tehnici de diagnosticare la autovehicule.pdf

8/10/2019 Tehnici de Diagnosticare la Autovehicule.pdf

1/21

1

TEHNICI SI ECHIPAMENTE DE DIAGNOSTICARE LA

AUTOVEHICULE(20.11.2010)

2. Diagnosticarea starii tehnice a motoarelor

Obiective:

- punerea in evidenta a parametrilor de diagnosticare generala sau globala

-

evidentierea dependentei dintre paramametri de diagonistcare si parametri

de stare ai motorului

- diagnosticarea generala dupa puterea efectiva pe stand si prin suspendarea

functionarii cilindrilor

- diagnosticarea dupa consumul de combustibil

- diagnosticarea dupa zgomot a motorului

- diagnosticarea prin metoda acceleratiei in gol

-

diagnosticarea dupa presiunea la sfarsitul comprimarii- diagnosticarea pe baza pierderii de aer introdus in cilindrii

-

evaluarea starii tehnice a mecanismului motor pe baza masurarii

depresiunii din colectorul de admisie

-

diagnosticarea etanseitatii cilindrilor pe baza debitului de gaze scapate in

carter

-

diagnosticarea prin metoda vibro acustica

Parametri energetici, economici si ecologici ai motoarelor de autovehicule

sunt dependenti de starea tehnica generala a acestora aflata intr-o continua

modificare in procesul de exploatare.

In general schimbarea starii tehnice se produce in sensul inrautatirii

parametrilor ca urmare a uzurii normale sau accidentale a elementelor structurale

si a subansamblelor ( mechanism motor, mechanism distributie, instalatia de

alimentare, racier, ungere, aprindere, etc) precum si a dereglarii sau avarierii

unora din componente

Diagnosticarea motorului se poate realize in doua moduri:

- Diagnosticare globala sau generala

- Diagnosticare de profunzime sau pe elemente

a)

Parametri de diagnosticare generala trebuie sa fie niste marimi de a carorvaloare sa depinda starea tehnica a mai multor componente ale motorului

Parametri de diagnosticare generala utilizati sunt:

o puterea efectiva a mototrului

o consumul de combustibil

o nivelul de zgomot

o gradul de poluare


2/21

2

2.1 Aspecte generale

Dependenta dintre parametric de diagnosticare mentionati anterior si

parametric de stare ai motorului grupeaza mecanismele si sistemele in felul

urmator:

1.2 Puterea si consumul de comb- instalatia de alimentare cu aer si comb

- mechanism motor

- mecanism de ditributie

- sistem de racire

- instalatie de aprindere

3. Nivelul de zgomot

- instalatia de alimentare aer-combustibil

- mecanism motor

- instalatie de racire

- mechanism de distributie

4. Nivelul noxelor din gazele de evacuare- instalatia de alim aer-combustibil

- mecanism de distributie

- instalatia de aprindere

- mecanism motor

b)

Diagnosticarea de profunzime se face in cazurile in care semnalele de

diagnosticare generala au valori inadmisibile la repararea sau inlocuirea unor

componente precum si in situatii de avarie.

Tinandu-se seama de semnalele de diagnosticare specifice componentelor care

urmeaza a fi testate, alegerea parametrilor de diagnosticare trebuie sa se faca si in

functie de capacitatea de informatie apreciata pe baza coeficientului informational ntat

cu Kinf. Acest coefficient indica dinamica schimbarii valorii parametrului de control

in functie de parcursul automobilului si permite sa se compare capacitatile

informationale ale parametrilor de diagnosticare care au baze fizice diferite.

Kinf=(Xmax-Xmin)/Xmax

Unde Xmax este valoarea maxima a parametrului de diagnosticare si Xmin valoarea

minima. Metoda sau parametrul de diag se considera edificatory daca Kinf>=0.5

Tabel

Parametrul de diag Valoarea parametrilor Kinf

Xmax XminConsumul de ulei prin 180 10 0.94

Ardere

Presiunea la sfarsitul 0.8 0.56 0.34

Compresiei

Depresiune in colectorul 450 400 1.112

De admisie

Pierderea de substantaIn cilindri 85 25 0.706


3/21

3

2.2 Diagnosticarea generala a motoarelor

2.2.1 Diagnosticarea dupa puterea efectiva

Aceasta forma de diagnosticare se poate realize prin:- determinarea directa a puterii

-

suspendarea functionarii cilindrilor

Determinarea puterii efective a motorului pe standurile de incercarii dinamice

a automobilelor faciliteaza un mod obiectiv introducerea unor aproximari deoarece:

Pe=Cf Ce NIUtr Pen

Prin urmare puterea efectiva a motorului la momentul determinarii este

diminuata de abaterea de la valoarea de proiectare a puterii datorita limitelor de

toleranta acceptate in fabricatie de -5%(deci CF=0,95) ,Scaderea puterii ca effect al

procesului de exploatare Ce=0,850.9 si scaderea ca urmare a pierderilor intransmisie (NIUtr=0,880.92 la autoturisme si 0,820,88 la autocamioane).

Deci puterea efectiva la roata este: Pe =(0,65-0.8) Pen

Diagnosticarea prin suspendarea functionarii cilindrilor se bazeaza pe punerea

in evidenta a rezistentei interne create de unul sua mai multi cilindri la scoaterea din

functiune a unui cilindru (sau mai multi cilindri) prin intreruperea aprinderii sau

alimentarii cilindrului respective.

La acest regim functionarea stabile a motorului este conditionata de egalitatea dintre

cuplul motor indicat sic el rezistent: Mi1=Mr

In diagrama din figura de mai jos corespunzatoarea unui MAS, aceasta egalitatee se

realiz prin turatia (n1) la pct 1. INtreruperea aprinderii la unul din cilindri va provoca

scaderea cuplului motor indicat ;la Mi2 dar refacerea echilibrului se poate realize

numai la o turatie mai redusa(n2) adica in punctual 2.

Mi2=Mr

Diagrama desen1

In cazul in care jocurile din mecanismul motor sunt mai mari adica pierdderile

de energie prin frecare sunt mai reduse la cilindrul la care s-a interrupt aprindereascaderea cuplului indicat va fi mai mica notata cu Mi3 iar echilibrul functional se

stabileste in punctul 3 in care turatia n3 este mai mare decat turatia n2.

