Khái niệm về thông số kết cấu và thông số chẩn đoán.

a, Khái niệm về thông số kết cấu.

Số lượng các tổng thành, các hệ thống, các khâu và từng chi tiết trong ôtô rất lớn. Chúng được chế tạo theo các bản vẽ có kích thước và dung sai quy định, có các yêu cầu cụ thể. Tất cả các chi tiết lắp thành nhóm, cụm các khâu, tổng thành, toàn bộ ôtô, được gọi là kết cấu.

Mỗi đối tượng chẩn đoán có kết cấu cụ thể, đảm nhiệm một chức năng cụ thể.

Tập hợp các kết cấu trên ôtô đảm nhận chức năng di chuyển và vận tải của ôtô.

Kết cấu được đánh giá bằng các thông số kết cấu và tại một thời điểm nhất định được gọi là thông số trạng thái kỹ thuật của kết cấu.

Các thông số kết cấu biểu thị bằng các đại lượng vật lý, có thể xác định được giá trị của chúng như: kích thước (độ dài, diện tích, thể tích); cơ (lực, áp suất, tần số, biên độ); nhiệt (độ, ca lo).... các thông số này tồn tại cả khi ô tô hoạt động hay ôtô không hoạt động.

Trong quá trình sử dụng ôtô các thông số kết cấu biến đổi từ giá trị ban đầu H_o nào đó đến giá trị giới hạn H_gh, tức là từ mới đến hỏng, liên quan chặt chẽ với thời gian sử dụng. Trên ôtô thời gian sử dụng thường thay bằng quãng đường xe chạy.

Ví dụ: Thông số kết cấu của một bộ liên kết bạc trục.

Hình vẽ:

OL₁ quãng đường xe chạy không hỏng; L₁L₂ – Quãng đường xe trục trặc

Các giá trị trên hình cho thấy:

Trong quãng đường xe chạy OL, liên kết hoạt động có độ tin cậy cao, giá trị khe hở H biến đổi từ H_o đến H_cp (cho phép) : kết cấu không gây nên hư hỏng, độ tin cậy làm việc cao, chất lượng khai thác tốt. Vùng này được gọi là vùng làm việc tốt.

Trong khoảng L₁,L₂ tương ứng với giá trị H biến đổi từ H_cp đến H_gh mối liên kết bị lỏng và xuất hiện các sự cố trục trặc như thiếu dầu bôi, có tiếng gõ nhẹ, ma sát tăng dẫn tới nhiệt độ dầu bôi trơn cao hơn bình thường, tổn thất công suất cho ma sát nhiều .... vùng này là vùng làm việc có xuất sự cố không nặng, kèm theo các biểu hiện hư hỏng có thể xác định được. Tính chất hư hỏng tăng dần theo quãng đường xe chạy, độ tin cậy giảm nhanh, chức năng của đối tượng khai thác hoàn thành kém...

Với ôtô sau quãng đường xe chạy được L₂ trở đi, hư hỏng xuất hiện lớn lên, xe không hoàn thành chức năng của nó và vật liệu tiêu hao: xăng, dầu tổn thất nhiều... Trên hình vẽ là vùng hỏng

Các giá trị đặc trưng trong các giai đoạn làm việc của thông số kết cấu là:

• Giá trị ban đầu Ho của thông số kết cấu: đã được tính toán theo yêu cầu kỹ thuật do nhà chế tạo quy định, thường ghi trong bản vẽ hoặc trong các tài liệu hướng dẫn

Trong quá trình sử dụng giá trị các thông số kết cấu có thể tăng hoặc giảm dẫn đến trạng thái kỹ thuật xấu đi. cuối cùng là hỏng. Trong khai thác thiết bị giá trị này thường được lấy làm giá trị gốc để so sánh đánh gía mức độ xấu đi của đối tượng chẩn đoán.

