Diagnosticare a Autovehiculelor Bogdan Ursu

149
STUDIU PRIVIND TEHNICILE SI ECHIPAMENTELE DE DIAGNOSTICARE A AUTOVEHICULELOR 1. Principii generale privind diagnosticarea autovehiculelor 1.1 Notiuni generale 1.2 Domeniile de utiliare a diagnosticarii in cadrul intretinerii autovehiculelor 1.3 Tipuri de diagnosticare 1.4 Clasele diagnosticarii tehnice a autovehiculelor 1.5 Tehnologia si structura procesului de diagnosticare 1.6 Rolul diagnosticarii in procesul de expluatare a autovehiculelor 1.7 Parametrii de diagnosticare 2 Diagnosticarea starii tehnice a motorului 2.1 Generalitati 2.2 Diagnosticarea generala a motorului 2.3 Diagnoza in detaliu a motorului 3 Echipamente pentru diagnosticarea tehnica a autovehiculelor 3.1 Echipamente pentru diagnosticarea instalatiilor si mecanismelor motorului 3.2 Echipamente pentru diagnosticarea si testarea generala a autovehiculelor 4 Aplicatie: Diagnosticarea tehnica a automobilului. 1 GABRIEL- BOGDAN URSU

description

Lucrare de disertatie Bogdan Ursu ERSIEP

Transcript of Diagnosticare a Autovehiculelor Bogdan Ursu

STUDIU PRIVIND TEHNICILE SI ECHIPAMENTELE DE DIAGNOSTICARE A AUTOVEHICULELOR

STUDIU PRIVIND TEHNICILE SI ECHIPAMENTELE DE DIAGNOSTICARE A AUTOVEHICULELOR

1. Principii generale privind diagnosticarea autovehiculelor1.1 Notiuni generale1.2 Domeniile de utiliare a diagnosticarii in cadrul intretinerii autovehiculelor1.3 Tipuri de diagnosticare1.4 Clasele diagnosticarii tehnice a autovehiculelor1.5 Tehnologia si structura procesului de diagnosticare1.6 Rolul diagnosticarii in procesul de expluatare a autovehiculelor1.7 Parametrii de diagnosticare2 Diagnosticarea starii tehnice a motorului2.1 Generalitati2.2 Diagnosticarea generala a motorului2.3 Diagnoza in detaliu a motorului3 Echipamente pentru diagnosticarea tehnica a autovehiculelor3.1 Echipamente pentru diagnosticarea instalatiilor si mecanismelor motorului3.2 Echipamente pentru diagnosticarea si testarea generala a autovehiculelor4 Aplicatie: Diagnosticarea tehnica a automobilului.

1. PRINCIPII GENERALE PRIVIND DIAGNOSTICAREA AUTOVEHICULELOR

INTRODUCERE

n anul 2014 au fost produse la nivel mondial mai mult de 80 de milioane de autovehicule, incluznd automobile i autoutilitare. Datorit acestor vnzri, industria auto este cel mai important sector al economiei cu cele mai mari venituri.n anul 2012 au fost vndute la nivel mondial un numr de 69.9 milioane de automobile noi: 22.9 milioane n Europa, 21.4 milioane n Asia-Pacific, 19.4 milioane n SUA i Canada, 4.4 milioane n America Latin, 2.4 milioane n Orientul Mijlociu i 1.4 milioane n Africa. Pieele din America de Nord i Japonia au stagnat, n timp ce alte piee ca cele din America de Sud i unele pri din Asia au crescut puternic. Din cele mai importante piee, China, Rusia, Brazilia i India au cunoscut cele mai mari creteri; China devenind att cel mai mare productor de automobile, ct i cea mai mare pia dup masiva cretere din 2009. n primele 5 luni din 2012, numrul total de automobile vndute a fost de 7.61 milioane n China (4.62 milioane n SUA) i numrul total de vnzri ateptate este n jur de 17 milioane (13.65 milioane n 2009), adic aproape dublu dect piaa din SUA.Aproape 250 milioane de autovehicule sunt utilizate n Statele Unite. La nivel global erau n jur de 806 milioane de maini i camioane uoare n anul 2012, consumnd aproximativ 982 miliarde de litrii de combustibil anual. Aceste date cresc ns rapid, n special n China. OEM(original Equipment Manufacturer)-urile din industria auto lucreaz n mod continuu la dezvoltarea de vehicule mai sigure, mai inteligente i mai eficiente din punct de vedere energetic. Multe dintre soluiile implementate sunt datorate noilor module de control electronic (ECM), fcnd ca electronica s fie sectorul cu dezvoltarea cea mai rapid din cadrul elementelor auto. Microcontrolerele cu memorie flash, nalt integrate, ce dispun de management energetic, se afl la baza ECM-urilor, i sunt elemente cheie ale sistemelor embedded pe care proiectanii le doresc pentru implementarea n sistemele curente i viitoare. Este tot mai pregnant competiia legat de consumul energetic redus, constrngerile legate de spaiul ocupat, conectivitatea ECM pentru posibilitatea de diagnosticare a sistemului, n timp ce costurile trebuie meninute ct mai reduse.

Figura.1.1 Numarul total de vehicule / principalele tari.

Dup cum numrul de ECM-uri continu s creasc, disponibilul energetic necesar al vehiculului este sub o presiune din ce n ce mai mare. Unele vehicule de nalt clas dispun de peste 80 de ECM-uri, ceea ce nseamn sarcini de curent foarte ridicate. O cale de a rspunde acestei cerine energetice poate fi creterea dimensiunilor bateriei. ns, bateriile de dimensiuni mai mari nu sunt o afacere ntr-un domeniu n care spaiul este limitat, iar masa este critic pentru a asigura un minim de consum de carburant. O opiune mai bun este concentrarea asupra cerinelor de consum energetic ale ECM-urilor care opereaz atunci cnd contactul este n stare off. Cu mai multe sarcini de putere prezente atunci cnd nu exist contact, OEM-urile auto restrng disponibilul energetic la mai puin de 1mA pe ECM. O familie de microcontrolere cu management energetic este un element cheie pentru proiectanii de sisteme embedded n acest mediu, n care o mare valoare este pus pe operaii eficiente energetic fr sacrificarea performanelor.Microcontrolerele cu management energetic ofer proiectantului memorie flash pe cip, o eficien bun a sistemului, o robustee crescut cu minimizarea costurilor i spaiului de plac, prin eliminarea componentelor externe.

Designerii au la dispoziie o mai mare versatilitate prin posibilitatea de a comuta ntre diverse moduri de management energetic, care ncorporeaz rutine de economisire de energie n aplicaiile software. Tehnologia nanoWatt ce caracterizeaz microcontrolerele Microchip Technology PIC ofer o bun gestionare energetic pe ntreaga lor gam de frecvene de operare. Aceste caracteristici au fost dezvoltate pentru a le furniza proiectanilor opiuni tehnice fezabile i economice pentru provocrile complexe asociate cu operarea sigur de joas putere.

1.1. Noiuni generale

Diagnosticarea tehnic a autovehiculelor reprezint totalitateaoperaiilor tehnice i tehnologice necesare pentru determinarea strii tehnice i a capacitii de funcionare a unui sistem sau a ntregului automobil, precum i evaluarea acestora n raport cu condiiile de exploatare fr demontarea pieselor sau a ansamblului respectiv.n acelai timp diagnosticarea permite evaluarea resursei remanente i a capacitii funcionale a automobilelor, n limitele solicitrilor date de regimul de exploatare i a prognozei duratei sigure de funcionare. n cadrul operaiilor de mentenan apare necesitatea cunoaterii strii de degradare, nivelul reglajelor i interaciunea elementelor sistemului dat, cu o precizie ct mai mare.Evalurile strii tehnice realizate prin metodele i mijloacele de diagnosticare tehnic sunt necesare i pentru limitarea solicitrilor n exploatare n funcie de tip, astfel nct s se poat lua unele msuri tehnice de refacere a capacitii funcionale, prevenind astfel avariile grave ale unitii tehnice respective. La ntreinerea tehnic n exploatare a autovehiculelor, diagnoza tehnic are ca scop determinarea strii de degradare a unei piese sau ansamblu, n corelaie cu nivelul nominal al parametrilor de funcionare.Evaluarea const n compararea strii tehnice momentane cu valoarea limit de funcionare sau cu o valoare limit de degradare. La diagnosticarea complex sau de profunzime a sistemelor se obin informaii complexe despre starea i funcionarea sistemului. Acestea sunt de interes practic n cazul ntreinerii tehnice, numai dac, prin diagnosticarea respectiv, se poate localiza i elementul, care provoac abateri funcionale ale sistemului.Evaluarea strii tehnice pe baza diagnosticrii complexe necesit cunotine temeinice despre structura obiectivului diagnosticat i a interaciunii elementelor componente. Se aplic procedee de gndire deductiv, care n cazul diagnosticrii complexe, pot fi configurate prin tehnica de calcul.

O caracteristic important a diagnosticrii tehnice este determinarea, prin msurtori, i evaluarea strii tehnice cu demontri puine sau, mai ales, fr demontare. Aceast nsuire este important, deoarece demontrile repetate duc la o intensificare a uzurii. Determinarea strii tehnice, fr demontare a componentelor, poate fi programat n perioada de exploatare, pe baza unor ntreruperi planificate ale funcionrii, n cadrul programului general de mentenan. Volumul de munc, n cazul diagnosticrii fr demontare, este mai redus ca n cazul demontrilor. Domeniul principal de utilizare a diagnosticrii, n procesul de mentenan a autovehiculelor, l reprezint inspeciile tehnice planificate i operative, controlul calitii ntreinerii, reviziile impuse de legislaii pentru sigurana circulaiei i protecia mediului. n domeniul tehnic diagnosticarea are o vast arie de aplicabilitate, pentru c are avantajul evitrii aprecierilor subiective a strii tehnice i asigur precizia aprecierilor cu un efort minim.

1.2 Domeniile de utilizare a diagnosticrii n cadrul ntreinerilor tehnice

Diagnosticarea funcional cuprinde un complex de msuri, prin care se verific direct sau indirect capacitatea de lucru a unui sistem pe baza msurrii principalilor parametri ai sistemului.Rezultatele msurrilor se compar cu valorile limit stabilite pentru sistemul dat. Diagnosticarea funcional utilizeaz, n general, mrimi msurabile complexe indirecte, fcnd posibil determinarea capacitii sistemului de exercitare a unei funciuni, precum i efortul necesar ndeplinirii funciunilor respective. n acest sens, diagnosticarea funcional cuprinde verificrile calitii recondiionrilor, reglajelor, pregtirea i supravegherea exploatrii sistemelor tehnice. n funcie de modul de efectuare, diagnosticarea funcional poate fi realizat intern (computer de bord) sau extern, cu aparate specializate pe sistemele autovehiculelor.n cazul n care elementul sau sistemul diagnosticat prezint mrimi n afara valorilor limit sau este complet nefuncional, se impune determinarea cauzelor abaterilor respective (dereglri inadmisibile sau elemente defecte).

Diagnosticarea defectoscopic are menirea s determine:

a) cauza defeciunii;b) localizarea elementelor defecte sau a dereglajului;c) parametrul de stare modificat.

