Digitally signed by Library UTM Reason: I attest to the accuracy and integrity of this document

UNIVERSITATEA TEHNIC A MOLDOVEI Facultatea Inginerie i Management n Mecanic Catedra Transport Auto DIAGNOSTICAREA TEHNIC A AUTOMOBILELOR Curs universitar Chiinu U.T.M. 2010

Cursul universitar trateaz problemele diagnosticrii strii tehnice a motorului, transmisiei, sistemului de rulare, sistemului de direcie, sistemului de frnare i a suspensiei automobilului. Se conin informaii despre metodele, parametrii de diagnosticare i echipamentele necesare pentru depistarea refuzurilor de funcionare. n cursul universitar sunt prezentate informaii importante despre echipamentele tradiionalei echipamentele electronice moderne destinate diagnosticrii tehnice a automobilelor. Cursul universitar este destinat studenilor specialitii 527.1 "Ingineria i Tehnologia Transportului Auto", Facultatea Inginerie i Management n Mecanic, U.T.M., cu frecvena la zi i cu frecvena redus. Cursul universitar poate fi de folos studenilor instituiilor superioare de nvmnt, specialitile "Ingineria i Tehnologia Transportului Auto"i "Diagnosticarea computerizat a transportului auto"; profesorilor, doctoranzilor i masteranzilor specializrii "Transport Auto"; profesorilor i studenilor Colegiului de transport i colilor profesionale cu profil automobilistic tehnic; inginerilor i lucrtorilor ntreprinderilor de transport auto, staiilor de "service auto", atelierelor de ntreinere i reparaie auto. Autori: conf. univ., dr. V. Goian conf. univ., dr.ing. V. Ene conf. univ., dr. O. Pdure Redactor responsabil - conf. univ., dr. V. Goian Recenzent - conf. univ., dr. V. Poroseatcovschi

________________________________________________ Bun de tipar 03.05.1Formatul hrtiei 60x84 1/16 Hrtie ofset. Tipar RISOTirajul 100 ex. Coli de tipar 18,5Comanda nr. 62 _______________________________________________ U.T.M., 2004 Chiinu, bd. tefan cel Mare, 168. Secia Redactare i Editare a U.T.M. 2068, Chiinu, str. Studenilor, 9/9 U.T.M., 2010

1. PRINCIPIILE GENERALE ALE DIAGNOSTICRII AUTOVEHICULELOR 1.1. Noiuni generale Diagnosticarea tehnic a autovehiculelor reprezint totalitatea operaiilor 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. 3

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 4

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. 5

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 fig. 1.1. n dependen de informaia primit se deosebesc diagnosticri complexe (globale) i diagnosticri de profunzime (pe elemente). 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 de condiiile 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). 6

Fig. 1.1. 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 7

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, se deosebesc 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 relativ 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 8

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 cuprinztoare a 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. 9

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 fig. 1.2 se prezint o imagine de ansamblu a procedeelor de diagnosticare. Fig. 1.2. Procedee de diagnosticare 1.5. Tehnologia i structura procesului de diagnosticare Un proces de diagnosticare din sfera automobilelor poate fi structurat n: a) procesul de msurare pentru diagnoz; b) procesul de evaluare a rezultatelor. 10 mentenanei

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 fig. 1.3 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. Fig. 1.3. Schema structural a procesului de diagnosticare 11

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,nspecialpentrudiagnosticarea 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). 12

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 i reglaje, 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. 13

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 interaciunea ntre 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, trecnd, astfel, prin diverse faze, care reprezint abateri mai mici sau mai mari, mai mult 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 14

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 ale 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; 15

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. Diagnosticarea 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. 16

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. Legtura este univoc, atunci cnd unei valori a unui parametru de stare S i corespunde o singur valoare a parametrilor de diagnosticare D n toat plaja de variaie a primei mrimi: Sn...Sl (Sn - valori nominale, Sl - valori limit ale parametrului de stare). Univocitatea reprezint o condiie matematic cnd parametrul de diagnosticare crete sau descrete monoton, fr extreme: dD dS 0 n intervalul Sn ... S1. (1.1) 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 17

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. 18

2. DIAGNOSTICAREA STRII TEHNICE A MOTORULUI 2.1. Noiuni generale 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 tehnice a acestui ansamblu al automobilului se poate face global (diagnosticare global sau general) sau pe elemente (diagnosticare de 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. 19

Tabelul 2.1. Legturile parametrilor de diagnosticare cu parametrii de stare ai motoarelor Parametrii deParametrii de stare diagnosticare Puterea i consumul deInstalaia de alimentare cu aer combustibilInstalaia de alimentare cu combustibil Mecanismul motor Mecanismul de distribuie Sistemul de rcire Instalaia de aprindere Gradul de poluareInstalaia de alimentare cu aer Instalaia de alimentare cu combustibil Mecanismul motor Mecanismul de distribuie Instalaia de aprindere Nivelul de zgomotMecanismul motor Mecanismul de distribuie Sistemul de rcire Instalaia de alimentare cu aer Instalaia de alimentare cu combustibil 2.2. Diagnosticarea general a motorului 2.2.1. Diagnosticarea motorului dup puterea efectiv Aceast form de diagnosticare se poate realiza prin: a) determinarea direct a puterii; b) suspendarea funcionrii cilindrilor. Diagnosticarea prin determinarea direct a puterii efective a motorului se bazeaz pe msurarea puterii la roat Pr cu ajutorul standurilor cu rulouri. 20

Legtura dintre aceast mrime i puterea efectiv nominal a motorului Pen se face prin intermediul randamentului transmisiei tr i a unor coeficieni, care in seama de abaterile n procesul de fabricaie Cf i de uzura normal produs n exploatare Ce. Pr = CfCetr Pen. (2.1) Factorii menionai posed urmtoarele valori: Cf = 0,951,0; Ce = 0,850,9; tr = 0,880,92 pentru autoturisme i tr = 0,820,88 pentru autocamioane. Deci, puterea la roat poate fi determinat cu relaia: Pr = (0,650,8) Pen. (2.2) n cazul n care valoarea puterii la roat Pr, determinat pe standul cu rulouri se ncadreaz n limitele indicate de relaie, nseamn c motorul este ntr-o stare tehnic bun de funcionare. n caz contrar, i dac s-a verificat c transmisia este n stare bun, este necesar diagnosticarea motorului pe elemente. Firmele productoare de automobile indic puterea, regimul de vitez la ncercarea pe standul cu rulouri, precum i valoarea minim admisibil a puterii la roat. Diagnosticarea prin suspendarea funcionrii cilindrilor se bazeaz pe rezistenele interne, care se creeaz n cazul n care este scos din funcie unul din cilindrii motorului, prin ntreruperea aprinderii la motoarele cu aprindere prin scnteie sau a alimentrii cu combustibil la cele cu aprindere prin comprimare. n acest regim, funcionarea stabil a motorului este condiionat de egalitatea dintre momentul motor indicat Mi i momentul corespunztor consumului intern (cuplu rezistent) Mr: Mi1 = Mr. (2.3) n diagrama din fig. 2.1 corespunztoare unui motor cu aprindere prin scnteie, aceast egalitate se realizeaz prin turaia n1 21

