Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp ferrograph khi phân tích dầu bôi trơn

.
.

.
.
. .

.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỖ MẠNH TƯỜNG

CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP FERROGRAPH KHI PHÂN TÍCH
DẦU BƠI TRƠN

Chun ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. PHẠM MINH TUẤN

HÀ NỘI - 2014


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là của riêng tơi và hồn tồn trung thực cũng như chưa
từng được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác!
Hà Nội, tháng 03 năm 2014
Học viên

Đỗ Mạnh Tường


LỜI CẢM ƠN
Với tư cách là tác giả của bản luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến
GS. TS Phạm Minh Tuấn, người đã tạo điều kiện và hướng dẫn, góp ý hữu ích về mặt
chun mơn để tơi hồn thành bản luận văn này.
Đồng thời tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong bộ mơn Động cơ đốt
trong – Viện Cơ khí Động lực, Viện Đào tạo Sau đại học đã giúp đỡ về cơ sở vật chất
trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè, những
người đã động viên và chia sẻ với tôi rất nhiều trong suốt thời gian tôi học tập và làm
luận văn.
Học viên

Đỗ Mạnh Tường


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN

1

LỜI CẢM ƠN

2

MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1

4

TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

4

1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

4

1.1.1 Vấn đề chung của chẩn đoán động cơ đốt trong

4

1.1.2 Chẩn đoán động cơ trên cơ sở mơ hình trợ giúp

5

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯƠC

12

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

12

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước

13

CHƯƠNG 2

16

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÒN CÁC CHI TIẾT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG VÀ
PHÂN TÍCH DẦU BƠI TRƠN TRONG CHẨN ĐỐN MỊN

16

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CHẨN ĐỐN MỊN CỦA ĐỘNG CƠ

16

2.1.1 Phương trình giữa nồng độ hạt mài trong dầu và tốc độ mịn khi khơng tính đến hiệu quả
lọc

16

2.1.2 Phương trình giữa nồng độ hạt mài và tốc độ mịn bề mặt ma sát có tính đến hiệu quả lọc23
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HƯ HỎNG DO MÒN CỦA VẬT LIỆU

27

2.2.1 Thông 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 hỏng 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 BƠI TRƠN ĐỘNG CƠ

35

2.4.1 Thành phần hố học và phân đoạn dầu mỏ

35

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 CHUẨN
ĐOÁN

39

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ PHỤC VỤ CHẨN ĐỐN ĐỘNG
CƠ QUA PHÂN TÍCH CÁC HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BƠI TRƠN

45

3.1 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ ĐỂ XÁC ĐỊNH KHỐI
LƯỢNG CÁC HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BƠI TRƠN

45

3.1.1 Sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử

45

3.1.2 Nguyên tắc của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

46

3.1.3 Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu

46

3.1.4 Trang bị của phép đo AAS

47

3.2 PHƯƠNG PHÁP TÁCH HẠT MÀI MỊN TRONG DẦU BƠI TRƠN

48

3.2.1 Phương pháp tách các hạt mài mịn kim loại trong dầu bơi trơn

49

3.2.1.1 Đặc tính kỹ thuật của máy Ferrograph

49

3.2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của Ferroscope TFX-X1

50

3.2.1.3 Sự phân bố các hạt mài mòn trên Ferrogram

51

3.2.2 Kỹ thuật lấy mẫu dầu

52

3.2.3 Chuẩn bị và pha loãng mẫu

53

3.2.4 Kỹ thuật Ferrograph

53

3.2.5 Đọc các Ferrogram

55

3.2.6 Xử lý nhiệt các Ferrogram

56

3.3 CÁC HẠT MÀI MÒN VÀ NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG

58

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

58

3.3.2 Các kim loại tách ra từ các chi tiết động cơ

63

3.4 CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRÊN XE CAT 769C

72

3.4.1.Các thông số về dầu dùng để chạy chẩn đốn trên động cơ 3408

72

3.4.2 Hệ thống bơi trơn động cơ 3408

73

3.4.2.1 Sơ đồ đường dầu bôi trơn từ các te dầu đến đường dầu chính

73

3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bơi trơn bên trong động cơ điezen 3408

74

3.4.3 Chẩn đốn động cơ bằng phương pháp kiểm tra lấy mẫu định kỳ

75

3.4.4 Ví dụ chẩn đốn động cơ xe CAT 769C

78

KẾT LUẬN

85


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1. 1: Phương pháp nhận biết lỗi trên cơ sở mơ hình trợ giúp

6

Hình 1. 2: Quan hệ hư hỏng- Triệu chứng theo ý nghĩa vật lý và khi chẩn đốn

7

Hình 2. 1: Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ hạt mài theo thời gian

