2

Curprins

Cuprins ......................................................................................................................................... 2

Introducere ................................................................................................................................... 3

Diagnosticare ............................................................................................................................... 3

Diagnosticarea generală .................................................................................................... 3

Diagnosticarea de profunzime .......................................................................................... 3

Coeficientul informaţional ................................................................................................ 3

Diagnosticarea mecanismului motor, prin metoda vibroacustică ................................. 4

Zone specifice de ascultare ................................................................................... 4

Diagnosticarea după zgomot ................................................................................ 4

Diagnosticarea mecanismului de distribuţie .................................................................. 5

Aspecte constructive ale mecanismului de distribuţie .......................................... 5

Schimbarea stării tehnice ...................................................................................... 7

Analiza zgomotelor ............................................................................................... 9

Verificarea fazelor distribuţiei ............................................................................ 10

Verificarea etanşeităţii ........................................................................................ 11

Diagnosticarea pe elemente, a transmisiei ................................................................... 12

Diagnosticarea ambreiajului .............................................................................. 12

Diagnosticarea cutiei de viteze .......................................................................... 13

Diagnosticarea transmisiei longitudinale (cardanice) ........................................ 14

Diagnosticarea punţii motoare ........................................................................... 15

Concluzii ................................................................................................................................... 16

Bibliografie ............................................................................................................................... 17

3

Diagnosticarea unor componente ale autovehiculelor,

prin metoda vibroacustică [2]

Introducere

Parametrii energetici, economici şi ecologici, ai motoarelor de autovehicule, sunt

dependenţi de starea tehnică generală a diferitelor componente, stare aflată într-o continuă

modificare, în procesul de exploatare.

Această schimbare a stării tehnice se produce în sensul înrăutăţirii unor parametri, prin

uzură normală sau accidentală a elementelor structurale, şi a subansamblelor (mecanismul motor,

mecanismul de distribuţie, instalaţia de alimentare, de răcire, de ungere, de aprindere, ş.a.).

Diagnosticare

Diagnosticarea motorului se poate realiza în două moduri:

- metoda diagnosticării globale (sau generale);

- metoda diagnosticării de profunzime (sau pe elemente);

Parametrii de diagnosticare generală trebuie să fie nişte mărimi de a căror valoare să

depindă starea tehnică a mai multor componente ale motorului (puterea efectivă a motorului,

consumul de combustibil, nivelul de zgomot, gradul de poluare, ş.a.).

Nivelul de zgomot oferă informaţii despre starea tehnică a mai multor componente, dintre

care se amintesc: instalaţia de alimentare aer – combustibil, mecanismul motor, mecanismul de

distribuţie, ş.a..

Diagnosticarea de profunzime se face în cazurile în care semnalele de diagnosticare

generală au valori inadmisibile la repararea sau înlocuirea unor componente, precum şi în situaţii

de avarie.

În alegerea parametrilor de diagnosticare, se ţine cont şi de coeficientul informaţional,

exprimat prin formula de mai jos:

; (1)

Kinf

Xmax Xmin

Xmax

4

Acest coeficient exprimă capacitatea de informaţie apreciată, şi indică dinamica

schimbării valorii parametrului de control, în funcţie de parcursul automobilului, şi permite să se

compare capacităţile informaţionale ale parametrilor de diagnosticare ce au baze fizice diferite.

Valoarea coeficientului informaţional trebuie să fie mai mare decât valoarea 0.5.

Diagnosticarea mecanismului motor, prin metoda vibroacustică [2]

Diagnosticarea după zgomot

Reprezintă o metodă empirică, relativă, depinzând în mare măsură de experienţa

operatorului. În general, există cinci zone specifice, de ascultare:

- zona 1: grupul piston – cilindru - segmenţi;

- zona 2: segmenţii şi canalele lor din piston;

- zona 3: bolţul, bucşa bielei, şi umerii pistonului;

- zona 4: arborele motor (cotit), lagărul si biela;

- zona 5: arborele motor, lagărele palier;

Zgomotele receptate, cu un caracter distinct, apar în situaţia în care, ca urmare a uzurilor

excesive, jocul între piston şi cilindru, este de 0,3 - 0,4 mm. La lagărele palier ale arborelui cotit,

jocul între fus şi 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, şi indică

necesitatea opririi motorului, şi demontarea lui, în vederea înlocuirii elementelor compromise

(set motor, arbore, etc ... ).