(n punctul 1). ntreruperea aprinderii la unul din cilindri va provoca scderea momentului indicat la Mi2, ns refacerea echilibrului se poate realiza numai la o turaie mai redus n2 (n punctul 2): Mi2 = Mr. (2.4) n cazul n care jocurile din mecanismul motor sunt mai mari, adic pierderile de energie prin frecare sunt mai reduse, la cilindrul, la care s-a ntrerupt aprinderea, scderea momentului indicat va fi mai mic (Mi2), iar echilibrul funcional se stabilete n punctul 2 (n2 > n1). Prin urmare cilindrii cu stare tehnic necorespunztoare vor crea reduceri mai mici de turaie, prin scoaterea lor din funciune, dect cilindrii cu stare tehnic bun de funcionare. Aparateledestinate Fig. 2.1. Variaia cuplului motor diagnosticrii,dup acest n cazul excluderii din funciune principiu, au de regul dou a unui cilindru scale: una indic turaia iar cealalt variaia procentual a acesteia. Dac variaiile procentuale de turaie ntre cilindri nu depesc 4 %, se consider n stare tehnic bun. n caz contrar se investigheaz cauzele care duc la funcionarea defectuoas a cilindrilor la care s-a constatat cea mai mic reducere de turaie. La actualele motoare cu aprindere prin scnteie regimul de testare poate fi cuprins ntre limitele 16002000 rot/min. Diagnosticarea pe aceast cale a motorului diesel ntmpin unele dificulti, deoarece nu se poate msura turaia arborelui motor pe cale stroboscopic, ci numai pe cale mecanic, iar domeniul determinrilor se limiteaz n zona de turaie n care 22

regulatorul este activ, deoarece numai la aceste regimuri motorul funcioneaz stabil. 2.2.2. Diagnosticarea motorului prin metoda acceleraiei n gol Aceast metod se bazeaz pe determinarea acceleraiei unghiulare a arborelui motor la acceleraia n gol (fr sarcin) a motorului. n situaia accelerrii brute a motorului (n gol) n cilindri intr o cantitate de combustibil corespunztoare puterii maxime. Cu ct puterea efectiv, pe care o poate dezvolta motorul, este mai mare, cu att crete mai rapid turaia arborelui cotit, acceleraia unghiular este mai mare. Puterea efectiv a unui motor (Pe) se determina, msurnd turaia (n) i acceleraia unghiular (), n condiiile accelerrii brute a motorului pn la turaia maxim, cu relaia: P = c n , n care c = (2.5) j constant specific unui anumit tip de motor; 30 103 j momentul de inerie, o mrime constructiv, care pentru un motor dat are o valoare constant i cunoscut. Determinarea puterii motoarelor, prin metoda accelerrii n gol, necesit o instalaie, care s permit msurarea concomitent a acceleraiei unghiulare () i a turaiei i, apoi, s efectueze operaii de nmulire dup introducerea constantei (c), caracteristic fiecrui tip de motor. Msurarea acceleraiei unghiulare i a turaiei motorului se realizeaz prin montarea pe carcasa volantului a unui traductor inductiv sau utilizarea traductoarelor de turaie existente, care genereaz impulsuri, a cror frecven este direct proporional cu turaia arborelui. Msurtorile se realizeaz la regimul termic normal (85-95 C). Dup introducerea, prin tastatura blocului de comand, a valorii constantei (c), corespunztoare tipului respectiv de motor i 23

a valorii turaiei (n), la care urmeaz s se determine puterea, de la mersul n gol ncet se accelereaz brusc pn la cursa total a dispozitivului de acceleraie (pedal, prghie). Astfel, pe monitorul aparatului sunt indicate valorile acceleraiei unghiulare, turaiei i puterii motorului, pe baza unor operaii de calcul, adic a produsului dintre , n i contanta c. Pentru motoarele supraalimentate cu turbosuflant, valoarea puterii, obinute de aparat, se amplific cu un coeficient de corecie, care depinde de presiunea aerului de supraalimentare. Schema de principiu a unui aparat cu indicare numeric este prezentat n fig. 2.2. Fig. 2.2. Schema de transmitere a informaiei spre afiare n schema din fig. 2.2 se poate vedea c impulsurile electrice de la senzorul 1 sunt transformate n impulsuri de tensiune n convertorul 2, care apoi se transmit la un convertor tensiuneperioad 3. La valoarea nul a potenialului dat, la ieirea convertorului tensiune-perioad 3, se deschide numrtorul de pori (contorul) 4, care rmne deschis o durat de timp, proporional cu mrimea msurat. n perioada n care este deschis, contorul 4 este alimentat cu impulsuri de frecven constant de la un generator de 24

impulsuri cu frecven stabil (oscilator) 5. Numrul de impulsuri, care trec prin numrtor, reprezint rezultatul codificat al msurtorilor, care apare pe panoul de afiare numeric 6. n ultimul timp, pe plan mondial, s-au realizat instalaii perfecionate, care permit msurarea i nregistrarea valorilor cuplului i puterii dezvoltate de motor la diferite turaii. Schema unei instalaii complexe, pentru msurarea i nregistrarea momentului i puterii motorului, prin metoda accelerrii n gol, este prezentat n fig. 2.3. Fig. 2.3. Instalaia de determinare a puterii motorului prin metoda accelerrii n gol 25

Instalaia este format din senzorul inductiv 1, aparatul pentru nregistrarea turaiei i a acceleraiei unghiulare 2, multiplicatorul analogic 3, care efectueaz produsul dintre turaia i acceleraia unghiular n vederea determinrii puterii efective Pe i aparatul nregistrator 4 (tip x-y), 5 i 6 reprezint senzorul i aparatul de msur a temperaturii lichidului de rcire. Avantajul metodei de determinare a puterii prin metoda accelerrii n gol const n volumul redus de munc i timp la efectuarea testrilor. Dezavantajul metodei const n existena unor erori la determinarea puterii i complexitatea relativ mare a aparaturii de msurare. 2.2.3. Diagnosticarea motorului n baza consumului de combustibil Consumul de combustibil este un parametru de apreciere global a strii tehnice a motoarelor n decursul procesului de exploatare sau dup efectuarea reparaiilor la mecanismul motor i instalaia de alimentare cu combustibil. Uzura normal a mecanismului motor, dereglrile care se produc la instalaia de alimentare cu combustibil i echipamentul electric de aprindere provoac creterea consumului de combustibil raportat la unitatea de parcurs. Unitile de msur a consumului de combustibil sunt [kg/h] sau [l/100 km]. n prezent exist o larg varietate de aparate de msurare a debitului de combustibil: rotametre, debitmetre cu membran, cu piston sau volumetrice. Un astfel de debitmetru volumetric, a crui schem de funcionare se prezint n fig. 2.4 este produs de firma Bosch (Germania), fiind caracterizat de timpul redus de msurare i precizie ridicat. Se utilizeaz la msurtori pe standul cu rulouri pentru testrile dinamice ale automobilelor sau la msurtori individuale pe drum. 26