17

Hình 2. 2: Đường cong thay đổi nồng độ hạt mài mịn

19

Hình 2. 3: Những thơng số quan trọng của hệ thống ma sát

27

Hình 2. 4: Cấu tạo khu vực bề mặt kim loại

28

Hình 2. 5: Các dạng cơ bản của tải ma sát

29

Hình 2. 6: Các loại ma sát động cơ bản

30

Hình 2. 7: Đồ thị phụ thuộc của lượng mịn U vào thời gian

34

Hình 2. 8: Sơ đồ đơn giản của quá trình biến chất dầu động cơ

38

Hình 2. 9: Nhớt kế chảy ngược

42

Hình 2. 10: Dụng cụ đo nhiệt độ chớp cháy cốc hở

43

Hình 3. 1: Thể hiện mẫu lắng đọng trên Ferrogram

50

Hình 3. 2: Máy phân tích Ferrograph Hình 3. 3: Ferroscope

51

Hình 3. 4: Sự phân bố các hạt mài trên Ferrogram

51

Hình 3. 5: Đường truyền ánh sáng trong kính hiển vi lưỡng sắc

54

Hình 3. 6: Phương pháp đọc Ferrogram

55

Hình 3. 7: Giao thoa của ánh sáng trên bề mặt hợp kim

56

Hình 3. 8: Cơ chế tạo thành hạt mài hình cầu

60

Hình 3. 9: Hạt mài hình cầu

61

Hình 4. 1: Sơ đồ đường dầu bôi trơn

73

trong động cơ Điezen 3408 từ các te dầu đến đường dầu chính

73

Hình 4. 2: Sơ đồ của đường dầu bơi trơn

73

bên trong động cơ Điezen 3408

73

Hình 3.12: Lưu đồ chẩn đốn động cơ Điezen 3408

80

Hình 3.13: Đồ thị biến đổi độ nhớt ở 400C

81

Hình 3.14: Đồ thị biến đổi độ nhớt ở 1000C

81

Hình 3.15: Đồ thị biến đổi nhiệt độ chớp cháy

81

Hình 3.16: Đồ thị biến đổi trị số kiềm tổng ( TBN)

82

Hình 3.17: Hạt hợp kim đồng trước khi xử lý nhiệt

83

Hình 3.18: Hạt hợp kim đồng cùng loại sau khi đã được xử lý nhiệt

83


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1: Những chỉ tiêu đánh giá dầu bôi trơn động cơ

39

Bảng 2. 2: Các nguyên nhân chủ yếu làm thay đổi độ nhớt

41

Bảng 3. 1: Độ phóng đại của kính hiển vi quang học

51

Bảng 3. 2: Thời gian lấy mẫu cho thiết bị

53

Bảng 3. 3: Cách nhận biết các hạt mài mịn khơng từ tính màu trắng

64

Bảng 3. 4: Vật liệu một số chi tiết chịu ma sát trong động cơ Điezen

71

Bảng 3.5: Các thông số và giới hạn sử dụng của dầu chạy chẩn đốn

72

trên động cơ 3408

72

Bảng 3.6: Áp suất dầu bơi trơn động cơ của xe CAT 769C

78

Bảng 3.7: Kết quả phân tích mẫu dầu xe CAT 769C

79

MỞ ĐẦU
Trong q trình khai thác, tính năng kỹ thuật của máy móc tổng thành nói
chung và của động cơ nói riêng thay đổi dần theo hướng xấu đi. Kết quả là phương
tiện sẽ giảm tính năng động lực, giảm tính an tồn, tính kinh tế, giảm độ tin cậy và
thường xuyên xảy ra các sự cố kỹ thuật làm tăng thời gian sửa chữa. Để giải quyết vấn
đề này, một trong những nhiệm vụ đặt ra đối với nhà quản lý là cần đánh giá đúng thực
trạng của máy móc thiết bị và có phương án xử lý thích hợp. Trên cơ sở cách nhìn
nhận như vậy, việc nghiên cứu xác định tình trạng kỹ thuật và dự báo thời hạn sử dụng
của một số chi tiết trong động cơ đốt trong sử dụng trên các phương tiện giao thông
vận tải là hết sức cần thiết. Kết quả nghiên cứu có thể giúp cơ sở quản lý và khai thác
phương tiện làm tốt cơng tác vật tư dự phịng, nâng cao năng lực khai thác của phương
tiện, đảm bảo tính tin cậy, khả năng hoạt động và hiệu quả khai thác là cao nhất. Chẩn
đoán kỹ thuật là một loại hình tác động kỹ thuật vào quá trình khai thác sử dụng ô tô,
nhằm đảm bảo cho hoạt động của ơ tơ có độ tin cậy, an tồn và hiệu quả cao bằng cách
phát hiện và dự báo kịp thời các hư hỏng, tình trạng kỹ thuật hiện tại và tuổi thọ làm
việc tiếp tục mà không cần phải tháo máy nhằm nâng cao độ tin cậy, an toàn và hiệu
quả sử dụng máy, nâng cao độ bền lâu, giảm chi phí về phụ tùng thay thế, giảm độ hao
mịn chi tiết do khơng phải tháo rời các tổng thành, giảm tiêu hao nhiên liệu, dầu bôi
trơn nhờ phát hiện và điều chỉnh kịp thời các bộ phận máy, đưa về trạng thái làm việc
tối ưu, giảm giờ công lao động cho công tác bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa.
Trên thế giới hiện nay, dầu nhờn vẫn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành
công nghiệp và dân dụng. Với vai trị quan trọng của mình, dầu nhờn đã trở thành một
loại vật liệu công nghiệp không thể thiếu cùng với sự phát triển của xã hội các loại
máy móc, thiết bị, cơng cụ được đưa vào ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng
ngày càng nhiều. Trước vấn đề cấp thiết đó, các tập thể khoa học lớn đang khơng
ngừng nghiên cứu thành phần, tính chất của dầu mỏ nói chung và các câu từ nói riêng
để hoàn thiện các phương pháp khai thác và chế biến nguồn tài nguyên quý giá này.
Khi sử dụng dầu nhờn làm chất lỏng bôi trơn giữa các bề mặt lớp tiếp xúc của các chi

tiết máy móc nhằm mục đích giảm mài mịn, giảm ma sát, tản nhiệt, làm mát. Nhờ vậy
giảm được tiêu hao năng lượng để thắng lực ma sát sinh ra khi các chi tiết máy chuyển
động. Nói chung, dầu nhờn có ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống hiện nay. Đặc biệt

