chẩn đoán kỹ thuật động cơ điêzen trên cơ sở phân tích tính chất lý hoá của dầu bôi trơn và hạt mài mòn

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
d
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
f
DANH MỤC CÁC BẢNG
h
MỞ ĐẦU
1
Chương 1
5
Tổng quan về chẩn đoán động cơ đốt trong
5
1.1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
5
1.1.1 Vấn đề chung của chẩn đoán động cơ đốt trong
5
1.1.2 Chẩn đốn động cơ trên cơ sở mơ hình trợ giúp
6
1.1.3 Phương pháp chẩn đoán động cơ hiện đang được dùng trên ơ tơ
9
1.2
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC
12
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
12
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
14
Chương 2
17

Cơ sở lý thuyết về mịn các chi tiết động cơ đốt trong và phân tích dầu bơi trơn trong chẩn
đốn mịn
17
2.1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHẨN ĐỐN MỊN CỦA ĐỘNG CƠ
17
2.1.1 Phương trình giữa nồng độ hạt mài trong dầu và tốc độ mịn khi khơng tính đến hiệu quả lọc17
2.1.2 Phương trình giữa nồng độ hạt mài và tốc độ mòn bề mặt ma sát có tính đến hiệu quả lọc 24
2.2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HƯ HÁNG DO MỊN CỦA VẬT LIỆU
27
2.2.1 Thơng số cơ bản của vật liệu ma sát
27
2.2.2 Vật liệu cặp ma sát
28
2.2.3 Tập hợp tải ma sát
29
2.2.4 Điều kiện tiếp xúc
29
2.3
QUY LUẬT MÒN CỦA CÁC CHI TIẾT MA SÁT TRONG ĐỘNG CƠ
32
2.3.1 Các dạng hao mòn và hư háng của bề mặt ma sát
32
2.3.2 Quy luật mòn của các chi tiết ma sát trong động cơ
32
2.4
DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ
36
2.4.1 Thành phần hoá học và phân đoạn dầu mỏ

36
2.4.2 Thành phần của dầu bôi trơn
36
2.4.3 Biến chất dầu bôi trơn động cơ Điezen
37
2.5
CÁC TÍNH CHẤT LÝ- HỐ DẦU BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ DÙNG CHẨN ĐOÁN
39
Chương 3
46
Phương pháp và thiết bị phục vụ chẩn đốn động cơ qua phân tích các hạt mài mịn trong dầu
bơi trơn
46
3.1
PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ĐỂ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG
CÁC HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BƠI TRƠN
46
3.1.1 Sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử
46
3.1.2 Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
47
3.1.3 Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu
47
3.1.4 Trang bị của phép đo AAS
48
3.2
PHƯƠNG PHÁP TÁCH HẠT MÀI TRONG DẦU BÔI TRƠN
49
3.2.1 Phương pháp tách các hạt mài mịn kim loại trong dầu bơi trơn
50

3.2.1.1 Đặc tính kỹ thuật của máy Ferrograph
50
3.2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của Ferroscope TFX-X1
51
3.2.1.3 Sự phân bố các hạt mài mòn trên Ferrogram
52
3.2.2 Kỹ thuật lấy mẫu dầu
53
3.2.3 Chuẩn bị và pha loãng mẫu
54
3.2.4 Kỹ thuật Ferrograph
54
3.2.5 Đọc các Ferrogram
56
3.2.6 Xử lý nhiệt các Ferrogram
57


-c3.3
CÁC HẠT MÀI MỊN VÀ NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG
59
3.3.1 Hình thái các dạng mài mòn chủ yếu và các hạt mài mòn tương ứng từ các chi tiết chịu ma
sát trong động cơ Điezen
59
3.3.1.1 Hạt mài mòn ở chế độ động cơ hoạt động bình thường
59
3.3.1.2 Hạt mài mịn cắt
60
3.3.1.3 Hạt mài hình cầu
61

3.3.1.4 Mịn trượt khốc liệt
62
3.3.1.5 Hạt mài mịn bạc lót (các bộ phận quay)
62
3.3.1.6 Hạt mài mịn bánh răng (sự liên kết giữa trượt và lăn)
63
3.3.2 Các kim loại tách ra từ các chi tiết động cơ
64
3.3.2.1 Hạt khơng từ tính màu trắng
65
3.3.2.2 Hạt hợp kim đồng
66
3.3.2.3 Hạt hợp kim Ba bít
67
3.3.2.4 Các dạng nhiễm bẩn
68
3.3.2.5 Biến chất của sản phẩm dầu bôi trơn và Polyme do ma sát
69
3.3.2.6 Hạt từ tính
71
Chương 4
76
Chẩn đốn động cơ Điezen 3408 lắp trên xe CAT 769C
76
4.1
THEO DÕI VÀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRÊN XE CAT 769C
76
4.1.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ 3408
76
4.1.2 Các thông số về dầu dùng để chạy chẩn đoán trên động cơ 3408

76
4.2
HỆ THỐNG BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ 3408
77
4.2.1 Sơ đồ đường dầu bôi trơn từ các te dầu đến đường dầu chính
77
4.2.2 Sơ đồ đường dầu bơi trơn bên trong động cơ điezen 3408
78
4.3
CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA LẤY MẪU ĐỊNH KỲ 79
4.3.1 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu dầu bơi trơn định kỳ
79
4.3.2 Phương pháp chạy chẩn đoán động cơ
80
4.3.3 Những triệu chứng dùng trong chẩn đốn
81
4.3.4 Trình tự chẩn đốn động cơ 3408
81
4.4
KẾT QUẢ THEO DÕI CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ 3408 LẮP TRÊN XE CAT 769C
84
4.4.1 Kết quả theo dõi xe 02
84
4.4.2 Kết quả theo dõi xe 13
89
4.4.3 Kết quả theo dõi xe 15
93
4.4.4 Kết quả theo dõi các xe lấy theo thời điểm 200 giê và 250 giê
96
4.4.5 Đánh giá kết quả của các xe theo dõi ở thời điểm 200 giê và 250 giê

103
4.5
CÁC HẠT MÀI MÒN KHÁC ĐÃ PHÁT HIỆN TRONG QUÁ TRÌNH THEO DÕI
110
Kết luận chung của luận án
116
Danh mục các cơng trình có liên quan đến luận án được công bố

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN PHỤ LỤC


-dDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu La tinh
A0 - Diện tích hình học tiếp xúc ma sát
A1 - Tổng diện tích danh nghĩa
Aa - Diện tích tiếp xúc danh nghĩa
A r - Diện tích tiếp xúc thực
A ri - Diện tích tiếp xúc vĩ mơ
a - Nửa chiều rộng tiếp xúc điểm của cặp ma sát có líp phủ
a0 - Nửa chiều rộng tiếp xúc điểm của cặp ma sát khơng có líp phủ
b - Chiều rộng tiếp xúc đường của cặp ma sát có líp phủ
b0 - Chiều rộng tiếp xóc đường của cặp ma sát khơng có líp phủ
C - Nồng độ các hạt kim loại mài mòn trong dầu
c - Tốc độ của ánh sáng trong chân khơng
Cov- Hệ số trùng khít
D- Cường độ hấp thụ của một vạch phổ
d- Đường kính trung bình của vết tiếp xúc
E’- Mơ đun đàn hồi tổng hợp
E0, Em - năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích m

Ff- Lực ma sát
Fn- Tải pháp tuyến
H- Độ cứng của chi tiết mềm hơn trong cặp ma sát
HK- Độ cứng của kim loại
HM- Độ cứng của hạt mài
HV- Độ cứng tế vi của chi tiết ma sát mềm hơn
h - Chiều sâu mòn của bề mặt ma sát
I- Cường độ chùm sáng sau khi đi qua môi trường hấp thụ
Ig- Cường độ mịn theo khối lượng
It - Cường độ mịn tính theo thể tích
K  - Hệ số hấp thụ của mỗi vạch phổ
L- Chiều dài đường ma sát
m- Khối lượng hạt mài mịn kim loại cuốn vào hệ thống bơi trơn trong một đơn
vị thời gian
N- Số lượng điểm tiếp xúc vi mô
PH - Áp lực Hertz lớn nhất của cặp ma sát có líp phủ
PH0 - Áp lực Hertz lớn nhất của cặp ma sát khơng có líp phủ
T- Tổng số thời gian hoạt động của động cơ
t- Thời gian
U- Lượng mịn
V- Thể tích dầu dùng trong hệ thống bơi trơn
Vd - Thể tích mịn của chi tiết
VE- Thể tích vật liệu bị mòn trên đường ma sát L
y- Độ cao vành ngoài
w - Chiều sâu thâm nhập của chi tiết ma sát cứng vào chi tiết mềm hơn


-eASTM- Hội thử nghiệm và vật liệu Mỹ
Ký hiệu Hy lạp:
 - Bán kính cong đỉnh tổng hợp của độ nhám hai bề mặt

 - Tỷ số diện tích danh nghĩa và diện tích thực của bề mặt ma sát
e - Hiệu suất có Ých của động cơ

