Phân tích và đánh giá các thông số, chỉ tiêu của động cơ

Công cuất của động cơ là thống số quyết định trạng thái kỹ thuật của động cơ. Trên cơ sở giảm cộng suất động cơ trong quá trình sử sụng có thể đánh giá khả năng làm việc, sự hao mòn của các nhóm kết cấu:

- sự kín của buống đốt.

- khả năng tạo đúng hỗn hợp nhiên liệu

- thời điểm đánh lửa

• (tia löa ®iÖn, hay ®èt ch¸y nhiªn liÖu (thêi ®iÓm phun nhiªn liÖu ))

Tõ ph­¬ng tr×nh c«ng suÊt ®éng c¬:

Trong ®ã:

Pe - ¸p suÊt cã Ých b×nh qu©n cña chu tr×nh c«ng t¸c, gi¸ trÞ nµy chÞu ¶nh h­ëng lín cña ¸p suÊt Pc cuèi kú nÐn,

Vz – ThÓ tÝch c«ng t¸c cña mét xy lanh,

i – Tæng sè xy lanh cña mét ®éng c¬,

ne – Sè vßng quay cña ®éng c¬,

τ － Sè kú cña ®éng c¬ ( ®éng c¬ 2 kú hay 4 kú )

Cã thÓ suy ra; trong sö dông, víi ®éng c¬ cho tr­íc Pe lµ th«ng sè gióp ta x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kü thuËt cña ®éng c¬, nã chÞu ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè:

- ¸p lùc trong xi lanh ®éng c¬ ë cuèi chu kú nÐn

- tû lÖ nÐn ε

- ThÓ tÝch buång ®èt

Tõ ®ã suy ra kÕt luËn ¶nh h­ëng lín nhÊt tíi c«ng suÊt Ne trong qu¸ tr×nh sö dông lµ ®é kÝn khÝt trong khu vùc buång ®èt.

NÕu ®Ó x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i kü thuËt ®éng c¬ th× gi¸ trÞ ¸p suÊt Pc cña mét xy lanh ch­a thÓ kÕt luËn chung vÒ chÊt l­îng ®éng c¬, nhÊt lµ ®éng c¬ nhiÒu xi lanh, trong tr­êng hîp nµy cÇn thiÕt ph¶i x¸c ®Þnh ¸p suÊt Pc cho tÊt c¶ c¸c xi lanh. Do vËy khi chÈn ®o¸n cã thÓ ph¶i xem xÐt tíi tõng xy lanh cña chóng, nh»m n©ng cao ®é tin cËy cña kÕt luËn vÒ tr¹ng th¸i kü thuËt.

§Ó x¸c ®Þnh h­ háng cña mét xy lanh, gi¸ trÞ ¸p suÊt Pc lµ th«ng sè h÷u Ých nh»m x¸c ®Þnh chÊt l­îng buång ®èt, hay lµ x¸c ®Þnh h­ háng cña nhãm pitt«ng, xy lanh, vßng g¨ng, nh­ vËy tuú theo tõng tr­êng hîp cô thÓ, cÇn thiÕt ¸p dông c¸c th«ng tin chÈn ®o¸n mét c¸ch tèi ­u vµ kinh tÕ.

§é kÝn khÝt trong buång ®èt lµ mét chØ tiªu quan träng trong viÖc ®¸nh gi¸ chÊt l­îng ®éng c¬, ®Æc biÖt thÓ hiÖn t×nh tr¹ng kü thuËt cña nhãm pitt«ng-xy lanh –vßng g¨ng. Bªn c¹nh tæn thÊt c«ng suÊt ®éng c¬ do mµi mßn cßn cã nguyªn nh©n cña ®é kh«ng kÝn khÝt kh¸c nh­:

+ Xu p¸p kh«ng kÝn ( mßn èng dÉn h­íng, x­íc rç bÒ mÆt xu p¸p vµ ®Õ tùa

+ §Öm mÆt m¸y ( jo¨ng mÆt m¸y) kh«ng ®¶m b¶o: ch¸y r¸ch..