1


nó có tầm quan trọng lớn đối với các loại máy móc, nếu thiếu chúng thì máy móc thiết
bị khơng thể làm việc được. Phân tích dầu nhờn có thể cho chúng ta biết được tình
trạng mài mịn của các cặp chi tiết trong động cơ và thiết bị đó cũng là nội dung mà
tác giả lấy đề tài nghiên cứu: “Chẩn đoán kỹ thuật động cơ bằng phương pháp
ferrograph khi phân tích dầu bơi trơn” làm nội dung luận văn của mình.
Mục đích nghiên cứu: Dựa vào những kết quả phân tích tính chất lý hố cùng
với những hạt mài mịn kim loại lắng đọng trong dầu bơi trơn đã qua sử dụng để kịp
thời phát hiện ra sự cố trong quá trình vận hành tránh những hư hỏng đáng tiếc xảy ra.
Phương pháp chẩn đoán ở đây được lấy làm tiền đề cho phương pháp bảo dưỡng phòng
ngừa theo tình trạnh thiết bị thay thế cho các phương pháp bảo dưỡng cũ lạc hậu.
Đối tượng nghiên cứu: Áp dụng phương pháp nghiên cứu để theo dõi phân tích
các mẫu dầu của động cơ 3408 lắp trên xe ô tô vận tải CAT 769C ở các kỳ thay dầu
khác nhau.
Phương pháp nghiên cứu: Từ những lý thuyết chung về chẩn đốn động cơ,
về hệ thống bơi 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 đã theo dõi chẩn đốn q trình mài mịn khơng
bình thường của những động cơ qua từng chu kỳ thay dầu qua đó rút 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, 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 ferrograph được sử
dụng để tách các hạt mài mịn kim loại có kích thước lớn hơn 5m ra khỏi dầu bôi trơn
động cơ nhằm phát hiện q trình mài mịn bất thường của các cặp ma sát từ đó tìm ra
ngun nhân và biện pháp khắc phục giảm thiểu hư hỏng thiết bị.

Nội dung chính của luận văn 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.

2


Chương II: Cơ sở lý thuyết về mòn 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.
Tiếp 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. Kết 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 toàn cảnh về chế độ mài mịn trong động cơ 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. 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 tiết 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 nhỏ hơn 5m. Đối với những hạt có kích thước lớn
hơn phải áp dụng phương pháp Ferrograph.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
1.1 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 một khoản tiền khá lớn để
phục vụ các công tác sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị. Việc dừng thiết bị khơng định
trước do hỏng hóc đã gây nhiều bất lợi cho sản xuất cũng như công 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 q 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 hỏng.
- Phương pháp bảo dưỡng phòng ngừa theo thời gian.
- Phương pháp bảo dưỡng phịng ngừa 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 phịng ngừa 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
hỏng. Hệ thống chẩn đốn sẽ chịu trách nhiệm phân tích các kết quả thu được từ hệ

4


thống giám sát kiểm tra mức độ hư hỏng giúp người sử dụng kịp thời điều chỉnh hoặc
thay thế các phần hư hỏng tránh các hư hỏng theo dây chuyền.
Trong thực tế người ta chia ra các dạng chẩn đoán đặc trưng:
- 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:
- 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.
- Lựa chọn tín hiệu chẩn đốn và dấu hiệu chẩn đốn: Tín hiệu và dấu hiệu chẩn
đoán 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.
- Mơ hình chẩn đoán: xây dựng mối quan hệ định lượng giữa dấu hiệu chẩn
đoán và trạng thái cần nhận dạng.
- 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 đốn các dấu hiệu chẩn đốn đo
được tại một đối tượng chẩn đốn có trạng thái chưa biết.
- Giải pháp chẩn đốn: Đây là cơng việc cuối cùng trong chẩn đoán 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 chuyên dụng để chẩn đoán 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 hỏng.

5


Chẩn đốn: Cơ lập lỗi và phân tích lỗi, xây dựng quan hệ giữa lỗi và triệu
chứng hư hỏng.
Thành phần quan trọng của chẩn đoán động cơ bằng phần mềm chun 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. Thơng 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 ngơn ngữ.
- Kiến thức giải tích: dựa 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 chẩn đốn lỗi phụ thuộc chính vào năng lực biểu hiện, tính tổng quát và
chất lượng của dấu hiệu chẩn đoán và triệu chứng hư hỏng 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 q trình và phương
pháp nhận biết lỗi trên cơ sở mơ hình tín hiệu.(Hình 1.1)

Hình 1. 1: Phương pháp nhận biết lỗi trên cơ sở mơ hình trợ giúp
Các dấu hiệu chẩn đoán 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

6


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 hỏng 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 đốn lỗi bao gồm hai giai đoạn cơ bản: cô lập lỗi và phân tích lỗi hay cịn
gọi là nhận dạng hư hỏng. Trong giai đoạn cô lập lỗi tiến hành tách lỗi từ các triệu
chứng và phân loại chúng. Mỗi trường hợp hư hỏng sẽ có một biểu hiện của triệu
chứng khác nhau. Trong giai đoạn phát triển một hệ thống chẩn đoán người ta xác định
các quan hệ giữa các hư hỏng thực xuất hiện hoặc các hư hỏng 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.(Hình 1.2)
Trong khi theo ý nghĩa vật lý thì hư hỏng là nguyên nhân của triệu chứng, cịn
khi chẩn đốn, hư hỏng lại được kết luận theo triệu chứng.