Prin urmare cilindri cu stare tehnica necorespunzatoare vor crea reduceri mai

mici de turatie prin scoaterea lor din functiune decat ceilalti.

Aparatele destinate diagnosticarii dupa acest principiu au de regula 2 scale:

una indica turatia iar cealalta variatia procentuala a acesteia. Daca variatiile

procentuale de turatie intre cilindri nu depasesc 4% se considera in stare tehnica buna.

In caz contrar se investigheaza cauzele care duc la functionarea defectuasa a

cilindrilor la care s-a constata cea mai mica reducere de turatie.

La motoarele diesel se intampina unele dificultati in aplicarea metodei,

deoarece nu se poate masura turatia arborelui motor pe cale stroboscopica ci numai pe


4/21

4

cale mecanica, iar domeniul determinarilor se limiteaza la zona de turatie in care

regulaotrul este activ.

Diagrama desen 2

Regimul de functionare se stabilizeaza in punctual 1. La intrerupereaalimentarii unui cilindru, cuplul motor indicat se reduce la Mi, echilibrarea regimului

de functionare putand fi realizata la starea 1 in cazul mentinerii constante a turatiei la

n1-. Insa micsorarea cuplului motor duce la scaderea turatiei si regulatorul pompei

de injectie va spori debitul injectat, marind momentul motor si restabilind echilibrul

functional in punctul 2 la turatia n2 unde Mr=Mi. Deplasarea suplimentara a

cremalierei pompei de injectie(in cazul pompelor in linie) care s-a produs la scoaterea

din functiune a cilindrului respectiv poate fi masurata cu un comparator montat la

capatul liber al cremalierei, deplasare care serveste drept criteriu de apreciere a

marimii neuniformitatii functionarii cilindrilor.

2.2.2 Diagnosticarea pe baza consumului de combustibil

Consumul de combustibil este un parametru de apreciere globala a starii

tehnice a motoarelor in decursul procesului de exploatare sau dupa efectuarea

reparatiilor la mecanismul motor si instalatia de alimentare.

Uzura normala a mecanismului motor dereglarile care se produc la instalatia

de alimentare cu combustibil si echipamanetul electric de aprindere provoaca

cresterea consumuli de combustibil raportat la unitatea de parcurs. Indiferent de tipul

aparatului de masurare a consumului de combustibil unitatile folosite sunt kg/h(ora)

sau litri/100km.

Exista in prezent o larga varietate de tipuri constructive de astfel de aparate de

masurare a debitului de combustibil: rotametre, debitmetre cu membrane, cu piston

sau volumice.

Desen 3

Inainte de inceperea masuratorilor propriu-zise supapa electromagnetica nr 6

este inchisa iar supapa nr 3 redeschisa ceea ce permite pompei 2 sa alimenteze

motorul cu aprindere prin scanteie 5 din rezervorul de combustibil 1. La inceperea

masuratorii se inchide supapa 3 si se redeschide supapa 6 ceea ce faciliteaza

alimentarea motorului din vasul notat cu numarul 4 care este gradat in cm cubi. Inmomentul in care plutitorul 7 ajunge in dreptul reperului 0 primul de sus pe scala de

masura contactele 8 cupleaza dispozitivul de inregistrare a distantei parcurse cu care

este echipat standul.

Dupa 100km de rulare pe stand acelasi dispozitiv repune supapele 3 si 6 in

pozitia initiala. Pe scala recipientului 4 se citeste nivelul la care a ajuns combustibilul

si deoarece scala este gradate in cm cubi iar distanta parcursa a fost 100 m, indicatia

aparatului este de fapt consumul in litri/100km.

Pentru repunerea aparatului in situatia de masurare se cupleaza pompa

electrica 9 a aparatului care reumple recipientul notat cu nr 4. Pompa 9 este scoasa

automat din functie in momentul in care plutitorul notat cu nr 7 ajungand in pozitia

superioara actioneaza un comutator de oprire a pompei.


5/21

5

Pentru masuratori ale consumului de combustibil corelat cu sarcina de

transport se utilizeaza aparate de consum care se monteaza pe automobile pt probe de

drum.

2.2.3 Diagnosticarea dupa zgomot

Ansamblul de sunete emise de motor are o plaja larga de frecvente siintensitati. In afara zgomotului produs de contactul pieselor aflate in miscari reciproce

exista zgomotele produse de frecarile intre piese, curgerea fluidelor de lucru(aer,

lichide de racier, ungere, etc) functionarea ventilaorului, oscilatiile gazelor in

colectoarele de admisie si evacuare precum si procesele de ardere normala sau

detonanta. Nivelul general de zgomot ca parametru de diagnosticare generala a

motorului se masoara cu sonometre cu quartz si se exprima in decibeli. Pt eliminarea

gradului de reflexivitate a mediului si pt a reduce influenta peretilor reverberatori,

distanta de plasare a microfoanelor sonometrelor in jurul motorului nu trebuie sa

depaseasca 20-30 de cm. Limita admisibila a nivelului de zgomot se situeaza intre 60

si 100 decibeli, valorile mai ridicate fiind valabile pt motoare diesel.

Vibratiile generate de functionarea unor ansambluri de piese ale motorului(mechanism motor, mechanism de distributie) permit o diagnosticare de profunzime a

acestor grupe de componente ale motorului care se va dezvolta in cadrul capitolelor

respective.

2.2.5 Diagnosticarea puterii motorului prin metoda acceleratiei in gol

Determinarea puterii motoarelor prin metoda accelerarii in gol necesita o

instalatie care sa permita masurarea concomitenta a vitezei unghiulare(omega), a

acceleratiei unghiulare(epsilon) si a turatiei si apoi sa se efectueze operatiile de

inmultire, dupa introducerea unei constante (c) caracteristica fiecarui tip de motor.

Masurarea acceleratiei unghiulare si a turatiei motorului se realizeaza prin

montarea pe carcasa volantului a unui traductor inductiv sau utilizarea traductoarelor

de turatie existente, care genereaza impulsuri a caror frecventa este direct

proportionala cu turatia arborelui. Masuratorile se realizeaza la regimul termic normal

(85-90 grade Celsius).