În prezent, această operaţiune de diagnosticare, pe baza zgomotului, poate fi întreprinsă

cu aparate adecvate, care elimină subiectivismul interpretărilor. Aceste aparate se bazează pe

analiza frecvenţei şi amplitudinii zgomotului. Dispozitivele sunt cunoscute sub denumirea de

strobatoare.

Aprecierea semnalului sonor se efectuează pe baza amplitudinii, iar spectrometrele

sonore oferă date privind frecvenţa semnalelor acustice.

5

Diagnosticarea mecanismului de distribuţie [2]

Aspecte constructive ale mecanismului de distribuţie

Fig. 1 – secţiune prin chiulasa unui motor, cu supape înclinate, şi camere semisferice [2];

Fig. 2 – temperatura, pe zone [2];

6

Fig. 3 – fazele distribuţiei, cu ilustrarea unghiurilor, in grade RAC, ale mişcărilor

supapelor [2];

Fig. 4 – vedere generală a unui mecanism de distribuţie [2];

7

Fig. 5 – diferite modalităţi de transmitere a mişcării, în cadrul mecanismului de

distribuţie [2];

a). cu roţi dinţate;

b). cu lanţuri cu bolţuri şi role, pe un rând, sau pe mai multe;

c). cu lanţuri cu eclise dinţate, pe mai multe rânduri;

Mai există şi soluţia cu curele dinţate, confecţionate din cauciuc.

Schimbarea stării tehice [2]

Parametrii de stare tehnică, ai mecanismului de distribuţie, care pot determina

modificările funcţionale ale acestuia, sunt forma şi dimensiunile camelor, jocurile din lanţul

cinematic de comandă, jocul dintre ghid şi supapă, starea de etanşeitate a supapei, pe scaun.

Fazele distribuţiei sunt influenţate, în special, de uzuri ce pot apărea la nivelul cuplelor

de frecare, camă – tachet, lagăre, fusuri, ax cu came, tacheţi, tije, culbutori, supape, lagăre, ax

culbutori.

Uzura şi elasticitatea componentelor ce realizează transmiterea mişcării, de la arborele

cotit, la cel cu came, joacă un rol important în realizarea corectă a fazelor de distribuţie. În acest

caz, uzurile apar în mecanismele cu lanţ, la nivelul cuplelor de frecare, rolă-bolţ-eclisă-lanţ, role-

-roţi dinţate, lanţ-întinzător-patine.

La transmisiile cu roţi dinţate, uzurile sunt la nivelul angrenajelor, iar la transmisiile prin

curele, starea tehnică este determinată de caracteristicile curelei.

8

Arcurile de supape au o importanţă deosebită în comportarea mecanismului de

distribuţie, şi, implicit, asupra fazelor de distribuţie. Prin menţinerea permanentă a contactului

dintre came şi elementele de comandă ale supapei, este determinată stabilitatea caracteristicii

arcurilor.

Fig. 6 – ilustrarea arcurilor de supape, prin doua cazuri, a). si b). [2];

Modificarea stării tehnice a mecanismului de distribuţie, se manifestă printr-o

simptomatologie specifică. De exemplu: în cazul unui zgomot puternic în regiunea supapelor, o

cauză posibilă poate fi jocul mare dintre supapă şi culbutor.

Parametrii de diagnosticare, ce pun în evidenţă modificarea parametrilor de stare

tehnică, sunt jocul din mecanismul de comandă a supapei, zgomotele, fazele de distribuţie şi

etanşeitatea sistemului.

Verificarea cea mai simplă, a valorilor nominale ale jocurilor, constă în utilizarea

calibrelor de măsură. În cazul uzurii culbutorilor, reglajul distribuţiei cu ajutorul calibrelor nu

duce la rezultate satisfăcătoare, deoarece, ca urmare a concavizării extremităţii culbutorului, sau

a tijei supapei, jocul real este mai mare decât cel măsurat şi reglat, iar zgomotele persistă în

continuare.

9

Fig. 7 – verificarea valorilor nominale, ale jocurilor [2];

Analiza zgomotelor [2]

Această analiză se bazează pe faptul că energia de impact a supapei variază atunci când

se modifică jocul, şi condiţiile de aşezare. Ascultarea cu stetoscopul constituie o metodă

subiectivă, dar foarte simplă, de diagnosticare.