Khi phân tích lỗi cần xác định trạng thái có lỗi của q trình và hư hỏng theo
thời gian của hư hỏng cũng được quan tâm.gây ra theo loại, trị số và nguyên nhân hư
hỏng. Nhiều khi cả sự xuất hiện

Hình 1. 2: Quan hệ hư hỏng- Triệu chứng theo ý nghĩa vật lý và khi chẩn đốn
Phân tích hư hỏng 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 hỏng. Có thể xảy ra cả các trường hợp nhiều hư hỏng khác nhau tác động khác

7


nhau vào một triệu chứng. Việc xác định loại hư hỏng cho biết rằng đây có phải là một
hư hỏng hệ thống hay hư hỏng ngẫu nhiên. Cuối cùng việc phân tích tính chất thời
gian cho khả năng phân biệt theo dạng hư hỏng thường xuyên, hư hỏng nhất thời, hư
hỏng gián đoạn, hư hỏng không quy luật hoặc hư hỏng kéo dài. Trung tâm của chẩn
đoán lỗi thiết lập biểu diễn kiến thức chẩn đoán đạt được qua quan hệ hư hỏng- 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 hỏng 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 hỏng.
1.1.3 Phương pháp chẩn đoán động cơ hiện đang được dùng trên ơ tơ
Trong q trình sử dụng, cơng suất có ích 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 thơng 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 công 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 hỏng 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.

8


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 lớp chống ma sát, xước
trên bề mặt cổ trục, làm nóng chảy hoặc ép vỡ tróc lớp chống ma sát, gây tắc lỗ dẫn dầu.
Trong nhóm pittơng- xi lanh các hư hỏng và sai lệch chủ yếu là: tăng khe hở
hướng kính giữa xi lanh và pittơng, khe hở trong liên kết giữa vịng găng hơi và dầu trên
pittơng, khe hở ở trong chốt pittông, giảm đàn hồi và vỡ 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 nhớt dầu thấp.v.v..

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 dựa trên
việc đo các thơng số chẩn đốn cơ bản sau:
- Các thơng số biên độ - pha của các quá trình làm việc tạo bởi độ nhớt làm việc
của chất lỏng hoặc khí, trong hệ thống bôi 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
bố trí chức năng tự giám sát, chẩn đoán và lưu trữ các trạng thái hoạt động của chúng ta đã biết ở phần trước, nước ở trong dầu

70


bôi trơn không sinh ra oxit sắt đen mà sản sinh ra oxit sắt đỏ. Phân tích nhiễu xạ tia X
chỉ ra rằng oxit sắt đen là hợp phần không có tỷ lượng của hỗn hợp chứa Fe3O4,
Fe2O3 và FeO.
Mép của hạt mài oxit sắt đen cho phép một ít ánh sáng xuyên qua vì cấu trúc
phi kim loại của chúng. Tuy nhiên chúng khơng sáng chói lọi trong ánh sáng phân cực
vì chúng là những chất hấp thụ ánh sáng hiệu quả. Oxit sắt đen trông gần giống như
kim loại babit vì chúng cịn là màu đen và có bề mặt xù xì. Tuy nhiên Fe3O4 và
manhetít (Fe2O3) từ tính và như vậy các loại oxit đen lắng đọng theo đường sức từ
trường giống như các vật liệu có từ tính khác.
Oxit kim loại đen
Một cách cục bộ hạt mài của oxit kim loại được phân loại như hạt mài của oxit
kim loại đen. Nhưng điều này chỉ ra có sự q nhiệt trong suốt q trình vận hành hoặc
có thể chỉ ra do thiếu dầu bơi trơn. Các hạt oxit kim loại đen càng thể hiện rõ ràng có

sự phá hoại nghiêm trọng của bề mặt chi tiết. Càng ít oxit lẫn kim loại cũng như ít hạt
mài lắng đọng thành chuỗi chúng sẽ không chỉ ra hư hại sắp xảy ra. Tuy nhiên khi có
mặt oxit kim loại đen thể hiện có sự mài mịn khơng bình thường của chi tiết chịu ma
sát. Những oxit kim loại đen có màu xám mờ nhưng ngược lại những hạt mài mịn cọ
sát thơng thường thì trắng và sáng chói.
Căn cứ vào vật liệu làm các chi tiết chịu ma sát trong động cơ đốt trong đặc biệt
động cơ Điezen ta có các vị trí mà kim loại thường được sử dụng:
Bảng 3. 4: Vật liệu một số chi tiết chịu ma sát trong động cơ Điezen
Kim loại
Fe
Cr
Al