+ MÆt n¾p m¸y vµ xi lanh kh«ng kÝn do nguyªn nh©n: cong vªnh n¾p m¸y, g½y guji«ng th©n m¸y, hoÆc bÞ tù níi láng èc mÆt m¸y...

+ Kh«ng ®¶m b¶o kÝn khÝt cho khu vùc bugi hay ®Çu vßi phun.

C¸c khiÕm khuyÕt trªn ®©y g©y lªn gi¶m c«ng suÊt ®éng c¬, ®ång thêi dÉn tíi t¨ng l­îng tiªu hao nhiªn liÖu vµ dÇu nhên, gi¶m kh¶ n¨ng gia tèc «t«, thay ®æi tÝnh chÊt khÝ x¶.

Khi ®é kh«ng kÝn khÝt t¨ng lªn, cÇn thiÕt ph¶i kiÓm tra hay ®o ®¹c thªm mét sè th«ng sè kh¸c: ¸p suÊt ®­êng èng n¹p, ¸p suÊt trong buèng c¸c te ®éng c¬ ®Ó lo¹i trõ nguyªn nh©n vµ ph¸t hiÖn ®óng t×nh tr¹ng h­ háng.

Sù chÆt qu¸ møc quy ®Þnh cña c¸c côm trong ®éng c¬ ( nh­ nhãm pitt«ng-xy lanh- vßng g¨ng; b¹c vµ c¸c æ trôc ) còng g©y lªn t¸c h¹i ®¸ng kÓ: nh­ ma s¸t qu¸ lín lµ nhiÖt ®é ®éng c¬ t¨ng cao, g©y lªn bã, giËt côc bé vµ lµm tæn thÊt c«ng suÊt h÷u Ých cña ®éng c¬.

§éng c¬ ®èt trong lµm viÖc trong mét kho¶ng tèc ®é nhÊt ®Þnh tuú thuéc vµo chñng lo¹i ®éng c¬ (do nhµ thiÕt kÕ chÕ t¹o)

Sè vßng quay tèi thiÓu ( ch¹y chËm hay chay kh«ng t¶i ) ®­îc cho nh»m ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ®Ó ®éng c¬ cã thÓ lµm viÖc æn ®Þnh. Gi¸ trÞ sè vßng quay kh«ng t¶i cã ¶nh h­ëng lín tíi l­îng tiªu hao nhiªn liÖu vµ chÊt l­îng khÝ x¶.

Gi¸ trÞ sè vßng quay lín nhÊt cho phÐp bÞ giíi h¹n bëi ®é bÒn cña c¸c chi tiÕt ®éng c¬, kh¶ n¨ng ®µn håi cña lß xo xup¸p, chÕ ®é nhiÖt cña ®éng c¬, chÊt l­îng khÝ x¶... ViÖc kh«ng ®¸p øng sè vßng quay lín nhÊt cã t¸c ®éng tr­íc hÕt bëi ®é kÝn khÝt buång ®èt, hÖ thèng nhiªn liÖu (do nguyªn nh©n ®iÒu chØnh trªn chÕ hoµ khÝ hay b¬m cao ¸p ), sau ®ã lµ hÖ thèng ®¸nh löa, hay gãc phun nhiªn liÖu.

¸p suÊt dÇu nhên chÞu ¶nh h­ëng cña khe hë cña b¹c vµ trôc trong ®éng c¬, khi ¸p suÊt suy gi¶m chøng tá khe hë cña chñng t¨ng lín, song còng cã thÓ b¸o hiÖu cña viÖc h­ háng b¬m dÇu, t¾c l­íi läc...

¸p suÊt dÇu nhên khi ®éng c¬ ë sè vßng qay ®Þnh møc trong giíi h¹n ( 0,20,4) Mpa. gi¸ trÞ nµy cã giíi h¹n (0,080,1)Mpa.

ë sè vßng quay tèi thiÓu ¸p suÊt nµy b»ng (0,050,07)Mpa.