Un rol important al diagnosticrii defectoscopice este i aprecierea modului n care sunt intercondiionate regimul de exploatare, sarcina de transport, regimul de mentenan cu natura defeciunii.Funcia de evaluare a diagnosticrii defectoscopice este stabilirea msurilor de repunere n funciune a sistemului. Volumul de munc pentru repunerea n funciune l constituie operaiile de reglaje, necesare sau operaiile de nlocuire a elementelor defecte nereglabile.Starea de defectare trebuie determinat fr demontare numai pe baza comparrii parametrilor de diagnosticare msurai, cu valorile limit a parametrilor respectivi. Pe baza evalurii diagnosticrii defectoscopice se stabilesc, n intervalul de prognoz al duratei remanente de funcionare, msurile de ntreinere preventiv i termenul viitoarei diagnosticri de control.Diagnosticarea resursei remanente de funcionare se realizeaz ca o operaie de sine stttoare de genul verificareplanificare. n baza rezultatelor diagnozei resursei (duratei) remanente de funcionare se prevd termenele raionale ale operaiilor de ntreinere i durata funcional a automobilelor.Diagnosticarea defectoscopic i diagnosticarea resursei remanente de funcionare formeaz mpreun diagnosticarea de degradare

1.3. Tipuri de diagnosticare

n afar de cele trei tipuri de diagnosticare: funcional, defectoscopic i diagnosticarea resursei remanente de funcionare, exist o clasificare tipologic, care se prezint n figura 1.2. n dependen de informaia primit se deosebesc diagnosticri complexe (globale) i diagnosticri de profunzime (peelemente). De exemplu, n cazul unei diagnosticri defectoscopice, prin diagnosticarea complex (global) se determin sistemul care prezint anomalii funcionale sau este defect i, dup aceea, pe baza diagnosticrii de profunzime, elementul defect sau dereglarea care a generat funcionarea anormal. Toate tipurile principale de diagnosticare tehnic pot cuprinde ntregul automobil (diagnosticare total, de ansamblu) sau numai un mecanism sau sistem din structura automobilului, n acest caz numindu-se diagnosticare parial. Diagnosticarea total sau parial poate s apar la toate cele trei tipuri principale de diagnosticare.Diagnosticrile pot fi repetate la intervale fixe (determinate decondiiile de exploatare) sau se efectueaz continuu cu aparatur adecvat la bordul autovehiculului. Aceste deosebiri duc la diagnosticarea periodic sau permanent. La intervale lungi ntre diagnosticri se practic utilizarea aparatelor externe n staii de diagnosticare specializate, care necesit un efort nsemnat de dotare tehnic. Informaiile de diagnoz utilizate cu frecven mare (temperaturi, presiuni etc.) se obin cu aparatur instalat n sistemele automobilului, cuplate cu uniti electronice de comand i control (computere de bord).

Figura. 1.2. Clasificarea tipologic a diagnosticrii tehnice

Sistemele automobilului au incorporai senzori singulari, care transmit semnale analogice la sistemul central de comand i de memorizare a datelor. n ceea ce privete succesiunea temporal, diagnosticrile planificate pe termen lung i cele legate de ntreinerea preventiv sunt globale sau pariale, iar n cazul unor defeciuni, diagnosticri defectoscopice.

1.4. Clasele diagnosticrii tehnice

Din punct de vedere al scopului i domeniilor de aplicaie a diagnosticrii tehnice, n cadrul mentenanei automobilelor, sedeosebesc cinci clase de diagnosticare. Diagnosticarea empiric. n cadrul acestei forme de diagnosticare se face o evaluare a strii tehnice, pe baza datelor nominale, obinnd o decizie de forma satisfctor-nesatisfctor. Diagnosticarea empiric nu aparine unei diagnosticri tehnice exacte, deoarece nu poate determina o prognoz de funcionare, ns la elemente sau sisteme simple poate fi satisfctoare n cazul n care se efectueaz de un personal cu experien. Se poate utiliza n cazul unei diagnosticri globale. Diagnosticarea tehnic simpl se aplic la stabilirea strii tehnice a sistemelor automobilului cu ajutorul aparatelor de msur, de regul, cu indicaii analogice sau digitale speciale sau legate de tip (sistemul de alimentare, sistemul de frnare sau direcie etc.).Evaluarea strii tehnice rezult din compararea mrimilor msurate cu valorile nominale ale parametrilor de stare, respectiv de diagnosticare i, prin urmrirea tendinei de modificare a parametrilor de diagnosticare, n raport cu valorile limit de degradare stabilite empiric. Pentru sistemele importante ale automobilului, pe baza acestei forme de diagnosticare, se obine o prognoz a resursei remanente de funcionare, dar cu eroare relative mare. Diagnosticarea tehnic simpl se utilizeaz n cadrul diagnosticrilor globale (defectoscopice) sau planificate, care se practic la ntreprinderile de transport auto. Diagnosticarea tehnic cu un sistem de aparate de verificat i evaluarea statistic a strii de degradare. Starea tehnic a sistemelor automobilului se determin cu un complet polivalent de aparate, asistate de calculator cu afiaj digital. Evaluarea strii tehnice se face n limitele de deteriorare stabilite anterior, iar rezultatul diagnozei se nregistreaz i se prelucreaz statistic, constituind baza pentru determinarea resursei remanente de funcionare. Aceast clas, pe baza unei succesiuni raionale a lucrrilor, permite diagnosticarea complex sau de profunzime i o ntreinere tehnic efectiv dependent de starea sistemului la un moment dat. Diagnosticarea tehnic cu un complex verificat de aparate i prelucrarea automat a informaiilor. O determinare cuprinztoarea strii tehnice a sistemelor se realizeaz prin intermediul unui complex a aparatelor de msur.Datele de msurare, de la caz la caz, chiar fr afiare digital, se transmit unui sistem de diagnoz interior, respectiv computer de diagnosticare, care coordoneaz procesele de msurare i evalueaz datele de diagnoz sau semnalele de diagnosticare, acestea fiind stocate ntr-o memorie i transmise unui calculator exterior (caset de diagnosticare). Evaluarea rezultatelor se realizeaz n comparaie cu limitele de deteriorare fundamentate statistic sau tehnico-tiinific sau pe baza prognozelor resurselor remanente de funcionare stabilite anterior.Datele de msurare, n cadrul acestei forme de diagnosticare, se prelucreaz automat, iar pe imprimant se obin msurile de repunere n funciune (reglajele necesare, nlocuiri etc.) Totodat, datele obinute dup msurare se stocheaz ntr-o memorie pentru utilizri ulterioare. Aceast clas este utilizat la diagnosticarea complex i de profunzime a sistemelor complicate. Diagnosticarea automat. Se caracterizeaz prin determinarea i evaluarea tuturor parametrilor de diagnosticare ntr-o succesiune continu, automat.Automatizarea poate fi extins pn la nivelul deciziilor de ntreinere. Efortul manual se reduce la corectarea sau reglarea poziional a senzorilor, respectiv a canalelor de semnale, iar reglajele ntre dou msurtori necesare trebuie s se realizeze cu o probabilitate redus. n prezent, n practica construciei i exploatrii automobilelor, pot aprea i forme mixte. Clasele de diagnosticare amintite mai sus sunt destinate n primul rnd diagnosticrilor exterioare. Pentru diagnosticrile interne sunt realizabile diagnosticri tehnice simple, diagnosticarea asistat de calculator i evaluarea statistic a strii de deteriorare pn la indicarea unor msuri de ntreinere. Nivelul actual este reprezentat de clasele 3-4 i, n cazuri simple, de clasele 1 i 2. Clasa a 5-a se aplica la sisteme complexe (motor, instalaie de frnare etc. ) n figura 1.3 se prezint o imagine de ansamblu a procedeelor de diagnosticare.

Figura 1.3 Procedee de diagnosticare

1.5. Tehnologia i structura procesului de diagnosticare

Un proces de diagnosticare din sfera mentenanei automobilelor poate fi structurat n:

a) procesul de msurare pentru diagnoz;b) procesul de evaluare a rezultatelor.

Valorificarea rezultatelor diagnozei pentru ntreinere i prognoz se realizeaz printr-un proces parial de prelucrare a datelor obinute la verificarea mai multor uniti (automobile, motoare de tip asemntor) ntr-un interval de timp sau asupra unui singur exemplar, care a fost supus unui ir de verificri ntr-un interval de timp dat. Aceste informaii pot defini evoluia fenomenului (proces de uzur, mbtrnire etc.) i n consecin determin strategia de ntreinere, dependent de starea tehnic a sistemului respectiv.n figura 1.4 se prezint schematic structura procesului de diagnosticare din acest punct de vedere i ntreptrunderea dintre procesul de diagnosticare i procesul de ntreinere. Sgeile indic fluxul funcional.

Figura. 1.4 Schema structural a procesului de diagnosticare.

Rezultatele diagnosticrii conin att nivelul strii tehnice a unui sistem ct i o serie de informaii, de genul, parcursului optim pentru operaiile de mentenan, instalaiile cele mai adecvate pentru ntreineri, disponibilitatea capacitii de ntreinere (material, fora de munc etc.). Ca tehnologie de diagnosticare este definit combinaia de aparate, procedee de msurare i evaluare pentru rezolvarea unor probleme de diagnosticare. n dependen de scopul i de starea obiectului de diagnosticare se deosebesc urmtoarele forme de tehnologii:

a) tehnologii de diagnosticare planificate, care cuprind diagnosticri globale bine determinate (de exemplu, determinarea puterii, a consumului specific de combustibil la un motor ntr-un punct de funcionare definit din caracteristica de turaie sau funcionarea instalaiei de frnare);

b) tehnologii de diagnosticare variabile, ntocmite n baza unor scheme-cadru, n special pentru diagnosticarea defectoscopic, n situaia apariiei unui rezultat negativ de diagnosticare funcional global sau pierderea vizibil a capacitii de funcionare.

n acest caz, n funcie de situaie, apare util diagnosticarea de profunzime, viznd diferite procedee de msurare pentru aceeai mrime de stare, ntr-o succesiune optimal stabilit empiric sau asistat de calculator. Aceast succesiune const dintr-o ealonare periodic a proceselor de msurare pentru diagnosticare i de evaluare a rezultatelor pn la soluionarea problemei n ansamblu.

1.6. Rolul diagnosticrii n procesul de exploatare al automobilelor

Diagnosticarea este operaia care determin necesitile reale de efectuare a unor lucrri de ntreinere (reglaje, nlocuiri de componente). Pentru a asigura eficacitatea diagnosticrii n ansamblul procesului de exploatare este necesar s fie ndeplinite condiiile:

a) combinarea operaiilor de diagnosticare cu operaiile curente de ntreinere tehnic (splri, gresri, curri etc.), legtur necesar, avnd n vedere c unele operaii de diagnosticare presupun o pregtire prealabil a automobilului (splri, curri), pentru reducerea timpului de staionare a automobilelor.

b) combinarea diagnosticrii cu operaiile de ntreineri ireglaje, instalaiile de diagnosticare trebuie s coopereze nemijlocit sau mijlocit cu instalaiile de ntreinere, aceasta deoarece pe de-o parte, sunt necesare mici ntreineri ntre dou diagnosticri pariale i, pe de-alt parte, utilizatorului i sunt de mai mic importan datele, privind starea tehnic a autovehiculului, dac nu sunt urmate de operaii de ntreinere, care deriv din evaluarea diagnosticrii;

c) diagnosticarea tehnic s se efectueze n timpii de staionare admii ai automobilelor, iar timpul efectiv consumat pentru diagnoz s fie mai redus dect timpul necesar nlocuirilor pariale ale elementelor defecte.

Eficiena economic a instalaiilor de diagnosticare, odat cu creterea complexitii lor, se asigur printr-o ncrcare mai mare a acestora n timp. n cazul parcurilor mari de autovehicule, este raional ca instalaiile de diagnosticare s fie n proprietatea utilizatorului de parc, iar la un numr redus de autovehicule instalaiile de diagnosticare se concentreaz n ntreprinderi de servicii specializate n operaii de diagnoz ntreinere reparaii. Diagnosticarea permanent la bord a autovehiculelor asigur o verificare continu, dependent de starea tehnic. Dispunerea senzorilor i circuitelor de transmitere a semnalelor la microprocesorul de bord se realizeaz prin construcia automobilului. Avantajele efecturii operaiilor de mentenan n exploatarea automobilelor, n general, pe baza diagnosticrii, asigur o serie de avantaje cum ar fi:

a) funcionarea sigur n exploatare cu luarea n considerare a condiiilor variabile de exploatare;b) micorarea timpilor de staionare condiionai de ntreinerea tehnic;c) reducerea timpului efectiv de lucru la operaiile de ntreinere prin diagnosticare defectoscopic;d) exploatarea sigur a automobilelor la parametrii economici optimi i n concordan cu normele de poluare; e) economii de materiale de ntreinere prin larga utilizare a rezervelor de uzur existente i o ntreinere dependent de defeciune.