- Hệ số ma sát
 - Sè lượng đỉnh nhấp nhô trong diện tích tiếp xúc danh nghĩa
 - Chỉ số dẻo
 f - Ứng suất cắt ma sát
 - Sai lệch phân bố chuẩn độ nhấp nhô vĩ mô
 eff - Ứng suất khi bong hạt mòn
 n - Áp lực pháp tuyến
 - Mật độ của vật liệu mòn
E - Năng lượng của tia sáng đã bị nguyên tử hấp thụ
G - Khối lượng mịn trong q trình ma sát


-fDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Chương I
Hình 1. 1: Phương pháp nhận biết lỗi trên cơ sở mô hình trợ giúp
Hình 1. 2: Quan hệ hư háng- Triệu chứng theo ý nghĩa vật lý và khi chẩn đoán

7
8

Chương II
Hình 2. 1: Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ hạt mài theo thời gian
Hình 2. 2: Đường cong thay đổi nồng độ hạt mài mịn
Hình 2. 3: Những thơng số quan trọng của hệ thống ma sát
Hình 2. 4: Cấu tạo khu vực bề mặt kim loại
Hình 2. 5: Các dạng cơ bản của tải ma sát
Hình 2. 6: Các loại ma sát động cơ bản

Hình 2. 7: Đồ thị phụ thuộc của lượng mịn U vào thời gian
Hình 2. 8: Sơ đồ đơn giản của quá trình biến chất dầu động cơ
Hình 2. 9: Nhít kế chảy ngược
Hình 2. 10: Dụng cụ đo nhiệt độ chớp cháy cốc hở

18
20
27
28
29
30
34
38
42
43

Chương III
Hình 3. 1: Thể hiện mẫu lắng đọng trên Ferrogram
Hình 3. 2: Máy phân tích Ferrograph
Hình 3. 3: Ferroscope
Hình 3. 4: Sự phân bố các hạt mài trên Ferrogram
Hình 3. 5: Đường truyền ánh sáng trong kính hiển vi lưỡng sắc
Hình 3. 6: Phương pháp đọc Ferrogram
Hình 3. 7: Giao thoa của ánh sáng trên bề mặt hợp kim
Hình 3. 8: Cơ chế tạo thành hạt mài hình cầu
Hình 3. 9: Hạt mài hình cầu

51
52
52

52
55
56
57
61
62

Chương IV
Hình 4. 1: Sơ đồ đường dầu bơi trơn
Hình 4. 2: Sơ đồ của đường dầu bơi trơn
Hình 4. 3: Lưu đồ chẩn đốn động cơ Điezen 3408
Hình 4. 4: Đồ thị biến đổi độ nhít ở 400C
Hình 4. 5: Đồ thị biến đổi độ nhít ở 1000C
Hình 4. 6: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy cốc hở
Hình 4. 7: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng (TBN)
Hình 4. 8: Hạt mài mịn ổ bi
Hình 4. 9: Hạt mài mịn hình cầu phân bố khơng theo quy luật trên Ferrogram
Hình 4. 10: Hạt mài mịn khốc liệt
Hình 4. 11: Hạt mài mịn hợp kim nhơm trước và sau khi xử lý bằng hố chất
Hình 4. 12: Đồ thị biến đổi độ nhít ở 400C
Hình 4. 13: Đồ thị biến đổi độ nhít ở 1000C
Hình 4. 14: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy
Hình 4. 15: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng (TBN)
Hình 4. 16: Ferrogram của động cơ hoạt động bình thường
Hình 4. 17: Đồ thị biến đổi độ nhít ở 400C
Hình 4. 18: Đồ thị biến đổi độ nhít ở 1000C
Hình 4. 19: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy
Hình 4. 20: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng ( TBN)
Hình 4. 21: Hạt hợp kim đồng trước khi xử lý nhiệt

77
78
83
85
85
85
86
87
87
88
88
90
90
90
91
92
94
94
94
95
96


-gHình 4. 22: Hạt hợp kim đồng cùng loại sau khi đã được xử lý nhiệt
Hình 4. 23: Hạt mài mịn bánh răng
Hình 4. 24: Hạt hợp kim cao của thép
Hình 4. 25: Hạt Silicát trong bơi than
Hình 4. 26: Sợi giấy lọc sau khi được xử lý nhiệt
Hình 4. 27: Hạt mài oxit sắt đỏ
Hình 4. 28: Hạt mài oxit sắt đen

Hình 4. 29: Cổ trục khuỷu động cơ bị mài xước nghiêm trọng
Hình 4. 30: Bạc lót động cơ bị chảy dẻo
Hình 4. 31: Hạt mài cắt
Hình 4. 32: Hạt mài mòn oxit Pb/Sn trước khi xử lý nhiệt
Hình 4. 33: Hạt mài mịn hợp kim babít
Hình 4. 34: Hạt mài mòn oxit Pb/Sn sau khi xử lý nhiệt
Hình 4. 35: Hạt mài MoS2
Hình 4. 36: Hạt mài oxit kim loại đen

96
106
106
107
108
110
110
111
111
112
112
112
112
113
114


-hDANH MỤC CÁC BẢNG
Chương II
Bảng 2. 1: Những chỉ tiêu đánh giá dầu bôi trơn động cơ
Bảng 2. 2: Các nguyên nhân chủ yếu làm thay đổi độ nhít

39
42

Chương III
Bảng 3. 1: Độ phóng đại của kính hiển vi quang học
Bảng 3. 2: Thời gian lấy mẫu cho thiết bị
Bảng 3. 3: Cách nhận biết các hạt mài mịn khơng từ tính màu trắng
Bảng 3. 4: Vật liệu một số chi tiết chịu ma sát trong động cơ Điezen

52
54
66
73

Chương IV
Bảng 4. 1: Các thông số kỹ thuật của động cơ 3408
Bảng 4. 2: Các thông số và giới hạn sử dụng của dầu chạy chẩn đoán
Bảng 4. 3: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 02
Bảng 4. 4: Kết quả phân tích mẫu dầu xe CAT 02
Bảng 4. 5: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 13
Bảng 4. 6: Kết quả phân tích mẫu dầu xe CAT 13
Bảng 4. 7: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 15
Bảng 4. 8: Kết quả phân tích mẫu dầu xe CAT 15
Bảng 4. 9: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 01
Bảng 4. 10: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 03
Bảng 4. 11: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 04
Bảng 4. 12: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 05
Bảng 4. 13: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 07
Bảng 4. 14: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 08

Bảng 4. 15: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 09
Bảng 4. 16: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 10
Bảng 4. 17: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 12
Bảng 4. 18: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 14
Bảng 4. 19: Kết quả phân tích các chỉ tiêu dầu bơi trơn ở thời điểm 200 giê và 250 giê

76
77
84
84
89
89
93
93
97
97
98
98
98
98
99
99
99
100
100


-1-

Đ

MỞ ĐẦU

ược tạo ra cách đây hơn một thế kỷ, động cơ Điezen mang tên của
người phát minh đầu tiên đến nay đã được sử dụng rộng rãi trong mọi
lĩnh vực của nền kinh tế, từ ngành vận tải đường bộ, đường thuỷ,
đường sắt đến ngành năng lượng, nông nghiệp, quân sù, khai khoáng, xây
dựng... Trong ngành khai khoáng đặc biệt là ở Tập đồn Than và khống sản
Việt nam, động cơ Điezen được trang bị trên xe ô tô vận tải, máy khai thác, dẫn
động các thiết bị khoan, máy phát điện, máy nén khí v.v.. Động cơ Điezen thực
sự là thiết bị không thể thiếu trong các hoạt động khai thác.
Ngay từ những năm đầu của thời kỳ đổi mới Tổng công ty than Việt Nam
trước đây, và hiện nay là Tập đồn Than và khống sản Việt Nam đã luôn đổi
mới thiết bị cũng như công nghệ khai thác đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của
quá trình sản xuất. Để thay thế dần những thiết bị từ thế hệ cũ lạc hậu, độ tin cậy
không cao, hiện nay các thiết bị khai thác và vận tải ở Tập đoàn hầu hết đều
được nhập khẩu từ các nước phát triển như Thụy ĐiÓn, Nhật Bản, Mỹ, Hàn
Quốc... rất phong phú về số lượng còng nh- đa dạng về chủng loại. Những
thương hiệu nổi tiếng về thiết bị vận tải và khai thác nh-: Caterpillar, Volvo,
Komatsu, Hyundai, Hitachi, Samsung, Yamaha, Kawasaki... đã quá quen thuộc
với công nhân khai thác và cán bé quản lý ở vùng má. Đặc thù của thiết bị khai
thác đều hoạt động tại những địa hình phức tạp giao thơng rất khó khăn (như tại
Công ty than Cọc Sáu các thiết bị hoạt động ở địa hình âm trên 100 m so với
mực nước biển) đồng thời phải phục vụ 3 ca/ngày trong suốt thời gian khai thác
do đó yêu cầu trước hết là thiết bị phải có tính năng kinh tế kỹ thuật cao, có độ
tin cậy lớn.
Đi kèm với việc vận hành các thiết bị hiện đại này, công tác sửa chữa, bảo
trì máy móc ở các đơn vị quản lý chiếm một vị trí rất quan trọng. Kỹ thuật bảo
dưỡng thiết bị ở hầu hết các đơn vị sản xuất ở Việt Nam hiện nay đều là kỹ thuật
cổ điển, lạc hậu và chủ yếu dùa vào kinh nghiệm của người sử dụng.