Aparatura de înregistrare şi prelucrare a zgomotelor, permite o diagnosticare cu

precizie ridicată, în cadrul aceleiaşi familii de motoare.

Înregistrarea zgomotelor, sub forma unor vibrograme, prezintă avantajele unei analize

detaliate a aşezării pe scaun. Figura de mai jos ilustrează vibrograme înregistrate la închiderea

supapei, în diferite situaţii:

Fig. 8 – vibrograme înregistrate la închiderea supapei, în diferite situaţii [2];

10

În figura a)., se poate observa amplitudinea şi durata amortizării, în situaţia unui joc

mărit, de aproximativ 0,5 mm. În figura b)., jocul este de 0,15 mm, iar în figura c)., o situaţie în

care jocul a fost reglat la o valoare mai mică decât cea normală.

Verificarea fazelor distribuţiei [2]

În cazul unor modificări datorate jocurilor din mecanismul de comandă, al cursei supapei,

acestea produc, la începutul şi sfârşitul cursei, mari decalaje unghiulare, indiferent dacă

modificările au o intensitate redusă.

O metodă de diagnosticare a bunei desfăşurări a fazelor distribuţiei, constă în măsurarea

ridicării supapelor, în funcţie de unghiul de rotaţie al arborelui cotit, raportat la punctul mort

superior (interior), al pistonului cilindrului respectiv.

Este necesar să se realizeze măsurarea sincronă a mărimilor citite de un traductor

unghiular, montat pe arborele cotit, şi un traductor de cursă, pentru supapa analizată.

Posibilităţile de măsurare sunt relativ simple, succesiunea operaţiilor fiind următoarea:

- se montează pe fulia arborelui cotit, un disc gradat, care, faţă de un reper fix, permite

identificarea punctului mort superior (interior), pentru cilindrul numărul 1;

- se demontează capacul culbutorilor, şi bujiile, sau injectoarele;

- se montează rigid, un ceas comparator, cu precizie de 0,01 mm, astfel încât, tija de

măsură să fie în contact cu talerul arcului montat pe supapa de diagnosticare;

- se roteşte motorul, încet, şi se notează, în principal, momentul de începere a ridicării,

momentul aşezării pe scaun, şi cursa maximă, a supapei;

-

Dinamic, măsurătoarea se poate realiza cu ajutorul stroboscopului, astfel:

- se îndreaptă fascicolul luminos către supapa de verificat, modificându-se momentul de

aprindere a lămpii stroboscopice, până când supapa diagnosticată ajunge în poziţie

închisă, statică;

- înainte de deschidere, se notează unghiul alfa 1, repetând procedeul, se măsoară unghiul

alfa 2, corespunzător supapei închise;

- unghiul generat, cât supapa este deschisă, se calculează prin diferenţă;

11

Verificarea etanşeităţii [2]

Supapele etanşează, pe suprafeţe conice, elementele costructive: ghid-tijă supapă. Zona

conică a scaunului şi a supapei trebuie să îndeplinească condiţii severe de coaxialitate.

Măsurarea etanşeităţii supapelor se poate realiza prin măsurarea presiunii de compresie,

îmbunătăţind etanşeitatea în zona segmenţilor, prin introducerea unei mici cantităţi de ulei, în

cilindrul verificat.

Dacă valoarea presiunii de compresie nu creşte la introducerea de ulei, în cilindru, atunci

zona de neetanşeitate se află în zona supapelor, sau a garniturii de chiulasă. Diagnosticarea

neetanşeităţii se poate realiza cu precizie mai ridicată, prin măsurarea scăpărilor de aer, şi prin

ascultarea, în galeria de admisie şi evacuare, a zgomotelor specifice, produse de scăpările de aer,

când se utilizează ramura de înaltă presiune, a aparatului.

Refacerea etanşeităţii supapelor este de mare importanţă, însă aceasta necesită

demontarea chiulasei de pe motor.

În concluzie, diagnosticarea rapidă a mecanismului de distribuţie trebuie făcută prin

ascultarea zgomotelor produse, şi prin verificarea parametrilor energetici, ai motorului. Dacă, în

urma acestei diagnosticări, se pot trage concluzii care indică defecte situate în mecanismul de

distribuţie, se continuă diagnosticarea, folosind metodele specifice, prezentate anterior.