Aceste avantaje sunt posibile printr-o organizare optim a procesului de diagnosticare, reducerea erorilor de diagnoz i evaluarea corect a rezultatelor diagnosticrii, corelate cu comportarea automobilelor n condiiile specifice. Totodat, n acest sens, se impune asigurarea unei cooperri favorabile ntre diagnosticare i ntreinere.

1.7. Parametrii de diagnosticare

n sistemul de diagnosticare elementul esenial l constituie parametrii de diagnosticare, deoarece ei influeneaz ntreaga structur a sistemului. Funcionarea automobilelor este condiionat de interaciuneantre piesele constituite n structuri n serie sau n paralel, precum i de interaciunea cu mediul exterior. n procesul de exploatare aceste structuri sufer modificri continue sau discrete, recnd, astfel, prin diverse faze, care reprezint abateri mai mici sau mai mari, maimult sau mai puin importante de la starea iniial.

Aceste modificri sunt de natur dimensional i de form mecanic, de structur fizic, chimic, electric sau complex. Ele se pot exprima cantitativ, prin schimbarea valorilor unor parametri, ce caracterizeaz starea sistemului sau structurii respective (instalaie, mecanism etc.) numii parametri de stare. De cele mai multe ori ns, determinarea valoric exact a acestor parametri nu este posibil, ceea ce ngreuneaz operaiile de determinare a strii tehnice. De aceea, se recurge la un procedeu de stabilire indirect a strii tehnice, prin aprecieri indirecte, opernd cu alte mrimi dependente ntr-un anumit fel de parametrii de stare i msurabile pe o cale oarecare. Valoarea acestor parametri, numii parametri de diagnosticare, constituie exprimarea cantitativ a schimbrilor survenite n structura ansamblului autovehiculului i, deci, a modificrilor parametrilor de stare ai acestuia. De exemplu, grupul piston-cilindru are ca proces funcional de baz producerea de lucru mecanic util, dar pe lng aceasta mai apar i alte procese auxiliare parazite: nclzire, fum la evacuare, zgomote, bti, arderea uleiului din sistemul de ungere, modificri le presiunii de compresie, scpri de gaze n carter etc. Astfel de procese nsoitoare nu apar n cazul sistemelor cu stare tehnic bun, sau se produc cu o intensitate neglijabil, accentundu-se numai n cazul producerii defeciunilor, n multe cazuri apariia lor este legat implicit de nrutirea parametrilor tehnici de exploatare ai mainii, dar constituie indiciul sigur al existenei defeciunii. Intensitatea desfurrii acestor procese este determinat de starea tehnic a pieselor, care constituie acest grup: pistonul, segmenii i cilindrul, adic de parametrii si de stare:

a) jocul dintre piston i cilindru; b) jocul axial al segmenilor n canale; c) fanta segmenilor; d) elasticitatea i integritatea lor.

Aceste mrimi nu pot fi msurate direct de la exterior, fr demontarea motorului, dar variaia lor, poate fi apreciat cantitativ indirect prin urmtoarele mrimi:

a) putere;b) consum de combustibil i lubrifiant;c) densitate de fum n gazele de evacuare;d) debitul i presiunea gazelor scpate n carter;e) presiunea n cilindru la sfritul compresiei; f) scprile de aer;g) intensitatea i natura zgomotelor.

Aceste mrimi sunt msurabile fr demontarea motorului i constituie parametrii de diagnosticare ai grupului piston-cilindru. Avnd n vedere cele de mai nainte, parametrii de diagnosticare se mpart n trei categorii: Parametrii, care in de procesele fundamentale i, care determin funcionabilitatea automobilului: puterea motorului, consumul de combustibil, distana de frnare, deceleraia, gradul de patinare al ambreiajului, temperatura lichidului de rcire. Aceti parametri dau informaii globale asupra strii tehnice generale a automobilului sau a unora din ansamblurile sale. De aceea, ei servesc pentru diagnosticarea general sau complex a automobilului, prin care se urmrete determinarea strii generale a automobilului fr localizarea precis a defectelor. Diagnosticul n asemenea cazuri este: admisibil neadmisibil pentru exploatare. general d verdicte de funcionabilitate ale automobilelor sub raportul cerinelor, privind economia de combustibil i lubrifiani, privind securitatea circulaiei i normele de poluare. Parametrii de diagnosticare care deriv din fenomenele, care nsoesc procesele fundamentale: vibraii, zgomote, modificri chimice etc. Aceast categorie de parametri ofer informaii mai nguste, ns restrnge aria de investigaie, localiznd defeciunea. Din acest motiv este folosit la cercetarea amnunit a ansamblurilor i pieselor vehiculului i poart denumirea de diagnosticare de profunzime sau pe elemente. Diagnosticarea pe elemente o succede pe cea general n cazul n care la diagnosticarea general a rezultat necorespunztor i urmrete s determine exact starea tehnic a ansamblurilor (motor, transmisie, frne etc.), preciznd i necesitatea de ntreinere sau reparare. Parametrii geometrici reprezint a treia grup a parametrilor de diagnosticare, care conin mrimi cum sunt: jocul axial i jocul radial, coaxialitatea, cursa liber, paralelismul, unghiuri etc. Parametrii geometrici ofer informaii limitate, dar concrete asupra strii tehnice a organelor aflate n interaciune. Alegerea parametrilor de diagnosticare se face n funcie de caracteristicile lor, care exprim legturile lor cu parametrii de stare. Particularitile parametrilor de diagnosticare sunt: univocitatea, sensibilitatea, informativitatea, stabilitatea, economicitatea. Univocitatea - exprim caracterul legturii ntre parametrii de stare i cei de diagnosticare. n caz contrar, unei valori a parametrului de diagnosticare D i corespunde mai multe stri tehnice S1, S2, S3 dintre care unele pot iei din domeniul limit admisibil n exploatare, fr ca factorul de diagnosticare s semnaleze aceasta. Sensibilitatea unui parametru de diagnosticare arat variaia sa specific, atunci cnd valoarea parametrului de stare s-a modificat elementar. Informativitatea parametrului de diagnosticare exprim probabilitatea stabilirii diagnosticului tehnic exact prin folosirea parametrului respectiv. Informativitatea este expresia legturilor dintre parametrii de stare i cei de diagnosticare, maxim n cazul n care parametru de diagnosticare D este determinat de un singur parametru de stare S. Gradul de informativitate este redus n cazul n care parametrul de diagnosticare D este influenat de mai muli parametri de stare S; adic D = f (S1, S2, S3). Prin acest fapt, informativitatea reprezint probabilitatea stabilirii corecte a diagnosticului prin utilizarea parametrului de diagnosticare respectiv. Stabilitatea (repetabilitatea) parametrului de diagnosticare este determinat de abaterea minim a mrimii acestuia fa de valoarea sa medie, n cazul repetrii probelor, n acelai condiii de testare. Un parametru de diagnosticare este cu att mai valoros cu ct repetabilitatea sa este mai mare, deci cu ct valorile obinute sunt mai grupate. Economicitatea exprim cheltuielile specifice impuse de msurarea parametrului de diagnosticare. Alegerea parametrilor de diagnosticare din totalitatea parametrilor disponibili se face, folosind criteriile enumerate mai sus. Stabilirea numrului total de parametri de diagnosticare ai unui sistem are loc pe baza unei scheme, n care sunt figurate legturile structurale dintre sistem i mrimile fizice, cu ajutorul crora se pot face aprecieri cantitative asupra proceselor principale i auxiliare. Mrimea optim a periodicitii diagnosticrii va fi cea care va realiza coeficientul de stare tehnic cel mai ridicat, cu cele mai mici cheltuieli specifice de diagnosticare.

2. DIAGNOSTICAREA STRII TEHNICE A MOTORULUI

2.1. Generalitati

Motorul cu ardere intern, cupiston, este un motor termic care, prin evoluia amestecului combustibil,transform energia termic n lucru mecanic. Evoluia amestecului combustibil n motor este realizat cu ajutorulpistonului, care, prin intermediul mecanismuluibiel-manivel, transform micarea alternativ de translaie n micare de rotaie.

Figura. 2.1 Seciune printr-un motor termicn figura de mai sus se prezint o seciune printr-un motor termic cu piston:1. bujie(n cazul unui motor diesel locul bujiei este luat de injector)2. arbore cu came3. supapa de admisie4. galerie de admisie5. chiulas6. blocul motor7. arbore cotit8. biel9. piston10. bol11. segmeni12. galerie de evacuare13. supapa de evacuare14. arbore cu came

Pentru a nelege mai bine amplasarea pistoanelor n raport cu arborele cotit n figura de mai jos se face reprezentarea spaial a unui motor cu patru cilindrii n linie i patru supape pe cilindru.

Figurs 2.2 Vedere 3D a mecanismului motor

Elementele componente ale mecanismului motor:1. arbore cotit2. biel3. piston4. supap5. roi de antrenare arbori cu came6. arbore cu came7. tachei

Cunoscnd elementele componente ale unui motor putem discuta Un ciclu motor complet reprezint succesiunea de operaii care conduce la obinerea de lucru mecanic.

Astfel putem deosebi: motoare ndoi timpii motoare npatru timpi. Definiia PMI i PME nainte de a discuta ciclul motorului definim doi termeni des utilizai n domeniul motoarelor pentru automobile:Punctul Mort Interior (PMI)1. este poziia n carepistonuleste cel mai aproape de chiulas, iar axabieleieste n continuarea axei pistonului2. este punctul n care vitezapistonuleste nul3. este poziiapistonuluila care corespunde volumului minim ocupat de fluidul motor n cilindruPunctul Mort Exterior (PME)1. este poziia n carepistonuleste cel mai departe de chiulas iar axabieleieste n continuarea axei pistonului2. este punctul n care vitezapistonuluieste nul3. este poziiapistonuluila care corespunde volumului maxim ocupat de fluidul motor n cilindru

Figura 2.3 Punctele moarte, interior i exterior, ale unuipiston.

Deoarece automobilele sunt echipate ntr-o proporie foarte mare, aproape exclusiv, cu motoare n patru timpi, n acest articol, ne vom rezuma doar la studiul acestora.Avnd toate noiunile de baza putem trece la explicarea celorpatru timpicare definesc unciclu motor:I. timpul 1: admisia sau admisiuneaII. timpul 2: comprimarea sau compresiaIII. timpul 3: destindereaIV. timpul 4: evacuareaCiclul de funcionare n patru timpi al motorului Timpul 1: ADMISIA1. supapa de admisie este deschis, aerul (diesel) sau amestec aer-combustibil (benzin) este introdus n cilindru2. supapa de evacuare este nchis pentru a mpiedica introducerea de gaze arse napoi n cilindru3. pistonulpleac din PMI i se deplaseaz ctre PME

Figura. 2.4 Admisia ntr-un motor cu ardere intern.

Timpul 2: COMPRIMAREA

1. ambele supape sunt nchise2. pistonulse deplaseaz de la PME la PMI comprimnd aerul/amestecul carburant din interiorul cilindrului

Figura. 2.5 Admisia Comprimarea ntr-un motor cu ardere intern.Timpul 3: DESTINDEREA1. ambele supape sunt nchise2. pistonulpleac din PMI i se deplaseaz ctre PME fiind mpins de presiunea generat n urma arderii amestecului carburant

Figura. 2.6 Destinderea ntr-un motor cu ardere intern.Timpul 4: EVACUAREA1. supapa de admisie este nchis2. supapa de evacuare este deschis3. pistonulse deplaseaz de la PME la PMI evacund gazele arse din interiorul cilindrului

Figura 2.7 Evacuarea ntr-un motor cu ardere intern.