Các phương pháp bảo dưỡng chủ yếu được áp dông ở các đơn vị quản lý
thiết bị ở Việt Nam hiện nay là sửa chữa khi đã xảy ra hư háng hoặc bảo dưỡng
thiết bị theo định kỳ thời gian hay sè km xe đã chạy. Các phương pháp này đã
bộc lé hàng loạt các nhược điểm:
- Gây ra các hư háng bất thường làm dừng toàn bộ thiết bị.
- Gây bị động trong việc quản lý sản xuất, tiêu thụ vật tư cịng nh- cơng
tác quản lý bảo dưỡng.
- Khối lượng chi tiết thay thế cần chuẩn bị nhiều do khơng định trước
được hư háng gây lãng phí.


-2- Trong khi bảo dưỡng thiết bị theo định kỳ thời gian phải tháo ra kiểm tra
và thay thế một số chi tiết vẫn còn sử dụng được tiếp gây lãng phí khơng
cần thiết...
Chính vì vậy, chi phí bảo dưỡng hàng năm rất lớn mà hiệu quả bảo dưỡng
không cao. Do đó, để giảm được chi phí tăng năng suất hoạt động của thiết bị,
việc áp dụng các kỹ thuật bảo dưỡng tiên tiến là một tất yếu khách quan đối với
tất cả các thiết bị khai thác ở điều kiện sản xuất ở Việt Nam hiện nay- tức là
Phương pháp bảo dưỡng phịng ngõa theo tình trạng thiết bị.
Bản thân các thiết bị khai thác và vận tải được nhập khẩu từ nước ngồi
như đã nói ở trên cũng đã có những phần mềm chun dụng để chẩn đốn trạng
thái kỹ thuật của thiết bị, tuy nhiên trong đó khơng đề cập đến trạng thái mài
mịn của các chi tiết chịu ma sát cịng như chế độ bơi trơn bất thường trong động
cơ để khẳng định chất lượng thiết bị trong quá trình sử dụng.
Các nước phát triển trên thế giới cũng áp dụng cơng nghệ chẩn đốn các
thiết bị cơ khí theo quy mơ từ đơn giản đến phức tạp về mặt bơi trơn, mài mịn
tạo ra một phạm vi rộng cho các cán bộ kỹ thuật ở các nước đang phát triển có
thể lùa chọn các thiết bị và giải pháp phù hợp nhất đối với các đơn vị quản lý
phương tiện vận tải của mình. Nhưng cho đến nay ở Việt Nam việc ứng dụng
các kỹ thuật tiên tiến trong cơng tác chẩn đốn và kiểm sốt tình trạng hoạt động

của động cơ đốt trong hầu như chưa được áp dụng tại các đơn vị vận tải. Với các
kiÕn thức sâu về thiết bị đặc biệt động cơ Điezen cỡ lớn thông qua nhiều năm
sửa chữa, thay thế, chế tạo phụ tùng cùng với việc kết hợp các thiết bị đo, phân
tích hiện đại ở các nước phát triển với các ngành liên quan như tribologi- cơ khí
ta hồn tồn có thể xây dựng được các hệ thống giám sát và phân tích tình trạng
thiết bị về mặt bơi trơn, mài mịn có giá thành rẻ và hiệu quả cao phù hợp với
điều kiện sản xuất ở Việt Nam. Vì vậy, việc áp dụng kỹ thuật giám sát và chẩn
đốn tình trạng thiết bị về mặt bơi trơn, mài mịn trong thực tế sản xuất của Việt
Nam là hồn tồn có thể thành hiện thực.
Với mục tiêu tiếp cận thành quả đạt được hiện nay của thế giới về lĩnh
vực ma sát mài mòn kết hợp với điều kiện sử dụng động cơ điêzen và những
thiết bị đo lường hiện có của Việt Nam tác giả lấy đề tài nghiên cứu: ‘Chẩn
đoán kỹ thuật động cơ điêzen trên cơ sở phân tích tính chất lý hố của dầu bôi
trơn và hạt mài chứa trong dầu’ làm nội dung luận án của mình.
Mục đích nghiên cứu: Dùa vào những kết quả phân tích tính chất lý hố
cùng với những hạt mài mòn kim loại lắng đọng trong dầu bôi trơn đã qua sử
dụng tác giả muốn đánh giá chất lượng hệ thống bôi trơn động cơ để kịp thời
phát hiện ra sự cố trong quá trình vận hành tránh những hư háng đáng tiếc xảy
ra. Phương pháp chẩn đoán ở đây được lấy làm tiền đề cho phương pháp bảo


-3dưỡng phịng ngõa theo tình trạng thiết bị thay thế cho các phương pháp bảo
dưỡng cũ lạc hậu.
Đối tượng nghiên cứu: Áp dụng phương pháp nghiên cứu của mình tác
giả trực tiếp theo dõi phân tích và đánh giá chất lượng hệ thống bôi trơn thông
qua các mẫu dầu của 14 động cơ 3408 lắp trên xe ô tô vận tải CAT 769C ở các
chu kỳ thay dầu khác nhau và một số mẫu dầu cùng với những sự cố gặp phải
trên các ô tô vận tải khác.
Phương pháp nghiên cứu: Từ những lý thuyết chung về chẩn đoán động
cơ, về hệ thống bôi trơn động cơ ô tô cùng lý thuyết và thực tiễn về ma sát mài

mòn các chi tiết của động cơ đốt trong tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu
thực tế ngoài hiện trường, theo dõi chẩn đốn q trình mài mịn khơng bình
thường của những động cơ Điezen vận tải qua từng chu kỳ thay dầu qua đó rót
ra những đánh giá chất lượng hệ thống bôi trơn. Với phương pháp nghiên cứu
này tác giả đưa ra quy trình chẩn đốn kỹ thuật động cơ Diezen, công việc mà
trước đây mới chỉ được làm một cách rời rạc qua theo dõi các thông số của thiết
bị. Bằng phương pháp Ferroraph lần đầu tiên được áp dụng ở Việt Nam để tách
các hạt mài mòn kim loại có kích thước lớn hơn 5m ra khỏi dầu bơi trơn động
cơ nhằm phát hiện q trình mài mịn bất thường của các cặp ma sát từ đó tìm ra
nguyên nhân và biện pháp khắc phục giảm thiểu hư háng thiết bị.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Những kết quả nghiên cứu của luận án
cùng với phần mềm chẩn đốn chun dụng có sẵn của thiết bị góp phần giúp
người quản lý nắm bắt được tình trạng kỹ thuật của thiết bị có kế hoạch bảo
dưỡng và sửa chữa kịp thời nhằm ngăn chặn những hư háng đáng tiếc xảy ra và
tận dụng khả năng khai thác tối đa các thiết bị. Kết quả của đề tài nghiên cứu
còn tạo điều kiện sử dụng phương pháp bảo dưỡng phịng ngõa theo tình trạng
thiết bị về mặt bơi trơn, mài mòn thay thế các phương pháp bảo dưỡng cũ lạc
hậu.
Nội dung chính của luận án bao gồm:
Chương I: Tổng quan về chẩn đoán động cơ đốt trong.
Nêu lên những vấn đề chung nhất của chẩn đoán động cơ đốt trong, đánh
giá việc sử dụng thiết bị khai thác ở các đơn vị sản xuất sau đó nêu khái qt
tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước trong chẩn đốn động cơ từ đó thấy rõ
hơn nữa tính cấp thiết của đề tài.
Chương II: Cơ sở lý thuyết về mịn các chi tiết động cơ đốt trong và phân
tích dầu bơi trơn trong chẩn đốn mịn.
Nêu lên sự biến đổi nồng độ hạt mài mịn trong dầu bơi trơn theo thời gian
hoạt động và tốc độ mài mòn của cặp ma sát trong các trường hợp có bầu lọc và
khơng có bầu lọc dầu.