Dupa introducerea prin tastatura blocului de comanda a valorii constante (c)

corespunzatoare tipului respective de motor si a valorii turatiei (n) la care urmeaza sa

se determine puterea, de la mersul in gol incet se accelereaza brusc pana la cursa

totala a dispozitivului de acceleratie(pedala sau parghie), astfel pe monitorul

aparatului sunt indicate valorile acceleratiei unghiulare, turatiei si puterii motorului

pe baza unor operatii de calcul, adica a produsului dintre acceleratia unghiulara ,

turatie si constanta c caracteristica fiecarui tip de motor. Pt motoarelesupraalimentate cu turbosuflanta valoarea obtinuta se amplifica cu un coeficient de

corectie care depinde de presiunea aerului de supraalimentare.

Desen 4

Impulsurile electrice de la senzorul inductive de impulsuri sunt transformate

in impulsuri de tensiune in convertorul de frecventatensiune care apoi se transmit la

un convertor tensiune- perioada. La valoarea nula a potentialului dat la iesirea

convertorului tensiune-perioada se deschide numaratorul cu porti asa numitul contorcare ramane deschis o durata de timp proportionala cu marimea masurata. In perioada


6/21

6

in care este deschis contorul este alimentat cu impulsuri de frecventa constanta de la

un generator de impulsuri cu frecventa stabile asa numitul oscillator. Numarul de

impulsuri care trec prin numarator reprezinta rezultatul codificat al masuratorilor care

dupa decodificare apare pe blocul de afisare numerica.

In ultimul timp, pe plan mondial s-au realizat instalatii perfectionate care

permit masurarea si inregistrarea valorilor cuplului si puterii dezvoltate de motor ladiferite unitati.

Avantajul metodei de determinare a puterii prin metoda accelerarii in gol

consta in volumul redus de munca si timp la efectuarea testarilor. Dezavantajul

metodei consta in existenta unor erori la determinarea puterii si complexitatea relative

mare a aparaturii de masurare.

Diagnosticarea mecanismului motor

Schimbarea starii tehnice a mecanismului motor (piston, cilindru, biela, arbore

motor, lagare manetoane si paliere) in procesul de exploatare consta in modificareadimensionala a componentelor, a formei geometrice a unora din piese ca urmare a

fenomenelor de uzura, a solicitarilor termice si mecanice a efectelor contactului

pieselor mecanismului motor cu mediul de lucru (lubrifianti, combustibili, etc).

Parametri de stare care definesc modificarile starii tehnice generale ale

mecanismului motor:

- gradul de etansare a cilidrilor

- abaterea de la forma geometrica a pieselor de natura sa determine

depasirea jocurilor admisibile in articulatii.

Parametri de diagnosticare pentru testarea gradului de etansare:

- presiunea la sfarsitul compresiei

- pierderea de aer prin neetanseitatile blocului piston-cilindru-segmenti

- depresiunea din colectorul de admisie

-

debitul de gaze scapate in carter

- consumul de ulei prin ardere

Parametri de diagnosticare legati de marimea jocurilor in articulatii si intre

piesele in miscare relativa sunt:

- zgomotele anormale

-

nivelul vibratiilor.


7/21

7

3.12.2010

2.2.2 Diagnosticarea pe baza consumului de combustibil

Consumul de combustibil este un parametru de apreciere globala a starii

tehnice a motoarelor in decursul procesului de exploatare sau dupa efectuarea

reparatiilor la mecanismul motor si instalatia de alimentare.Uzura normala a mecanismului motor dereglarile care se produc la instalatia

de alimentare cu combustibil si echipamanetul electric de aprindere provoaca

cresterea consumuli de combustibil raportat la unitatea de parcurs. Indiferent de tipul

aparatului de masurare a consumului de combustibil unitatile folosite sunt kg/h(ora)

sau litri/100km.

Exista in prezent o larga varietate de tipuri constructive de astfel de aparate de

masurare a debitului de combustibil: rotametre, debitmetre cu membrane, cu piston

sau volumice.

Un astfel de debitmetru volumic a carui schema de functionare se prezinta in

fig urmatoare, este produs de firma Bosch.

2.3 Diagnosticarea de profunzime a motoarelor

Diagnosticarea pe baza presiunii de compresie

Masurarea presiunii la sfarsitul compresiei, ca modalitate de apreciere a

gradului de etansare a cilindrului este un procedeu utilizat frecvent mai ales ca in

general documentatia tehnica a motoarelor de automobile data de firmele

constructoare indica valorile admisibile si limita ale acelei marimi. Aceatsa metoda

poate da rezultate decisive daca este asociata si cu alte diagnosticari cum ar fi

consumul de ulei din ardere, pierderea de aer prin neetanseitati, etc.

Compresometrele si compresografele utilizate au supape unisons si conuri de

cauciuc care asigura o suficienta etansare la nivelul orificiilor bujiei sau injectorului.

Masuratorile se realizeaza prin antrenarea arborelui motor cu demarorul care

va trebui sa asigure turatii cu cel putin 180-200(min-1). Aceasta presupune o

incarcare la capacitate maxima a bateriei de acumulator, demontarea tuturor bujiilor

sau injectoarelor si deschiderea totala a clapetei de acceleratie.

Desen compresograf

Aparatul se fixeaza prin apasarea conului de cauciuc 1 in orificiul bujiei sau

injectorului. Presiunea aerului deschide supapa 3 prevazuta cu arcul 2 si ajunge pe

fata pistonului 4, care impreuna cu arcul 5 formeaza manetonul aparatului. Deoarecedeformatia arcului 5 este direct proportionala cu presiunea care actioneaza asupra

pistonului 4 deplasarea capatului 6 al tijei pistonului este proportionala cu presiunea

de compresie. Parghia 7 articulata cu tija 6 a pistonului va transmite miscarea la

capatul de inregistrare 8(prevazut cu un varf ascutit) care deplasandu-se, imprima pe

hartia cerata gradata in unitati de presiune, valorile maxime ale presiunii la sfarsitul

compresiei.

