iÓm lµ kh«ng cÇn c¸c thiÕt bÞ ®o ®¸t tiÒn, cã thÓ chÈn ®o¸n nhanh chãng ë mäi lóc mäi n¬i. Nhng nã cã nhîc ®iÓm lµ ph¶i cã c¸c chuyªn gia cã kinh nghiÖm cao, ®é tin cËy vµ chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ kh«ng cao vµ phô thuéc hoµn toµn vµo chuyªn gia, thËm trÝ cßn phô thuéc c¶ vµo t×nh tr¹ng søc kháe, t×nh tr¹ng t©m lÝ cña chuyªn gia. Trong chÈn ®o¸n kÜ thuËt hiÖn ®¹i, ®Ó n©ng cao chÊt lîng vµ hiÖu qu¶ cña viÖc chÈn ®o¸n, hiÖn nay ngêi ta ®· sö dông c¸c thiÕt bÞ vµ dông cô chÈn ®o¸n. Cã thÓ chia dông cô vµ thiÕt bÞ chÈn ®o¸n ra lµm c¸c lo¹i nh sau: Ph©n lo¹i kÕt cÊu cña thiÕt bÞ: + ThiÕt bÞ chÈn ®o¸n ®¬n gi¶n lµ thiÕt bÞ hoÆc dông cô ®o th«ng thêng, cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, nh c¸c lo¹i thíc ®o, lùc kÕ, …. Lo¹i thiÕt bÞ nµy, dïng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chÈn ®ãan ®¬n gi¶n nh hµnh tr×nh bµn ®¹p cña li hîp, lùc t¸c ®éng lªn vµnh l¸i hoÆc bµn ®¹p phanh, …. Lo¹i thiÕt bÞ nµy cã u ®iÓm lµ rÎ 11
tiÒn, dÔ kiÕm, dÔ sö dông. Nhng nã l¹i cã nh÷ng nhîc ®iÓm lµ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao vµ chØ x¸c ®Þnh ®îc c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n ®¬n gi¶n. + ThiÕt bÞ chÈn ®o¸n phøc t¹p lµ c¸c lo¹i thiÕt bÞ cã kÕt cÊu phøc t¹p nh c¸c thiÕt bÞ ®äc hép ECU, thiÕt bÞ ®o nång ®é khÝ x¶, …. ¦u ®iÓm cña loai thiÕt bÞ nµy lµ cho ra kÕt qu¶ chinh x¸c vµ cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n phøc t¹p, nhng nhîc ®iÓm lµ ®¾t tiÒn vµ sö dông cÇn ph¶i cã tr×nh ®é kÜ thuËt cao. Ph©n lo¹i theo c«ng nghÖ chÈn ®o¸n: +ThiÕt bÞ chÈn ®o¸n chung lµ thiÕt bÞ chÈn ®o¸n dïng ®Ó ®o c¸c th«ng sè tæng hîp nh»m x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kÜ thuËt chung cña m¸y. + ThiÕt bÞ chÈn ®o¸n s©u lµ thiÕt bÞ chÈn ®o¸n cã thÓ ®o ®îc c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n vµ ®ång thêi cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc nguyªn nh©n gÈy ra h háng vµ vÞ trÝ h háng. ViÖc lùa chän thiÕt bÞ chÈn ®o¸n, ph¶i c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ cña c¬ së s¶n xuÊt, môc ®Ých cña chÈn ®ãan, vµ tr×nh ®é cña ngêi tham gia chÈn ®o¸n. 2.2.3 C¸c lo¹i c¶m biÕn thêng dïng trong chÈn ®o¸n C¶m biÕn sö dông trong chÈn ®o¸n nh»m x¸c ®Þnh chÝnh x¸c c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n, gióp n©ng cao hiÖu qu¶ viÖc chÈn ®o¸n. C¸c lo¹i c¶m biÕn sö dông trong chÈn ®o¸n rÊt phong phó. Trong khu«n khæ phÇn viÕt nµy, chØ nªu mét sè c¶m biÕn th«ng dông dïng ®Ó ®o c¸c th«ng sè c¬ b¶n trong chÈn ®o¸n. 2.2.3.1 C¶m biÕn lu lîng khÝ kh«ng khÝ, thµnh phÇn khÝ x¶ C¶m biÕn ®o lu lîng dßng khÝ n¹p 1, C¶m biÕn Karman – Vortex C¶m biÕn nµy lµm viÖc dùa vµo hiÖn tîng vËt lÝ: khi cho dßng khÝ ®i qua mét vËt thÓ cè ®Þnh, th× phÝa sau vËt thÓ ®ã sÏ xuÊt hiÖn sù xo¸y lèc ®Òu ®Æn, xãay lèc ®ã ®îc gäi lµ xo¸y lèc Karman. LÝ thuyÕt vÒ sù xo¸y lèc khi cã dßng khÝ ®i qua vËt c¶n, ®· ®îc Struhall ®a ra tõ n¨m 1878, Nhng m·i ®Õn n¨m 1934 dông cô ®o ®Çu tiªn chÕ t¹o theo lÝ thuyÕt nµy míi ®îc øng dông. Ngµy nay, cã rÊt nhiÒu s¸ng chÕ dùa theo lÝ thuyÕt nµy ®îc øng dông trong viÖc ®o lu lîng dßng khÝ n¹p cña ®éng c¬. §Æc biªt lµ hai lo¹i c¶m biÕn Karman kiÓu quang vµ kiÓu siªu ©m. a, C¶m biÕn Karman kiÓu quang KÕt cÊu lo¹i nµy gåm cã: mét èng trô gäi lµ bé phËn t¹o xo¸y. Khi cÇn ®o lu lîng th× ®Æt bé phËn t¹o xo¸y ë gi÷a dßng khÝ. Khi dßng khÝ ®i qua bé phËn t¹o xãay sÏ t¹o ra mét dßng khÝ xãay, gäi lµ dßng xãay Karman. §Ìn led chiÕu ¸nh s¸ng tíi tÊm kim lo¹i máng cã kh¶ n¨ng ph¶n chiÕu ¸nh s¸ng (g¬ng). Transitor quang c¶m nhËn ¸nh s¸ng ph¶n chiÕu cña g¬ng.Dßng xo¸y Karman ®i theo r·nh dÉn híng lµm rung g¬ng vµ thay ®æi híng ¸nh s¸ng ph¶n chiÕu. Transitor quang c¶m nhËn sù thay ®æi ®ã vµ chuyÓn thµnh tÝn hiÖu ®a vÒ m¸y tÝnh khuÕch ®ai vµ hiÓn thÞ. 12
1- Photo transitor 2- §Ìn led 3- G¬ng 4- Bé ®Õm dßng xãay 5- Líi æn ®Þnh 6- VËt t¹o xãay 7- C¶m biÕn ¸p suÊt khÝ trêi 8- Vßng xãay H×nh 2.4 Bé ®o lu lîng khÝ kiÓu Karman quang b, C¶m biÕn Karman kiÓu siªu ©m 1- Bé dao ®éng 2- Th©n xãay 3- PhÇn ph¸t 4- Sãng siªu ©m 5- Xãay 6- PhÇn ®ãn 7- KhuÕch t¸n 8- Bé läc 9- N¾n xung H×nh 2.5: Bé c¶m biÕn lu lîng kh«ng khÝ kiÓu Karman- Vortex siªu ©m Bé c¶m biÕn kiÓu siªu ©m gåm c¸c