Fig. 2.4. Debitmetru volumetric

naintedenceperea msurtorilor propriu-zise, supapa electromagnetic 6 este nchis iar 3 redeschis, ceea ce permite pompei 2 s alimenteze motorul cu aprindere prin scnteie 5 din rezervorul1.Lanceperea msurtorii se nchide supapa 3 i se redeschide 6, ceea ce faciliteaz alimentarea motorului din vasul 4 tarat n cm3. n momentul n care plutitorul 7 ajunge n dreptul reperului zero (primul de sus pe

scala de msur) contactele 8 cupleaz dispozitivul de nregistrare a distanei parcurse, cu care este echipat standul. Dup 100 m de rulare pe stand, acelai dispozitiv repune supapele 3 i 6 n poziia iniial. Pe scala recipientului 4 se citete nivelul, la care a ajuns combustibilul i, deoarece scala este gradat n cm3, iar distana parcurs a fost 100 m, indicaia aparatului este, de fapt consumul n l/100 km. Pentru repunerea aparatului n situaia de msurare, se cupleaz pompa electric 9 a aparatului, care reumple recipientul 4. Pompa 9 este scoas automat din funcie n momentul, n care plutitorul 7, ajungnd n poziia superioar acioneaz un comutator de oprire a pompei. Pentru msurtori ale consumului de combustibil, corelat cu sarcina de transport, se utilizeaz aparate de consum care se monteaz pe automobil pentru "probe de drum". n fig. 2.5 este prezentat unul din modelele cu fiabilitate ridicat. Schema principial a acestui aparat se prezint n fig. 2.6. Pistonul 1, executat cu o nalt precizie dimensional i calitate corespunztoare a suprafeelor, culiseaz liber n cilindru. La capetele cilindrului sunt montate microcontactele 4, care acioneaz bobinele supapelor electromagnetice 2 i 3, astfel nct, 27

dac o parte a pistonului este n legtur cu supapa de admisie 2 deschis, cealalt parte comunic cu supapa de refulare 3 deschis. La sfritul cursei pistonul acioneaz contactul 4, care va nchide admisia la 2 i o deschide la supapa 3, respectiv nchide refularea la 3 i deschide refularea la 2. Cursa pistonului este realizat de presiunea dat combustibilului de pompa de alimentare. Un numrtor de impulsuri nregistreaz fiecare al doilea impuls echivalentul a 10 cm3 de combustibil, care trece spre injectare sau spre carburator. Precizia de msurare a aparatului este de 1 %. Fig. 2.5. Aparat de consum pentru "probe de drum" Fig. 2.6. Schema principial a aparatului 2.2.4. Diagnosticarea motorului dup zgomot Ansamblul de sunete emise de motor are o plaj larg de frecvene i intensiti. n afara zgomotului produs de contactul pieselor aflate n micri reciproce, exist zgomotele produse de frecrile ntre piese, curgerea fluidelor de lucru (aer, lichide de rcire, de ungere etc.), funcionarea ventilatorului, oscilaiile gazelor n colectoarele de admisie i evacuare, procesele de ardere normal sau detonant. Uzura suprafeelor n contact i modificrile de form ale pieselor provoac variaia intensitii zgomotelor, n sensul amplificrii odat cu creterea jocurilor, de exemplu. 28

Prin urmare, msurarea intensitii i analiza frecvenelor zgomotelor produse de motor, ofer un mijloc de diagnosticare general sau pe elemente a motorului, la regimurile caracteristice de funcionare ale motorului dinainte stabilite. Nivelul general de zgomot, ca parametru de diagnosticare general a motorului, se msoar cu sonometre cu cuar i se exprim n decibeli (dB). Pentru eliminarea gradului de reflexivitate a mediului i pentru a reduce influena pereilor reverberatori, distana de plasare a microfoanelor sonometrelor n jurul motorului nu trebuie s depeasc 20-30 cm. Limita admisibil a nivelului de zgomot se situeaz ntre 60-100 dB, valorile mai ridicate fiind valabile pentru motoare diesel. Vibraiile generate de funcionarea unor ansambluri de piese ale motorului (mecanism motor, mecanism de distribuie) permit o diagnosticare de profunzime a acestor grupe de componente ale motorului care se va dezvolta n cadrul capitolelor respective. 2.3. Diagnosticarea n profunzime a motorului 2.3.1. Diagnosticarea mecanismului motor Aspecte generale. Starea tehnic a mecanismului motor (compus din grupul piston-cilindru, 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 ardere 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. 29

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. 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 fig. 2.7), 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 tijeipistonului este proporional cu presiunea de compresie. Prghia 7, articulat la tija 6 a pistonului va transmite micarea la capul de nregistrare 8 Fig. 2.7.Compresograf 30

Tabelul 2.2. Simptoamele i cauzele unor defeciuni ale mecanismului motor SimptomCauz (prevzut cu un vrf ascuit), care deplasndu-se, imprim pe e posibile hrtia gradat n uniti de presiune, valorile maxime ale presiunii la Scderea puterii, sfritul compresiei. cretereaUzura sau griparea cilindrilor i consumului de combustibil i pistoanelor ulei, fum abundent laUzura, blocarea segmenilor evacuarePierderea elasticitii segmenilor Bti n zona cilindrilorUzura grupului piston-cilindru Evacuarea abundent de gaze Uzura grupului piston-cilindru din conducta de ventilaie aFisurarea sau arderea pistonului carteruluila motoarele diesel Funcionarea neuniform aPierderea etaneitii garniturii motorului, ap pe electroziide chiulas bujiilor Zgomote (bti) puterniceUzura bolurilor i a bucelor care nu dispar prin reducerea din piciorul bielelor avansului la aprindere Zgomote la pornire i laUzura lagrelor de biel turaii mari Zgomote joase distincte laUzura lagrelor paliere eliberarea pedalei de ambreiaj Bti la toate regimurile de Topirea lagrelor de biel i turaiepaliere Dup 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. 31