Rezult c pentru a avea unciclu motor completarborele cotit trebuie s efectueze dou rotaii complete, cu alte cuvinte sa se roteasc720.

Parametrii de stare i de diagnosticare

Simptomul este un semn al unei stri anormale (gr. symptoma a se ntmpla).

O stare febril (supranczire), o anemie (scderea puterii) sau o tuse scitoare (zgomote sau bti) sunt doar cteva din indiciile care pot conduce la un diagnostic.

Plecnd de la un simptom, orice diagnostician poate emite mai multe ipoteze. Fiecare ipotez trebuie cercetat, verificat i confirmat, pentru a se putea emite o judecat corect cu privire la cauza acestei comportri anormale a automobilului.Pentru emiterea ipotezelor specialitii pot folosi, pe lng propria experien, informaiile din documentaia tehnic pus la dispoziie de constructori sau n literatura de specialitate. De regul aceste informaii sunt prezentate sub forma unor tabele sau diagrame prin care fiecrui simptom i se asociaz cteva cauze (defecte) posibile.

Automobilul constituie un complex de piese organizate n structuri, dispuse succesiv sau n paralel, a cror funcionare depinde de interaciunea dintre ele sau cu mediul exterior. n timpul procesului de lucru aceste structuri sufer modificri continue sau discrete, trecnd prin diverse stri care reprezint abateri mai mult sau mai puin importante de la structura iniial. Astfel de modificri sunt de natur:

dimensional sau de form; mecanic; fizico-chimic; electric; complex.

Ele se pot exprima cantitativ, prin schimbare valoric a unor parametrii ce caracterizeaz starea organului sau structurii respective (sistem, instalaie, mecanism), numii parametrii de stare.

De cele mai multe ori determinarea valoric exact parametrilor de stare nu este posibil, ceea ce ngreuneaz sensibil operaiile de determinare a strii tehnice sau chiar le face imposibile. De aceea trebuie s se recurg la un procedeu de stabilire indirect a strii tehnice a mainilor opernd cu alte mrimi, dependente ntr-un anumit fel de parametrii de stare, i msurabile.

Valoarea acestor parametrii, numii parametrii de diagnosticare, constituie exprimarea cantitativ a manifestrii exterioare a mutaiilor survenite n structura ansamblului mainii i deci a modificrii parametrilor de stare ai acestuia.Clasificarea parametrilor de diagnosticare

A. Parametrii care in de procesele de lucru fundamentale i care determin funcionabilitatea obiectului diagnosticrii

Sunt parametrii care ofer informaii globale asupra strii tehnice generale a automobilului sau a unora din ansamblurile sale. De aceea ei servesc pentru aa-numitul proces de diagnosticare general a mainii, n care se urmrete determinarea strii generale a mainii fr diagnosticarea exact a defectelor. n decursul unor asemenea teste, diagnosticul este de tipul corespunztor necorespunztor pentru exploatare. Diagnosticarea general d verdicte de funcionabilitate a automobilelor sub raportul cerinelor privind economia de carburant i lubrifiant, securitatea circulaiei, norme ecologice de poluare complex (chimic, optic, acustic).Pentru automobile, astfel de parametrii sunt: puterea motorului consumul de combustibil spaiul de frnare gradul de patinare al ambreiajului temperatura lichidului n sistemul de rcire, etc

B. Parametrii care deriv din fenomenele care nsoesc procesele de lucru fundamentale, de exemplu: vibraii, zgomote, modificri chimice, etc.

Aceast categorie ofer informaii mai nguste, dar capabile s restrng aria de investigaie preciznd locul defeciunii. De aceea ea este folosit n cercetarea amnunit a ansamblurilor i pieselor vehiculului n procesul numit diagnosticarea pe elemente. Diagnosticarea pe elemente o succede, de regul, pe cea general, atunci cnd diagnosticul a fost necorespunztor i urmrete s determine exact starea tehnic a ansamblurilor, subansamblurilor sau chiar a organelor de maini, preciznd necesitatea de ntreinere i reparaii.

C. Parametrii geometriciParametrii geometrici dau informaii foarte limitate, dar concrete, asupra strii tehnice a organelor aflate n interaciune.Din rndul acestor parametrii fac parte: cursa liber, jocul axial, jocul radial, coaxialitatea, paralelismul, diferite unghiuri. Caracteristicile parametrilor de diagnosticare

Alegerea parametrilor de diagnosticare se face n funcie de caracteristicile lor. Acestea exprim legturile dintre ei i parametrii de stare. Aceste caracteristici sunt: univocitatea sensibilitatea informativitatea stabilitatea economicitatea

Univocitatea exist atunci cnd unei valori a parametrului de stare S i corespunde o singur valoare a parametrului de diagnosticare D, n toat plaja de variaie a parametrului de stare, de valoarea nominal sau iniial Sn la valoarea limit Sl. Pentru a avea un caracter univoc, variaia parametrului de diagnosticare D = f(S) trebuie s fie monoton (strict cresctoare sau strict descresctoare), n toat plaja de valori cuprinse ntre Sn i Sl, (curbele 1 i 2). n caz contrar (curba 3), unei valori a parametrului de diagnosticare i corespund mai multe stri tehnice (S1, S2, S3 ), dintre care unele pot iei din domeniul limit admisibil n exploatare, fr ca factorul de semnalizare s semnalizeze acest lucru.

Error! Objects cannot be created from editing field codes.

Variaia parametrilor de diagnosticare

Sensibilitatea unui parametru de diagnosticare reprezint variaia sa specific atunci cnd valoarea parametrului de stare s-a modificat elementar i este dat de valoarea absolut a raportului:Error! Objects cannot be created from editing field codes.Informativitatea exprim probabilitatea stabilirii diagnosticului tehnic exact, prin folosirea acestui parametru.

Informativitatea este expresia complexitii legturilor dintre parametrii de stare i cei de diagnosticare. Ea este maxim n cazul legturilor simple, cnd valoarea unui parametru de diagnosticare D este determinat de un singur parametru de stare:

SD

Informativitatea este mare i atunci cnd un parametru de stare determin valorile mai multor parametrii de diagnosticare:

SD2D1D3

Informativitatea este redus atunci cnd mai muli parametrii de stare influeneaz: acelai parametru de diagnosticare:

S2DS3S1

valorile mai multor parametrii de diagnosticare:

S2D2S3S1D1Astfel de legturi, care caracterizeaz parametrii de diagnosticare cu informativitate slab, sunt proprii ansamblurilor cu structuri complexe. n acest caz, gradul cel mai nalt de informativitate l va avea parametrul de diagnosticare care atinge nivelul limit admisibil Dl, corespunztor valorii limit Sl a unui parametru de stare, n cazul unei singure defeciuni probabile, iar cea mai mic informativitate o va avea acel parametru de diagnosticare care atinge valoarea limit n cazul tuturor defeciunilor posibile.Stabilitatea (repetabilitatea) parametrului de diagnosticare este determinat de abaterea maxim a mrimii acestuia fa de valoarea sa medie n cazul repetrii probelor, n aceleai condiii de testare. Un parametru de diagnosticare este cu att mai valoros cu ct repetabilitatea sa este mai mare, adic cu ct valorile obinute sunt mai grupate.Economicitatea este caracteristica ce surprinde aspectele tehnico-economice ale oportunitii msurrii parametrului de diagnosticare respectiv: cheltuieli specifice impuse de msurare, tehnologia determinrii parametrului, expeditivitatea, etc. Stabilirea numrului total de parametrii de diagnosticare se realizeaz pe baza unei scheme n care sunt figurate legturile dintre sistem i mrimile fizice, cu ajutorul crora se pot face aprecieri cantitative asupra proceselor principale i auxiliare. Valori caracteristice ale parametrilor de stare i de diagnosticareStarea tehnic a sistemului diagnosticat se poate aprecia dup valorile parametrilor si de stare, care n timpul exploatrii sufer modificri permanente, continue sau discrete.

Variaiile continue sunt determinate de uzura normal, de mbtrnirea materialelor, de coroziune, etc. i urmeaz o evoluie corespunztoare modului propriu de desfurare a acestor procese. Folosind instrumentarul statistic, teoria fiabilitii ncadreaz modificrile parametrilor de stare n legi probabilistice cu ajutorul crora se poate opera folosind metode matematice, clasice sau combinate cu aparatur electronic de calcul.

Error! Objects cannot be created from editing field codes.

Modificarea parametrilor de stareModificrile discrete ale parametrilor de stare ai mainilor sunt provocate fie de aciunea distructiv prilejuit de unele condiii de exploatare neglijent (ocuri, izbiri), fie de existena unor defecte ascunse de fabricaie sau reparaie. Cderile provocate de astfel de cauze nu respect o lege determinat, i de aceea evoluia lor nu poate fi expus matematic, motiv pentru care ele ies de sub incidena diagnosticrii. Exploatarea i ntreinerea necorespunztoare a mainii (folosirea unor materiale de ntreinere i reparare improprii, nerespectarea periodicitii operaiunilor de ntreinere tehnic i de reparaii curente, reglaje defectuoase, regimuri termice i de solicitare mecanic exagerat de nalte etc) imprim o uzur accelerat a pieselor i subansamblurilor mainii, dar cu caracteristici asemntoare proceselor de uzur normal. Aadar, att n cazul uzurii normale, ct i n cazul uzurii forate, un parametru de stare oarecare are o variaie continu, n timpul creia el ia diferite valori. n mulimea acestora se disting trei niveluri, fiecare dintre ele corespunznd unei stri caracteristice a automobilului.Stri caracteristicePrima categorie de stri este caracteristic mainilor noi sau ieite din reparaie capital; valorile parametrilor de stare. Valorile parametrilor de stare corespunztoare acestei stri se ncadreaz n limitele de toleran ale proceselor respective de fabricaie sau de reparaie prevzute n documentaia tehnic. Aceste valori se numesc nominale sau iniiale (Sn) i se stabilesc, de regul, dup terminarea perioadei de rodaj al autovehiculului. Dup un timp de exploatare oarecare, parametrii de stare sufer modificrii care, fr a produce cderea vehiculului, afecteaz obiecional starea tehnic i provoac apariia unor efecte simptomatice secundare (zgomote, fum la evacuare, creterea concentraiei de ageni poluani sau a temperaturii, scderea puterii, majorarea consumului de combustibil, etc). Vehiculul poate fi exploatat n continuare chiar n prezena acestor manifestri, pn la urmtoarea reparaie tehnic planificat, dar starea sa tehnic nu mai poate fi considerat bun. Valoarea parametrului de stare care limiteaz exploatarea vehiculului se numete admisibil (Sa) i se realizeaz dup un rulaj l a. Exploatarea vehiculelor dup atingerea acestei situaii este legat de creterea riscului de producere a avariilor, a cror probabilitate crete cu rulajul i atinge nivelul maxim dup parcurgerea rulajului l l, cnd parametrul de stare se situeaz la nivelul limit (Sl). Aceast situaie corespunde scoaterii din funciune a piesei, subansamblului sau mainii n ansamblu n afara domeniului de funcionabilitate.Prin urmare, autovehiculul, un subansamblu sau o pies se poate afla n:(I) n stare bun i de funcionabilitate;(II) n stare rea i de funcionabilitate;(III) n stare de rea i nefuncionabilitate.Un vehiculul poate deveni nefuncional i din alte cauze dect cea a unei cderi. Exist defeciuni, impuse ca atare de reglementri oficiale, care afecteaz sigurana circulaiei sau determin emisia de noxe ntr-o msur care conduce la interdicia de folosire a autovehiculului.Valorile nominale ale parametrilor de diagnosticare sunt stabilite de uzinele constructoare, pe baza documentaiei tehnice, a cercetrilor de laborator sau de exploatare. Ele pot fi supuse corecturilor care in seama de regimul exploatrii autovehiculului (de exemplu se accept o valoare iniial mai mare a consumului de combustibil dac vehiculul este exploatat n condiii grele ori se accept o putere mai mic dac rulajul se efectueaz la altitudini ridicate); astfel de corecii sunt prevzute de regul, n normative uzinale sau departamentale.