• Giá trị cho phép Hcp của thông số kết cấu: là ranh giới xuất hiện hư hỏng, máy bắt đầu trục trặc, các tính năng sử dụng bắt đầu giảm, nhưng vẫn còn khả năng làm việc.

Giá trị Hcp cho biết độ tin cậy của đối tượng khảo sát đã bị suy giảm tới mức không còn khả năng sử dụng lâu dài, cần thiết tiến hành tác động kỹ thuật để khôi phục lại trạng thái của đối tượng.

• Giá trị giới hạn Hgh của thông số kết cấu: là giới hạn mà đối tượng mất hoàn toàn khả năng làm việc, không thể hoàn thành chức năng ttối thiểu quy định. nêu tiếp tục sử dụng thì có thể xảy ra các hư hỏng lớn có ảnh hưởng tới toàn bộ đối tượng vì vậy phải lập tức đình chỉ sử dụng, hay nói cách khác đối tượng đã hết tuổi thọ khai thác.

Ngoài việc đánh giá thông số kết cấu bằng giá trị, trong thực tế có thể dùng ở dạng phần trăm (%) chất l­ượng

• ứng với giá trị ban đầu H₀ kết cấu được coi là có chất l­ượng 100%
• ứng với trạng thái cho phép H_cp kết cấu được coi là 0% chất l­ượng
• ứng với trạng thái bất kỳ H_x kết cấu được coi là x%

Các giá trị trên được gọi là ng­ưỡng của thông số kết cấu

Ví dụ :

Khe hở miệng vòng găng trong xy lanh động cơ xăng có đường kính pittông 100 mm khi lắp ráp ban đầu theo tài liệu kỹ thuật là 0,3 mm . Giá trị của thông số kết cấu ban đầu đ­ược xác định là 0,3 mm . Khi xilanh vòng găng bị mòn khe hở miệng vòng găng tăng lên , khả năng bao kín kém dần và công suất động cơ bị suy giảm . Sự gia tăng khe hở miệng này , dẫn đến giảm nhiều công suất động cơ và động cơ không hoàn thành chức năng kỹ thuật yêu cầu, tương ứng với giá trị khe hở bằng 3 mm . Như­ vậy giá trị của khe hở miệng là ng­ưỡng cuối cùng của thông số kết cấu vòng găng lắp trong xi lanh .Việc sử dụng động cơ nói trên khi khe hở miệng vòng găng vượt qúa 3 mm là vẫn có thể , xong nếu lên tới 4 mm thì có thể dầu nhờn sẽ bơm vào buồng đốt và nến điện bị muội than cùng với dầu nhờn làm mất khả năng đánh lửa, động cơ không hoạt đông đ­ược. Giá trị khe hở miệng 4 mm đ­ược gọi là giá trị giới hạn của thông số kết cấu.

Quy luật thay đổi trạng thái kết cấu của nhiều cụm kết cấu trên ôtô theo hành trình xe chạy là một quy luật phức hợp phụ thuộc nhiều yếu tố. Để xác định quy luật này cần có biện pháp thống kê và có thể dùng hàm gần đúng để biểu diễn. Đây là công việc tỉ mỉ và phức tạp đòi hỏi nhiều công sức và chi phí. Khi sử dụng chẩn đoán chúng ta có thể chỉ dùng tới các giá trị ng­ưỡng của thông số kết cấu.

b, Khái niệm về thông số chẩn đoán

Các thông số kết cấu nằm trong các cụm, tổng thành, nếu tháo rời có thể đo đạc xác định. Nhưng khi không tháo rời, việc xác định phải thông qua các thông số biểu hiện kết cấu.

• Thông số biểu hiện kết cấu.

Thông số biểu hiện kết cấu là các thông số biểu thị các quá trình lý hoá, phản ánh tình trạng kỹ thuật bên trong của đối tượng khảo sát. Các thông số này con người hay thiết bị có thể nhận biết được và chỉ xuất hiện khi đối tượng khảo sát hoạt động hay ngay sau khi vừa hoạt động.