Aadar, pe aceeai diagram vor fi imprimate valorile presiunilor 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 (fig. 2.8). 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.Dacmrimea presiunii dup turnarea uleiului este mai ridicat atunci aceasta indic existen pierderilor de aer la segmenii de piston. Dac mrimea compresiei, dup turnarea uleiului n cilindru, este identic cu cea msurat Fig. 2.8. Diagrama de corecie nainte de a introduce uleiul, a msurrilor atunci aceasta arat existena unei neetaneiti ntre supap i scaunul ei sau la garnitura de chiulas. 32

n general, pentru motoarele cu aprindere prin scnteie, n bun stare tehnic, n funcie de raportul de compresie, valorile presiunii de compresie sunt cuprinse ntre 0,9...1,5 MPa, iar pentru motoarele diesel - 3,5...4,5 MPa. n cazul motoarelor cu un grad avansat de uzur valorile sunt situate ntre 0,6 i 0,8 MPa (motoare cu aprindere prin scnteie) i 2,0...3,0 MPa (motoare diesel). Asuprarezultatelormsurtorilor,cuajutorul compresometrului, are o influen negativ: turaia motorului, temperatura pieselor mecanismului motor precum i ineria maselor n micare ale aparatelor de msur. Este foarte greu de asigurat aceeai turaie la fiecare determinare, deoarece ea depinde de mai muli factori: pierderile prin frecare n motor, starea general a bateriei de acumulatoare, gradul de ncrcare a bateriei, starea cablurilor de legtur ntre baterie i electromotor. Corelnd rezultatele msurtorilor presiunii de compresie cu rezultatele altor forme de diagnosticare (consum de ulei, pierderea de aer prin neetaneitate, zgomote etc.), diagnosticarea prin determinarea presiunii de compresie, poate pune n eviden urmtoarele defeciuni: a) uzura excesiv, ruperea sau blocarea segmenilor; b) rizuri profunde sau rizuri excesive ale suprafeelor de lucru ale cilindrilor; c) fisurri ale garniturii de chiulas; d) neetaneitatea supapelor. 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. 33

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. Schema de principiu este prezentat n fig 2.9. Sonda 1 a aparatului se introduce n orificiile bujiilor sau injectoarelor avnd grij ca nmomentulmsurtorii, 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 Fig. 2.9. Schema de principiu de aer comprimat efectundu-se a unui pneumometru prin 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 %), iar la 34

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 = p1 p2 , (2.6) unde p1 - presiunea naintea orificiului calibrat 11; p2 - presiunea dup acest orificiu. Cantitatea de aer scpat prin neetaneiti din cilindru se exprim prin relaia: V = A 2 p , (2.7)

n care A -aria orificiului 11; - coeficientul de debit al orificiului . V2 V 2 p == k 2 , unde222 A k=

2

2A . (2.8) Prin urmare diferena de presiune indicat de manometrul 13 nu este dependent liniar de volumul de aer scpat prin neetaneiti (V). 35

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 motoruluiPoziia aparatului La nceputul compresiei Necesit reparaii 51-75 10 Indicaia aparatului, % m.a.s.m.a.c. 76-100 101-130 76-100 101-130 18 26 30 35 Dac pierderile totale din cilindru sunt mai mari de Dac pierderile Lala segmeni sau nceputulla supape (luate compresiei separat) sunt mai mari de La sfritul Dac pierderile compresiei totale sunt mai (p.m.s)mari de 6 10 16 20 20 20 30 50 45 55

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; 36

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. 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, depresiunea 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 obturate 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. 37

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. Depresiunea se citete n zona turaiei maxime dup nchiderea clapetei. 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 temperatura 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. 38

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. 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 ghidsupap, 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 caracter 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. 39

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. 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 aduce la temperatura de regim,zonele caracteristice de testare, fiind prezentate n fig. 2.10: zona 1 grupul piston cilindru Fig. 2.10. Zone specifice segmeni; zona 2 segmenii i de ascultare 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 defeciunile specifice 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 i 40

Tabelul 2.4. Condiii de ncercare i defeciuni specifice pe zonele de ascultareZone Condiii de ncercare Turaie foarte Parteamic cu treceri lateral aspre turaii Grupul blocului, pe medii. Se pistonntreagantrerupe cilindru nlime atemporar cilindrului cilindrul ascultat Segmenii Partea i canalele blocului la La turaii lor dinnivelulmedii pistonp.m.i Bolul, buca bielei, umerii pistonului Partea lateral a blocului motor, la nivelul p.m.s ObiectulZona ascultrii ascultrii Caracteristica zgomotului Zgomot nfundat discontinuu. La creterea turaiei btile se amplific Zgomot nalt, de intensitate mic, ca lovirea a doi segmeni ntre ei Sunete nalte puternice, ca lovituri rapide de ciocan. Acelai zgomot, dar dublu Defeciunea posibil Joc exagerat ntre piston i cilindru; ndoirea bielei; deformarea bucei sau a bolului Joc mare al segmenilor n canale; segmeni rupi Joc al bolului n buca bielei; ungere defectuoas; avans prea mare la aprindere; joc mare ntre bol i piston Uzura sau griparea cuzineilor. Uzura sau topirea

cuzineilor Uzura cuzineilor. Joc axial mare n lagrele paliere 1 2 3 Turaii mici i accelerri pn la turaii medii 4 Arborele cotit, lagrul de biel Blocul motor ntre cele dou puncte moarte Prile laterale ale blocului motor, n zona lagrelor paliere Se pleac de la turaii medii coborte lent. Periodic se ntrerupe funcionarea cilindrului cercetat Turaii medii cu accelerri succesive pn la turaia maxim Sunet nfundat frecvena medie. Zgomot rsuntor, puternic, cu caracter metalic Sunet de frecvena joas. Sunet de nivel cobort, se aude la ultimul lagr 5 Arbore cotit, lagr palier

41

demontarea, n vederea nlocuirii elementelor compromise (set motor, arbore etc.). 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. 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 parametri 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 42

stocate n memorie i semnalate la bord sau la computerul exterior de diagnosticare. n fig. 2.11 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. Fig. 2.11. Amplasarea n concluzie, metoda senzorilor de vibraii prezentat poate servi ca baz pentru diagnosticarea strii tehnice a mecanismului motor prin sistemele electronice de la bordul autovehiculelor. 2.3.2. Diagnosticarea mecanismului de distribuie Schimbarea strii tehnice. Parametrii de stare tehnic ai mecanismului de distribuie, care pot determina modificrile funcionale ale acestuia, sunt: forma i dimensiunile camelor, jocurile din lanul cinematic de comand, jocul dintre ghid i supap, starea de etaneitate a supapei pe scaun. Fazele de distribuie sunt influenate, n special, de uzuri, ce pot apare la nivelul cuplelor de frecare camtachet, lagrefusuri ax cu came, tacheitijeculbutoare, culbutoaresupape, lagreax culbutoare. Uzura i elasticitatea componentelor, care efectueaz transmiterea micrii de la arborele cotit la cel cu came, joac un rol important n realizarea corect a fazelor de distribuie. Meninerea permanent a contactului dintre came i elementele de comand ale supapei este determinat de stabilitatea caracteristicii arcurilor. Micorarea raportului deplasarefor sau ruperea arcurilor, provoac modificri importante ale acceleraiilor 43