-4Tiếp theo là cơ chế và đặc tính mịn phụ thuộc vật liệu tiếp xúc của cặp
ma sát, tải ma sát của các chi tiết nói chung, cơ sở lý thuyết về mài mòn của các
chi tiết chịu ma sát trong động cơ. KÕt hợp cùng các biến đổi của các chi tiêu
hố lý điển hình của dầu và các hạt mài mòn từ các chi tiết được tách ra trong
dầu bôi trơn ở các chương tiếp theo tạo nên một bức tranh tồn cảnh về chế độ
mài mịn trong động cơ Điêzen giúp chẩn đốn chính xác và khắc phục kịp thời
nhờ đó hồn tồn có thể làm chủ được thiết bị và dự trù những chi tiết thay thế
một cách hợp lý giảm thời gian dừng máy không cần thiết.
Phần cuối của chương này tác giả giới thiệu cơ sở lý thuyết phân tích dầu
bơi trơn trong chẩn đốn mịn gồm về phân đoạn dầu mỏ cũng như thành phần
hố học của dầu bơi trơn động cơ, với trên 20 chỉ tiêu hố lý của dầu bơi trơn
động cơ làm cơ sở cho việc chẩn đoán ban đầu đối với động cơ Điêzen. Căn cứ
vào sự biến đổi 5 chỉ tiêu hố lý điển hình có thể đốn nhận được q trình bơi
trơn khơng bình thường trong động cơ và sớm đưa ra hành động khắc phục.
Chương III: Phương pháp và thiết bị chẩn đoán động cơ qua phân tích
các hạt mài mịn trong dầu bơi trơn.
Giới thiệu phương pháp phân tích hạt mài mịn bằng phương pháp quang
phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). Nồng độ hạt mài mịn được định lượng qua đó
đánh giá hiện tượng mài mịn khơng bình thường của các chi tết chịu ma sát khi
khối lượng hạt mài này vượt quá giới hạn cho phép. Hạn chế của phương pháp
AAS là chỉ định lượng các hạt mài mịn với kích thước chính nhá hơn 5m. Đối
với những hạt có kích thước lớn hơn phải áp dụng phương pháp Ferrograph.
Phương pháp này có thể phát hiện ra 6 dạng hạt mài tách ra từ các chi tiết động
cơ và 16 loại hạt mài cùng các kim loại điển hình trên bề mặt ma sát. Các thơng
tin về hình dáng, thành phần các hạt mài, sự phân bố về kích thước, mầu sắc và
nồng độ của những hạt mài tách ra từ phương pháp Ferroraph có thể chẩn đốn
chính xác tình trạng mài mịn động cơ để có những biện pháp xử lý kịp thời
tránh xảy ra những háng hóc nặng.
Chương IV: Chẩn đốn động cơ Điezen 3408 lắp trên xe CAT 769C.

Cho dù đã rất cố gắng để có một luận án tốt, nhưng có thể vẫn cịn tồn tại
khơng Ýt những thiếu sót trong luận án. Tác giả mong rằng trong thời gian tới sẽ
có nhiều cơ hội để giải quyết những vấn đề cịn tồn tại này và mong có sự hợp
tác giúp đỡ của các Giáo sư chuyên ngành cùng các đơn vị liên quan.


-5-

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1.1 Vấn đề chung của chẩn đoán động cơ đốt trong
Hàng năm, các đơn vị sản xuất tập trung đã phải chi mét khoản tiền khá
lớn để phục vụ các công tác sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị. Việc dừng thiết bị
khơng định trước do háng hóc đã gây nhiều bất lợi cho sản xuất cịng nh- cơng
tác quản lý và thực hiện bảo dưỡng, lập kế hoạch sửa chữa, kế hoạch dừng máy
và mua sắm thiết bị phụ tùng thay thế. Nếu chủ động được những việc trên sẽ
làm giảm tối đa chi phí trong cơng tác bảo dưỡng và tăng hiệu quả của việc đầu
tư thiết bị. Công tác nghiên cứu phát triển các phương pháp bảo dưỡng tiên tiến
nhằm đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của một đơn vị sản xuất công nghiệp đã và
đang được phát triển rất mạnh ở các nước công nghiệp phát triển và là nhu cầu
bức xúc của các đơn vị sản xuất tập trung ở nước ta.
Việc bảo dưỡng và sửa chữa tiên tiến trong các đơn vị sản xuất ở nước ta
dần được áp dụng và có tác động tích cực đến quá trình vận hành và khai thác.
Khái quát quá trình phát triển các phương pháp bảo dưỡng thiết bị sản xuất nói
chung và động cơ đốt trong nói riêng trên thế giới bao gồm 3 phương pháp chủ
yếu:
- Phương pháp bảo dưỡng khi hư háng.
- Phương pháp bảo dưỡng phòng ngõa theo thời gian.
- Phương pháp bảo dưỡng phịng ngõa theo tình trạng thiết bị.

Với thực tế sản xuất ở nước ta do có quá nhiều chủng loại thiết bị với
nhiều xuất xứ khác nhau nên cả ba hệ thống bảo dưỡng trên cùng song song tồn
tại. Tuy nhiên với những thiết bị quan trọng, có giá trị kinh tế lớn người ta
thường triển khai áp dụng phương pháp bảo dưỡng cuối cùng- Phương pháp bảo
dưỡng phòng ngõa theo tình trạng thiết bị. Đây chính là phương pháp bảo dưỡng
hiện đại và mới được áp dụng trong khoảng thập kỷ 90 của thế kỷ trước. Nội
dung chính của phương pháp này là: trạng thái làm việc của thiết bị được giám
sát bởi hệ thống phần mềm giám sát và chẩn đoán. Hệ thống này sẽ giám sát các
hiện tượng xuất hiện trong quá trình làm việc của thiết bị như tiếng ồn, độ rung,
nhiệt độ... để kiểm tra tình trạng thực tế của thiết bị, đồng thời phát hiện các
trạng thái bất thường của thiết bị qua đó xác định xu hướng hư háng. Hệ thống
chẩn đoán sẽ chịu trách nhiệm phân tích các kết quả thu được từ hệ thống giám
sát kiểm tra mức độ hư háng giúp người sử dụng kịp thời điều chỉnh hoặc thay
thế các phần hư háng tránh các hư háng theo dây truyền.
Trong thực tế người ta chia ra các dạng chẩn đoán đặc trưng:


-6- Chẩn đoán được thực hiện nhờ đo trực tiếp: Các dấu hiệu chẩn đoán
được đo để đánh giá trạng thái cần chẩn đoán.
- Chẩn đoán được thực hiện khi không ngắt hoạt động và tháo máy hoặc
thiết bị. Các dấu hiệu chẩn đoán hoặc được xác lập từ quan sát hoạt
động hoặc từ các phương pháp nghiên cứu đặc biệt từ bên ngồi hệ
thống.
Mục đích chẩn đốn là xác định trạng thái kỹ thuật một cách lượng hoá,
đánh giá trạng thái hiện tại và đánh giá dự báo. Các bước tiến hành chẩn đốn kỹ
thuật và mơ hình chẩn đốn hiện đại:
1 Mơ tả trạng thái: trong bước này cần phân tích đối tượng chẩn đốn.
Những tính chất nào của thiết bị có thể giám sát và được phép giám
sát.
2 Lùa chọn tín hiệu chẩn đốn và dấu hiệu chẩn đốn: Tín hiệu và dấu

hiệu chẩn đốn là một đại lượng vật lý đo được, phản ánh gián tiếp
trạng thái tương ứng với các tính chất đặc trưng của đối tượng chẩn
đốn.
3 Mơ hình chẩn đốn: xây dựng mối quan hệ định lượng giữa dấu hiệu
chẩn đoán và trạng thái cần nhận dạng.
4 Đánh giá trạng thái kỹ thuật: trong giai đoạn làm việc, có thể xác định
trạng thái hiện tại của đối tượng nhờ đưa vào mơ hình chẩn đoán các
dấu hiệu chẩn đoán đo được tại một đối tượng chẩn đốn có trạng thái
chưa biết.
5 Giải pháp chẩn đốn: Đây là cơng việc cuối cùng trong chẩn đốn kỹ
thuật để dẫn đến việc bảo trì trạng thái.
1.1.2 Chẩn đốn động cơ trên cơ sở mơ hình trợ giúp
Những thiết bị phục vụ sản xuất ở các đơn vị khai thác được nhập khẩu từ
các nước phát triển đã có phần mềm chun dụng để chẩn đốn trạng thái kỹ
thuật của động cơ trong quá trình sử dụng. Hai bước quan trọng trong chẩn đốn
đó là q trình nhận biết lỗi và chẩn đoán:
Nhận biết lỗi: Giám sát và nhận dạng lỗi, tạo dấu hiệu lỗi so sánh với
trạng thái chuẩn xác định triệu chứng hư háng.
Chẩn đoán: Cơ lập lỗi và phân tích lỗi, xây dựng quan hệ giữa lỗi và triệu
chứng hư háng.
Thành phần quan trọng của chẩn đoán động cơ bằng phần mềm chuyên
dụng hay chẩn đốn động cơ trên cơ sở mơ hình trợ giúp là các kiến thức về quá
trình hoạt động của đối tượng chẩn đốn, có thể tách thành hai khối kiến thức:
- Kiến thức chuyên gia: là loại kiến thức khơng thể mơ tả chính xác mà
chỉ thể hiện ở dạng quan hệ định tính, định lượng khơng chính xác.