bé phËn sau: - Côc t¹o xo¸y ®Ó t¹o ra c¸c dßng xãay lèc Karman - Bé khuÕch ®¹i ®Ó khuÕch ®¹i c¸c sãng siªu ©m - Bé ph¸t sãng ®Ó ph¸t ra c¸c sãng siªu ©m - Bé nhËn sãng ®Ó nhËn c¸c sãng siªu ©m - Bé ®iÒu chØnh xung ®Ó chuyÓn ®æi c¸c sãng siªu ©m nhËn ®îc thµnh c¸c xung ®iÖn d¹ng sè Khi dßng khÝ ®i qua côc t¹o xo¸y d¹ng cét ba c¹nh, t¹o ra hai dßng xo¸y ngîc chiÒu nhau (dßng xãay Karman). Sè lîng dßng xãay phô thuéc vµo lu lîng dßng khÝ. Khi kh«ng cã dßng khÝ ®i qua, th× côc t¹o xo¸y kh«ng thÓ ph¸t ra dßng xo¸y Karman. Do ®ã, sãng siªu ©m lan truyÒn tõ bé ph¸t sãng ®Õn bé nhËn sãng trong kháang thêi gian cè ®Þnh T, ®©y lµ thêi gian chuÈn ®Ó so. Khi dßng khÝ xo¸y thuËn kim ®ång hå ®i qua gÆp sãng siªu ©m, lóc nµy chiÒu dßng xo¸y cïng chiÒu víi chiÒu cña sãng siªu ©m, nªn thêi gian bé nhËn sãng nhËn ®îc sãng T1T, Nh vËy cø mçi lÇn sãng truyÒn thay ®æi tõ T1 ®Õn T2 th× bé chuyÓn ®æi sÏ ph¸t ra mét xung vu«ng. Khi khÝ ®i qua c¶m 13
biÕn lu lîng lín th× bé chuyÓn ®æi xung sÏ ph¸t ra xung vu«ng víi mËt ®é dµy ®Æc h¬n vµ ngîc l¹i. Tõ ®ã ta biÕt ®îc lu lîng khÝ qua c¶m biÕn. 2.2.3.2 C¶m biÕn ®o nång ®é cña thµnh phÇn khÝ x¶ C¶m biÕn «xy, dïng ®Ó x¸c ®Þnh lîng oxy cã trong thµnh phÇn hßa khÝ hoÆc trong thµnh phÇn khÝ x¶ khi ®éng c¬ ®ang ho¹t ®éng. C¶m biÕn oxy trong thµnh phÇn khÝ x¶ cßn ®îc gäi lµ c¶m biÕn Lamda. Cã nhiÒu lo¹i c¶m biÕn oxy. Th«ng thêng ngêi ta dïng c¶m biÕn oxy víi thµnh phÇn Zirconium vµ c¶m biÕn oxy lo¹i TITANIA trong c«ng nghÖ chÈn ®o¸n. C¶m biÕn oxy víi thµnh phÇn Zirconium: Lo¹i nµy chñ yÕu ®îc chÕ t¹o tõ chÊt Zirconium dioxid. H×nh 2.6 C¶m biÕn víi thµnh phÇn Ziconium ChÊt Zirconium dioxid sÏ hÊp thô c¸c O-2. M¨t trong cña Zirconium tiÕp xóc víi kh«ng khÝ, cßn mÆt ngoµi tiÕp xóc víi khÝ x¶ hoÆc hßa khÝ. Sù chªnh lÖch møc ®é hÊp thô «xy cña mÆt trong vµ mÆt ngoµi, sÏ t¹o ra mét tÝn hiÖu ®iÖn ¸p. Møc chªnh lÖch ®iÖn ¸p cµng lín, th× tÝn hiÖu ®iÖn ¸p cµng cao. Tõ ®ã ta cã thÓ ®o ®îc nång ®é «xy cña dßng khÝ. 2.2.3.3 C¶m biÕn ®o xung ®¸nh löa C¶m biÕn ®o xung ®¸nh löa, dùa vµo nguyªn lÝ cña hiÖu øng Hall. C¶m biÕn dùa vµo nguyªn lÝ nµy ®îc gäi