Determinarea valorilor limit ale parametrilor de diagnosticare se efectueaz pe baze statistice printr-un procedeu relativ laborios, plecnd de la msurarea efectiv a valorilor unui parametru de diagnosticare ntr-un parc de maini cu diferite stri tehnice. Mulimea strilor stabilite va reprezenta toate strile mainilor, sarcina cercettorului fiind de a stabili nivelul valoric al parametrului de diagnosticare care este limita unde se realizeaz strile cu iminen de cdere.

Modificarea strii tehnice a motorului

Modificarea strii tehnice a motorului se produce datorit uzurii naturale sau forate a mecanismelor i instalaiilor sale, fie dereglrii sau deteriorrii unora dintre ele. Aprecierea strii ehnice a acestui ansamblu al automobilului se poate face global (diagnosticare global sau general) sau pe elemente (diagnosticarede profunzime sau pe elemente). n primul caz, n care trebuie s se precizeze dac motorul mai poate fi exploatat sau nu, se aleg ca parametri de diagnosticare mrimi, care au legturi multiple cu parametrii de stare ai motorului, deci, a cror valoare depinde de starea tehnic a mai multora din componentele motorului. Aceti parametri sunt: puterea, consumul de combustibil, gradul de poluare al gazelor de evaluare i nivelul de zgomot. Legtura dintre aceti parametri de diagnosticare i parametrii de stare ai elementelor motorului este prezentat n tab. 2.1. Diagnosticarea pe elemente se efectueaz n cazul n care unul din parametrii de diagnosticare general are o valoare, care depete nivelul admisibil. n acest caz se trece la diagnosticarea ansamblurilor motorului, care afecteaz nivelul parametrului de diagnosticare gsit ca valoare necorespunztoare. Parametrii de diagnosticare pe elemente depind de mecanismul sau instalaia testat. Diagnosticarea pe elemente succede, de regul, cea general i urmrete determinarea strii tehnice a motorului i subansamblurilor lui, preciznd necesitatea de ntreineri i reparaii.

Tabelul 2.1. Legturile parametrilor de diagnosticare cu parametrii de stare ai motoarelor2.2. Diagnosticarea general a motorului

Figura 2.8 diagnosticarea general a motorului

Parametrii de stare

Puterea i consumul de combustibil Instalaia de alimentare cu aer Instalaia de alimentare cu combustibil Mecanismul motor Mecanismul de distribuie Sistemul de rcire Instalaia de aprindere Gradul de poluare Instalaia de alimentare cu aer Instalaia de alimentare cu combustibil Mecanismul motor Mecanismul de distribuie Instalaia de aprindere Nivelul de zgomot Mecanismul motor Mecanismul de distribuie Sistemul de rcire Instalaia de alimentare cu aer Instalaia de alimentare cu combustibil

Diagnosticarea general a grupului motopropulsor urmrete stabilirea modului n care se realizeaz transmiterea puterii motorului la roile motoare.Deoarece au multiple legturi cu parametrii de stare ai automobilului, parametrii de diagnosticare urmrii sunt: puterea la roat Pr consumul de combustibil C100 la suta de km de rulaj

Puterea la roat depinde de urmtorii parametrii de stare: coeficientul excesului de aer () randamentul indicat ( i) randamentul mecanic al motorului ( m) randamentul transmisiei ( tr) coeficientul pierderilor de putere n frn ( fr)Aceti parametrii pot oferi indicaii asupra strii tehnice a unor componentele ale grupului motopropulsor:

Pr i m tr frReglajul i starea instalaiei de alimentareStarea filtrului de aerStarea galeriei de admisiuneStarea suflantei de aerStarea de etanare a galeriei de admisiune la motoare supraalimentate i la cele cu carburatorStarea i reglajul instalaiei de aprindereStarea i reglajul mecanismului de distribuieGradul de etanare al cilindrilorStarea galeriei de evacuareStarea sistemului de rcireStarea organelor auxiliare ale motoruluiStarea mecanismului motorStarea sistemului de ungereStarea sistemului de rcireStarea i reglarea ambreiajuluiStarea cutiei de vitezeStarea reductor-distribuitoruluiStarea transmisiei principaleStarea diferenialuluiStarea rulmenilor roilorStarea frnelor

Multiplele legturi ale puterii la roat cu parametrii de stare ai grupului motopropulsor demonstreaz c informativitatea acestui parametru este redus. Drept urmare, testarea autovehiculelor dup acest parametru are numai un caracter general. Nerealizarea valorii minime admisibile a puterii la roat arat c starea tehnic a unuia sau mai multe din subansamblurile prezentate n schema de legtur este necorespunztoare, fiind necesar n continuare o diagnosticare detaliat pe elemente.

n funcie de mijloacele tehnice disponibile, pentru diagnosticarea general a automobilului se pot folosi i ali parametrii de diagnosticare n locul puterii la roat: fora de traciune distana de accelerare timpul de accelerare acceleraia maxim

Cu excepia coeficientului , consumul de combustibil C100 depinde de aceeai factori ca i puterea la roat, aadar diagnosticarea dup consum va prezenta aceleai caracteristici generale. Acest parametru este mai uor msurabil i poate furniza informaii corecte asupra strii generale a automobilului.

Diagnosticarea general dup puterea la roat se poate face prin dou procedee:ProcedeuParametru de diagnosticare

de parcurs spaiul de accelerare timpul de accelerare deceleraia vehiculului acceleraia arborelui motor viteza

de stand puterea la roat fora de traciune spaiul de accelerare timpul de accelerare acceleraia vehiculului viteza

Tabelul 2.2 Diagnosticare si parametriProcedeul de parcurs const n alegerea unui traseu, corespunztor din punctul de vedere al declivitii i calitii acoperirii drumului (preferndu-se o poriune de drum orizontal, asfaltat i uscat), pe care vehiculul, aflat ntr-o treapt oarecare a cutiei de vitez, este accelerat brusc de la o anumit vitez de rulaj i pn la nivelul maximal al vitezei ce poate fi atins pe poriunea de drum respectiv n cel mai scurt timp posibil n etajul respectiv al cutiei de viteze. Acest interval de vitez nu este standardizat, el alegndu-se n funcie de lungimea disponibil a traseului, de tipul de autovehicul i de datele statistice existente n legtur cu valorile nominale i limit ale parametrilor de diagnosticare msurai n timpul testrii. Pentru mrirea preciziei msurrii, probele se repet parcurgnd traseul i n sens invers, pentru a corecta erorile de declivitate i de vnt, i se calculeaz media aritmetic a valorilor obinute pentru cele dou sensuri.Avantaje: simplitate, operativitate, cost redusDezavantaje: repetabilitate sczut, datorit influenelor unor factori (anotimp, temperatur ambiant, viteza vntului, gradul de aderen i starea pneurilor)Procedeul de stand elimin influena mediului, dar gradul de informativitate este puternic afectat de fidelitatea simulrii pe stand a condiiilor de rulaj reale.

Figura 2.9 Stand de probe

Procedeul se bazeaz pe crearea la roile motoare ale vehiculului a unui efort rezistent ct mai apropiat ca valoare i variaie de cel ntmpinat n timpul rulajului.Acest efort poate fi obinut:(a) folosind ineria unei mase rotitoare(b) cu ajutorul unei frneDiagnosticarea motorului se poate face prin dou categorii de metode: metode obiective sau invazive metode subiective sau neinvazive

Metodele obiective stabilesc defeciunile cu ajutorul aparatelor de msurare i control, n mod direct, comparnd parametrii constructivi de funcionare cu cei reali. Aplicarea acestor metode poate implica i executarea unor demontri, pentru a putea msura, compara, determina, parametrii reali, constructivi i funcionali, ai ntregului motorului. Metodele obiective sunt cele mai sigure metode de diagnosticare i, chiar dac iniial s-a utilizat o metod subiectiv, n cazurile cele mai grave se va ajunge tot la o soluie invaziv de stabilire a diagnosticului.Metodele subiective stabilesc defeciunile astfel nct demontarea motorului s fie limitat la strictul necesar, folosind tehnici neinvazive de diagnosticare cum ar fi: auscultarea, interpretarea presiunii uleiului din sistemul de ungere, temperatura motorului, puterea motorului. Aceste metode sunt mai puin precise, dar protejeaz motorul de eventualele demontri care nu sunt necesare, iar dac diagnosticianul este experimentat poate da rezultate foarte bune. In plus se poate face fr aportul unor standuri sau aparate speciale.

Stabilirea strii tehnice a motorului se poate face: global pe elemente

Diagnosticarea global sau general trebuie s precizeze dac motorul mai poate fi exploatat sau nu, motiv pentru care se aleg ca parametrii de diagnosticare mrimi care au legturi multiple cu parametrii de stare ai motorului. Diagnosticarea pe elemente se realizeaz atunci cnd unul dintre parametrii de diagnosticare general menionai anterior are o valoare care depete nivelul admisibil. n acest caz se trece la diagnosticarea acelor mecanisme sau instalaii ale motorului care afecteaz parametrul de diagnosticare cu valoare necorespunztor.

2.3 Diagnosticarea in detaliu a motorului2.3.1 Diagnosticarea pe baza pierderii de aer introdus n cilindru.

Diagnosticarea mecanismului motor pe baza pierderilor de aer prin neetaneiti nlesnete determinarea la fiecare cilindru a unor niveluri de uzur normal sau accidental precum i eventuale neetaneiti ale supapelor. Prin urmare, parametrii de stare tehnic care se pot evalua prin aceast metod, sunt:

a) uzura cilindrilor; b) pierderea elasticitii sau ruperea segmenilor; c) deteriorarea etaneitii supapelor i a garniturii de chiulas. Gradul ridicat de informativitate al acestei metode a impus crearea de aparate individuale sau nglobate n testerele generale cum sunt testerele japoneze: SUN-MOTORTESTER, sau europene: Bosch, Rabotti, etc. Aparatele, care servesc acestui procedeu de diagnosticare, se numesc pneumometre. Sonda 1 a aparatului se introduce n orificiile bujiilor sau injectoarelor avnd grij ca n momentul msurtorii, pistonul cilindrului respectiv s se gseasc la P.M.S. la sfritul cursei de compresie. Se utilizeaz aer comprimat la o presiune de 0,4 - 0,6 MPa, preluat din reea sau de la surse individuale, conectarea la sursa de aer comprimat efectundu-seprin tubul 5. Pentru msurtori, se lucreaz cu ventilul 4 nchis i 6 deschis, ceea ce permite realizarea circuitului de aer prin regulatorul de presiune 8, dup care aerul cu presiunea constant de 1,6 bar trece prin orificiile calibrate 11 i 12, ajungnd la manometrul 13. n acelai timp aerul va trece prin supapa unisens 3, conducta 2 i sonda de msurare 1. Circuitul de aer, dup orificiul calibrat 11, evolueaz pe principiul vaselor comunicante i, astfel manometrul 13 indic presiunea aerului din cilindri, lund n considerare i pierderile prin neetaneiti la nivelul cilindrului. Supapa de siguran 9, care protejeaz manometrul 13, lucreaz la presiunea de 0,25 MPa.Manometrul 13 posed o scal procentual (0-100 % . La sonda 1, complet obturat (situaia ideal a unui cilindru fr scpri de ncrctur), indicaia este 0 % (la unele tipuri 100 %),. Schema de principiu a unui pneumometru 35 comunicarea liber cu mediul, indicaia manometrului 13 este 100 % (sau 0 % la unele tipuri constructive). n vederea asigurrii unei precizii acceptabile a msurtorilor i condiii uniforme de msurare la fiecare cilindru se impune ca naintea nceperii diagnosticrii s fie ndeplinite condiiile: a) efectuarea etalonrii aparatului, prin introducerea sondei 1 ntr-un orificiu calibrat (din setul auxiliar al aparatului) i reglarea indicaiei manometrului 13 pentru indicaia 40 % - cu ajutorul robinetului de tarare 10; b) nainte de nceperea msurtorilor motorul se aduce la temperatura de regim. Manometrul 13 are o scal cu gradaii neliniare, deoarece, ca urmare a pierderilor de aer, acesta indic diferena de presiune p: p = p p , (2.6)p1 - presiunea naintea orificiului calibrat 11; p2 presiunea dup acest orificiu. Prin urmare diferena de presiune indicat de manometrul 13 nu este ependent liniar de volumul de aer scpat prin neetaneiti (V).Evaluarea strii tehnice a grupului pistoncilindrisegmeni supape, n baza indicaiilor aparatului, se face n funcie de alezajul cilindrilor i tipul motorului, conform tab. 2.3.