Qu¸ tr×nh ch¸y cña ®éng c¬ ®èt trong thùc hiÖn ë nhiÖt ®é cao kh¸c nhau, do vËy thµnh phÇn khÝ x¶ còng kh¸c nhau vµ phô thuéc vµo lo¹i ®éng c¬, lo¹i nhiªn liÖu vµ tr¹ng th¸i kü thuËt cña chóng. V× vËy khi muèn x¸c ®Þnh tr¹ng thÝa kü thuËt ®éng c¬ nhÊt thiÕt ph¶i dïng c¸c tiªu chuÈn khèng chÕ nh­: øng víi mçi lo¹i ®éng c¬ ph¶i dïng nhiªn liÖu chuÈn quy ®Þnh, do c¸c nhµ chÕ t¹o quy ®Þnh trong ®iÒu kiÖn thö riªng biÖt.

C¸c thÝ nghiÖm hiÖn nay cho phÐp ph©n tÝch thµnh phÇn khÝ x¶ theo quan ®iÓm ®éc h¹i cho m«i tr­êng, trong sù thay ®æi cña thµnh phÇn khÝ x¶ bao hµm tæng hîp yÕu tè vÒ chÊt l­îng kü thuËt, cho nªn chØ tiªu vÒ thµnh phÇn khØa kh«ng dïng t¸ch biÖt ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l­îng ®éng c¬.

§¸nh gi¸ chÊt l­îng mµu khÝ x¶ lµ th«ng sè ®­îc dïng khi chÈn ®o¸n ®¬n gi¶n, nh­ng kh«ng thÓ lµ th«ng sè ®éc lËp dïng cho kÕt luËn vÒ h­ háng cô thÓ.

VÝ dô trªn ®éng c¬ diezel, møc ®é gia t¨ng khãi ®en tho¸t ra chÞu ¶nh h­ëng cña: ®é kÝn khÝt trong buång ®èt, sù suy gi¶m tû lÖ nÐn, gi¶m nhiÖt ®é khÝ n¹p, gi¶m nhiÖt ®é dÇu b«i tr¬n, qu¸ l¹nh cña buång ®èt ( nhÊt lµ trong giai ®o¹n ®éng c¬ míi lµm viÖc), ®éng c¬ lµm viÖc ë sè vßng quay thÊp...

ViÖc sö dông c¸c ®éng c¬ cã tub« t¨ng ¸p t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho ®éng c¬ ph¸t huy c«ng suÊt, nh­ng mÆt kh¸c khi tub« t¨ng ¸p háng ( kÐm chÊt l­îng ) th× sÏ lµm gia t¨ng ®¸ng kÓ chÊt l­îng khãi ®en tho¸t ra ngoµi.

Sù rung vµ tiÕng ån cña ®éng c¬ cã nguån gèc tõ qu¸ tr×nh ®èt ch¸y vµ chuyÓn ho¸ n¨ng l­îng trong ®éng c¬, sù vËn ®éng cña c¸c chi tiÕt bªn trong vµ sù ho¹t ®éng cña c¸c bé phËn bªn ngoµi, sù liªn kÕt c¸c bé phËn nh­ trôc, æ b¸nh r¨ng trong ®éng c¬, sù liªn kÕt cña ®éng c¬ trªn xe... Do vËy chóng phô thuéc vµo cÊu tróc, lo¹i ®éng c¬ ( sù c©n b»ng ®éng), sù liªn kÕt cña c¸c bÒ mÆt l¾p ghÐp,...Sù rung vµ tiÕng ån cña ®éng c¬ lµ biÓu hiÖn quan träng nãi lªn t×nh tr¹ng kü thuËt cña ®éng c¬. Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña ®éng c¬ nã thay ®æi tuú thuéc vµo c­êng ®é lµm viÖc (t¶i, sè vßng quay) vµ t¹o nªn tÇn sè vµ biªn ®é rung ®éng kh¸c nhau.