lµ c¶m biÕn Hall. Cã thÓ miªu t¶ nguyªn lÝ hiÖu øng nµy nh sau: Cã mét tÊm b¸n dÉn lo¹i p (hoÆc lo¹i n), ®Æt trong tõ trêng B, sao cho vÐc t¬ cêng ®é cña tõ trêng vu«ng gãc víi bÒ mÆt cña tÊm b¸n dÉn. Khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua tÊm b¸n dÉn (theo chiÒu tõ tr¸i qua ph¶i), c¸c lç trèng (hoÆc c¸c h¹t ®iÖn tö) chuyÓn ®éng víi vËn tèc v , trong tÊm b¸n dÉn sÏ xuÊt hiÖn lùc Lawenrence F L cã chiÒu tõ díi lªn trªn. 14
F L  qBv V× B vu«ng gãc víi v , nªn ta cã thÓ viÕt: FL= qBv Trong ®ã q lµ ®iÖn tÝch cña c¸c ®iÖn tö Nh vËy, díi t¸c dông cña FL, c¸c h¹t ®iÖn tö bÞ dån lªn phÝa trªn cña tÊm b¸n dÉn, khiÕn gi÷a hai mÆt A1 vµ A2 xuÊt hiÖn hai líp H×nh 2.7 Nguyªn lÝ cña hiÖu øng Hall ®iÖn tÝch tr¸i dÊu. HiÖn tîng nµy, lµm xuÊt hiÖn mét ®iÖn tõ trêng E ng¨n c¶n qu¸ tr×nh dÞch chuyÓn cña c¸c ®iÖn tö. C¸c h¹t ®iÖn tö chÞu t¸c dông cña lùc Cul«ng Fc Fc= qE Khi ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng, gi÷a hai mÆt sÏ xuÊt hiÖn hiÖu ®iÖn thÕ æn ®Þnh UH.. Khi c©n b»ng th× FL=Fc ta cã: qE = qBv dÉ ®Õn E = Bv UH/a = Bv . Tõ ®ã ta cã UH= Bva MÆt kh¸c ta cã: Iv= jS Iv = qvad Rót ra v  I V qad Trong ®ã: j lµ vÐc t¬ cêng ®é dßng ®iÖn;  lµ mËt ®é cña h¹t ®iÖn tö; d lµ bÒ dµy cña tÊm b¸n dÉn; a = A1 A2 Thay thÕ vµo ph¬ng tr×nh ta cã: B IV UH  q d UH chØ cã ®é lín kháang vµi tr¨m mmV, nÕu Iv kh«ng ®æi, th× khi thay ®æi lùc tõ trêng B th× UH sÏ thay ®æi vµ t¹o ra c¸c xung ®iÖn, gäi lµ ®iÖn ¸p xung. HiÖn t¬ng nµy gäi lµ hiÖu øng Hall, ®îc øng dông trong c¶m biÕn Hall. 15
Ch¬ng 3 Tù chÈn ®o¸n 3.1 Kh¸i niÖm vÒ tù chÈn ®o¸n Tù chÈn ®o¸n, lµ mét c«ng nghÖ tiªn tiÕn trong lÜnh vùc chÕ t¹o vµ s¶n xuÊt «t«. Khi c¸c hÖ thèng vµ c¬ cÊu cña «t« häat ®éng cã sù tham gia cña cña c¸c m¸y tÝnh chuyªn dông (CPU), th× kh¶ n¨ng cña tù chÈn ®ãan më ra mét c¸ch thuËn lîi. Ngêi vµ «t« cã thÓ giao tiÕp víi c¸c th«ng tin chÈn ®ãan (sè lîng th«ng tin phô thuéc vµo m¸y tÝnh chuyªn dông) qua c¸c hÖ thèng th«ng b¸o, do vËy mµ sù cè c¸c triªu chøng h háng ®îc th«ng b¸o kÞp thêi, kh«ng cÇn cho tíi ®Þnh k× chÈn ®o¸n. CácMôcchi®Ýchtiết cña điện tù chÈnvà điện ®o¸n, tử