i vitezelor pieselor n micarea de translaie, provocnd uzura prematur a zonei taler-scaun, ndoiri sau ruperi de supape. Datorit frecrilor, n mecanismul de distribuie apar uzuri, care modific profilul camelor, suprafeele de frecare, starea de etaneitate, provocnd o funcionare zgomotoas cu parametri energetici diminuai. Creterea jocurilor cu numai 10% duce la dublarea vitezei de aezare a supapei pe sediu i la o cretere a intensitii zgomotului cu 1,01,5 dB. ncrcarea termic neuniform a talerului de supap i a scaunului acesteia reprezint principala cauz de pierdere a etaneitii. Alturi de acest parametru, etaneitatea este influenat de uzura, arderea, calaminarea sau deformarea perechii de piese supap-scaun. Diagnosticarea mecanismului de distribuie. Parametrii de diagnosticare ce pun n eviden modificarea parametrilor de stare tehnic sunt: jocul din mecanismul de comand al supapei, zgomotele, fazele de distribuie i etaneitatea sistemului. Modificarea strii tehnice a mecanismului de distribuie se manifest printr-o simptomatologie specific prezentat n tab.2.5. Verificarea cea mai simpl a valorilor nominale ale jocurilor const n utilizarea calibrelor de msur. n cazul culbutoarelor, reglajul distribuiei cu ajutorul calibrelor nu duce la rezultate satisfctoare deoarece ca urmare a concavitii extremitii culbutorului sau a tijei supapei, jocul real este mai mare dect cel msurat i reglat i zgomotele persist n continuare. n astfel de situaii se va reface profilul iniial al culbutoarelor i a extremitii tijei supapelor, sau utilizarea unui comparator care permite msurarea cu exactitate a jocului real. Analiza zgomotelor emisie n lanul cinematic al mecanismului de distribuie se bazeaz pe faptul, c energia de impact a supapei pe sediu, variaz n cazul n care se modific jocul i condiiile de aezare. Ascultarea cu stetoscopul constituie o metod subiectiv de diagnosticare, deoarece depinde de experiena celui care efectueaz diagnosticarea, dar foarte simpl, economic i rapid. 44

Tabelul 2.5. Simptoamele i cauzele posibile ale defeciunilor mecanismului de distribuie Nr. SimptomCauze posibile crt. 1.1.Joc mare ntre Zgomot puternic n 1supap i culbutor regiunea supapelor 1.2.Arc de supap slbit 2.1.Arc de supap rupt Bti periodice la turaii 22.2.Tija mpingtoare coborte rupt sau srit Motorul consum ulei i3.1.Ghidaje de supap 3 evacueaz fum albastruuzate 4.1.v. 2.1. i 2.2. 4.2.Supape neetane 4.3.Supape blocate 4Motorul nu trage 4.4.Joc insuficient sau inexistent ntre supape i culbutoare Motorul funcioneaz5.1.v. 4.2. i 4.4. 5 neuniform cu rateuri uoare Bti la supape care nu6.1.Uzura culbutoarelor 6dispar prin reglarea6.2.Uzura ghidajelor de jocurilorsupap 7.1.Uzura pinioanelor distribuiei. 7.2.Uzura lanului Zgomot uniform, accentuat 7distribuiei sau a la modificarea turaiei ntinztorului 7.3.Uzura lagrelor axului cu came Aparatura de diagnosticare este comun cu cea pentru diagnosticarea zgomotelor produse de mecanismul motor. 45

Utilizarea unei aparaturi specializate pentru analiza vibraiilor duce la obinerea unor rezultate mult mai exacte, metoda dovedindu-se mult mai sensibil. Sensibilitatea procedeului este relevant de observaia c, mrirea jocului termic cu numai 10% conduce la dublarea vitezei de aezare a supapei pe sediu, dei, intensitatea zgomotului emis crete cu numai 1,01,5 dB, diferen practic insesizabil urechii, dar la care sonometrele sunt sensibile. n tab. 2.6 este prezentat o schem de ascultare a zgomotelor produse de mecanismul de distribuie. n fig. 2.12 sunt prezentate vibrogramele nregistrate la un motor cu joc i aezare corect a supapelor (a), n cazul unui joc mrit (b), cnd jocul este mai mic dect cel nominal (c), cnd exist un joc excesiv ntre supap i ghid (d) i cnd arcul supapei este slbit (e). Fig. 2.12. Vibrograme nregistrate pe un motor 46

Tabelul 2.6. Schem de ascultare a zgomotelor produse de mecanismul de distribuieNr. crt. Obiectul ascultrii Zona ascultrii Condiii ncercare Caracteristicile zgomotului Sunet de frecven medie, destul de distinct. auzibil la primul lagr Zgomot slab, de nivel nalt, distinct i rsuntor Sunet slab nfundat, de nivel mediu Defeciunea Uzura axului cu came Joc axial mare Arc de supap defect, griparea tachetului Joc mare ntre tachet i ghid Arbore cu 1 came lagre La turaii n regiunea mici i axului cu came mijlocii 2 3 4 5 n lungul La turaii Came axului cu came mici i tachei(bloc de mijlocii cilindri ) La turaii Tachei n zona axului mici i ghidcu came mijlocii n zona de La reducerea Tija supapei dispunere a brusc a ghidsupapelor n turaiei chiulas n prile laterale ale La turaiiSupap motorului n miciculbutor zona culbutoarelor n partea superioara a blocului de cilindrii La turaii

mijlocii Sunet slabUzura tijei nfundat, de nivel supapei i a mediughidului Sunet slabJoc mare intre metalic, de nivel supap i mediuculbutor Supapa coboar prea Zgomot puternic, mult n de nivel mediucilindru, arc de supap rupt Zgomot, se Roi dinate deplaseaz n excentrice, diferite pri ale joc n lan, carterului dini uzai distribuiei Supap 6 capul pistonului Roile 7 dinate ale distribuiei n ambele pri La turaii ale carterului mici i distribuieimijlocii

Aezarea incorect a supapei pe sediu datorit deformrii sale sau jocului mrit n ghid provoac oscilaii laterale ale supapei. Deoarece contactul cu sediul nu se face simultan pe toat 47

circumferina supapei, la impact nu particip ntr-o prim faz ntreaga mas a supapei i, de aceea apare un prim impuls mai slab, urmat de unul mai puternic, cnd ntreaga mas a supapei ia contact cu sediul (d); n plus, procesul de aezare, durnd mai mult, impulsul principal este prelungit cu cca. 20 % fa de situaia normal. n cazul slbirii arcului (e) aezarea supapei pe sediu nu este ferm, avnd loc un recul; pe vibrogram apare un impuls secundar, de recul, apropiat ca amplitudine de cel principal. Dei, foarte expeditiv i cu grad de informativitate ridicat, procedeul de diagnosticare descris este nc puin rspndit din cauza costului ridicat al aparaturii necesare, n plus, rezultatele obinute pe un tip de motor nu pot fi extinse la alte motoare, limitnd astfel interesul utilizatorilor. Verificarea fazelor distribuiei este un procedeu de diagnosticare, impus de observaia, c acestea influeneaz n mare msur parametrii tehnico-energetici ai motoarelor. Uzura, imperfeciunile de fabricaie, deformarea unor piese din lanul cinematic al distribuiei sau dereglrile fac ca aceste faze s se modifice nrutind procesele de umplere i evacuare ale cilindrilor motorului. Este necesar s se rein c mici modificri ale cursei supapei provoac la nceputul i sfritul micrii acesteia mari decalaje unghiulare. Pentru diagnosticare, durata total a proceselor se poate msura fr demontarea motorului cu ajutorul stroboscopului. Stroboscoapele utilizate pentru verificarea fazelor distribuiei difer de acelea folosite la reglajul aprinderii, prin unghiul foarte larg al variaiei momentului producerii impulsului luminos (360...600 grade rotaie a arborelui cotit). Aparatul este comandat de curentul de nalt tensiune din circuitul secundar al instalaiei de aprindere i se conecteaz la acest circuit pe ramura de alimentare a bujiei cilindrului cercetat. Momentul apariiei impulsului luminos livrat de stroboscop poate fi modificat n raport cu cel al producerii scnteii electrice de bujie, unghiul de decalaj putnd fi citit pe ecranul indicator al aparatului. 48