Tabelul 2.3. Indicaiile aparatului, n funcie de alezajul cilindrilor i tipul motorului

Precizarea sursei pierderilor se procedeaz n felul urmtor:a) n cazul n care sursa de pierderi este localizat la nivelul grupului cilindrusegmeni, prin turnarea unei mici cantiti de ulei rece cnd pistonul se afl la p.m.s i repetarea msurtorii se indic o valoare superioar msurrilor anterioare;b) n cazul n care sursa de pierderi este localizat la nivelul suprafeelor de etanare a supapelor sau garniturii de chiulas, adugarea de ulei rece nu modific nivelul indicaiilor aparatului de msur n raport cu msurtoarea anterioar;c) n cazul n care exist neetaneiti la nivelul supapelor, acul indicator oscileaz, iar la comutarea legturii prin ventilul 4 se distinge un uierat n colectorul de admisie sau de evacuare;d) la o uzur mare a segmenilor, la blocarea sau ruperea acestora, introducerea aerului n cilindru prin ventilul 4 i sonda 1 se percepe zgomotul provocat de ieirea aerului prin cilindrul de alimentare cu ulei;e) prin aplicarea unei soluii de ap cu spun la mbinarea dintre chiulas i bloc, la cilindru respectiv i, introducnd aer prin ventilul 4 i sonda 1, n zona, n care este fisurat garnitura, apar bule de aer.

2.3.2 Diagnosticarea pe baza msurrii depresiunii din colectorul de admisie.

Aprecierea strii tehnice a mecanismului motor pe baza msurrii depresiunii din colectorul de admisie poate fi utilizat, deoarece muli constructori de automobile completeaz caracteristicile tehnice ale motoarelor cu valorile nominale i limit ale depresiunii din colectorul de admisie. Pn la cilindrul motorului, depresiu nea este influenat de starea filtrului de aer, de carburator, de geometria galeriei de admisie etc., ns valoarea depresiunii depinde, n mod hotrtor, de starea de etanare a cilindrilor. Aparatul, utilizat pentru msurare vacuummetrul , se monteaz la colectorul de admisie. Unele motoare sunt dotate constructiv cu orificii obdurate pentru racordarea aparatelor de msur. n cazul n care lipsesc aceste reducii se introduce o reducie filetat n izolatorul (flana) dintre carburator i galeria de admisie, iar dup terminarea msurtorilor orificiul este astupat cu un urub de etanare. n baza msurrii depresiunii n colectorul de admisie, poate fi realizat diagnosticarea: a) strii tehnice a mecanismului motor gradul de etanare al cilindrilor; b) strii tehnice a supapelor jocul termic al supapelor; c) strii tehnice a aparatului vacuummetric de sarcin momentul intrrii n funciune a avansului vacuummetric; d) regimului de mers n gol al motorului; e) strii membranei avansului vacuummetric de aprindere.

Valorile depresiunii, n general, la sarcin maxim (clapet deschis complet) sunt de 10 KPa, iar la sarcin nul (clapet nchis complet) 67-80 KPa. Acestea pot fi considerate ca valori admisibile. Pentru motoarele actuale, n funcie de gradul de compresie, valorile uzuale pentru depresiunea maxim sunt 710 -2 8,5 10-2 MPa (520640 mm col Hg). Modul de msurare al acestei valori este urmtorul: se accelereaz motorul n gol pn la turaia maxim (deschiderea maxim a clapetei), dup care se nchide clapeta brusc. Depresiu ea se citete n zona turaiei maxime dup nchiderea clapetei.

2.3.3 Diagnosticarea etaneitii cilindrilor pe baza debitului de gaze scpate n carter.

n timpul funcionrii motorului o parte din gazele de ardere scap din camera de ardere n carterul motorului prin jocul existent ntre piston i cilindru. Debitul gazelor scpate este direct proporional cu gradul de uzur al cilindrilor, segmenilor i pistoanelor, ceea ce permite ca acest semnal de diagnosticare s constituie un indicator al strii tehnice generale a cilindrilor motorului. La motoarele noi debitul de gaze ptrunse n carter este de 10-15 l/min, iar la cele cu uzuri avansate ale grupului pistoncilindru este de 90-130 l/min. Deoarece debitul de gaze scpate n carter depinde i de turaia arborelui motor msurtorile se practic la turaia maxim de mers n gol a motorului. Dac presiunea n carter atinge valorile 1,0510 -2 2,1 10-2 MPa motorul este uzat. Msurarea presiunii se face cu micromanometre obinuite, n timp ce la msurarea debitelor de gaze se folosesc debitmetre volumetrice sau cu diafragm. Debitmetru se cupleaz la orificiul de alimentare cu ulei al motorului prin conul de cauciuc. Se aduce motorul la temperature de regim 85...95 oC, dup care se obtureaz orificiile de ventilaie i cel al jojei de ulei, probele efectundu-se la regimul de funcionare n gol, la turaia maxim, pentru timpi de msurare de 15-17 s.. Cunoscndu-se valorile nominale ale debitului de gaze scpate n carter se poate aprecia gradul de uzur a grupului pistoncilindru. Rezultatele obinute pe aceast cale constituie o indicaie medie a strii tuturor cilindrilor motorului. Pentru a preciza starea tehnic a fiecrui cilindru n parte, se msoar debitul de gaze evacuate din carter scond din funcie succesiv cte un cilindru. Rezultatele se scad din debitul total msurat anterior: dac la unul din cilindri diferena de debit este mai mare de 23-30 l/min, nseamn c aceast seciune a motorului are un grad de uzur inacceptabil, segmenii sunt rupi sau blocai sau cilindrul are cmaa deformat.

2.3.4 Diagnosticarea dup consumul i analiza uleiului.

Gradul de uzur a mecanismului motor poate fi determinat indirect, folosind ca parametri de diagnosticare consumul de ulei i gradul de impurificare a lubrifiantului cu produi de uzur. Consumul de ulei raportat la un anumit interval de rulare poate da indicaii cu privire la starea grupului piston-cilindru, dar rezultatele pot include n ele i starea altor elemente: perechile ghid supap, garniturile de etanare ale arborelui cotit, garniturii bii de ulei, garniturii capacului de chiulas. Acest parametru de diagnosticare este puternic influenat de regimul de exploatare a motorului. Diagnosticarea dup analiza uleiului se bazeaz pe observaia c uzura organelor mecanismului motor este n concordan, n general, cu legea lui Lorentz, n care se deosebesc trei perioade distincte n funcionarea unui agregat: rodajul, n timpul cruia uzura este intens; exploatarea normal cnd uzura are un character stabil i evolueaz lent i o ultim perioad n care uzura capt valori foarte nalte i rapid cresctoare, procesul terminndu-se cu avaria ansamblului dac nu se iau la timp msuri de recondiionare. Prin stabilirea elementelor chimice care caracterizeaz o pies supus uzurii (de exemplu, cuprul pentru buca din piciorul bielei, staniul pentru cuzinei etc.) i msurarea periodic a concentraiei acestora n masa uleiului, se poate stabili gradul de uzur al pieselor respective. Msurarea concentraiilor se poate face prin analiza chimic sau spectral. Analizatoarele chimice i mai ales spectrometrele sunt aparate scumpe i nu-i justific costul dect prin utilizarea lor centralizat n laboratoare care s deserveasc mai multe ntreprinderi de transport fapt, care explic restrnsa arie de aplicare a acestui procedeu de diagnosticare, dei sensibilitatea parametrului de diagnosticare este superioar fa de ali parametri.

2.3.5 Diagnosticarea dup zgomot.

Diagnosticarea mecanismului motor pe baza zgomotelor emise, n timpul funcionrii, este o metod empiric, a crei valoare informativ este relativ, depinznd, n mare msur, de experiena operatorului. Pentru ascultare se utilizeaz stetoscoape simple sau electronice. nainte de ascultare motorul se adduce la temperatura de regim, zonele caracteristice de testare, fiind prezentate n figura 2.9: zona 1 grupul piston cilindru segmeni; zona 2 segmenii i canalele lor din piston; zona 3 bolul, buca bielei, umerii pistonului; zona 4 arbore motor, lagr de biel; zona 5 arbore motor, lagre paliere. Corespunztor acestor zone condiiile ncercrii i defeciunilespecifice sunt prezentate n tab. 2.4. Zgomotele receptate, cu un caracter distinct, apar n situaia n care, ca urmare a uzurilor excesive, jocul ntre piston i cilindru este de 0,3...0,4 mm, la lagrele paliere ale arborelui jocul ntre fus i cuzinet este de 0,1...0,2 mm, iar la fusurile manetoane jocul ajunge la 0,1 mm. Detectarea zgomotelor la aceste cupluri de piese este un semnal de preavarie i indic necesitatea opririi motorului.

Tabelul 2.4. Condiii de ncercare i defeciuni specific pe zonele de ascultare

Figura. 2.9. Zone specific de ascultare

n prezent aceast operaiune de diagnosticare pe baza zgomotului poate fi ntreprins cu aparate adecvate, care elimin subiectivismul interpretrilor. Aparatele se bazeaz pe analiza frecvenei i amplitudinii zgomotului. Aceste aparate sunt cunoscute sub denumirea de strobatoare, aprecierea semnalului sonor efectundu-se pe baza amplitudinii, sau spectrometre sonore care ofer date, privind frecvena i amplitudinea semnalelor acustice.

2.3.7 Diagnosticarea pe baza vibraiilor.

Conjunctura favorabil a extinderii utilizrii electronicii n construcia motoarelor, prin incorporarea senzorilor specifici fiecrui sistem, a readus n atenie problematica vibraiilor generate de mecanismele i sistemele motorului ca surse de semnale a parametrilor de stare i n consecin de diagnosticare a mecanismelor i sistemelor respective. Generarea vibraiilor cilindrilor. n timpul funcionrii motorului sau la rotirea din exterior a arborelui motor, apare fenomenul de basculare sau de micare n travers" a pistonului (perpendicular pe axa cilindrului) n spaiul existent n limita jocului dintre piston i cmaa cilindrului. Aceast micare de travers a pistonului dintr-un perete ntr-altul al cilindrului, ca urmare a impulsului de ciocnire, genereaz vibraii ale peretelui cilindrului, n limite de frecvene cuprinse ntre 1,6...4,0 kHz. Ordonnd parametrii informaionali dup timp i frecven i, msurnd energia lor, amplitudinile maxime i fazarea lor, n funcie de unghiul de rotaie al arborelui motor, se poate aprecia mrimea jocului ntre piston i peretele cilindrului, la diferii parametric structurali, putndu-se determina starea tehnic a grupului piston cilindru.

Prin plasarea convenabil a senzorilor sau prin incorporarea acestora n peretele blocului motor din fabricaie, se pot prelua i prelucra semnalele vibroacustice n microprocesorul de la bord, iar depirea valorilor admisibile stabilite la fiecare tip de motor s fie stocate n memorie i semnalate la bord sau la computerul exterior de diagnosticare. n figura. 2.10 se prezint modul de amplasare a senzorilor pentru preluarea semnalelor de vibraii de la grupul pistoncilindru zona l i de la lagrele manetoane i paliere ale arborelui motor zonele II i III. Locul de amplasare se determin experimental, n funcie de cmpul de maxim al semnalelor. n concluzie, metoda prezentat poate servi ca baz pentru diagnosticarea strii tehnice a mecanismului motor prin sistemele electronice de la bordul autovehiculelor.

figura. 2.10 se prezint modul de amplasare a senzorilor pentru preluarea semnalelor de vibraii de la grupul pistoncilindrului.