-7Thông thường các kiến thức này xuất phát từ kinh nghiệm của người
sử dụng hoặc các chuyên gia và có thể là các quy luật bằng ngôn ngữ.
- Kiến thức giải tích: dùa trên cơ sở các phương trình tốn học, các thuật

tốn biểu diễn chính xác các kiến thức về quá trình, các dạng tiêu biểu
để biểu diễn kiến thức giải tích là các cơng thức vật lý hoặc các quan
hệ tham số toán học.
- Phương pháp nhận biết lỗi trên cơ sở mơ hình trợ giúp:
Kết quả chÈn đốn lỗi phụ thuộc chính vào năng lực biểu hiện, tính tổng
qt và chất lượng của dấu hiệu chẩn đốn và triệu chứng hư háng tạo ra từ quá
trình nhận biết lỗi. Đến nay người ta đã sử dụng rất nhiều phương pháp nhận
biết lỗi, có thể phân chia thành hai nhóm: phương pháp nhận biết lỗi trên cơ sở
mơ hình quá trình và phương pháp nhận biết lỗi trên c s mụ hỡnh tớn hiu.
Nhận biết lỗi trên cơ
sở mô hình trợ giúp

Phân tích mô hình
tín hiệu

Mô hình
tín hiệu
tham số

Phân tích
hàm t-ơng
quan

Phân tích
phổ

Phân tích mô hình
quá trình

Phân tích

sóng

Đánh gía
tham số

Đánh gía
trạng thái

Cân bằng
đồng
đẳng

Hỡnh 1. 1: Phng phỏp nhn bit lỗi trên cơ sở mơ hình trợ giúp
Các dấu hiệu chẩn đốn nhận được từ các mơ hình tín hiệu hoặc mơ hình
q trình được so sánh với các tín hiệu chuẩn, có nghĩa là so với các tính chất
q trình khơng có lỗi. Nếu dấu hiệu q trình thay đổi một độ lệch nhận biết
được so với trạng thái chuẩn thì sẽ tạo ra một triệu chứng thơng báo về trạng thái
có lỗi, có hư háng của q trình. Để chẩn đốn chính xác lỗi cần tiếp tục đánh
giá các triệu chứng trong giai đoạn chẩn đoán lỗi.
- Phương pháp chẩn đốn lỗi trên cơ sở mơ hình trợ giúp:
Chẩn đoán lỗi bao gồm hai giai đoạn cơ bản: cơ lập lỗi và phân tích lỗi
hay cịn gọi là nhận dạng hư háng. Trong giai đoạn cô lập lỗi tiến hành tách lỗi
từ các triệu chứng và phân loại chúng. Mỗi trường hợp hư háng sẽ có một biểu
hiện của triệu chứng khác nhau. Trong giai đoạn phát triển một hệ thống chẩn


-8đoán người ta xác định các quan hệ giữa các hư háng thực xuất hiện hoặc các hư
háng nhân tạo với các dấu hiệu từ phân tích lý thuyết hoặc đánh giá các số liệu
thực nghiệm và lưu giữ chúng ở một dạng thích hợp. Khi chẩn đốn người ta đối
thoại với cơ sở dữ liệu đó để tìm ra một lời giải phù hợp.

Trong khi theo ý nghĩa vật lý thì hư háng là ngun nhân của triệu chứng,
cịn khi chẩn đoán, hư háng lại được kết luận theo triệu chứng.
Khi phân tích lỗi cần xác định trạng thái có lỗi của q trình và hư háng
gây ra theo loại, trị số và nguyên nhân hư háng. Nhiều khi cả sự xuất hiện theo
thời gian của hư háng cũng c quan tõm.
Chẩn
đoán

Nguyên
nhân
H- hỏng

H- hỏng

Nhận
biết hhỏng
Kết
quả

Sự kiện

Triệu
chứng

Triệu
chứng

Sự kiện

Triệu

chứng

Sự kiện

Triệu
chứng

Triệu
chứng

Triệu
chứng

Sự kiện

Triệu
chứng

Triệu
chứng

Hỡnh 1. 2: Quan hệ hư háng- Triệu chứng theo ý nghĩa vật lý và khi chẩn đốn
Phân tích hư háng trong các trường hợp phụ thuộc vào chất lượng của
triệu chứng tạo lập được. Việc đánh giá cường độ tác động các triệu chứng cho
biết trị số của hư háng. Có thể xảy ra cả các trường hợp nhiều hư háng khác
nhau tác động khác nhau vào một triệu chứng. Việc xác định loại hư háng cho
biết rằng đây có phải là một hư háng hệ thống hay hư háng ngẫu nhiên. Cuối
cùng việc phân tích tính chất thời gian cho khả năng phân biệt theo dạng hư
háng thường xuyên, hư háng nhất thời, hư háng gián đoạn, hư háng không quy
luật hoặc hư háng kéo dài. Trung tâm của chẩn đoán lỗi thiết lập biểu diễn kiến

thức chẩn đoán đạt được qua quan hệ hư háng- triệu chứng. Trong trường hợp lý
tưởng việc tạo lập triệu chứng đã cung cấp một kết quả sử dụng được, nếu mỗi
triệu chứng phản ánh một hư háng xác định. Sau đó chỉ cần giám sát mỗi triệu
chứng mỗi khi vượt quá ngưỡng trên và ngưỡng dưới là đủ. Đa số các trường
hợp khơng có được điều kiện này và cần có một sự đánh giá chi tiết hơn các
triệu chứng để phân tích hư háng.


-91.1.3 Phương pháp chẩn đoán động cơ hiện đang được dùng trên ơ tơ
Trong q trình sử dụng, cơng suất có Ých của động cơ giảm chậm và chi
phí nhiên liệu riêng tăng chậm. Các chỉ tiêu này bị làm xấu dần đi thường là do
có sai lệch đối với các thông số điều chỉnh của các hệ thống trong động cơ và
không thể làm cơ sở để gửi đi sửa chữa lớn. Phần lớn các trường hợp giảm nhỏ
về cơng suất và suất tiêu hao nhiên liệu có thể được khắc phục ngay ở cơ sở vận
tải hoặc các trạm bảo dưỡng nhỏ, đặc biệt khi ở đó có các thiết bị đánh giá định
lượng các chỉ tiêu này.
Các nguyên nhân cơ bản của các háng hóc trên động cơ thường là do hở
đường nạp khơng khí, điều chỉnh sai hoặc có thay đổi góc bắt đầu phun, kẹt tắc
các thiết bị phun nhiên liệu và nói chung là sai lệch trạng thái hoạt động đúng
của hệ thống cung cấp và đốt cháy nhiên liệu. Đối với mỗi dạng cấu trúc của các
hệ thống này, các sai lệch sẽ có những biểu hiện riêng, thí dụ đối với hệ thống
cung cấp nhiên liệu của động cơ Diezen là sai lệch các trạng thái của vòi phun
hoặc bơm cao áp. Các nguyên nhân khác là chất lượng các chi tiết làm kín kém,
các chi tiết khơng được xiết đủ chặt, điều chỉnh không đúng các cơ cấu và hệ
thống, làm sạch kém các bộ phận lọc dầu, rò rỉ ở hệ thống làm mát. Khả năng
làm việc của động cơ được đánh giá cơ bản bằng các chỉ tiêu công suất và tính
tiết kiệm nhiên liệu (chi phí nhiên liệu riêng) cũng như chất lượng khởi động,
mức ồn và gõ. Những sai lệch chủ yếu ảnh hưởng đến khả năng làm việc của
động cơ là: hao mòn các chi tiết của nhóm pittơng- xi lanh, mịn cổ thanh truyền
và cổ chính của trục khuỷu, sai lệch về điều chỉnh trong cơ cấu xu páp và ở hệ

thống cung cấp và đốt cháy nhiên liệu.
Hao mịn thường có ở các liên kết vịng găng pittơng, các ổ đỡ chính và ổ
đỡ thanh truyền. Thường gặp hơn cả trong các ổ đỡ là sự phá hủy líp chống ma
sát, xước trên bề mặt cổ trục, làm nóng chảy hoặc Ðp vỡ tróc líp chống ma sát,
gây tắc lỗ dẫn dầu.
Trong nhóm pittơng- xi lanh các hư háng và sai lệch chủ yếu là: tăng khe
hở hướng kính giữa xi lanh và pittơng, khe hở trong liên kết giữa vòng găng hơi
và dầu trên pittông, khe hở ở trong chốt pittông, giảm đàn hồi và vì gẫy vịng
găng hơi, dầu. Nếu nhóm pittơng xi lanh khơng kín khít sẽ làm tăng lọt khí từ
khơng gian bên trên pittơng xuống các te. Điều đó làm xấu chất lượng tạo hỗn
hợp và đốt cháy nhiên liệu và tiếp theo làm tăng chi phí nhiên liệu riêng, tăng độ
khói khí xả, tăng ơ nhiễm mơi trường.
Sai lệch chủ yếu của hệ thống bôi trơn là giảm áp suất dầu trong mạch dầu
chính do các nguyên nhân sau: mức dầu trong các te thấp, mòn liên kết trong cơ
cấu trục khủy thanh truyền, giảm lượng cung cấp của bơm dầu, sai lệch về điều
chỉnh van an toàn, độ nhít dầu thấp.v.v..