Pentru testare, se scoate capacul culbutoarelor, se conecteaz aparatul la fia de nalt tensiune a unui cilindru i se pornete motorul, stabilindu-i turaia la 1000...1200 min-1. Dac stroboscopul a fost reglat iniial pentru un avans egal cu zero la emiterea impulsurilor luminoase, atunci acestea se vor produce concomitent cu scnteia electric. Se dirijeaz fasciculul luminos al aparatului spre supapa de evacuare, pn cnd se observ c aceasta ncepe s se deschid. Se noteaz acest unghi, indicat pe cadranul stroboscopului (1 n fig. 2.13) i se repet operaiunea pentru a determina sfritul deplasrii (nchiderii) supapei respective, citind un alt unghi 2. Aceste dou valori precizeaz momentele acionrii supapei respective n raport cu momentul producerii scnteii electrice; de aceea acurateea msurrilor este condiionat de pstrarea riguroas a turaiei pentru a nu se modifica avansul la aprindere. Diferena (2 - 1 = ev) reprezint durata efectiv a procesului de evacuare. Fig. 2.13. Schema de determinare a fazelor de distribuie La fel se procedeaz i pentru supapa de admisiune, iar duratele determinate astfel se compar cu cele nominale, prescrise de fabricant. n cazul n care jocurile termice de distribuie sunt reglate corect, diferenele mai mari de 10-15% indic o uzur avansat a pieselor care compun mecanismul de distribuie. 49

Verificarea etaneitii supapelor se poate realiza prin msurarea presiunii de compresie, mbuntind etanarea n zona segmenilor prin introducerea unei mici cantiti de ulei n cilindrul de verificat. Dac valoarea presiunii de compresie nu crete la introducerea de ulei n cilindru, atunci zona de neetaneitate se afl n zona supapelor sau garniturii de chiulas, urmnd ca, prin metode specifice, s se separe defectul. Diagnosticarea neetaneitii se poate realiza cu precizie mai mare prin msurarea scprilor de aer i prin ascultarea n galeria de admisie i evacuare a zgomotelor specifice produse de scprile de aer . Aparatura de msurare a presiunii de compresie i cea necesar msurrii scprilor de aer au fost prezentate n capitolul precedent. 2.3.3. Diagnosticarea instalaiei de alimentare a motorului cu carburator Schimbarea strii tehnice. Starea tehnic a instalaiei de alimentare a motoarelor cu carburator n procesul de exploatare se modific. Apar un ir de defeciuni a elementelor instalaiei, care au consecine grave privind consumul de combustibil i emisia de noxe. Ele pot avea i alte efecte ale cror simptoame sunt prezentate n tab. 2.7, din care se poate constata c principalele elemente, care produc deranjamente n funcionarea motorului, sunt carburatorul i pompa de benzin. Diagnosticarea global a instalaiei de alimentare cu carburator. Din punctul de vedere al strii tehnice a instalaiei de alimentare, la motoarele cu aprindere prin scnteie este specific diagnosticarea pe baza concentraiei de CO din gazele de evacuare, care depinde, n cea mai mare msur, de calitatea amestecului i arderii. 50

Tabelul 2.7. Simptoamele defeciunilor instalaiei de alimentare a motoarelor cu carburator i cauzele posibile. SimptomCauze posibile 12 1. Motorul nu1.1. Lipsa benzinei n rezervor pornete sau1.2. Golirea camerei de nivel prin evaporare pornete greu1.3. Pompa de benzin defect 1.4. Sita filtrant a carburatorului nfundat 1.5. Filtru de benzin nfundat 1.6. Acul plutitorului blocat n poziia nchis 1.7. Jicloare de benzin colmatate 1.8. Clapeta de aer nu se nchide corect 1.9. Conexiunea dintre clapeta de aer i obturator dereglat 1.10.Conducte sparte sau ngheate 1.11.Ap n camera de nivel constant 1.12. Ap n rezervorul de benzin 1.13. Suprambogirea cu vapori a carburatorului dup oprire pe timpul verii 1.14. Carburator fisurat 2. Motorul2.1. v. 1.3, 1.4 i 1,5 pornete, dar se 2.2. Clapeta de pornire nu se deschide oprete imediat 3. Motorul se3.1. Jiclorul de ralanti slbit, uzat sau nfundat oprete la3.2. Reglajul defectuos al ralantiului ralanti3.3. Nivelul necorespunztor n camera de nivel constant 3.4. Filtrul de aer mbcsit 3.5. Aer fals la flana de fixare a carburatorului, pe la galeria de admisiune 3.6. Uzura conurilor uruburilor de reglaj a ralantiului 3.7. nfundarea sau lipsa duzei din racordul circuitului de ventilaie a carterului 51

Tabelul 2.7 (continuare) 12 4. Motorul se4.1. Pompa de acceleraie defect sau cu oprete cnd secanalizaii nfundate accelereaz4.2. Supapele de accelerare i / sau refulare ale brusccircuitului de accelerare blocate 4.3. Clapeta de aer nu se deschide total 4.4. Orificiile de repriz colmatate 5. Dei cald,5.1. Dispozitivul automat de pornire defect sau motorul nudereglat revine la turaia de ralanti 6. Motorul nu6.1. v. 1.3 - 1.5, 1.7, 3.3 - 3.5, 4.3. dezvolt putere 6.2. Dispozitivul de comand al supapei (nu trage)mbogitorului defect 6.3. Murdrirea supapei mbogitorului sau blocarea ei 6.4. Obturatorul sau/i clapeta de aer nu se deschid total 6.5. Nu se deschide obturatorul treptei secundare 6.6. Jiclor principal nfundat 6.7. Tub emulsor slbit 6.8. Lipsa benzinei n camera de nivel constant 6.9. Plutitor blocat n articulaie 6.10. Supapa de aer din buonul rezervorului de benzin blocat 7. Consum7.1. v. 1.3, 3.2, 3.3, 3.4, 6.2, 6.3, 6.4. excesiv de7.2. Jiclor principal uzat benzin7.3. Acul plutitorului nu se nchide 7.4. Jiclorul de aer al circuitului principal (jiclorul compensator) nfundat 7.5. Conducte sparte, curgeri pe la mbinri 7.6. Plutitor spart 52