Diagnosticarea dup putere Se poate executa prin trei metode: prin determinarea direct a puterii prin suspendarea funcionrii cilindrilor prin metoda accelerriiStabilirea direct a puterii efective a motorului Se bazeaz pe msurarea puterii la roat Pr cu ajutorul standurilor cu rulouri:Pr = Cf Ce tr Pen = (0,65 ... 0,78) Pen(Pen puterea efectiv nominal, Cf coeficient care ine seama de abaterile din procesul de fabricaie, Ce coeficientul de uzur normal n timpul exploatrii, tr - randamentul transmisiei) Daca valorile puterii la roat se ncadreaz n limitele indicate de productor, nseamn c motorul este bun. n caz contrar, i dac transmisia este n stare bun, este necesar diagnosticarea motorului pe elemente.

Diagnosticarea indirect dup putereDeterminarea puterii efective a motorului se poate face cu mai mult exactitate folosind rezistenele proprii ale motorului (frecri, pierderi prin pompaj, antrenarea organelor i instalaiilor auxiliare ale motorului, ineria pieselor) atunci cnd motorul funcioneaz n gol. Se deosebesc dou procedee de acest fel difereniate ntre ele prin regimul de vitez al motorului la care se efectueaz testarea: la turaie variabil (regim variabil)- cu toi cilindrii n funciune- cu un singur cilindru la turaie constant (regim stabilizat)La ambele variante ale diagnosticrii n regim variabil, ntreaga putere dezvoltat de motor este utilizat pentru a nvinge ineria i pentru a acoperi pierderile sale interne.La prima variant de testare, motorul este ambalat i decelerat n gol succesiv de mai multe ori, ntre dou niveluri de turaie prestabilite, n1 i n2, meninnd organele de reglare a sarcinii n poziia de sarcin maxim. Procedeul este aplicabil numai la motoarele cu aprindere prin scnteie i se face acionnd asupra aprinderii. Aparatura folosit efectueaz automat ntreruperea aprinderii cnd motorul atinge turaia final n2 i reface circuitul la aprindere cnd turaia scade la nivelul n1, contoriznd numrul de ntreruperi n funcionare Z, efectuat n intervalul de timp t, adic frecvena ntreruperilor. Prin urmare, Z este parametrul de diagnosticare.Puterea efectiv medie Peg este proporional cu Z, factorul de propo rionalitate depinznd de diferena dintre cele dou turaii.Aplicnd acelai procedeu, se poate folosi i un alt parametru de diagnosticare, i anume intervalul de timp ta necesar pentru creterea turaiei de la n1 la n2. Acest interval de timp va fi msurat cu un cronometru electronic automat. Dac ta scade sub limita admisibil precizat de constructor pentru tipul de motor testat, se poate considera c starea tehnic a acestuia nu este corespunztoare, fiind necesare investigaii pentru localizarea defeciunii.La cea de-a doua variant se determin acceleraia unghiular, metoda bazndu-se pe accelerarea motorului de la turai a n1 la turaia n2, folosind doar cuplul efectiv produs de un singur cilindru, ceilali cilindrii fiind scoi din funciune prin ntreruperea aprinderii prin scnteie (m.a.s.) sau alimentrii injectoarelor (m.a.c.). Metoda este aplicabil mai ales la motoare mici.La diagnosticarea n regim stabilizat, rezistenele interne se creeaz atunci cnd este scos din funciune unul din cilindri, prin ntreruperea aprinderii la motoarele cu aprindere prin scnteie sau a alimentrii cu combustibil la cele cu aprindere prin comprimare.

Diagnosticarea dup consumul de combustibilTestarea se poate face prin dou procedee: de parcurs de standn cazul ambelor procedee, pentru msurare se folosesc debitmetre (electrice, cu rotor, cu membran, cu jicloare sau cu pistonae).

Figura 2.11 Debitmetre Branarea debitmetrului la instalaia de alimentare se face:

1. ntre pompa de benzin i carburator (la motoarele cu benzin);2. ntre rezervor i pomp (la motoarele Diesel), avndu-se grij ca s nu se conecteze conducta de drenare de la injectoare la rezervor, ci n avalul aparatului, deci naintea pompei de motorin.

A. Msurarea concentraiei de oxid de carbonMsurarea concentraiei de CO n gazele de evacuare se poate face cu analizoare de natur electric sau cu raze infraroii.Majoritatea metodelor de analiz a gazelor se bazeaz pe termoconductibilitatea amestecului de gaze, iar aparatele utilizate pot fi fr ardere i cu ardere. Dei mult mai simple, analizoarele fr ardere se utilizeaz cu o precizie acceptabil n special la msurarea concentraiei gazelor care au o termoconductibilitate mult diferit n comparaie cu alte gaze (H2, CO2, SO2, etc.). Senzorii utilizai sunt termorezistoare cu fir metalic sau termistoare. Montajul de msurare este o punte Wheatstone. Dou termorezistoare R1 i R4 sunt splate de gazul de analizat, iar celelalte, R2 i R3, se afl nchise n tuburi ermetice umplute cu amestecul de gazela o anumit concentraie cunoscut. Tuburile celor patru termorezistoare sunt plasate ntr-un bloc metalic, asigurndu-se astfel uniformitatea temperaturii. Deplasarea cursorului Rp, acionat de servomotorul M astfel nct puntea s fie n echilibru, este proporional cu concentraia gazelor.

Figura 2.11 Schema interna debitmetruAnalizoarele electrice cu ardere permit o determinare mai exact a concentraiei gazelor combustibile (CO, CH4, H2, etilen, vapori de benzin), utiliznd cldura de reacie produs prin arderea catalitic a acestora. Alte analizoare de gaz utilizeaz metode spectrometrice, care se bazeaz pe proprietatea substanelor de a absorbi, reflecta, disipa sau refracta selectiv diferite radiaii. Aceste radiaii pot s aib un spectru larg de frecven, de la domeniul undelor audio (10kHz) pn la radiaiile X i . De o larg utilizare se bucur analizoarele de gaz bazate pe absorbia radiaiei infraroii. Gazele neelementare se caracterizeaz prin spectre de absorbie specifice. De exemplu, n figura alturat sunt prezentate spectrele de absorbie pentru metan, etan, CO2 i CO i schema de principiu a unui astfel de analizor. Dou surse de radiaii infraroii (1) i (2) produc fasciculele a i b care strbat celulele (5), (6), (7) i (8) i ajung la celulele receptoare (9) i (10). Acestea comunic cu camera detectorului (11) format dintr-o membran i un electrod fix perforat care mpreun formeaz un traductor capacitiv. Fasciculele a i b sunt periodic i simultan ntrerupte de discul obturator (4) acionat de motoraul sincron (3). Gazul de analizat este adus la celula (8), n timp ce celula (7) este umplut cu un gaz neabsorbant, de exemplu N2. Celule receptoare (9) i (10) sunt umplute cu componenta cutat n stare pur. Dac n gazul de analizat aceast component nu se afl, n ambele camere receptoare se absoarbe aceeai cantitate de energie, temperatura i presiunea din aceste camere, dei oscileaz n ritmul obturrii produse de discul (4), rmne identic i senzorul capacitiv (11) rmne nemicat. Dac n gazul de analizat introdus n celula (8) se gsete componenta cutat, o parte din radiaia infraroie va fi absorbit corespunztor cu concentraia componentei respective. Ca urmare energia absorbit n camera (10) scade mpreun cu presiunea i senzorul capacitiv (11) este acionat periodic de diferena de presiune creat. Variaia capacitii este convertit n semnal electric care, amplificat n blocul electronic (12), se aplic indicatorului (13) gradat n procente de volum.

Figura 2.12 Analizor spectral cu infrarosii

Metodica testrii motoarelor cu analizoare electrice sau cu radiaii infraroii presupune ndeplinirea a dou condiii preliminare:- instalaia de aprindere a motorului s fie n stare tehnic bun:- traseul gazelor de la motor pn la toba de eapament s fie etan.nainte de nceperea probelor, motorul se nclzete pn la temperatura normal de regim (uleiul s se afle la minim 60oC), iar analizorul se etaloneaz pentru aducerea acului indicator la zero. Se introduce apoi sonda de prelevare n eava de evacuare a vehiculului, pe o adncime de minim 30 cm, pentru a preveni eventualele imixtiuni de aer produse de pulsaia gazelor, dup care se face legtura dintre sond i aparat i se pune analizorul n funciune. Analizoarele permit verificarea calitii amestecului i a concentraiei de CO la ralanti, la turaii mijlocii i n regim de accelerare. La ralanti testrile se efectueaz pornind motorul cald i lsndu-l s funcioneze la turaia prescris de constructor, pn cnd indicaiile analizorului se stabilizeaz (90 120 s). La acest regim, concentraia de CO nu trebuie s depeasc fie limita indicat de constructor, fie limita legal admis de 4,5%.Concentraiile superioare sunt indiciile:- amestecului prea bogat n benzin, datorit reglajului defectuos al amestecului la ralanti- uzurii jicloarelor- nfundrii canalelor de aer ale circuitului de mers n gol- nivelului prea ridicat al benzinei n camera de nivel constant- presiunii prea mari a benzinei refulate de pomp- filtrului de aer extrem de murdar

Se crete apoi progresiv turaia la 2000 3000 rpm, observnd dac indicaiile analizorului se ndreapt spre zona amestecurilor srace n raport cu valoarea citit la ralanti, respectiv spre reducerea concentraiei de CO. Stabilizarea indicaiilor la valori ale dozajului mai mici de 12, indic un amestec bogat livrat motorului la regimuri mijlocii de turaie, iar dac indicaiile analizorului se stabilizeaz la valori mai mari de 14, aceasta nseamn c amestecul este prea srac. Dup aceast verificare, se reduce turaia motorului la 1000-1400 rpm i se accelereaz brusc. Procentul de CO trebuie s creasc rapid, iar indicaia aparatului se va produce n zona amestecurilor bogate la un motor care funcioneaz corect. Dup ncetarea regimului de accelerare, indicaiile analizorului trebuie s revine la valorile normale pentru regimul de ralanti.

B. Msurarea concentraiei de hidrocarburiMetodele folosite n pentru msurarea concentraiilor de hidrocarburi din gazele de evacuare se bazeaz pe analiza n infrarou i ionizarea n flacr. O sensibilitate deosebit se obine la analiza substanelor cu flacr de hidrogen. Prin ardere n aer, hidrogenul curat nu produce practic ioni i de aceea rezistena flcrii hidrogenului este foarte mare (1012...1014). Dac mpreun cu hidrogenul se aduce i gazul de analizat, se produce ionizarea moleculelor acestuia i rezistena dintre electrozii (1) i (2) ai traductorului se micoreaz cu att mai mult cu ct concentraia gazului analizat este mai mare. Ca urmare crete curentul i cderea de tensiune pe rezistena R care se aplic prin amplificatorul (3) la nregistratorul (4).

Figura 2.13 Analizor cu flacara de hidrogen

Deoarece analizoarele cu ionizare au costuri ridicate, ele sunt folosite doar n cercetare, n practica curent fiind preferate analizele cu infraroii.