Fig. 9 – vibrograme înregistate la verificarea etanşeităţii mecanismului de distribuţie [2];

12

Diagnosticarea pe elemente, a transmisiei [3]

Diagnosticarea ambreiajului

Tabel 1.0 – corelaţiile dintre parametrii de stare tehnică, şi parametrii de

diagnosticare, ai ambreiajelor [3];

Pentru caracterizarea stării tehnice a ambreiajului, se utilizează o serie de parametri de

diagnosticare: cursa liberă a pedalei ambreiajului, patinarea, decuplarea totală, momentul maxim

transmis, zgomotele, la acţionarea pedalei, şi modul de cuplare şi de decuplare.

Tabelul de mai sus ilustrează corelaţiile existente între principalii parametri ce definesc

starea tehnică a ambreiajului, şi parametrii utilizaţi pentru diagnosticare.

13

Diagnosticarea cutiei de viteze [3]

Pentru diagnosticarea cutiei de viteze, trebuie să se stabilească starea tehnică a sistemului

de acţionare, şi cea a cutiei de viteze propriu-zise.

Fig. 10 – vibrogramele rezultate în urma diagnosticării unor cutii de viteze [3];

Fig. 11 – diagrama în coordonate [temperatură ; timp], a stărilor tehnice ale unor cutii de

viteze testate [3];

14

Tabel 1.1 – parametrii de stare tehnică, în corelaţie cu posibilele simptome [3];

Diagnosticarea transmisiei longitudinale (cardanice) [3]

Starea tehnică a transmisiei longitudinale (cardanice), este definită de uzurile articulaţiilor

cardanice, şi de cele ale canelurilor, şi de deformarea arborilor.

Principalii parametri de diagnosticare sunt: jocul unghiular, bătaia radială, ce sunt mărimi

cu dependenţă univocă de parametrii de stare.

Tabel 1.2 – corelaţiile dintre simptome şi posibilele cauze ale acestora [3];

15

Diagnosticarea punţii motoare [3]

Parametrii utilizaţi la diagnosticarea diferenţialului şi a transmisiei centrale, sunt jocul

unghiular, analiza vibroacustică, şi regimul termic.

Deşi metoda vibroacustică poate conţine erori subiective, de interpretare, ale celui care o

efectuează, această diagnosticare pe baza zgomotului produs în funcţionare, poate constitui o

metodă pe cât de simplă, pe atât de eficientă şi economică.

Tabel 1.3 – diagnosticarea punţii motoare, după zgomot [3];

16

Concluzii

În timpul procesului de producţie, maşinile, instalaţiile şi autovehiculele, trebuie să

îndeplinească cerinţe din ce în ce mai înalte, în conformitate cu stadiul de dezvoltare continuă a

tehicii actuale, pentru garantarea siguranţei în funcţionare, asigurarea unei disponibilităţi mari,

respectiv, a unei perioade de timp de bună funcţionare, cât mai îndelungată.

Printr-o întreţinere condiţionată de starea tehnică a maşinii, instalaţiei sau a

autovehiculului, pentru menţinerea acestora în perfectă stare de funcţionare, sunt necesare

informaţii cât mai sigure, şi exacte, asupra stării tehnice.

Tehnica de diagnoză poate să furnizeze aceste informaţii. Creşterea vibraţiilor, peste

limitele normale, de funcţionare, indică o posibilă deteriorare a stării tehnice. Prin analiza şi

efectuarea de diagnoze corecte, ale vibraţiilor, pot fi identificate cauzele acestora, defectele de

fabricaţie, sau cele în formare, gravitatea lor, precum şi durata de timp (de viaţă), în care mai pot

funcţiona, fără distrugerea ei, sau a altor utilaje sau componente.

Este foarte important să se cunoască în mod detaliat cauzele principale ale vibraţiilor

maşinilor şi agregatelor (cutia de viteze), pentru identificarea, analiza lor, şi mai apoi, remedierea

defectelor.

17

Bibliografie

[1]. Pater, S., Mitran, T., – Diagnosticarea sistemelor tehnice, Editura Universităţii din

Oradea, Oradea, 2006, ISBN (10) 973-759-110-0, ISBN (13) 978-973-759-110-4;

[2]. *** RegieLive – Tehnici de diagnosticare la autovehicule, http://www.RegieLive.ro,

accesat la data de 23.12.2014;

[3]. *** Scritube – Diagnosticarea pe elemente a transmisiei, http://www.scritub.com,

accesat la data de 23.12.2014;