Ni

Cu
Pb
Sn
Cr
Si

Chi tiết chịu ma sát trong Động cơ
Lót xi lanh, xéc măng, bánh răng, trục khuỷu, trục cam, bánh răng
bơm dầu, hệ thống truyền động xu páp, chốt pittông.
Xéc măng, xu páp xả, lớp mạ trên trục, chi tiết chế tạo bằng hợp kim
thép không gỉ.
Pittông, bạc tuabin tăng áp, bạc cổ trục chính, các bạc trục cam, bạc
lót động cơ, lớp mạ trên xu páp, cánh tản nhiệt trên két làm mát, bạc
trên bơm cao áp, các bộ phận trên phần nắp xi lanh.
Lớp thấm trên xu páp, hợp kim thép từ trục khuỷu động cơ, bánh răng

của động cơ điezen hoạt động ở chế độ tải nặng. Vật liệu thấm trên
bạc lót động cơ, cánh tuabin tăng áp và một vài hợp kim trong các bộ
phận làm bằng thép không gỉ.
Hệ thống làm mát dầu nhờn, bạc đầu to và đầu nhỏ thanh truyền, bạc
tuabin tăng áp, phụ gia dầu bôi trơn.
Bạc đầu to đầu nhỏ thanh truyền...
Bạc đầu to nhỏ thanh truyền, lớp hợp kim được tôi thấm trên bạc đầu
to thanh truyền (hợp kim ba kim loại).
Xéc măng, ống lót xi lanh.
Phụ gia tan trong dầu chưa sử dụng, cát/bẩn từ môi trường hút vào từ

71


Ag
Mg
P

ống thơng hơi.
Trong một vài loại bạc lót động cơ dùng bằng hợp kim đặc biệt, bạc
lót tuabin tăng áp và một vài chi tiết có tốc độ trượt cao.
Phụ gia tẩy rửa trong dầu, sử dụng trong một vài loại hợp kim chứa
nhôm.
Trong phụ gia chịu cực áp.

3.4 CHẨN ĐOÁN ĐỘNG CƠ ĐIEZEN 3408 LẮP TRÊN XE CAT 769C
Do hạn chế về mặt thời gian và điều kiện khảo sát tác giả đã lấy kết quả theo
dõi phân tích các mẫu dầu của động cơ 3408 lắp trên xe ô tô vận tải CAT 769C ở các
kỳ thay dầu khác nhau tại tài liệu tham khảo [16]:
3.4.1.Các thông số về dầu dùng để chạy chẩn đoán trên động cơ 3408

Dầu bơi trơn dùng để chạy chẩn đốn động cơ 3408 lắp trên xe CAT 769C là
dầu APP- ENDI CH4 15W/40( API CH4) do Công ty APP sản xuất. Các thông số kỹ
thuật của dầu APP- ENDI CH4 15W/40 được tuân theo tiêu chuẩn quốc tế và đã được
đánh giá tương đương với các loại dầu có phẩm cấp tương tự khi nhập khẩu từ các
nước phát triển. Các thông số kỹ thuật cùng các giới hạn sử dụng của dầu này thể hiện
trên bảng 3.5.
Bảng 3.5: Các thông số và giới hạn sử dụng của dầu chạy chẩn đoán
trên động cơ 3408
TT

Các thông số

Phương pháp

Dầu mới

đo

Giới hạn sử dụng
Max

Min

1

Độ nhớt 40oC,cSt

ASTM D445

111.52

139.4

78.064

2

Độ nhớt 100oC,cSt

ASTM D445

14.84

18.55

10.388

3

T0CC cốc hở, 0C

ASTM D92

230

-

170

4

TBN, mg KOH/g

ASTM D2896

11.5

-

4

5

H/L kim loại: ppm

CMM 80-81

- Fe

-

120

-

- Cu

-

30

-

- Pb

-

75

-

- Al

-

20

-

Các thơng số nói trên có thể coi là các trạng thái chuẩn của dầu bôi trơn

72


3.4.2 Hệ thống bôi trơn động cơ 3408
3.4.2.1 Sơ đồ đường dầu bôi trơn từ các te dầu đến đường dầu chính

Hình 4. 1: Sơ đồ đường dầu bơi trơn
trong động cơ Điezen 3408 từ các te dầu đến đường dầu chính
1- Đến đường dầu chính

5- Bơm dầu
2- Van an toàn qua lọc
6- ống hút dầu
3- Két làm mát dầu
7- Các lọc dầu
4- Van an toàn qua két làm mát
Dầu được hút từ các te dầu 6 và được đẩy tới đường dầu chính 1 sau khi qua két
làm mát 3 và bình lọc 7 là nhờ bơm 5. Trên hệ thống có ba van an tồn: van an tồn
đặt trong bơm dầu 5 nhằm giữ áp suất dầu phía sau bơm khơng vượt q mức quy
định, van an tồn qua lọc 2 và van an toàn qua két mát 4. Hai van này nhằm giữ cho
dầu được đi liên tục đến đường dầu chính khi lọc bị tắc và khi máy mới khởi động dầu
cịn lạnh khơng đi qua két làm mát (Hình 4.1).