Dupa fiecare masuratoare, descarcarea aparatului si aducerea la 0 a acului

indicator se realizeaza prin apasarea tijei 3 a ventilului unisons, iar suportul 9

impreuna cu hartia se deplaseaza la o distanta fata de linia anterioara de masurare

pentru determinarile la cilindrul urmator. Asadar pe aceeasi diagrama vor fi imprimate

valorile presiunilor de la toti cilindri motorului, ceea ce permite analiza comparative a


8/21

8

presiunii. In general valorile maxime ale presiunii de compresie se realizeaza dupa

10-15 curse ale pistonului.

Regimul termic al motorului in timpul masuratorilor infkluenteaza valoarea

presiunii de compresie, ca urmare a influentei temperaturii asupra jocurilor din grupul

piston-cilindru-segmenti, asupra gradului de etansare asigurat de uleiul existent la

nivelul segmentilor si pe peretele cilindrului, si a turatiei realizate de demaror(mairidicate in cazul uleiului cald care are vascozitate mai mica).

Evaluarea rezultatelor diagnosticarii

In cazul in care nu se cunoaste valoarea admisibila pentru presiunea de

compresie aceasta limita se poate aproxima prin determinarea presiunii teoretice de

compresie P indice ct.

Pct=P indice A * epsilon la puterea n

Unde PApresiunea din cilindru la inceputul cursei de compresie. Epsilon- raportul

de compresie, n-exponentul politropic = aproximativ 1,3

Valoarea limita a presiunii de compresie este Pc=0,8 *PctIn general, pt motoarele cu aprindere prin scanteie aflate intr-o stare tehnica buna in

functie de raportul de compresie, valorile presiunii sunt cuprinse intre 9-15 bar, iar in

cazulm motoarelor cu un grad avansat de uzura valorile sunt intre 6-8 bari. Motoarele

Diesel au presiuni de compresie in limitele de 20-30 bari.

Intre cilindri aceluiasi motor, in cazul MAS nu se admit diferente mai mari de

1 bar, iar la MAC 2 bari. Diferentele mai mari provoaca intensificarea neuniformitatii

functionale ale motoarelor, cresterea nivelului vibratiilor si a solicitarilor dinamice a

pieselor mecanismului motor.

Pentru identificarea cauzelor care genereaza valori reduse ale presiunii de

compresie la unii cilindri se analizeaza diagrama presiunilor de compresie in fig

urmatoare este exemplificata diagrama ridicata la un motor cu aprindere prin scanteie

cu 5 cilindri.

Fig. 2

Se observa ca la cilindrul 5 apare o presiune mult mai mica in raport cu ceilalticilindri. Sursa de pierderi de substanta poate fi situata la nivelul segmentilor si


9/21

9

cilindrului sau la nivelul supapelor. Pentru localizarea defectiunii in cilindrul

respective se toarna ulei rece (30-50grame) prin orificiul bujiei (sau injectorului) dupa

care se repeat masurarea: daca la aceasta ultima masurare se constata o crestere a

presiunii inseamna ca neetanseitatea este cauzata de segementi(rupere de segment,

blocare in canalul de piston, uzura excesiva), daca presiunea ramane la aceeasi

valoare scazuta, cauzele se restrang la nivelul supapelor si a scaunelor de supape(cursa redusa a supapei de admisie, fisurarea supapei sau a scaunului).

Coreland rezultatele masuratorilor presiunii de compresie cu rezultatele altor

forme de diagnosticare(consum de ulei, pieredere de aer prin neetanseitate,

zgomote,etc) diagnosticarea prin determinarea presiunii de compresie, poate pune in

evidenta urmatoarele defectiuni:

- uzura excesiva a uneia sau mai multor came

- uzura excesiva, ruperea sau blocarea segmentilor

- rizuri profunde sau rizuri excessive ale suprafetelor de lucru ale cilindrilor

- fisurari ale garniturii de chiulasa

- micsorarea cronosectiunii sau neetanseitatea supapelor.

Diagnosticarea pe baza pierderii de aer introdus in cilindri

Diagnosticarea pe baza pierderii de aer prin neetanseitatile pieselor

mecanismului motor inlesneste determinarea la fiecare cilindru a unor niveluri de

uzura normala sau accidentala precum si eventuale unele neetanseitati ale supapelor.

Prin urmare, parametri de stare tehnica care se pot evalua prin aceasta metoda

sunt:

- uzura cilindrilor

- pierderea elasticitatii sau ruperea segemntilor

- deteriorarea etanseitatii supapelor si a garniturii de chiulasa

Gradul ridicat de informativitate al acestei metode a impus cererea de aparate

individuale sau inglobate in testerele generale care sunt testerele japoneze: SUN-

MOTORTESTER, sau europene: Bosch, Rabotti, etc.

Aparatele care servesc acestui procedeu de diagnosticare se numesc

pneumometre.

Figura pneumometru

Sonda 1 a aparatului se introduce in orificiile bujiilor sau injectoarelor avand

grija ca in momentul masurarii pistonul sa se gaseasca la punctual mort superior la

sfarsitul cursei de compresie.. Se utilizeaza aerul comprimat la o presiune de 0,4 - 0,6MPa, preluat din retea sau surse individuale, conectarea la sursa de aer comprimat

efectuandu-se prin tubul 5.

Pentru masuratori se lucreaza cu ventilul 4 inchis si 6 deschis ceea ce permite

realizarea circuitului de aer prin regulator de presiune 8 dupa care aerul cu presiunea

constanta de 1,6 bari trece prin orificiul calibrat 11 si 12 ajungand la manometrul 13.

In acelasi timp aerul va trece prin supapa unisons 3, conducta 2 si sonda de masurare

1. Circuitul de aer, dupa orificiul calibrat 11 evolueaza prin principiul vaselor

comunicante si astfel prin manometrul 13 indica presiunea aerului din cilindri luand in

considerare si pierderile prin neetanseitati la nivelul cilindrului. Supapa de siguranta 9

protejeaza manometrul 13, lucreaza la presiunea de 0,25 MPa.