Tabelul 2.7 (continuare) 1 8. Funcionarea neuniform la ralanti 9. Rateuri n carburator 10. Rateuri n eapament la mersul n gol forat 11. Maina are slabe caliti de accelerare 12. Noxe abundente 2 8.1. v.1.7, 1.8, 3.1, 3.2, 3.3, 3.5, 3.6, 4.3, 5.1, 6.10. 9.1. v. 3.5 10.1. Jocul mare ntre obturator i peretele camerei de nivel constant la ralanti 11.1. v. 1.6, 1.12, 4.1, 4.2, 4.3, 5.1 11.2. Neetaneiti pe traseul camer de nivel constant pomp - pulverizator 11.3. Plutitor blocat 12.1. Toate cauzele care provoac mbogirea amestecului Dozajul (d) al amestecului aer-combustibil depinde de starea funcional a instalaiei de alimentare: c d= a,(2.9) cc unde ca cantitatea de aer; cc cantitatea de combustibil. Concentraia oxidului de carbon n gazele de evacuare depinde de dozajul amestecului aercombustibil, caracterizat prin (d) i, astfel, prin determinarea acestei concentraii se poate stabili indirect i valoarea coeficientului respectiv ca indice de apreciere a Fig. 2.14. Variaia CO i CO2strii tehnice a carburatorului i an funcie de dozaj (d)

instalaiei de alimentare n general. 53

Variaia CO i CO2 n funcie de dozaj (d) este prezentat n fig. 2.14. Pentru msurarea concentraiei de CO se utilizeaz analizoare de gaze de dou tipuri: a) analizoare electrice b) analizoare cu absorbie cu radiaii infraroii. Analizoarele electrice sunt rspndite n tehnica diagnosticrii fie ca aparate de sine stttoare fie nglobate n construcia testerelor multifuncionale. Aparatul prezentat n fig. 2.15 are n componen o punte Wheatstone, o surs electric de alimentare, poteniometru de Fig. 2.15. Schema unuianalizor electric

echilibrare a punii i poteniometrul de alimentare. Milivoltmetrul V reprezint de fapt aparatul pentru msurarea CO i a dozajului (d), fiind etalonat n procente n volum de CO i uniti de dozaj. Rezistenele R1, R2, R3, R4 au aceeai valoare, numai c rezistena R4 este baleiat de curentul de gaze de evacuare prelevate printr-o sond din sistemul de evacuare al motorului dup ce n prealabil au fost rcite i s-a separat apa condensat. Gradul de rcire diferit al rezistenelor R3 i R4 datorat diferenei dintre coeficienii de convecie ai aerului i ai gazelor de evacuare, produce modificarea valorii lui R4 i ca urmare determin dezechilibrarea punii. Energia electric consumat pentru nclzirea rezistenei R4 fiind constant, temperatura acesteia depinde numai de cedarea cldurii spre gazul din jurul ei. Pentru a elimina influena vitezei gazului n procesul de cedare a cldurii, n zona rezistenei R4 se menine un regim difuz de transfer de cldur. Pe de alt parte, cantitatea de cldur cedat depinde de conductivitatea termic a gazelor. Componentele din gazele de evacuare au conductivitatea termic apropiat de cea a aerului (cu care aparatul compar regimurile de transfer termic al rezistenelor R3 i R4). Dintre 54

gazele, a cror concentraie depinde de dozajul amestecului, CO2 prezint cea mai mare diferen fa de aer n privina coeficientului de conductivitate. Rezult, c determinarea concentraiei de CO i a dozajului se face, indirect, prin determinarea coninutului de CO2 (v. fig. 2.14). Condiiile preliminare ale testrii impun: funcionarea perfect a instalaiei de aprindere, corectitudinea reglajelor, realizarea regimului termic al motorului (uleiul s se afle la temperatura minim de 60 C). Testarea se efectueaz la regimul de mers n gol, la turaii medii i n regim de accelerare brusc. La regimul de mers n gol (ralanti) testrile se realizeaz dup pornirea motorului cald, lsndu-l s funcioneze pn la stabilizarea indicaiilor analizorului (100...120 s). Anterior testrilor se etaloneaz aparatul cu ajutorul poteniometrului de echilibrare a punii. Pentru un reglaj corect al dispozitivului la mers n gol, nivelul admisibil al CO n gazele de evacuare trebuie s fie la valoarea admisibil (de exemplu 2 % concentraie n volum). O concentraie superioar indic un amestec bogat, rezultat al reglajului defectuos al amestecului, al decalibrrii jiclorului principal, nfundarea canalelor de aer, a filtrului de aer, nivelului prea ridicat al benzinei n camera de nivel constant. n aceste cazuri, dac aparatul are i o scal de dozaj (d), n locul unui dozaj optim de 13 se va observa indicarea unor valori mai mici (11, 12). La turaii medii motorul se aduce progresiv la 2000-3000 rot/min i se urmrete dac acul se deplaseaz spre zona amestecurilor economice (srace) n raport cu poziia, avut la regimul de ralanti, respectiv spre valori mai mici ale concentraiei de CO. Stabilizarea acului la valori ale dozajului mai mici de 12 indic un amestec prea bogat cauzat de una sau mai multe din situaiile posibile artate mai nainte. Dac abaterea este cauzat de filtrul de aer, aceasta poate fi detectat prin demontarea sa. Dac dup demontare analizorul marcheaz o reducere a coninutului de CO respectiv o cretere a valorii dozajului, rezult c filtrul este mbcsit. 55

Pe de alt parte, stabilizarea acului la valori ale dozajului mai mari de 14 arat c amestecul este prea srac cauzat fiind de: nfundarea parial a jiclorului principal, nivelul prea cobort n camera de nivel constant, murdrirea sitei filtrante la carburator. La accelerarea n gol a motorului se urmrete verificarea pompei de acceleraie a carburatorului. Verificarea se efectueaz prin accelerri brute repetate. Dac n aceste situaii procentul de CO crete rapid (acul se deplaseaz spre dozaje bogate mai mici de 13) pompa de acceleraie funcioneaz corect. Dup terminarea regimului de accelerare acul indicator trebuie s revin la niveluri inferioare ale coninutului de CO respectiv ia valori mai ridicate ale dozajului. Analizoare cu absorbie cu radiaii infraroii. Aceste analizoare se bazeaz pe principiul absorbiei selective a energiei radiante n infrarou de ctre gazele poliatomice cu structuri eterogene, n funcie de lungimeadeundspecific radiaiilor din acest spectru, n limitele domeniului cuprins ntre 2,0...15,0 m. Precizia aparatelor, Fig. 2.16. Spectrul de care lucreaz pe acest principiu, este absorbie n infrarou mai ridicat fa de analizoarele electrice. n fig. 2.16 se prezint spectrul de absorbie n infrarou al diferitor gaze. n fig. 2.17 se prezint schema unui astfel de analizor care se compune din dou surse 8 de radiaii de la care lumina este transmis prin filtre care permit trecerea radiaiilor cu lungime de und cuprins n domeniul 2,0...10,0 m. Cele dou surse sunt identice, din punct de vedere al puterii emisiei luminoase. 56