C. Msurarea concentraiei oxizilor de azotSe pot folosi analizoare cu raze infraroii sau cu chemiluminiscen, primele fiind preferate n pofida unor performane mai sczute n ceea ce privete sensibilitatea, precizia i domeniul de msurare, datorit preului mult mai accesibil.D. Msurarea concentraiei de bioxid de carbonOperaia devine util atunci cnd se analizeaz calitatea arderii n motor. De regul se folosesc analizoare cu infraroii.E. Msurarea concentraiei de oxigenUnele gaze, ca oxigenul i bioxidul de azot, au proprieti paramagnetice (se magnetizeaz n prezena cmpurilor magnetice). La aceste materiale permeabilitatea relativ este supraunitar, iar susceptibilitatea magnetic este pozitiv. Susceptibilitatea specific m/, fiind densitatea, scade mult cu creterea temperaturii. Un analizor de oxigen bazat pe varierea susceptibilitii magnetice este prezentat n figura urmtoare. Gazul analizat circul n direcia sgeilor printr-un tub de form inelar (1). O conduct transversal din sticl cu perei subiri (2) are dispus pe ea o nfurare rezistiv cu priz median care formeaz dou brae ale unui puni Wheatstone. O jumtate din nfurare este plasat ntre polii unui magnet permanent (3) cu o inducie puternic. Un gaz care conine numai componente diamagnetice trece prin conducta inelar fr s traverseze i conducta transversal, iar puntea se afl n stare de echilibru. Dac gazul conine molecule de oxigen, acestea vor fi atrase de magnetul permanent i vor intra n tubul transversal. Aici susceptibilitatea lor scade datorit nclzirii i alte molecule mai reci, din partea stng, cu susceptibilitate mai mare, tind s le ia locul, determinnd astfel un curent de molecule a crui vitez depinde de concentraia de oxigen n gazul analizat. Acest curent va produce o nclzire suplimentar a jumtii de dreapta a tubului transversal i astfel puntea se dezechilibreaz. Indicatorul de pe diagonala punii va sesiza acest dezechilibru, fiind gradat direct n procente de volum de oxigen. Msurarea concentraiei oxigenului se poate face i cu ajutorul senzorilor de oxigen cu electrolit solid. La temperaturi mai mari de 350oC, o ceramic din oxid de zirconiu (ZrO2) i oxid yttriu (Y2O3) sunt bune conductoare ionice de oxigen.

Figura 2.14 Senzori de oxigenConductibilitatea electric la o asemenea ceramic se realizeaz prin ioni de oxigen (O- -) cu transport de materie, ca la electrolii. Un asemenea senzor este realizat din doi electrozi de platin poroas plasai pe ceramic din oxizii numii mai sus. Dac aceti electrozi sunt supui la o diferen de presiuni pariale de oxigen, atunci

Figura 2.14 Analizoare masurare gazeansamblul formeaz un element galvanic. Electrodul care se afl la o presiune parial a oxigenului p2 mai mare devine catod, unde are loc reacia O2 + 4e- 2O - -. Cellalt electrod, aflat la o presiune mai mic p1 devine anod, unde se produce reacia 2O - - O2 + 4e-. Dac circuitul exterior este nchis, prin acest circuit circul un curent de la anod la catod, n timp ce prin electrolitul solid trec ionii de oxigen de la catod la anod. Dac circuitul este deschis, se genereaz o tensiune care depinde presiuni. Dac se cunoate o presiune parial a oxigenului, se poate determina cealalt presiune. Pe baza senzorilor de oxigen cu electrolit solid s-a construit sonda lambda, care servete la reglarea optim a amestecului aer carburant la motoarele cu ardere intern. Denumirea provine de la coeficientul ce caracterizeaz gradul de combustie al carburantului. La o ardere complet, =1, la amestec bogat 1, la amestec srac 1. n ultimele dou situaii n gazele eapate apar componente poluante.

Msurarea gradului de fumCuloarea i nuana fumului emis de motorul Diesel sunt criterii utilizate n aprecierea existenei unor defeciuni care deterioreaz procesul normal de ardere n cilindrii motorului sau mijlocesc ptrunderea lubrifiantului n camera de ardere.

Gradul de fum din gazele de evacuare reprezint un parametru de diagnosticare cu informativitate relativ redus, deoarece depinde de mai muli parametrii de stare ce se pot localiza la instalaia de alimentare, la mecanismul motor, la mecanismul de distribuie sau la mecanismul de rcire. De aceea investigaia trebuie continuat printr-o diagnosticare pe elemente, pentru a se localiza defeciunea la unul din subansamblurile motorului.Cauzele producerii fumului n gazele de evacuare pot fi urmrite n tabelul urmtor:Culoarea fumuluiRegimul motoruluiDefectul probabilObservaii

Negru sau gri nchisLa orice turaie i la sarcin plin, precum i la accelerare.Debitul maxim al pompei prea ridicat

La sarcin plin i turaii medii sau mijlocii; motorul este mai silenios dect normal.Avans la injecie mic

Sarcin plin, turaii mici i mijlocii; motorul este mai zgomotos dect n mod normal.Avans la injecie mareSe manifest la motoarele diesel cu injecie direct

Sarcin plin i turaii nalte.Filtru de aer mbcsit

Fum intermitent, n valuri, nsoit de zgomote explozive.Ac de injector blocat n poziia deschis

Sarcin plin i turaie nalt; tendin de supraturare.Regulatorul este reglat la o turaie maxim prea ridicat

La toate sarcinile i turaiile.Jetul lovete capul pistonului datorit montrii greite a injectorului

Sarcini i turaii ridicate, dar nu maxime.Cursa acului injector prea mareDepirea cursei maxime admisibil cu 0,1mm la pulverizatoarele conice i 0,06 mm la cele cu tift

Sarcin plin i turaii nedefinite.Echiparea cu injectoare de tip diferit de cel prescris

Sarcin plin, turaii medii i nalte; putere redus a motorului.Conducte de nalt presiune deformate sau diametrul interior mai mic dect cel normaDiametrul liber al conductei nu trebuie s fie mai mic de 0,5 mm fa de cel normal

IdemSegmeni blocai sau spari; supape blocate sau neetane; injectoare sau bujii de pornire fixate neetan; jocul distribuiei incorect; arc supap rupt; ordine de injecie incorect, supape de refulare uzate, presiune de injecie mic; injector cocsat; vrful pulverizatorului spart; galerie de admisiune ancrasat; arbore cu came montat greit, arcul sau tija injectorului rupte; uzura orificiilor pulverizatorului

AlbstruiSarcini pariale i n regim de frn de motorRuperea pragurilor segmenilor; griparea pistonului; segmeni blocai sau rupi; spargerea sau uzura ghidului de supap

AlbSarcini pariale, mers n gol, turaii miciDeteriorarea garniturii de chiulas; ap n motorin, sistem de rcire defect (termostat blocat n poziia deschis), motor prea rece

Exist trei procedee de msurare a densitii fumului n gazele de evacuare ale motoarelor:A. Prin filtrareGazele evacuate sunt forate strbat un filtru care reine funinginea, aprecierea cantitii de funingine reinute fcndu-se pe cale vizual, prin fotometrie, prin cntrire sau prin ardereB. Prin absorbieGazele evacuate circul n flux continuu printr-un tub deschis la ambele capete i ncadrat de un bec i o celul fotoelectric. Gradul de fum este apreciat prin absorbia luminii n gaz.C. Prin reflexieUn jet de gaze evacuate traverseaz un fascicul de lumin. Intensitatea luminii reflectate este proporional cu coninutul de funingine i se msoar pe cale fotometric.

Pe baza acestor trei principii au fost construite aparate de msur numite opacimetre sau fummetre.

Figura 2.15 Opacimetre

3. Echipamente pentru diagnosticarea tehnica a autovehiculelor

3.1 Echipamente pentru diagnosticarea instalatiilor si mecanismelor motoruluiAspecte generale:

Starea tehnic a mecanismului motor (compus din grupul piston- ilindru, biel, arbore motor i lagre) se poate nruti ca urmare a modificrilor dimensionale a pieselor supuse uzurii sau deteriorrii prin efort mecanic, termic sau combinat. Parametrii de stare care reflect aceste modificri sunt gradul de etanare a cilindrului i camerei de rdere precum i mrimile jocurilor funcionale. Parametrii de diagnosticare pentru gradul de etanare sunt: presiunea de compresie, scprile de aer, debitul sau presiunea gazelor scpate n carter, consumul de ulei i structura acestuia. Parametrii de diagnosticare pentru jocurile funcionale sunt chiar mrimea jocurilor efective sau caracterul zgomotelor produse n motor n timpul funcionrii. Diagnosticarea pe baza presiunii de compresie. Msurarea presiunii la sfritul compresiei, ca modalitate de apreciere a gradului de etanare a cilindrului este un procedeu utilizat frecvent, mai ales c documentaia tehnic a motoarelor de automobile dat de firmele constructoare indic valorile admisibile i limit ale acestei mrimi. Pentru eliminarea influenei condiiilor externe, msurarea presiunii n cilindri se realizeaz cu motorul nclzit, la o turaie a arborelui cotit de cel puin 150 rot/min. Pentru a realiza o turaie ct mai ridicat a motorului se demonteaz toate bujiile (respectiv injectoarele), iar pentru o umplere complet a cilindrilor cu aer, n cazul motoarelor cu carburator, se deschide complet clapeta de acceleraie.

Figura. 3.1.Compresograf

n tab. 2.2 sunt prezentate simptoamele i cauzele unor posibile defeciuni ntlnite mai frecvent la mecanismul motor. Compresometrele i compresografele utilizate, (de exemplu, compresograful din figura 3.1), au supape unisens i conuri de cauciuc, care asigur o suficient etanare la nivelul orificiului bujiei sau injectorului. Aparatul se fixeaz prin apsarea conului de cauciuc 1 n orificiul bujiei sau injectorului. Presiunea aerului deschide supapa 3 prevzut cu arcul 2 i ajunge pe faa pistonului 4, care mpreun cu arcul 5 formeaz manometrul aparatului. Deoarece deformaia arcului 5 este direct proporional cu presiunea, care acioneaz asupra pistonului 4, deplasarea captului 6 al tijei pistonului este proporional cu presiunea de compresie. Prghia 7, articulat la tija 6 a pistonului va transmite micarea la capul de nregistrare 8 (prevzut cu un vrf ascuit), care deplasndu-se, imprim pe hrtia gradat n uniti de presiune, valorile maxime ale presiunii la sfritul compresiei.

Tabelul 3.1. Simptoamele i cauzele unor defeciuni ale mecanismului motorDup fiecare msurtoare, descrcarea aparatului i aducerea la zero a acului indicator se realizeaz prin apsarea tijei 3 a ventilului unisens, iar suportul 9 mpreun cu hrtia se deplaseaz la o distan fa de linia anterioar de msurare pentru determinrile la cilindrul urmtor. Aadar, pe aceeai diagram vor fi imprimate valorile resiunilor de la toi cilindrii motorului, ceea ce permite analiza comparativ a presiunii, n general, valorile maxime ale presiunii de compresie se realizeaz dup 10-15 curse ale pistonului. Erorile datorate abaterii turaiei fa de valoarea recomandat se pot corecta pe diagrama de corecie (figura 3.2). Regimul termic al motorului n timpul msurtorilor influeneaz valoarea presiunii de compresie, ca urmare a influentei temperaturii asupra jocurilor din grupul piston-cilindru-segmeni, asupra gradului de etanare asigurat de uleiul existent la nivelul segmenilor i pe peretele cilindrului, i a turaiei realizate de demaror (mai ridicate n cazul uleiului cald, care are o viscozitate mai mic). Dup terminarea operaiilor de msurare se monteaz la loc bujiile (respectiv, injectoarele) i se nchide clapeta de acceleraie. Diferena ntre presiunile nregistrate la diveri cilindri ai motorului, nu trebuie s fie mai mare de 0,1 MPa la motoarele cu aprindere prin scnteie i de 0,2 MPa la motoarele cu aprindere prin comprimare. n cazul unei diferene mari de presiune ntre cilindri, se toarn 20-25 cm3 de ulei n cilindrul cu compresie sczut i se repet operaia de msurare. Dac mrimea presiunii dup turnarea uleiului este mai ridicat atunci aceasta indic existen pierderilor de aer la segmenii de piston. Dac mrimea compresiei, dup turnarea u