Manometrul 13 are o sclaa procentuala ( de la 0 la 100%). La sonda 1 completobturata(situatia ideala fara scapari de incarcatura) indicatia este 0%(la unele 100%),


10/21

10

iar la comunicarea libera cu mediul indicatia manometrului 13 este 100%, sau 0% la

unele. In vederea asigurarii unei precizii acceptabile a masuratorilor si conditiilor

uniforme de masurare la fiecare cilindru se impune ca inaintea diagnosticarii sa fie

indeplinite urmatoarele conditii:

- efectuarea tararii aparatului prin introducerea sondei 1 intr-un orificiu

calibrat(din setul auxiliar al aparatului) si reglarea indicatiei manometrului13 pentru indicatia 40% cu ajutorul robinetului de tarare 10.

-

Inainte de inceperea masuratorilor motorul se aduce la temperature de

regim.

Evaluarea starii tehnice a grupului piston-cilindru-segment-supape pe baza

indicatiilor aparatului se face in functie de alezajul cilindrului si tipul motorului:

Pozitia aparatului Necesita reparatii Indicatia aparatului%MAS MAC

51.75 76.100 101.130 76.100 101.130

La inceputul compresiei Daca pierderile

totale din cilindru

Sunt mai mari de: 10 18 26 30 35

La inceputul compresiei Daca pierderile

la segmenti sau supape

(toate separat) sunt mai

Mari de: 6 10 16 20 20

La sfarsitul compresiei Daca pierderile totale

(P.M.S.) sunt mai mari de: 20 30 50 45 55

Pentru precizarea sursei pierderilor se procedeaza in felul urmator:

- in cazul in care sursa de pierdere este localizata la nivelul grupului

cilindru-segmenti, prin turnarea unei mici cantitati de ulei rece cand

pistonul se afla la p.m.s. si repetarea masuratorii se indica o valoare

superioara masuratorilor anterioare.

- In cazul in care sursa de pirderi este localizata la nivelul suprafetelor de

etansare a supapelor sau garniturii de chiulasa, adaugarea de ulei rece numodifica nivelul indicatiilor aparatului de masura in raport cu masuratorile

anterioare.

- In cazul in care exista neetanseitati la nivelul supapelor, acul indicator

oscileaza, iar la comutarea legaturii prin ventilul 4 se distinge un suierat in

colectorul de admisie sau de evacuare.

- La o uzura mare a segmentilor la blocarea sau ruperea acestora

introducerea aerului in cilindru prin ventilul 4 si sonda 1 se percepe

zgomotul provocat de iesirea aerului in cilindru de alimentare cu ulei.

- Prin aplicarea unei solutii de apa cu sapun, la imbinarea dintre chiulasa si

bloc, la cilindru respectiv si introducand aer prin ventilul 4 si sonda 1 in

zona in care este fisurata garniture apar bule de aer.


11/21

11

Diagnosticarea pe baza masurarii depresiunii din colectorul de admisie

Evaluarea starii tehnice a mecanismului unui motor pe baza masurarii

depresiunioi din colectorul de admisie este utilizata din ce in ce mia frecvent deoarece

tot mai multi constructori de automobile complecteaza caracteristicile tehnice alemotoarelor cu valorile nominale si limita ale depresiunii din colectorul de admisie.

Pana la cilindrul motorului depresiunea este influentata de starea filtrului de

aer, carburetor, geometria volumului de admisie, insa marimea depresiunii din

colectorul de admisie depinde in mod hotarator de starea de etansare a cilindrilor.

Aparatul utilizatvacuummetru se monteaza in pozitia prezentata in figura

urmatoare.

Desen vaccummetru

Diagnosticarile care pot fi realizate pe baza masurarii depresiunii dincolectorul de admisie sunt:

-

starea tehnica a mecanismului motor - gradul de etansare al cilindrilor

- jocul termic al supapelor

-

momentul intrarii in functiune a avansului vacuumatic

- regimul de mers in gol - incet al motorului

-

starea membranei avansului vacumatic de aprindere.

Diagnosticarea gradului de etansare a cilindrului are in vedere dependenta

depresiunii din colectorul de admisie( delta p) de cantitatea de amestec aspirate in

cilindru(Ca), de turatie arborelui motor (n) si pozitia clapetei de acceleratie.

Cantitatea teoretica de amestec care poate fi aspirate intr-o ora este:

Ct=Vs((z*n)/i)*60 [l/h]

Vscilindreea unitara

i=1 pt motoarele in 2 timpi i=2 pt motoarele in 4 timpi

z - numar cilindri

Valorile depresiunii in general, la clapeta complet deschisa sunt de 10 kPA (75mm col

Hg).

Masurarea depresiunii cu scoaterea din functiune a unui cilindru sau a unei

perechi de cilindri se bazeaza pe faptul ca cilindri scosi din functie actioneaza ca si o

frana. De regula se lucreaza cu cate 2 cilindri astfel la motoarele cu 4 cilindri la o

prima proba se suspenda cilindri 2 si 3 iar apoi 1si 4, iar la motoarele cu 6 cilindri se

scot pe rand cilindri 2, 3, 4, 5 si se lucreaza cu 1 si 6 apoi se suspenda 1, 3, 4, 6 si

raman in functie 2 si 5 si la final se suspenda 1, 2, 5, 6 si lucreaza 3 si 4.

La un motor cu 4 cilindri cei 2 cilindri suspendati se comporta ca o

sarcina(frana) pt cilindri ramasi in functiune. Astfel se pot stabili efecele cilindrilor

scosi din functiune asupra celor care functioneaza. Cu cat starea cilindrilor,

elesticitatea si starea de uzura a segmentilor, etanseitatea supapelor este mai buna, cu

atat sarcina cilindrilor care functioneaza este mai mare. Aceasta sarcina se manifestaprin scaderea turatiei si depresiunii pt aceasta pozitie a clapetei de acceleratie. Prin


12/21

12

urmare cu cat starea de etansare a cilindrilor scosi din functiune este mai buna cu atat

sarcina cilindrilor ramasi in functiune este mai mare, iar cu atat mai mult scade turatia

si depresiunea.

Scoaterea din functiune a cilindrilor se face la o turatie de cel putin 1500 de

rot/min valori cu care se modifica depresiunea intre cilindri care sunt scosi pe rand din

functiune, trebuie sa fie cat mai apropiata.Cilindrul sau perechea de cilindri a caror scoatere din functiune nu determina

o scadere notabila a turatiei si a depresiunii prezinta deteriorari a gradului de etansare.