Hình 4. 2: Sơ đồ của đường dầu bôi trơn
bên trong động cơ Diezen 3408

73


Trong đó:
1- Đến máy nén khí
2- Đến bánh răng cân bằng phía sau
3- Đến trục cần bẩy xu páp
4- Đến bộ truyền động

10- ống (làm mát đỉnh Pittông, xi lanh)
11- Đến tubor tăng áp
12- Đường dầu chính bên trái
13- Đến bánh răng truyền động trục
cam

14- Đến bánh răng truyền động trước
15- Từ van lắp theo mạch rẽ
16- Đường dầu chính bên phải
17- Bạc cổ chính động cơ

5- Đến trục bơm nhiên liệu
6- Trục cam
7- Đến trục cam và thân xu páp
8- Đến thân xu páp
9- Bôi trơn trục cam
Chú ý: Trong trường hợp ống 10 (làm mát phần đầu pittông và xi lanh) bị tắc hoặc gãy
cần phải xử lý ngay tránh hiện tượng gây kẹt pittông và xi lanh.
3.4.2.2 Sơ đồ đường dầu bôi trơn bên trong động cơ điezen 3408
Từ đường dầu chính dầu đi vào đường dầu 16 đến 12 trên thân xi lanh, trước
tiên đi vào hốc chứa dầu của bạc trục khuỷu 17 và bạc trục cam 9 bôi trơn các mặt ma
sát. Từ bạc trục chính đi qua đường dẫn trên trục khuỷu bơi trơn bạc, trục đầu to thanh
truyền. Một phần nhỏ dầu bơi trơn từ đường dầu chính được tách ra qua đường ống
phun 10 để làm mát các pittông và xi lanh. (Hình 4.2)
Từ rãnh phía trên bạc trục cam dầu tiếp tục đi theo các đường 7, 8 đến bôi trơn
bạc con đội đỉnh và thân các xu páp, đũa đẩy cũng như trục cần bẩy. Đường dầu 5 đưa
dầu đến bôi trơn bơm cao áp.
Bạc của trục bánh răng cân bằng ở phía trước động cơ được bơi trơn bằng
đường dầu chảy trong trục cân bằng nối với đường dầu 14.
Bạc của trục bánh răng cân bằng ở phía sau động cơ được bôi trơn bằng đường
dầu chảy trong trục cân bằng nối với đường dầu 2.
Bạc trục các bánh răng truyền động phía sau được bơi trơn bằng dầu trích từ
đường dầu chính bên trái của thân xilanh.
Đường 11 đưa dầu đến bôi trơn tubor tăng áp sau đó đi bơi trơn ổ trục bánh đà.
(với động cơ 3408 dầu này đi về các te).
Ổ dẫn động quạt gió động cơ được bơi trơn bằng đường dầu trích ra từ đường

dầu chính bên trái qua ổ bánh răng truyền động trục cam quay (ổ quạt gió Động cơ
3408 bôi trơn bằng mỡ cho các ổ bi).
Dầu với áp suất cao đến trục bánh răng và bạc sau đó chảy tự do để bôi trơn các
bề mặt bánh răng. Sau khi hồn thành nhiêm vụ bơi trơn các chi tiết chịu ma sát dầu
bôi trơn được chảy tự do quay trở về các te động cơ.

74


3.4.3 Chẩn đoán động cơ bằng phương pháp kiểm tra lấy mẫu định kỳ
3.4.3.1 Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu dầu bơi trơn định kỳ
Một vài phương pháp sử dụng để lấy mẫu dầu định kỳ:
- Sử dụng lấy mẫu bằng đường ống có van lấy mẫu đặt cố định.
- Sử dụng lấy mẫu bằng ống gắn cố định đặt ở các te động cơ.
- Sử dụng lấy mẫu dầu bằng ống khi thay dầu.
Trong trường hợp theo dõi chẩn đốn này để đảm bảo lấy được tồn bộ các hạt
mài mòn ra từ các chi tiết chịu ma sát trong động cơ tác giả sử dụng lấy mẫu tại đường
ống dẫn dầu trước bầu lọc dầu.
Phân tích dầu bôi trơn định kỳ đưa ra 3 phép kiểm tra cơ bản:
- Phân tích hạt mài mịn;
- Phân tích các chỉ tiêu hố lý thơng thường của dầu;
- Phân tích điều kiện làm việc của dầu bơi trơn.
Phân tích hạt mài bằng cách đo lượng hạt mài mòn cơ bản tìm thấy trong dầu
bơi trơn đã qua sử dụng. Thơng qua việc giám sát các hạt mài mịn đã qua sử dụng có
thể phát hiện ra những xu hướng phát triển của hạt mài. Rất nhiều hư hỏng động cơ đã
được phát hiện thông qua xu hướng phát triển của hạt mài mòn khi vượt quá giới hạn
cho phép. Phương pháp này có thể phát hiện ra những hư hỏng thơng qua sự hình
thành các hạt mài mịn và các hạt bị nhiễm bẩn. Tuy nhiên, chẩn đoán hư hỏng động
cơ bằng phương pháp phân tích những hạt mài mịn khơng thể chẩn đốn những sự cố
xảy ra một cách đột ngột chẳng hạn như việc tiêu hao dầu bôi trơn với số lượng lớn