Các thông số biểu hiện kết cấu đặc trưng cho đối tượng khảo sát có thể đo được trên ôtô.

Ví dụ như: công suất động cơ, tốc độ ôtô, nhiệt độ nước làm mát, áp suất dầu, tiếng ồn động cơ, độ rung của các cụm tổng thành khảo sát...

Các thông số biểu hiện kết cấu luôn luôn phụ thuộc vào tình trạng kết cấu và thay đổi theo sự thay đổi của kết cấu.

Ví dụ như:sự tăng khe hở trong mối lắp trục và ổ đỡ của động cơ sẽ làm giảm áp suất dầu trong hệ thống dầu bôi trơn cưưỡng bức, làm tăng va đập, độ ồn độ rung cụm tổng thành động cơ...

Một thông số kết cấu có thể biểu hiện ra nhiều thông số biểu hiện kết cấu và ngược lại một thông số biểu hiện kết cấu có thể biểu diễn nhiều thông số kết cấu bên trong. Các quan hệ nay đan xem phức tạp.

Lưu ý: Biểu hiện kết cấu của các cụm khác nhau lại có thể là giống nhau, vì vậy các thông số biểu hiện kết cấu có tính chất đan xen biểu hiện kết cấu bên trong. Việc thu thập các thông số biểu hiện kết cấu cần hết sức thận trọng và tránh nhầm lẫn ảnh hưởng tới kết quả của chẩn đoán.

Tuy nhiên có những thông số vừa là thông số kết cấu và vừa là thông số biểu hiện kết cấu, ví dụ như: áp suất dầu bôi trơn là thông số kết cấu của hệ thống dầu bôi trơn và là thông số biểu hiện kết cấu của khe hở các cặp bạc ổ trục chính trong động cơ ôtô.

Trong chẩn đoán cần thiết nắm vững các thông số biểu hiện kết cấu để tìm ra các thông số chẩn đoán.

• Thông số chẩn đoán

Trong quá trình chẩn đoán chúng ta cần các thông số biểu hiện kết cấu, để xác định tình trạng, trạng thái kết cấu bên trong, vì vậy thông số chẩn đoán là thông số biểu hiện kết cấu được chọn trong quá trình chẩn đoán,

Chú ý không phải toàn bộ các thông số biểu hiện kết cấu sẽ được coi là thông số chẩn đoán .

Trong khi tiến hành chẩn đoán xác định tình trạng của một kết cấu có thể chỉ dùng một thông số biểu hiện kết cấu, song trong nhiều trường hợp cần chọn thêm nhiều thông số khác để có thêm cơ sở suy luận.

Khi lựa chọn đúng các thông số biểu hiện kết cấu được dùng làm thông số chẩn đoán sẽ cho phép dễ dàng phân tích và quyết định trạng thái kỹ thuật củai tượng chẩn đoán.

Bảng: Ví dụ phân biệt thông số kết cấu và thông sô biểu hiện kết cấu

Thông số kết cấu	Thông số biểu hiện kết cấu
Tăng khe hở pittông-xy lanh–vòng giăng	áp suất chân không sau cở hút giảm
Tăng khe hở bạc trục và cổ trục chính	áp suất dầu bôi trơn giảm
Mòn đĩa ma sát	Hành trình tự do bàn đạp ly hợp giảm
Mòn trục chữ thập các đăng	Có tiếng kêu các đăng khi thay đổi tốc độ đ/cơ
Giảm nồng độ dung dịch điện phân	Điện áp của bình điện giảm
Mòn cơ cấu phanh	Quãng đường phanh tăng
Sai độ chụm bánh xe	Xe không chạy thẳng, mòn lốp xe
Mòn cơ cấu lái	Góc quay tự do vành lái lớn
Thiếu dầu trong giảm chấn	Va đập cứng của cầu và khung xe tăng