Radiaiile sunt transmise ctre dou tuburi 6 i 5 nchise la capete cu perei transpareni. Tubul 6 conine un gaz care nu absoarbe radiaiile infraroii, iar tubul 5 este conectat la circuitul de gaze de evacuare care sunt supuse analizei. Circuitul gazelor de evacuare ncepe de la sonda 1 de prelevare din toba de eapament, continund cu separatorul de ap 2, filtrul 3 i pompa 4, care asigur un debit constant de gaze prin tubul de msurare 5. Radiaiile sunt emise ctre tuburile 5 i 6 sub form de impulsuri cu o frecven de 6-10 Hz realizate cu ajutorul discului cu fante 15 antrenat de motorul electric 9. La cellalt capt al celor dou tuburi este montat detectorul 7, format din dou camere desprite de membrana elastic care mpreun cu grila formeaz un senzor capacitiv introdus n circuitul amplificatorului 10. Rezultatele msurtorilor sunt expuse pe scala aparatului de msur 11 i a nregistratorului 12. Detectorul 7 este umplut cu CO de un nalt grad Fig. 2.17. Schema de puritate. analizorului Gazele emise de motor sunt preluate de sonda 1 iar dup ce sunt curate de particulele solide n filtrul 3 i este eliminat apa n separatorul 2, sunt introduse n tubul 5 de ctre pompa 4. n tubul 5 se stabilete un curent permanent de gaze. Radiaiile infraroii, care strbat tubul 5, sunt parial absorbite de gazele din tub, proporional cu concentraia existent de CO n gazele de evacuare. Pe de alt parte radiaiile care ptrund n tubul 6 nu sunt absorbite, strbtnd tubul fr nici o diminuare cantitativ, n acest sens detectorul va primi cantiti de energie diferit n cele dou compartimente separate de membrana 13. nclzirea inegal a gazelor din cele dou compartimente va provoca o dilatare diferit a gazelor, genernd o diferen de presiune ntre cele dou compartimente ale detectorului, care va determina deformarea 57

membranei 13 i implicit capacitatea traductorului se va modifica. Variaia capacitii este proporional cu concentraia de CO din gazele de evacuare. Deoarece spectrul de absorbie al CO interfereaz cu cel al CO2 i al apei (v. fig. 2.16), este necesar reducerea cmpului radiaiilor aplicate tubului de msur 5. n acest sens, n serie optic cu tubul de msur 5 i cel de referin 6, se introduce cte un filtru care conine CO2, saturat cu vapori de ap; n acest mod radiaiile infraroii, care strbat filtrele, ajung la detector fr a mai conine componentele din banda n care CO interfereaz cu CO2 i apa, ceea ce elimin influena concentraiei de CO2 din gazele de evacuare asupra aparatelor de msur. Diagnosticarea pe elemente a instalaiei de alimentare cu carburator. Dintre componentele instalaiei de alimentare, care necesit o verificare periodic n mod individual, sunt: pompa de benzin i carburatorul. Verificarea pompei de benzin se poate face cu sau fr demontarea acesteia de pe motor, determinndu-se presiunea de refulare, debitul i etanarea, cu instalaii speciale. Pompa de benzin este acionat de un excentric al instalaiei pe care se fixeaz pompa de benzin, antrenat de un motor electric. Presiunea de refulare se verific cu manometrul. Etaneitatea se apreciaz n funcie de cderea de presiune ntr-un interval de timp de 30 s dup ce se atinge presiunea maxim, iar debitul - prin cantitatea de combustibil, care se acumuleaz n cilindrul gradat la o anumit turaie a excentricului timp de un minut. n cazul n care, valorile indicate de ntreprinderea productoare nu se realizeaz, este necesar s se verifice starea membranei pompei precum i cea a supapelor de admisie i refulare. Verificarea carburatorului n condiii de funcionare reale se realizeaz pe o instalaie special, care asigur funcionarea carburatorului la toate regimurile de turaie i de sarcin ale motorului, precum i msurarea consumului de combustibil la 58

aceste regimuri. Instalaia este prevzut cu sistemul de aspiraie, de alimentare, cu aparatele de control i msur necesare. O operaie destul de important n diagnosticarea strii tehnice a carburatorului este verificarea debitelor jicloarelor. Aceast verificare se efectueaz ori de cte ori funcionarea motorului necesit acest lucru, ns cel puin de dou ori pe an (n cadrul lucrrilor de revizie tehnic-sezonier). Un aparat pentru msurarea indirect a debitului de combustibil prin jiclor, este reprezentat n fig. 2.18. Volumul de ap din rezervorul 2, se regleaz iniial n aa fel, cu ajutorul evii de preaplin 3, ca aceasta s treac prin robinetul 5, n timp de l,0 min. Se monteaz apoi jiclorul de ncercat cu ajutorul unui dop de cauciuc la partea inferioar a robinetului 10. Adugndu-se ap prin plnia cu sit 1, tija 8, fiind lsat n jos, aceasta se scurge prin eava 4, n cilindrul 6. Deoarece cantitatea de ap care poate trece prin robinetul 5, este mai mare dect cea care se poate scurge prin jiclor, cilindrul 6, se umple cu ap. Cnd nivelul apei ajunge la partea superioar a cilindrului, apa ncepe s se scurg prin eava de preaplin 7 n vasul Fig. 2.18. Aparat gradat 9. Aparatul intr n funciune la pentru verificarea deplasarea brusc a tijei, de sus n jos, cnd debitului jicloarelor se deschid simultan robinetele 5 i 10. Din acest moment apa din rezervorul 2, trece prin eava 4, n cilindrul 6. n acelai timp din cilindrul 6, apa se scurge prin jiclorul de ncercat 11. Debitul jiclorului Qj, n cm3/s, va fi determinat de relaia: Q j = Q2 Q9 , 59 (2.10)

n care Q2 volumul de ap reinut n vasul 2, n cm3; Q9 volumul de ap colectat n vasul gradat 9, n timpul ncercrii, n cm3. Temperatura apei n timpul ncercrii trebuie s fie de 20 1C. Precizia msurrii este influenat de poziia aparatului i de aceea aceasta trebuie s fie perfect vertical. 2.3.4. Diagnosticarea instalaiei de alimentare cu injecie de benzin Consideraii generale. Pentru ilustrarea modului, n care se efectueaz diagnosticarea unei instalaii prin injecie de benzin, s-a ales sistemul L-Jetronic. Instalaia de injecie L-Jetronic, produs de firma Bosch n 1973, este cu injecie intermitent i folosete ca element prin