trong thời gian ngắn, hay việc đột ngột xuất hiện những phần tử lạ thâm nhập vào
trong dầu bơi trơn.
Kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý của dầu dùng để phát hiện sự nhiễm bẩn của dầu đã
qua sử dụng do lẫn những sản phẩm phụ như: nước làm mát, nhiên liệu, chất đông tụ
nếu sự nhiễm bẩn này vượt quá giới hạn cho phép.
Kiểm tra sự biến chất của dầu đang sử dụng bằng cách xác định các sản phẩm
sulfur, oxy hoá, nitrat và bồ hóng có mặt trong dầu. Khơng những thế thơng qua phân
tích dầu bơi trơn cịn có thể kiểm sốt được khả năng suy giảm phụ gia và phát hiện
ethylen glycol... từ đó giúp xác định thời gian có thể kéo dài quá trình sử dụng dầu.
3.4.3.2 Phương pháp chạy chẩn đoán động cơ
Thay dầu cũ, đổ dầu mới
- Đỗ xe ở vị trí bằng phẳng, xả dầu khi dầu máy vẫn cịn nóng (nếu cần phải
cho động cơ hoạt động trong khoảng 10 phút trước khi xả dầu);
- Tháo các nút xả két làm mát dầu, xả toàn bộ dầu cũ trong các bầu lọc dầu;
- Lấy mẫu dầu cũ để tiến hành kiểm tra tình trạng trước khi thay dầu mới;

75


- Lắp ráp lại toàn bộ các chi tiết đã được tháo rời.
Súc tráng động cơ
(chỉ súc tráng những động cơ trước đây dùng loại dầu khác).
- Đổ một lượng dầu mới vào các te động cơ, rút thước thăm dầu kiểm tra đảm
bảo đủ mức dầu quy định;
- Nổ máy vận hành khoảng 10 phút để súc rửa toàn bộ các chi tiết bôi trơn
trong động cơ (một thể tích dầu mới có thể xúc tráng tối đa 05 động cơ);
- Lặp lại các bước trên để tháo hết dầu xúc tráng;
- Thay tồn bộ bầu lọc dầu bơi trơn trước khi đổ dầu mới vào thử nghiệm;
- Đổ dầu mới vào theo đúng mức quy định.
Theo dõi và lấy mẫu

Lái xe thường xuyên kiểm tra và ghi lại chỉ số trên đồng hồ áp suất và nhiệt độ
dầu bơi trơn (nếu có gì thay đổi bất thường trong khi vận hành động cơ cần báo ngay
với cán bộ kỹ thuật để kịp thời xử lý).
Các mẫu dầu được lấy theo số giờ quy định để phân tích kiểm tra chất lượng.
Mẫu dầu được lấy làm 07 lần: Sau 10 phút, 50 giờ, 100 giờ, 150 giờ, 200 giờ,
225 giờ, 250 giờ.
Thời gian lấy mẫu nói trên chỉ áp dụng cho những động cơ trước đây đã có sự cố,
động cơ mới trung tu hoặc cần phải theo dõi ở chế độ đặc biệt, tuỳ thuộc vào mức độ
quan trọng có thể thay đổi thời gian theo dõi nói trên. Thông thường với dầu động cơ
người ta chỉ dùng để lấy mẫu dầu tại thời điểm trước khi thay dầu mới.
Phân tích mẫu
Mỗi lần lấy 02 mẫu mỗi mẫu 0.5 lít (chú ý sau mỗi lần lấy mẫu dầu cần phải bổ
sung đúng bằng lượng dầu đã lấy ra). Mẫu được kiểm tra và phân tích các chỉ tiêu hốlý, các chỉ tiêu này cũng chính là những triệu chứng dùng để đưa ra việc chẩn đoán
cuối cùng.
3.4.3.3 Những triệu chứng dùng trong chẩn đoán
Những triệu chứng (dấu hiệu chẩn đoán) sử dụng để đánh giá :
- Độ nhớt của dầu ở 400C;
- Độ nhớt của dầu ở 1000C;
- Nhiệt độ chớp cháy cốc hở;
- Trị số kiềm tổng (TBN);
- Áp suất dầu nhờn của động cơ ở những số vòng quay Max, Min;
- Hàm lượng kim loại trong dầu đo bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử (AAS);
- Đánh giá hạt mài bằng phương pháp Ferrograph.