Tõ l©u c¸c chuyªn gia ®· triÖt ®Ó khai th¸c ®é rung vµ tiÕng ån ®Ó chÈn ®o¸n tr¹ng th¸i cña ®éng c¬, ngµy nay chóng ta vÉn khai th¸c triÖt ®Ó khÝa c¹nh nµy ®Ó chÈn ®o¸n, song thiÕt bÞ ®o vµ nghe ®· c¶i tiÕn h¬n nhiÒu, t¹o ®iÒu kiÖn cã kh¶ n¨ng l­u tr÷ mét khèi l­îng lín c¸c th«ng sè tiÐng ån cña ®éng c¬ ë nhiÒu tr¹ng th¸i kü thuËt kh¸c nhau.

NhiÖt ®é trung b×nh cña khÝ x¶ trong ®éng c¬ ®èt trong lµ th«ng tin quan träng vÒ sù lµm viÖc vµ t×nh tr¹ng kü thuËt cña ®éng c¬. NhiÖt ®é khÝ x¶ lµ hÖ qu¶ cña c¸c chu tr×nh lµm viÖc, trong ®ã t¹i vïng buång ®èt khi hót vµ nÐn nhiÖt ®é trung b×nh dao ®éng trong kho¶ng (300400)°C cßn khi ch¸y lµ (500800)°C. Ngoµi ¶nh h­ëng cña th«ng sè kÕt cÊu, nhiÖt ®é trªn cßn chÞu ¶nh h­ëng cña:

- L­îng hçn hîp ®i vµo trong xy lanh,

- C¸c ®Æc tÝnh cña nhiªn liÖu.

- Sè vßng quay cña ®éng c¬.

- T×nh tr¹ng cña hÖ thèng nhiªn liÖu,

- T×nh tr¹ng cña hÖ thèng ®¸nh löa

- T×nh tr¹ng bªn trong ®éng c¬ cña nhãm buång ®èt, bÇu lo¹ khÝ n¹p, tr¹ng th¸i kü thuËt xup¸p...

DÇu nhên trong ®éng c¬ lµ chÊt b«i tr¬n, lµm m¸t cho mét sè bé phËn chÝnh chÞu t¶i, trong qu¸ tr×nh lµm viÖc chÊt l­îng dÇu nhên bÞ biÕn ®æi theo h­íng lµm xÊu chøc n¨ng b«i tr¬n, mÆt kh¸c nã bÞ l·o hãa vµ hßa trén víi c¸c t¹p chÊt bªn trong nh­: khÝ lät tõ buång ®èt, h¹t cøng do c¸c bÒ mÆt ma s¸t t¸ch ra... Do vËy chÊt l­îng vµ tr¹ng th¸i cña dÇu nhên trong ®éng c¬ lµ th«ng sè tiÕp theo quan träng ®¸nh gi¸ chÊt l­îng cña ®éng c¬, nhÊt lµ chÊt l­îng cña c¸c bÒ mÆt ma s¸t, n¬i dÇu nhên b«i tr¬n, Sau ®ã lµ: kÝch th­íc h¹t, l­îng t¹p chÊt cã trong dÇu b«i tr¬n.

Quan s¸t phÝa ngoµi ®éng c¬ kh«ng nh÷ng chØ cho biÕt tr¹ng th¸i vËn hµnh c¸c bé phËn bªn ngoµi mµ cßn c¶ t×nh tr¹ng kü thuËt cña chóng. ViÖc quan s¸t bªn ngoµi cho ta thÊy c¸c chç rß rØ dÇu nhên, n­íc, nhiªn liÖu vµ t×nh tr¹ng kh«ng an toµn cña ®éng c¬ nh­: gi¸ ch©n m¸y, c¸c gi¸ b¾t c¸c bé phËn..

Ngoµi c¸c th«ng sè kÓ trªn, trong chÈn ®o¸n ®éng c¬ cßn cã thÓ dïng tr¹ng th¸i lµm viÖc cña ®éng c¬, kh¶ n¨ng khëi ®éng, Kh¶ n¨ng gia t¨ng sè vßng quay... lµm c¸c th«ng sè chÈn ®o¸n.