Operatia de diagnosticare prin aceasta metoda trebuie sa dureze cat mai putin

pt a limita spalarea peliculei de ulei d epe peretii cilindrilor.

2.3 Diagnosticarea de profunzime a motoarelorDiagnosticarea etanseitatii cilindrilor pe baza debitului de gaze scapate in

carter

In timpul functionarii motorului o parte din gazelle de ardere scapa din camera

de ardere in carterul motorului prin jocul existent intre piston si cilindru. Debitul

gazelor scapate este direct proportional cu gradul de uzura al cilindrilor, segmentilor

si pistoanelor, ceea ce permite ca acest semnal de diagnosticare sa constituie un

indicator al starii tehnice generale a cilindrilor motorului.

La motoarele noi dbitul de gaze care oatrund in carter este de 10-15 l/min, iar

cele cu uzuri avansate ale grupului piston-cilindru este de 90-130l/min.

Cunoscandu-se valorile nominale ale debitului de gaze scapate in carter se poate

aprecia gradul de uzura a grupului piston-cilindru.

Desen 1

Masurarea debitelor se poate realize atat cu aparate cu masurarea instantanee a

debitului cat si cu contoare de gaze, cronometrand separate si timpul in secunde. In

figura urmatoare se prezinta schema instalatiei cu ebitmetru volumetric(contor de

gaze).

Desen2 debitmetru volumetric

Contorul 1 se cupleaza la orificiul de alimentare cu ulei al motorului princonul de cauciuc 5. Inainte de contor se intrerupe o unitate de filtrare3 (de exemplu un

tub cu perforatii pe care se infasoara straturi de tifon). Acest element filtrant se

realizeaza in acelasi timp cu filtrarea si racirea gazelor in vederea protejarii

contorului.

Timpul de masurare poate fi stabilit intre 1 si 5 minute, tinand seama de

necesitatea evitarii supraincalzirii contorului.

Rezultatele masuratorilor de debit de gaze scapate in carter se asociaza si cu

alte forme de diagnosticare: presiunea la sfarsitul compresiei, pierderea de aer prin

neetanseitati, s.a. pt a se putea evalua cat mai realist starea generala a grupului

cilindru-piston.

Pt stabilirea starii tehnice a fiecarui cilindru in parte se masoara la inceputdebitul de gaze scapate in carter avand toti cilindrii in functiune, dupa care se scoate


13/21

13

din functiune pe rand, cate un cilindru prin intreruperea aprinderii sau decuplarea

injectorului, efectuandu-se masurarea debitului de gaze fara cilindrul respective. Daca

la scoaterea din functiune a unui cilindru valoarea masurata are o abatere mai mare

decat o anumita valoare stabilita pentru tipul de motor testat, in raport cu testarea

debitului de gaze in cazul in care functionau toti cilindri, inseamna ca cilindrul

respective are un grad de etanseitate foarte scazut(segmenti blocati, rupti, ovalizareacilindrului, etc).

La determinarea debitului de gaze scapate in carter, se aduce motorul la

temepratura de regim 85-95 grade Celsius , dupa care se obtureaza orificiile de

legatura ale carterului motorului cu mediul exterior, probele efectuandu-se la regimul

de functionare in gol la turatia maxima.

Diagnosticarii gradului de etansare a cilindrilor pe baza debitului de gaze

scapate in carter I se poate asocia si diagnosticarea pe baza presiunii gazelor din

carter. Daca se cunosc valorile nominale ale presiunii (pt motorul nou) se poate

aprecia gradul de uzura a grupului piston-cilindru. In general, cand presiunea in carter

ajunge la 80-160 mm Hg, grupul piston-cilindru este considerat la uin nivel mare de

uzura, necesitand interventii de mentenanta.Si in cazul masurarii presiunii gazelor din carterul motorului este necesara

ermetizarea carterului prin obturarea orificiilor de ventilatie sic el al jojei de ulei,

utilizandu-se manometer cu domenii de masurare corespunzatoare.

Diagnosticarea prin metoda vibroacustica

Desen 3

Diagnosticarea dupa zgomot

Diagnosticarea mecanismului motor pe baza zgomotului emis in timpul

functionarii este o metoda empirica a carei valoare informative este relative,

depinzand in mare masura de experienta operatorului.

Conform figurii de mai sus zonele specifice de ascultare sunt :

- zona 1grupul piston-cilindru-segmenti

-

zona 2segmentii si canalele lor din piston

- zona 3boltul, bucsa bielei si umerii pistonului

-

zona 4arboreal motor, lagarul de biela.

- Zona 5arboreal motor, lagarele palier.

Tabel poza 1

Tabel poza 2

Zgomotele receptate, cu un caracter distinct apar in situatia in care ca urmare a

uzurilor excessive, jocul intre piston si cilindru este de 0,3-0,4 mm, la lagarele palier

ale arborelui jocul intre fus si cuzinet este de 0,1-0,2 mm, iar la fusurile manetoane

jocul ajunge la 0.1mm. Detectarea zgomotelor la aceste cupluri de piese este un

semnal de preavarie si indica necesitatea opririi motorului si demontarea in vederea

inlocuirii elementelor compromise(set motor, arbore, etc)

In present aceasta operatiune de diagnosticare pe baza zgomotului poate fi

intreprinsa cu aparate adecvate care elimina subiectivismul interpretarilor. Aceste

aparate se bazeaza pe analiza frecventei si amplitudinii zgomotului. Aceste aparate

sunt cunoscute sub denumirea de strobatoare, aprecierea semnalului somor


14/21

14

efectuandu-se pe baza amplitudinii sau spectometre sonore care ofera date privind

frecventa si amplitudinea semnalelor acustice.

2.3.2. Diagnosticarea mecanisului de distributie

Aspecte constructive ale mecanismului de distributie

De mai multi ani mec de distributie cu supape cu taler reprezinta solutia adoptata de

toti constructorii de motoare pt autovhicule. Evolutia arhitecturii acestui mecanism a

fost dictate de cerintele impuse motoarelor in vederea imbunatatirii parametrilor ce

caracterizeaza puterea, consumul si emisiile poluante. Solicitarile termice si dinamice

deosebite ale diferitelor elemente constructive au ca effect modificari de stare tehnica

manifestate in principal prin pierderea etanseitatii in zona de contact dintre supape si

scaunele acestora. Un alt efect ar fi cresterea jocurilor si modificarea diagramei de

distributie .