b¶o ng¨n ngõa tÝch cùc c¸c sù cè x¶y lµ ®¶m ra trªn «t«. Trªn «t« hiÖn nay cã thÓ gÆp c¸c hÖ thèng tù chÈn ®o¸n: hÖ thèng ®¸nh löa, hÖ thèng nhiªn liÖu, hép sè tù ®éng, hÖ thèng phanh, hÖ thèng treo, ®iÒu hßa nhiÖt ®é. C¸c hÖ thèng tù chÈn ®o¸n góp th«ng b¸o cho c¸c l¸i xe kÞp thêi sù cè cña c¸c hÖ thèng trªn «t«. A1 Bảng đồng hồ e17 Đèn báo hỏng hệ thống ESP và ABS e 41 Đèn cảnh báo ESP và ABS p13 M àn hình hiển thị B24/15 Cảm biến gia tốc ngang và cảm biến tốc độ xoay N47/5 Hộp điều khiển ESP N49 Cảm biến góc lái N72/1s1 Công tắc Tắt ESP X11/4 Ổ cắm chẩn đoán H×nh 3.1 vÞ trÝ mét sè c¶m biÕn vµ hÖ thèng tù chÈn ®o¸n trªn «t« 3.2 Nguyªn lÝ h×nh thµnh hÖ thèng tù chÈn ®o¸n hiÖn ®¹i C¶m C¬ cÊu thõa biÕn Bé ®iÒu khiÓn hµnh (SEN trung t©m (MODU- SO) (ECU) LATOR) tÝn hiÖu Bé xö lÝ th«ng tin th«ng b¸o chÈn ®ãan H×nh 3.2 s¬ ®å hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn cã tù chÈn ®ãan 16
Nguyªn lÝ h×nh thµnh hÖ thèng tù chÈn ®o¸n dùa trªn c¬ së c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn. Trªn c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn ®· cã c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n: c¶m biÕn ®o tÝn hiÖu, bé ®iÒu khiÓn trung t©m (ECU), bé phËn thõa hµnh. C¸c bé phËn nµy lµm viÖc theo nguyªn t¾c m¹ch kÝn (liªn tôc). Yªu cÇu cña thiÕt bÞ tù chÈn ®o¸n bao gåm: c¶m biÕn ®Ó ®o c¸c gi¸ trÞ th«ng sè chÈn ®o¸n tøc thêi, bé xö lÝ vµ lu gi÷ th«ng tin, tÝn hiÖu th«ng b¸o. Nh vËy ghÐp nèi hÖ thèng vµ hÖ thèng tù chÈn ®o¸n theo s¬ ®å tæng qu¸t lµ c¸c c¶m biÕn ®o ®îc dïng chung, bé xö lÝ vµ lu gi÷ th«ng tin ®îc nèi ghÐp liÒn víi ECU, cßn tÝn hiÖu th«ng b¸o ®Æt riªng. Do h¹n chÕ vÒ gi¸ thµnh, kh«ng gian trªn «t«, nªn hÖ thèng tù chÈn ®o¸n kh«ng ph¶i lµ hÖ thèng hßan thiÖn so víi hÖ thèng chÈn ®o¸n chuyªn dïng, song sù cã mÆt cña nã lµ yÕu tè tÝch cùc trong sö dông. ¦u ®iÓm c¬ b¶n cña hÖ thèng tù chÈn ®ãan lµ: + Nhê sö dông c¸c th«ng tin tõ c¶m biÕn cña hÖ th«ng tù ®éng ®iÒu khiÓn trªn xe, c¸c th«ng tin thêng xuyªn cÆp nhËt vµ xö lÝ, cho nªn chóng dÔ dµng ph¸t hiÖn ngay c¸c sù cè vµ th«ng b¸o kÞp thêi ngay c¶ khi xe ®ang