- 10 Sai lệch trong cơ cấu phân phối khí dẫn đến giảm cơng suất động cơ, tăng
chi phí nhiên liệu gây ồn gõ, tăng hao tổn dầu nhờn. Hao tổn dầu tăng là do lọt
qua các bộ phận làm kín, thơng hơi các te kém, mịn vịng găng pittơng, pit tơng
và xi lanh, mịn bạc dẫn hướng xu páp và làm mất độ kín.
Các thơng số chẩn đốn trong đại đa số các trường hợp được đặc trưng
bởi phương pháp chẩn đoán. Các phương pháp hiện đại để chẩn đốn động cơ
dùa trên việc đo các thơng số chẩn đốn cơ bản sau:
- Các thơng số biên độ- pha của các q trình làm việc tạo bởi độ nhít
làm việc của chất lỏng hoặc khí, trong hệ thống bơi trơn, hệ thống
cung cấp nhiên liệu, hệ thống trao đổi khí của động cơ.
- Các thơng số đặc trưng cho trạng thái hoạt động của các phần tử trong
mạch điều khiển điện tử. Trên đa số các động cơ hiện đại ứng dụng

điều khiển điện tử được bè trí chức năng tự giám sát, chẩn đoán và lưu
trữ các trạng thái hoạt động của mạch điều khiển.
- Các thông số đặc trưng của dao động hoặc ồn tạo bởi tác động qua lại
của các cặp liên kết động học. Khi chẩn đoán động cơ nhiều xi lanh, để
cã năng suất chÈn đoán lớn nhất người ta sử dụng các xung được tạo
ra bởi các hệ thống khác nhau nối tiếp nhau theo tất cả các xi lanh
tương ứng với trình tù làm việc của chúng. Để phân tích hệ thống
nhiên liệu trong động cơ Diezen có thể sử dụng các xung áp suất nhiên
liệu được tạo ra ở các nhánh bơm nhiên liệu. Để phân tích độ kín của
nhóm pittơng xi lanh có thể sử dụng xung áp suất khí tạo ra trong cac
te; Để phân tích trạng thái của cơ cấu phân phối khí có thể sử dụng
xung áp suất khí tạo ra trong đường nạp và đường thải. Để phân tích
q trình nén trong xi lanh có thể sử dụng xung dòng điện và điện áp ở
chế độ quay không động cơ.
Thực tế khi động cơ đốt trong hoạt động, có rất nhiều hiện tượng phát
sinh. Việc chẩn đoán trạng thái hoạt động động cơ đốt trong được dùa trên biểu
hiện của các hiện tượng này để dự báo tình trạng thực tế của chúng.
Trong bảo dưỡng, người ta phân loại ra một số hiện tượng cơ bản và qua
đó nghiên cứu, áp dụng các phương pháp phân tích, chẩn đốn cho phù hợp. Các
hiện tượng làm việc bất thường khi động cơ hoạt động còng nh- các dấu hiệu
chẩn đoán đi cùng với chúng bao gồm:
- Dao động: Khi động cơ xuất hiện các hiện tượng bất thường, phần lớn sẽ
làm thay đổi biên độ và tần số dao động của máy. Do đó nếu dao động
được đo và phân tích, ta có thể xác định được các hư háng của chúng mà
không cần dừng hoặc tháo máy. Đây chính là lý do tại sao dao động được
coi là một đại lượng chỉ thị về tình trạng kỹ thuật của động cơ.


- 11 - Nhiệt độ: Khi hoạt động mỗi chi tiết trong động cơ làm chức năng thu
hoặc phát nhiệt năng. Nếu xác định được nhiệt độ làm việc phù hợp của

động cơ và giám sát được quá trình thay đổi nhiệt độ của chóng thì có thể
dự báo được khả năng hư háng có thể xảy ra, xác định chính xác được vị
trí cũng như mức độ hư háng. Thực tế phương pháp xác định nhiệt độ
được áp dụng để nhận biết nhiệt độ của các ổ đỡ trục khủy, xác định trạng
thái quá tải ở động cơ...
- Chất bơi trơn: Kiểm tra, phân tích sự thay đổi tính chất vật lý và hố học
của các chất bơi trơn trong q trình làm việc của động cơ có thể giám sát
được trạng thái bơi trơn, mài mịn của các chi tiết cũng như khả năng sử
dụng các chất bôi trơn.
- Nứt và rò rỉ: Các vết nứt tế vi và rị rỉ nếu khơng phát hiện kịp thời sẽ
gây hư háng nặng cho các liên kết và cả hệ thống. Để xác định các vết nứt
và rị rỉ thơng thường người ta hay dùng siêu âm, khí nhóm Halogen, từ
trường, độ cách điện, dịng điện xốy, sóng siêu âm, bức xạ...
- Độ ồn: Đé ồn gây ra trong quá trình hoạt động của động cơ được đo và
phân tích cũng có thể cho ta biết về tình trạng của động cơ cũng như các
hư háng có thể xảy ra.
- Độ mòn: Giám sát độ mòn của các chi tiết trong hệ thống bơi trơn cịng
cho phép xác định được tình trạng hoạt động của hệ thống và qua đó đưa
ra các giải pháp cần thiết để tăng tuổi thọ của động cơ.
Với sáu dấu hiệu chẩn đốn nói trên thì chẩn đốn trên cơ sở phân tích
dầu bơi trơn có chứa hạt mài mịn kim loại là một trong những dấu hiệu phù hợp
áp dơng cho chẩn đốn động cơ đốt trong được người sử dụng đánh giá cao vì:
- Khả năng chẩn đốn tương đối chính xác;
- Phương pháp mang lại giá trị kinh tế cao đặc biệt với các đơn vị được
quản lý tập trung và với số lượng thiết bị đủ lớn;
- Thời gian kiểm tra và phân tích các chỉ tiêu liên quan đến việc chẩn đốn
nhanh;
- Q trình chẩn đốn khơng cần phải tháo rời từng chi tiết của thiết bị nên
phần nào giảm được giá thành của việc chẩn đốn;
- Trong q trình đưa ra kết luận cuối cùng các thiết bị vẫn được hoạt động

bình thường giảm thời gian thiết bị phải ngừng hoạt động;
- Ngồi việc chẩn đốn động cơ đốt trong trên cơ sở phân tích dầu bơi trơn
phương pháp cịn đánh giá khả năng thích ứng của dầu bơi trơn với động
cơ qua từng giai đoạn phân tích;
- Phương pháp chẩn đốn thơng qua dầu bơi trơn khơng chỉ được dùng để
chẩn đốn tình trạng hoạt động của động cơ đốt trong mà phương pháp
còn được ứng dụng để chẩn đốn những hệ thống được bơi trơn khác như:


- 12 hệ thống thuỷ lực, hệ thống hộp giảm tốc, các tuabin lớn của nhà máy
phát điện... Mở rộng hơn có thể ứng dụng để chẩn đốn tình trạng hoạt
động của những thiết bị được bôi trơn bằng mỡ, tuy nhiên cũng cần phải
chú ý về cách lấy mẫu, cách pha dung dịch để làm Ferrogram... khi phân
tích (sẽ được nói kỹ ở phần sau).
Với phương pháp này thay vì sửa chữa, bảo dưỡng phịng ngõa theo thời
gian người sử dụng sẽ giám sát, chẩn đốn tình trạng của động cơ đốt trong
thông qua các phép đo theo các chu kỳ. Tuỳ theo tình trạng của động cơ mức độ
phức tạp và quan trọng của nó người ta xác định các khoảng thời gian đo phù
hợp và như vậy người bảo dưỡng có thể làm chủ được cơng việc của mình.
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Tình hình trong nước về vấn đề chẩn đoán động cơ đốt trong về mặt bơi
trơn, mài mịn thực tế khơng có nhiều mà chủ yếu các nghiên cứu về hao mòn và
hư háng từng cặp chi tiết chịu ma sát có ảnh hưởng đến tính kinh tế kỹ thuật của
động cơ. Tuy nhiên các nghiên cứu này cũng là cơ sở cho việc chẩn đoán của
động cơ đốt trong sau này.
Khởi nguồn về nghiên cứu hao mịn và hư háng nhóm chi tiết cơ bản của
động cơ: xi lanh, trục khuỷu, xupáp v.v. Ở nước ta được bắt đầu từ những năm
1960 do các nhà cơ khí nơng nghiệp Việt nam tiến hành, với sự giúp đỡ của
Giáo sư tiến sỹ Alêchxandrôv [1]. Nhưng do hạn chế về mặt thời gian và điều

kiện khảo sát nên số máy được nghiên cứu quá Ýt, các số liệu thu được về hao
mịn khơng đủ để rót ra quy luật mòn của xi lanh cũng như các chi tiết khác của
động cơ sử dụng ở nước ta thời gian đó.
Năm 1969 trong luận án phó tiến sỹ ở Liên xô ‘Nghiên cứu khả năng ứng
dụng các phương pháp nghiên cứu hao mòn các chi tiết quan trọng nhất của máy
kéo, máy nông nghiệp đang dùng ở Liên xô vào điều kiện Việt Nam’ tác giả Tào
Văn Chiêu đã dùng phương pháp thống kê đo lường để nghiên cứu quy luật mòn
của trục khuỷu động cơ SMD-14 với kích thước mẫu thử là 100. Cịng nghiên
cứu về vấn đề này năm 1981 tác giả Nguyễn Bình trong luận án phó tiến sỹ của
mình tại Việt nam đã dùng phương pháp thống kê để khảo sát quy luật mòn của
trục khuỷ động cơ D50. Với hai cơng trình nghiên cứu này các tác giả đã đưa
đến kết luận cuối cùng là: số lớn động cơ hao mòn xảy ra đúng như biểu đồ tổng
hợp lực gây hao mòn đã nêu trong các giáo trình về thiết kế động cơ đốt trong.
Tuy vậy trong nhiều trường hợp do biến dạng khi lắp ghép, do tác động của tải
trọng, do thay đổi tính chất vật liệu của trục và thân máy... quy luật mịn cổ trục
có sai khác đơi chút so với lý thuyết.