FIG 1

Reprezinta sectiune prin chiulasa unui motor cu supape inclinate si camere emisferice

1-supapa 2-inelul de etansare 3-platoul inferior al arcului 4-ghidul supapei 5-chiulasa

6-biela 7-boltul 8-pistonul 9-camasa cilindrului 10-scaunul supapei 11-arcul supapei

12-platoul superior 13-semiconurile de fixare.

Etansarea se realizeaza pe o suprafata tronconica cu inclinare de 45 de grade

mai putin frecvent se utilizeaza si o inclinare de 30 de grade cu o latime care depinde

de diametrul talerului. In mod normal sunt 2 supape pt fiecare cilindru, iar la

motoarele cu performante deosebite si cele pt competitii s-a ajuns la constructii cu

pana la 5 supape pe cilindru. Supapele au dimensiuni diferite, cele de admisie avand

un diametru mai mare. In timpul admisiei diferenta de presiune din interiorul

cilindrului si cea atmosferica este relativ mica, iar rezistentele gazodinamice mari.

Din aceasta cauza realizarea unor coeficienti de umplere convenabili necesita sectiunide trecere mari. Aceasta explica de ce este necesar sa se adopte supape de admisie cu


15/21

15

dimensiuni mai mari in comparatie cu cele de evacuare. Folosind mai multe supape pe

cilindru pt a obtine o sectiune de trecere majorata supapele sunt mai usoare putandu-

se obtine turatii mari de lucru fara modificari importante ale diagramei de distributie

si cu solicitari mecanice si termice micsorate.

FIG2 temperatura pe zone

Temperaturile de functionare ale principalelor organe ale motorului racit cu

apa sunt prezentate in fig de mai sus. Se observa diferenta mare de temperature dintre

cele 2 supape si dintre capul pistonului si camasa cilindrului. Diferenta de incarcare

termica a supapelor impune folosirea de materiale diferite pt supapele de evacuare si

admisie si pt scaunele de supape. Pt supapele de admisie se utilizeaza in general aliaje

de crom-siliciu sau nichel-crom-siliciu cu caracteristici mecanice deosebite si

rezistenta la uzura ridicata. Supapele de evacuare se realizeaza din aliaje de crom-

nichel-vanadiu sau crom-nichel-magneziu cu structura austenitica. Motoarele ale

caror spape sunt solicitate termic intens materialele pt supape sunt: aliajele crom-

nichel refractare la origine fiind folosite in turbinele motoarelor aeronautice, supapele

speciale cu incarcare termica deosebita au tija si talerul racite cu sodium. Faptul ca

sodium se topeste la temperature de 98 de grade Celsius si este continuu agitat in

interiorul supapelor permite transferul de la partile calde catre cele mai reci.

Motoarele moderne folosesc supape bimetalice la care tija are material diferit de cel al

talerului, iar in zonele de contact cu scaunele sau culbutorii se placheaza un strat din

materiale foarte dure.FIG 3


16/21

16

Indiferent de tipul mecanismului de distributie deplasarea supapelor este

guvernata de came ce trebuie sa asigure impreuna cu mecanismele de comanda

ridicarile necesare conforme cu o anumita lege prestabilita (diagrama de distributie).

Fazele de distributie proiectate nu pot fi mentinute constante deoarece comportarea

mecanismului depinde foarte mult de jocurile existente de uzura camelor si de turatie.

Solutiile constructive gasite pt a asigura umplerea cu incarcatura proaspata in conditii

de turatie ce variaza intr-un larg diapazon sunt deosebite. Micsorarea maselor in

translatie si a elasticitatii mecanismelor a impus realizarea de constructii cu arbori cu

came cat mai aproape de supape existand astfel o mare varietate de solutii. Astfel de

la mecanismul classic cu arbore cu came montat in blocul motor, tacheti, tije,

impingatioare, culbutori si supape s-a trecut la constructii cu arbori cu came montatidirect in chiulasa.

FIG 4

1-tija impingatoare 2-supapa de admisie 3 si 5-elemente de reglaj 4- supapa de

evacuare 6elemente de fixare ax culbutori 7-culbutori 8-ax culbutori 9-ax cu came

10-tachet 11-arc pt fixare axiala a culbutorilor.


17/21

17

FIG 5

Comanda supapelor cu arbori montati in chiulasa se poate face prin

intermediul culbutorilor, a tachetilor si a tijelor impingatoare sau direct. Motoarele cu

performante ridicate folosesc pt comanda supapelor de admisie si evacuare, arbori cu

came separate, iar numarul de supape variaza de la 2 la 5 supape pe cilindru. O solutie

constructive simpla cu un singur arbore cu came si 4 supape pe cilindru este

prezentata in figura anterioara. Arborii cu came sunt legati cinematic de arboreal cotit

prin elemente ce transmit sincron miscarea de rotatie. In functie de solutia

constructiva si de performantele dorite aceste elemente pot fi roti dintate, lanturi cu

bolturi si role pe un rand sua pe mai multe, lanturi cu ecplise dintate pe mai multe

randuri sau curele dintate.

FIG 6

Schimbarea starii tehnice

Parametri de stare tehnica ai mecanismului de distributie care pot determina

modificarile functionale ale acestuia sunt forma si dimensiunile camelor, jocurile din

lantul cinematic de comanda, jocul dintre ghid si supapa, starea de etanseitate a

supapei pe scaun. Fazele de distributie sunt influentate in special de uzuri ce pot aparela nivelul cuplelor de frecare cama-tachet, lagare fusuri ax cu came, tacheti tije


18/21

18

culbutori, culbutori suapape, lagare ax culbutori. Uzura si elesticitatea componentelor

ce realizeaza transmiterea miscarii de la rborele cotit la cel cu came joaca un rol

important in realizarea corecta a fazelor de distributie. In acest caz uzurile apar in

mecanismele cu lant la nivelul cuplelor de frecare rola-bolt-eclisa lant, role-roti

dintate, lant-intinzator-patine. La transmisiile cu roti dintate uzurile sunt la nivelul

angrenajelor, iar la transmisiile prin curele starea tehnica este determinata decaracteristicile curelei. Deasemenea importanta deosebita in comportarea

mecanismului de distributie si implicit asupra fazelor de distributie o au arcurile de

supape. Mentinerea permanenta a contactului dintre came si elementele de comanda

ale supapei este determinata stabilitatea caracteristicii arcurilor.