häat ®éng. + Sù kÕt hîp c¸c bé phËn nh trªn, t¹o ra sù häat ®éng cña hÖ thèng tù chÈn ®o¸n réng h¬n hÖ thèng chÈn ®o¸n ®éc lËp. Nã cã kh¶ n¨ng b¸o h háng, hñy bá chøc n¨ng häat ®éng cña hÖ thèng trªn xe, thËm trÝ hñy bá chøc n¨ng lµm viÖc cña «t«, nh»m h¹n chÕ tèi ®a h háng tiÕp theo, ®¶m b¶o an tßan chuyÓn ®éng. MÆt kh¸c kÕt cÊu cña thiÕt bÞ l¹i nhá gän, ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ cao trong khai th¸c. Tù chÈn ®o¸n lµ biÖn ph¸p phßng ngõa tÝch cùc mµ kh«ng cÇn chê ®Õn ®Þnh k× chÈn ®o¸n. Ng¨n chÆn kÞp thêi c¸c h háng, sù cè hay kh¶ n¨ng mÊt an tßan chyÓn ®éng tèi ®a. h¹n chÕ c¬ b¶n cña tù chÈn ®o¸n lµ gi¸ thµnh thiÕt bÞ cao vµ tù chÈn ®o¸n kh«ng thÓ sö dông trong viÖc ®¸nh gi¸ tr¹ng th¸i kÜ thuËt tæng thÓ. 3.3 Mét sè hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn cã tù chÈn ®o¸n ViÖc sö dông hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn trªn «t« t¹o lªn nhiÒu khã kh¨n trong chÈn ®o¸n vµ cã thÓ lµm g¶m ®é tin cËy cña hÖ thèng. Nh÷ng thãi quen vµ kinh nghiÖm kh«ng cßn phï hîp. ViÖc sö dông thiÕt bÞ chÈn ®o¸n chuyªn dông hay tæng hîp còng kh«ng ®¶m b¶o chÝnh x¸c vµ tÝnh thÝch øng kh«ng cao, v× vËy hÖ thèng tù chÈn ®o¸n ngµy cµng ®îc më réng. Tïy théc vµo møc ®é sö dông bé tù ®éng ®iÒu khiÓn mµ cã c¸c th«ng tin tù chÈn ®o¸n kh¸c nhau. C¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn thêng tæ hîp c¸c kÕt cÊu vµ còng dïng chung nhiÒu c¶m biÕn (CB), khèi ECU cã nhiÒu m¶ng l¾p ghÐp t¹o lªn nh÷ng hép ®iÒu khiÓn ®iÖn tö phøc t¹p. 3.3.1 S¬ ®å ®iÓn h×nh cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng chuyÓn sè (EAT) EAT ®îc h×nh thµnh trªn c¬ së cña bé biÕn m« thñy lùc (BMM), hép sè hµnh tinh, hÖ thèng ®iÒu khiÓn thñy lùc ®iÖn tö. Trong trêng hîp nµy hÖ thèng tù chÈn ®o¸n cã hiÖu qu¶ râ nÐt vÒ ®é chÝnh x¸c cña th«ng tin. Ngoµi c¸c th«ng tin b¸o sù cè, trªn mµn h×nh cßn cã c¸c th«ng sè chuyÓn ®æi ®· cµi ®Æt s½n t¹i chÕ ®é dang häat ®éng. 3.3.2 S¬ ®å ®iÓn h×nh cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng phun x¨ng HÖ th«ng ®iÒu khiÓn tù ®éng phun x¨ng trªn «t« thêng ®i cïng víi hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn ®¸nh löa. Trong mét sè «t« con hiÖn ®¹i, hÖ thèng ®iÒu khiÓn phun x¨ng, ®¸nh löa, hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng chuyÓn sè, dïng chung 17