- 13 Năm 1984 đã có nghiên cứu về hao mịn các nhóm chi tiết chính động cơ
Điezen ngành địa chất của tác giả Nguyễn Văn Bào [1]. Trong công trình nghiên
cứu của mình tác giả có đề cập đến quy luật hao mịn nhóm các chi tiết chính
ảnh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ: xi lanh, trục khuỷu,
mối lắp ghép xu páp- bạc dẫn hướng và đặc biệt trạng thái mòn của bộ đơi chính
xác bơm cao áp. Tuy nhiên để đưa ra quy luật mịn các chi tiết chính nói trên tác
giả đã phải khảo sát một số lượng động cơ khổng lồ, tháo rời từng chi tiết ma sát
đo trực tiếp các bề mặt làm việc làm tốn rất nhiều thời gian, cơng sức và chi phí
cho cơng việc này: ví dụ muốn khảo sát dạng mòn của xi lanh động cơ phải tháo
rời đo trực tiếp 272 xi lanh các loại, khảo sát quy luật mịn của bộ đơi Pittơngxilanh bơm cao áp phải đo 492 bộ đôi Pittông bơm cao áp và 270 cặp van nén
bơm cao áp của các động cơ điezen...
Về chẩn đoán thiết bị đặc biệt động cơ đốt trong ở lĩnh vực nghiên cứu

cũng như thực tế sản xuất ở nước ta khơng có nhiều. Trong lĩnh vực nghiên cứu,
năm 2000 Viện nghiên cứu cơ khí đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học ‘Ứng
dụng công nghệ thông tin trong giám sát và chẩn đốn tình trạng thiết bị dùa
trên kỹ thuật dao động’. Tuy nhiên do quy mô nhỏ của đề tài, mức độ nghiên
cứu chỉ dừng lại ở việc đánh giá ảnh hưởng của dao động đến tình trạng hoạt
động của hệ thống thiết bị, đưa ra mơ hình tổng qt cho các hệ thống giám sát
và chẩn đốn tình trạng thiết bị dùa trên kỹ thuật giám sát và chẩn đoán dao
động máy. Chưa có các nghiên cứu sâu và cụ thể về ảnh hưởng của dao động
cũng như các yếu tố khác (nhiệt độ, dầu bôi trơn, độ ồn...) đến tình trạng hoạt
động của hệ thống thiết bị nói chung và động cơ đốt trong nói riêng.
Năm 2004, Kỹ sư Nguyễn Hải Hà thuộc Viện nghiên cứu cơ khí với đề
tài: ‘Nghiên cứu triển khai quy trình cơng nghệ kiểm sốt, đánh giá tình trạng kỹ
thuật của máy móc, thiết bị bằng phương pháp phân tích dao động, nhiệt độ và
dầu bơi trơn’ đã đưa ra 3 tiêu chí đánh giá tình trạng thiết bị của Nhà máy giấy
Bãi Bằng [3]. Với đề tài nghiên cứu của mình, lần đầu tiên tác giả áp dụng cơng
nghệ chẩn đốn hiện đại để làm chủ các thiết bị trong dây truyền sản xuất của
nhà máy giấy, tuy nhiên với các hạt mài mòn ra ở các chi tiết trong thiết bị chỉ
được định lượng và xét xem có nằm trong giới hạn cho phép hay khơng từ đó
đưa ra thời điểm thay dầu hợp lý mà không quan tâm đến nguyên nhân mài mịn
khơng bình thường cũng như nguồn gốc các hạt mài mịn của các chi tiết. Ngồi
ra với phương pháp trên tác giả cũng khơng đưa ra được hình dáng kích thước
màu sắc các hạt mài mịn làm thiếu những thơng tin cần thiết cho việc chẩn đốn
ở mức độ sâu hơn.


- 14 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Ngay từ đầu những năm 50 của thế kỷ 20, kỹ thuật chẩn đoán thiết bị tiên
tiến đã liên tục phát triển và ứng dụng rộng rãi tại các dây truyền sản xuất của
các nước công nghiệp phát triển [3]. Hàng loạt các phương pháp chẩn đốn và
sau đó phương pháp bảo dưỡng tiên tiến ra đời (PM- Predictive Maintenance,

TPM, TQM...) thay thế cho các phương pháp cũ lạc hậu trong các dây chuyền
sản xuất như bảo dưỡng khi hư háng và bảo dưỡng theo các chu kỳ thời gian.
Mét trong những điểm khác biệt chủ yếu của các hệ thống chẩn đoán tiên tiến so
với các phương pháp cổ điển là việc ứng dụng hệ thống giám sát và chẩn đốn
tình trạng thiết bị phục vụ công tác bảo dưỡng.
Đến năm 1972 D. ANDERSON đã ứng dơng Ferrograph chẩn đốn trên
các trang bị cho các đơn vị Hải lục không quân của Mỹ [18,28]. Bằng những
thông tin lấy được trên các hạt mài mịn kim loại lẫn trong dầu bơi trơn
Anderson đã tổng kết và đưa ra những hư háng thường thấy ở các chi tiết được
bôi trơn cưỡng bức, động cơ tuabin khí, hộp giảm tốc của máy bay trực thăng...
Tuy rằng vào thời điểm này vẫn chưa tìm ra được các dạng hạt mài cần thiết cho
việc chẩn đoán nhưng bắt đầu từ đây phương pháp phân tích hạt mài bằng
Ferrograph được hình thành và mở ra một hướng nghiên cứu mới cho các nhà
khoa học ngành tribology.
HOFMAN MV và JOHNSON JH năm 1977 trong phịng thí nghiệm của
mình đã phát triển lý thuyết về Ferrograph để đo kích thước các hạt mài mịn
trong dầu bơi trơn qua đó đưa ra điều kiện vận hành khơng bình thường của
động cơ Điezen [38]. Tuy nhiên đây mới chỉ là nghiên cứu mang tính chất lý
thuyết và các động cơ thử nghiệm của tác giả là các động cơ chuẩn còn trong
thực tế sản xuất còn một số điều kiện khác cũng ảnh hưởng đến tính chất mài
mịn của các chi tiết chịu ma sát.
Cùng ứng dụng phương pháp Ferrograph chẩn đoán trên các trang bị cho
hải quân Mỹ, năm 1979 BOWEN. ER và BOWEN. JP đã phân tích các hạt mài
mịn kim loại trong mỡ bơi trơn và đây cũng là một trong những ứng dụng quan
trọng của phương pháp Ferrograph. Điểm chú ý quan trọng trong nghiên cứu của
các tác giả là việc pha chế và lấy mẫu khi thực hiện phương pháp Ferrograph
khác xa so với việc thực hiện với chất bôi trơn lỏng. Bằng hàng loạt phép phân
tích và đánh giá trên các chi tiết được bơi trơn bằng mỡ tác giả đã đưa ra được
hình dạng, màu sắc, kích thước... của các hạt mài mịn có khác đôi chút so với
các chi tiết được bôi trơn bằng chất lỏng đồng thời tác giả cũng đưa ra được thời

hạn thay mỡ bôi trơn với các chi tiết chịu tải trọng khác nhau.
ROYLANCE BJ và POCOCK G năm 1983 theo một hướng khác đã
nghiên cứu hiện tượng mài mịn các chi tiết ma sát thơng qua nồng độ các hạt
mài mịn kim loại trong dầu bơi trơn. Theo các tác giả nồng độ phân bố các hạt


- 15 mài mịn kim loại trong dầu bơi trơn quyết định tuổi thọ của chi tiết cũng như
tuổi thọ của dầu bôi trơn, tuy nhiên những nghiên cứu này của tác giả chỉ dừng
lại ở những hạt mài mòn có kích thước lớn hơn 10m cịn những hạt có kích
thước nhỏ hơn thì ngồi phạm vi nghiên cứu do thiết bị khơng đáp ứng vào thời
điểm đó [80].
Năm 1984 phát triển cùng với những phương pháp chẩn đoán trước đây
BECK JW và JOHNSON JH đã ứng dụng phương pháp Ferrograph phân tích
những hạt mài trong dầu bơi trơn qua đó phát hiện những bÊt thường của động
cơ Điezen [21].
Năm 1991 người học trò của ANDERSON là J.S STECKI đã nghiên cứu
và đưa ra việc giám sát điều kiện hoạt động của động cơ đốt trong bằng các hạt
mài mòn được giữ lại trên các bầu lọc và trên Ferrogram. Việc ứng dụng các
thành tựu của lý thuyết này được áp dụng rộng rãi với các trang bị động lực cỡ
lớn sau này.
Trong tài liệu IN- SERVICE OIL MONITOR gần đây của hãng Caltex
xuất bản năm 1993 có đề cập nhiều đến lợi Ých của việc phân tích dầu bơi trơn
đã qua sử dụng [44]:
Sớm cung cấp những hư háng tiềm tàng trong thiết bị;
Xác định những điều kiện vận hành khơng bình thường của thiết bị;
Xác định việc sử dụng hợp lý sản phẩm dầu bôi trơn (thời điểm
thay dầu bơi trơn thích hợp nhất).
MALTE LUKAS tại hội nghị quốc tế về ma sát học ở Massachusetts- Mỹ
năm 1996 đã ứng dụng việc giám sát điều kiện bôi trơn của các cặp ma sát trong
động cơ đốt trong để chẩn đoán tuổi thọ và thời gian thay dầu hợp lý cho động