FIG 7 a si b

a-dispozitiv de compensare cu surub si contrapiulita j-jocul din mecanism 2-

contrapiulita 3-surubul de reglaj 4-tija impingatoare.

b-dispozitiv de compensare cu pastila amovibila tacheti hidraulici.

Modificarea starii tehnice a mecanismului de distributie se manifesta printr-o

simptomatologie specifica prezentata sintetic in tabelul de mai jos.

TABEL

Nr current Simptom Cauze posibile

1 Zgmot puternic in regiunea supapelor 1.1 joc mare intre supapa si culb

Parametri de diagnosticare ce pun in evidenta modificarea parametrilor de stare

tehnica sunt jocul din mecanismul de comanda a supapei, zgomotele, fazele de

distributie si etanseitatea sistemului.

FIG 8


19/21

19

Verificarea cea mai simpla a valorilor nominale ale jocurilor consta in utilizarea

calibrelor de masura, in cazul uzurii culbutorilor reglajul distributiei cu ajutorul

calibrelor nu duce la rezultate satisfacatoare deoarece ca urmare a concavizarii

extremitatii culbutorului sau a tijei supapei jocul real este mai mare decat cel

masuratsi reglat si zgomotele persista in continuare.

Analiza zgomotelor

Analiza zgomotelor emise in lantul cinematic al mecanismului de distributie se

bazeaza pe faptul ca energia de impact a supapei variaza atunci cand se modifica jocul

si conditiile de asezare. Ascultarea cu stetoscopul constituie o metoda subiectiva, dar

foarte simpla de diagnosticare. Aparatura de inregistrare si prelucrare a zgomotelor

permite o diagnosticare cu precizie ridicata in cadrul aceleiasi familii de motoare.

Inregistrarea zgomotelor sub forma unor vibrograme prezinta avantajele unei analize

detaliate a asezarii pe scaun. In figura de mai jos se pot vedea vibrograme inregistrate

la inchiderea supapei in diferite situatii.

FIG 9 a,b,c.


20/21

20

Se pot observa in figura a amplitudinea si durata amortizarii in situatia unui joc marit

de aproximativ 0,5 mm , in figura b pt jocul normal de 0,15 mm, iar in figura c o

situatie in care jocul a fost reglat la o valoare mai mica decat cea normala.

TABEL 2 diagnosticarea la analiza zgomotelor

Verificarea fazelor distributiei

De remarcat ramane faptul ca mici modificari datorita jocurilor din mecanismul de

comanda ale cursei supapei produc la inceputul si sfarsitul acesteia mari decalaje

unghiulare. Metoda de diagnosticare consta in masurarea ridicarii supapelor in functie

de unghiul de rotatie al arborelui cotit. Metoda de diagnosticare consta in masurarea

ridicarii supapelor in functie de unghiul de rotatie al arborelui cotit raportat la

punctual mort superior al pistonului cilindrului respectiv. Practic este necesar sa se

realizeze masurarea sincrona a marimilor citite de un traductor de unghi montat pe

arborele cotit si un traductor de cursa pt supapa analizata. Static posibilitatile de

masurare sunt relative simple, operatiile necesare fiind urmatoarele: 1 se monteaza pe

fulia arborelui cotit un disc gradat care fata de un reper fix permite identificareapunctului mort superior pt cilindrul nr1. 2 se demonteaza capacul culbutorilor si

bujiile sau injectoarele se monteaza rigid un ceas comparator cu precizie de 0.01 mm

astfel incat tija de masura sa fie in contact cu talerul arcului montat pe supapa de

diagnosticare. 3 se roteste motorul incet si se noteaza in principal momentul de

incepere a ridicarii momentul asezarii pe scaun si cursa maxima a supapei. Dinamic

masuratoarea se poate realize cu ajutorul stroboscopului astfel: se indreapta fascicolul

luminos catre supapa de verificat modificandu-se momentul de aprindere a lampii

stroboscopice pana cand supapa diagnosticata pare statica si in pozitie inchisa, inainte

de deschidere notandu-se unghiul alfa1 si repetand procedeul se va masura unghiul

alfa2 corespunzator supapei inchise. Unghiul cat supapa este deschisa se calculeaza

prin diferenta.

Verificarea etanseitatii

Supapele etanseaza pe suprafete conice elemntele constructive ghid-tija

supapa-zona conica a scaunului si a supapei trebui sa indeplineasca conditii severe de

coaxialitate. Masurarea etanseitatii supapelor se poate realiza prin masurarea presiunii

de compresie imbunatatind etanseitatea in zona segmentilor prin introducerea unei

mici cantitati de ulei in cilindrul verificat. Daca valoarea presiunii de compresie nu

creste la introducerea de ulei in cilindru atunci zona de neetanseitate se afla in zona

supapelor sau garniturii de chiulasa. Diagnosticarea neetanseitatii se poate realiza cu

precizie mai mare prin masurarea scaparilor de aer si prin ascultarea in galleria de

admisie si evacuare a zgomotelor specifice produse de scaparile de aer cand seutilizeaza ramura de inalta pesiune a aparatului. Refacerea etanseitatii supapelor este

de mare importanta insa aceasta necesita demontarea chiulasei de pe motor. In

concluzie diagnosticarea rapida a mecanismului de distributie trebuie facuta prin

ascultarea zgomotelor produse si prin verificarea parametrilor energetici ai motorului.

Daca in urma acestei diagnosticari se pot trage concluzii care indica defecte situate in

mecanismul de distributie se continua diagnosticarea folosind metodele cele mai

potrivite prezentate mai sus.

FIG 10 a si b


21/21

21

tehnici de diagnosticare la autovehicule.pdf

Documents