76


3.4.3.4 Các bước tiến hành chẩn đoán
- Với yêu cầu khai thác thiết bị một cách tối đa trong điều kiện sản xuất ở nước ta

hiện nay việc áp dụng những công nghệ hiện đại trên thế giới để chẩn đoán động cơ
cần phải lựa chọn cho phù hợp cả về mặt kinh tế lẫn công nghệ. Các bước tiến hành
chẩn đốn hồn tồn phù hợp với mơ hình được trình bày như ở hình 3.12. Trong mơ
hình chẩn đốn này các giá trị được theo dõi: độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy cốc hở, trị
số kiềm tổng, hàm lượng kim loại bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
AAS, phân tích kim loại bằng Ferrograph. Các giá trị này chính là những triệu chứng
trong quan hệ hư hỏng- triệu chứng giúp phân tích và đưa ra kết luận cuối cùng của
chẩn đoán.
Chẩn đoán động cơ Điezen được tuân thủ theo 4 bước sau :
- Bước 1: Lấy mẫu dầu bôi trơn động cơ theo đúng nguyên tắc, đảm bảo mẫu
dầu là đại diện và đem phân tích trong thời gian ngắn nhất có thể được;
- Bước 2: Phân tích kiểm tra các chỉ tiêu hố lý của dầu bôi trơn bao gồm: độ
nhớt động học ở 400C, 1000C, nhiệt độ chớp cháy cốc hở, trị số kiềm tổng, hàm lượng
một số kim loại điển hình như Fe, Cu, Pb... Khi các giá trị này nằm trong giới hạn cho
phép thì khơng cần phải tiếp tục kiểm tra các chỉ tiêu tiếp theo mà người chẩn đốn có
thể kết luận ngay về tình trạng thiết bị. Khi nằm ngồi giới hạn cho phép đặc biệt chú
ý đến hàm lượng các kim loại trong dầu bôi trơn lập tức phải tiếp tục kiểm tra theo
bước 3;
- Bước 3 : Phân tích các mẫu dầu trên Ferrograph để phát hiện khu vực mài
mòn các chi tiết trong động cơ, cần tuân thủ các nguyên tắc sau:
Ban đầu quan sát các hạt kim loại ở độ phóng đại thấp (khoảng 400 lần), đặc
biệt chú ý đến những hạt mài có kích thước trên 15m- đây là những hạt mang dấu
hiệu của hiện tượng mài mịn khơng bình thường. Cần phân biệt những hạt từ tính và
những hạt khơng từ tính kể cả các hạt phi kim loại- hạt bị nhiễm bẩn do mơi trường
bên ngồi. Việc phân biệt các hạt mang tính chất từ tính và khơng từ tính cần phải làm
cẩn thận tránh chẩn đoàn nhầm ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng, nếu cần có thể xử lý
bằng nhiệt hoặc hoá chất NaOH 1M hoặc HCl 1M. Sau bước này người chẩn đốn có
thể phần nào biết được nguồn gốc hiện tượng mài mịn khơng bình thường của các chi
tiết căn cứ vào vật liệu của hạt mài mịn.
Sau đó quan sát các hạt mài mịn được nghi vấn nói trên ở độ phóng đại cao hơn

640 lần hoặc 1008 lần để thấy được bề mặt hạt. Sau khi quan sát ở độ phóng đại cao
này người chẩn đốn cần phân biệt được hình dạng, màu sắc trước cũng như sau khi
xử lý nhiệt hạt mài mịn và có thể phân biệt được ngun nhân mài mịn khơng bình
thường trên các chi tiết căn cứ vào hình dạng (hạt cầu, hạt dẹt, hạt dạng phoi tiện…).

77


Để đi đến kết luận cuối cùng cũng như phương án xử lý người chẩn đoán cần
phải căn cứ vào Bảng 3.4 (Vật liệu một số chi tiết chịu ma sát trong động cơ Điezen)
để xác định rõ vị trí mài mịn khơng bình thường ở các chi tiết trong động cơ. Đồng
thời cần phải biết nguồn gốc của mẫu, thời gian, địa điểm, vị trí lấy mẫu, khơng những
thế người chẩn đoán phải biết rõ về lý lịch thay thế phụ tùng của thiết bị trong thời
gian ít nhất 6 tháng.
- Bước 4 : Kết luận và phương án xử lý.
3.4.4 Ví dụ chẩn đốn động cơ xe CAT 769C
Xe CAT 769C được theo dõi trong một chu kỳ thay dầu khi đưa vào bảo dưỡng
250 giờ tại phân xưởng vận tải 1.
Số giờ hoạt động luỹ kế: 28893,0 giờ.
Số giờ hoạt động của động cơ sau trung tu: 4565 giờ
Bảng 3.6: Áp suất dầu bôi trơn động cơ của xe CAT 769C
Số giờ hoạt

áp suất dầu

Số vòng quay

Nhiệt độ lấy

động

đo được

đo áp suất

mẫu

( kG/cm2)

(vòng/phút)

5.2

700

6.0

2300

3.6

700

5.6

2300

5.2

700

6.1

2300

4.0

750

5.8

2300

4.4

750

6.0

2300

3.0

750

5.6

2300

10 phút

43.3 giờ
78 giờ
138 giờ

202 giờ
238 giờ
250 giờ

-

600C

3.8

750

5.8

2300

78

Ghi chú

700C

Bổ sung 03 lít dầu

600C

-

650C

Bổ sung 01 lít dầu

700C

Bổ sung 04 lít dầu

700C

Bổ sung 04 lít dầu

650C

Bảo dưỡng thay
dầu mới


Bảng 3.7: Kết quả phân tích mẫu dầu xe CAT 769C
TT Tên chỉ tiêu

1

Độ

pháp

43 giờ

78giờ

138giờ 202giờ 238giờ 250giờ

106.22 102.21 106.01

Mẫu

110.69

Mẫu

Mẫu

112.35 112.69

D445
14.33

14.41

14.89

15.06

15.10

218

215

212

211

210

210

10.41

10.07

9.55

9.31

8.83

9.17

-

-

-

-

-

-

- Mg

-

-

-

-

-

-

- Zn

-

-

-

-

-

-

nhớt ASTM

C

D445

D92

TBN,
KOH/g

5

Mẫu

T0CC cốc hở, ASTM
0

4

Mẫu

14.46

Độ
100oC,cSt

3

Mẫu

nhớt ASTM

40oC,cSt
2

Phương

mg ASTM
D2896

H/L kim loại:% CMM80- Ca

81

- Fe

0.0030 0.0075 0.0082

0.0094 0.0130

0.0130

- Cu

0.0015 0.0020 0.0027

0.0052 0.0060

0.0060

- Pb

Không Không 0.0003

0.0004 0.0009

0.0009

- Al

Không Không

Không

Không

79

Không

Không