mét blook ECU vµ dïng chung c¸c c¶m biÕn thu nhËn th«ng tin. Trong s¬ ®å ë h×nh vÏ, cã thÓ cã mét sè c¶m biÕn dïng chung víi hÖ thèng kh¸c. CB tèc ®é §.C CB vÞ tri bím ga TÝn hiÖu kh¸c tõ §C CB tèc ®é trôc thø cÊp Van ®iÖn tõ 1 ECU CB tèc ®é trôcs¬ cÊp Van ®iÖn tõ 2 CB tèc ®é «t« Van ®iÖn tõ BMM CB vÞ trÝ tr¬ng tr×nh Van ®iÖn tõ ¸p suÊt dÇu Cb khãa BMM Van ®iÖn tõ khãa ®iÖn CB nhiÖt ®é kh«ng khÝ Th«ng tin chÈn ®ãan CB ®Ìn phanh H×nh 3.3 S¬ ®å khèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn cña EAT §Æc biÖt víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn phun x¨ng, ®¸nh löa sö dông tÝn hiÖu ë d¹ng digital cã thÓ cho phÐp c¸c th«ng tin hiÓn thÞ ë c¸c møc ®é nguy hiÓm kh¸c nhau. Nhng trªn nguyªn lÝ c¬ b¶n kh«ng sai kh¸c. CB b¸nh xe 1 Van DT ®iÒu khiÓn thñy lùc CB b¸nh xe 2 CB b¸nh xe 3 ECU §Ìn b¸o ABS ABS CB b¸nh xe 4 Th«ng tin chÈn C«ng t¾c b¸o phanh ®ãan H×nh 3.4 S¬ ®å khèi hÖ thèng ®iÒu khiÓn phanh ABS 3.3.3 S¬ ®å ®iÓn h×nh hÖ thèng ®iÒu khiÓn phanh ABS S¬ ®å ®iÓn h×nh cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phanh ABS ®îc tr×nh bµy ë (h×nh 3.4). C¸c bé ®iÒu khiÓn phanh ABS thêng cã ®é tin cËy cao, do vËy c¶m biÕn b¸nh xe cßn cã cuén d©y dù phßng. Khi c¶m biÕn bÞ h háng, ®Ìn b¸o trªn tablo b¸o s¸ng, sau ®ã t¾t hoÆc gi¶m cêng ®é ¸nh s¸ng, nh»m th«ng b¸o cho ngêi sö dông 18
biÕt ®· x¶y ra vµ hÖ thèng ®· chuyÓn sang chÕ ®é lµm viÖc dù phßng. CB tèc ®é ®éng c¬ Van ®iÖn tõ phun CB vÞ trÝ bím ga x¨ng ECU Bé ®iÒu khiÓn thêi CB nhiÖt ®é khÝ n¹p ®iÓm phun CB vÞ trÝ trôc khuûu Th«ng tin chÈn ®ãan CB nhiÖt ®é khÝ x¶ CB tèc ®é «t« H×nh 3.5 s¬ ®å khèi cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn phun x¨ng 3.3.4 C¸c h×nh thøc giao tiÕp gi÷a ngêi vµ xe H×nh thøc giao tiÕp gi÷a ngêi vµ xe theo thêi gian cã c¶i tiÕn ë møc ®é tiÖn Ých kh¸c nhau, nhng chñ yÕu b»ng c¸c h×nh thøc nh sau: + Giao tiÕp b»ng tÝn hiÖu ©m thanh hoÆc ¸nh