cơ. Theo báo cáo này LUKAS cho rằng nếu sử dụng hàm lượng lưu huỳnh trong
dầu DO hợp lý cùng với chế độ làm việc ổn định thì thời gian thay dầu bơi trơn
có thể tăng lên 1,2-1,3 lần [60].
Còng trong năm 1996 B.K.N RAO đã đưa ra cẩm nang giám sát điều kiện
hoạt động của thiết bị cơ khí nói chung [22]. Theo tác giả muốn giám sát chặt
chẽ điều kiện hoạt động của thiết bị cơ khí nói chung thơng qua các chỉ tiêu của
dầu bơi trơn cần phải dùa trên 3 nguồn thơng tin chính: chỉ tiêu hố lý của dầu
bơi trơn, các hạt mài mịn trong dầu bơi trơn và cuối cùng điều kiện làm việc của
dầu bôi trơn.
Cùng với các nhà nghiên cứu Anh, Mỹ đến năm 2000 ISTRAN BALOGH
người Hungary đưa ra lý thuyết điều kiện tạo thành hạt mài mịn hình cầu ở các
chi tiết bơi trơn và Ơng đã đi đến kết luận có ý nghĩa rất quan trọng: chỉ các chi
tiết chịu tải trọng lớn, chế độ bôi trơn kém, nhiệt độ làm việc cao mới tạo thành
các hạt mài hình cầu [38]. Trong khi nghiên cứu các hạt mài mòn kim loại trong


- 16 dầu bơi trơn thì khi hạt mài hình cầu xuất hiện lập tức phải dừng thiết bị ngay
trước khi xảy ra những hư háng đáng tiếc.
Sau này ứng dụng các phương pháp kỹ thuật hiện đại để chẩn đốn tình
trạng hoạt động của động cơ đốt trong nói riêng và của các thiết bị cơ khí nói
chung được nhiều tác giả ứng dụng và phát triển theo nhiều hướng khác nhau
với mục đích chung: làm chủ được các thiết bị trong khi vận hành qua đó giảm
thời gian ngừng hoạt động không mong muốn của thiết bị.
Với các thiết bị đặc biệt động cơ đốt trong được nhập khẩu từ các nước
phát triển còng đều áp dụng hệ thống giám sát và chẩn đốn tình trạng thiết bị là
hệ thống tích hợp (phần cứng- máy đo, đầu đo; phần mềm và giải pháp) thực
hiện giám sát tình trạng hoạt động của hệ thống máy móc thiết bị, phân tích các
yếu tố tác động lên hệ thống qua đó có thể dự báo chính xác được tuổi thọ thiết
bị, chẩn đoán được các hư háng sẽ xuất hiện trên hệ thống, xác định được vị trí,
nguyên nhân và mức độ hư háng. Cung cấp đầy đủ các thông tin cần thiết giúp

các nhà quản lý và các kỹ sư bảo dưỡng hoàn toàn chủ động trong việc tổ chức
sản xuất, chuẩn bị vật tư thay thế và lên lịch sửa chữa bảo dưỡng thiết bị. Tuy
nhiên hệ thống tích hợp thực hiện giám sát tình trạng hoạt động của hệ thống đã
khơng đề cập đến trạng thái mài mịn của các chi tiết chịu ma sát cũng như chế
độ bôi trơn trong động cơ để khẳng định chất lượng thiết bị trong quá trình sử
dụng.
Phần tổng quan kể trên tạo điều kiện để tác giả thực hiện đề tài:
‘Chẩn đoán kỹ thuật động cơ điêzen trên cơ sở phân tích tính chất lý
hố của dầu bơi trơn và hạt mài chứa trong dầu’.
Qua những nội dung của chương 1 có thể đi đến kết luận:
Phương pháp bảo dưỡng kỹ thuật dự phịng theo kế hoạch trước đây do
khơng nắm chắc trạng thái mài mòn của máy trong các kỳ bảo dưỡng định
kỳ nên các phần việc liên quan đến tháo, thay mới các cụm hoặc chi tiết của
máy do đảm bảo tính dự phịng, thường được làm q sớm, gây lãng phí do
khơng tận dụng hết tiềm năng sử dụng tiếp của chúng và phá vỡ mối ăn
khớp tốt của các chi tiết và các cụm khi tháo và thay thế gây ra. Nhờ nắm
chắc được trạng thái mài mịn của động cơ qua phân tích dầu chứa các hạt
mài mịn sẽ khắc phục được lãng phí này.
Phương pháp chẩn đốn bơi trơn, mài mịn áp dụng trong bảo dưỡng phịng
ngõa theo tình trạng thiết bị có thể duy trì tình trạng kỹ thuật tốt đồng thời
đảm bảo chi phí chung cho bảo dưỡng và sửa chữa động cơ là hợp lý nhất.


- 17 -

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÒN CÁC CHI TIẾT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
VÀ PHÂN TÍCH DẦU BƠI TRƠN TRONG CHẨN ĐỐN MỊN
2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỊ CHẨN ĐỐN MỊN CỦA ĐỘNG CƠ
Tiêu chuẩn chính đánh giá trạng thái kỹ thuật của những cặp ma sát được

bôi trơn trong động cơ đốt trong là tốc độ mài mòn bề mặt các cặp ma sát.
Nhưng tốc độ mòn của từng cặp ma sát nói riêng và tồn bộ động cơ nói chung
là rất khó xác định và thậm chí khơng thể kiểm tra được trong q trình sử dụng.
Khi động cơ hoạt động có thể lấy mẫu dầu bôi trơn và đánh giá trạng thái
bề mặt ma sát theo thơng số hạt mài mịn chứa trong mẫu dầu vì chúng chứa
đựng những thơng tin tỉ mỉ về q trình mịn các cặp ma sát trong động cơ. Các
thơng số đó gồm: nồng độ hạt mài mịn và kim loại trong dầu bơi trơn, sự phân
bố kích thước hạt mài mịn, hình dáng, tỷ lệ kích thước và thành phần của hạt,
trạng thái bề mặt hạt, và sự có mặt các tạp chất phi kim loại có nguồn gốc khác
nhau, qua đó đánh giá cường độ mài mịn, dạng mòn xảy ra trong miền tiếp xúc,
các cụm chi tiết bị mịn nhiều nhất, điều kiện ma sát và bơi trơn trong động cơ.
Mét trong những thông số quan trọng nhất là nồng độ hạt mài mòn trong
dầu. Muốn hiểu bản chất của chẩn đoán ma sát học cần phải lập mối liên hệ giữa
tốc độ mài mòn các cụm chi tiết của hệ thống được bôi trơn và giá trị nồng độ
các hạt mài mòn trong dầu, chúng phụ thuộc vào đặc tính của hệ thống bơi trơn.
2.1.1 Phương trình giữa nồng độ hạt mài trong dầu và tốc độ mịn khi
khơng tính đến hiệu quả lọc
Mét trong những mơ hình tính tốn đầu tiên liên hệ giữa nồng độ hạt mài
trong dầu và tốc độ hình thành hạt mài mòn trong các cặp ma sát của động cơ
được D. Lotanôm đưa ra với giả thiết cho rằng: tốc độ hình thành hạt mài và tốc
độ mất mát dầu của hệ thống là hằng số. Tuy nhiên mơ hình này không để ý đến
khối lượng hạt mài bị giữ lại trên lọc và trên bộ phận khác của hệ thống bơi trơn.
Phương trình cân bằng các hạt mài mịn trong dầu của hệ thống bôi trơn
được viết:
V.C  m.dt  C.q.dt  V  q.dtC  dC

Trong đó:C- Nồng cỏcC- Nồng độ các ht kim loi mi mũn trong dầu;
V- Thể tích dầu dùng trong hệ thống bơi trơn;
m- Khối lượng hạt mài mòn kim loại cuốn vào hệ thống bôi trơn
trong một đơn vị thời gian;

t- Thời gian;
T- Tổng số thời gian hoạt động của động cơ.


- 18 Cho rằng số hạt mài mòn bị mất mát khỏi hệ thống bôi trơn là do số dầu bị mất
mát đi.
Trong khoảng thời gian từ t đến t+dt, các thông số của hệ thống bôi trơn thay đổi
nh- sau:
Tại thời điểm
t
t+dt
Nồng độ hạt mài mòn trong dầu
C
C+dC
Số lượng dầu
V
V-q.dt
Số lượng hạt mài mòn trong hệ thống
m.dt
Số lượng dầu bị mất mát khỏi hệ thống
q.dt
C
C+dC
C

C’0

t
C

t=0
V=V0

t

t=t1
V1=V0-q1t1

t+dt

Hình 2. 1: Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ hạt mài theo thời gian
Sau khi rút gọn phương trình ta được
m.dt  V.dC

(2.1)
Số lượng dầu còn lại trong hệ thống, sau thời gian t:
V  V0  q.t

Do đó

m.dt  V0  q.t dC

(2.2)

Hoặc
dt
dC

V0  q.t m

Nhân hai vế với –q, tích phân hai vế sẽ được
logV0  q.t   q.

C
K
m

(2.3)

Xác định hằng số tích phân K:
Khi t  0 ,

C  C'0 ,

K  log V0 

q.C '0
m

Trong đó
C’- Nồng độ các hạt kim loại sau khi thêm dầu