s¸ng §©y lµ h×nh thøc giao tiÕp ®¬n gi¶n nhÊt. Trªn mét hÖ thèng cã thÓ sö dông mét hoÆc c¶ hai tÝn hiÖu. Th«ng thêng bé phËn b¸o hiÖu ®îc ®Æt ë vÞ trÝ thuËn lîi cho sù quan s¸t cña ngêi l¸i xe, dÔ c¶m nhËn. Ph¬ng ph¸p giao tiÕp nµy chØ th«ng b¸o t×nh tr¹ng tèt hoÆc xÊu chung cho tßan bé xe, mµ kh«ng cho biÕt d¹ng sù cè vµ vÞ trÝ x¶y ra sù cè. + Giao tiÕp b»ng b¨ng giÊy ®ôc lç T¬ng tù nh kiÓu giao tiÕp b»ng tÝn hiÖu ©m thanh hoÆc ¸nh s¸ng. khi xe cã sù cè, m¸y tù ®éng ®Èy ra mét b¨ng giÊy b¸o m· sù cè. §Ó ®äc m· sù cè, ngêi ®äc ph¶i sö dông tµi liÖu kÌm theo xe. KiÓu giao tiÕp nµy, cã thÓ chØ ra d¹ng sù cè vµ vÞ trÝ cã sù cè. + Giao tiÕp b»ng m· ¸nh s¸ng Tõ thËp kÝ 90 cña thÕ kØ XX, c¸c th«ng b¸o d¹ng m· ¸nh s¸ng ®îc sö dông réng r·i. c¸c d¹ng th«ng b¸o nµy ®îc gäi lµ “m· chÈn ®o¸n” vµ ®îc t¹o lªn trªn c¬ së ng«n ng÷ ASSEMBLY. NhÞp ®Ìn s¸ng t¬ng øng nh häat ®éng cña m¹ch ®iÖn cã hai ngìng “OFF” vµ “ON”, lµm viÖc kÐo dµi kháang 0,15 gi©y mét nhÞp, liªn tôc hay ®øt qu·ng tïy theo m· lçi cÇn th«ng b¸o. §Ìn b¸o lçi thêng sö dông lo¹i ®Ìn LED, dïng ¸nh s¸ng mµu xanh chãi hay ¸nh s¸ng mÇu ®á dÔ thÊy, ®Ìn ®Æt ngay trªn CPU hoÆc ë b¶ng TABLO. Ph¬ng ph¸p giao tiÕp nµy thêng chØ xuÊt hiÖn khi ®ãng m¹ch b¸o chÈn ®ãan. Trong tr¹ng th¸i khëi ®éng xe (ch×a khãa ë vÞ trÝ ON), hÖ thèng cÇn thiÕt ®îc kiÓm tra, ®Ìn b¸o s¸ng, s¸u ®ã ®Ìn t¾t, toµn bé hÖ thèng s½n sµng lµm viÖc. NÕu ®Ìn b¸o kh«ng t¾t, chøng tá phÇn hÖ thèng cã sù cè, cÇn tiÕn hµnh kiÓm tra s©u h¬n. Sau khi kh¾c phôc sù cè, ph¶i tiÕn hµnh xãa m· ®· b¸o lçi trong bé nhí cña CPU. + Giao tiÕp b»ng mµn h×nh 19
¶nh 3.1 dïng mµn h×nh ®Ó giao tiÕp víi «t« Giao diÖn dïng mµn h×nh, lµ øng dông tiªn tiÕn trong c«ng nghÖ chÈn ®o¸n. Mµn h×nh thêng ë d¹ng tinh thÓ láng, máng, nhá gän. Khi cÇn kiÓm tra, mµn h×nh ®îc nèi víi nèi víi hÖ thèng nhê ®Çu nèi chê. Sö dông kiÓu giao tiÕp nµy, cã u ®iÓm lµ viÖc chÈn ®o¸n kh«ng nh÷ng b¸o ®îc c¸c sù cè, d¹ng sù cè, vÞ trÝ s¶y ra sù cè, mµ cßn kiÓm tra ®îc c¸c th«ng sè kÜ thuËt trong hÖ thèng. Nhê ®ã mµ c«ng viÖc chÈn ®o¸n ®îc thùc hiÖn nhanh chãng, chÝnh x¸c vµ tèn nhiÒu c«ng søc. 20