CHỈ TIÊU SỬ DỤNG
Ứng suất cơ
Là ứng suất, biến dạng, áp suất trong các phần từ tĩnh tại, chuyển động và trong các cụm lắp ghép dưới tác dụng của tải trọng cơ học. Thực tế việc đo ứng suất, biến dạng, áp suất trên các chi tiết rất khó khăn, và không thể kiểm tra trực tiếp USC trong quá trình sử dụng. Vì vậy, người ta xác lập các thông số USC gián tiếp qua:
- Áp suất cực đại Pz: Pz < [Pz]
- Tỉ số tăng áp suất
- Tốc độ tăng áp suất trung bình:
- Tốc độ tăng áp suất cực đại:
Tải trọng cơ học lớn nhất khi Pz, , W đạt giá trị cực đại. Các chỉ tiêu , W, Wmax đặc trưng cho tính “cứng” của động cơ. Khi các giá trị quá lớn có thể làm hư hỏng các gối đỡ mặc dù áp suất cực đại Pz vừa phải
Ứng suất nhiệt
Ngoài tác dụng cơ học các chi tiết tiếp xúc trực tiếp với khí cháy và chịu một tải trọng nhiệt đáng kể. Vì vậy trong các chi tiết này xuất hiện các ứng suất nhiệt, làm biến dạng, cản trở điều kiện bôi trơn các bề mặt ma sát, tạo sơn muội và mài mòn. Trạng thái nhiệt của các chi tiết được gọi “ứng suất nhiệt của động cơ”. Ứng suất nhiệt xác định khả năng làm việc của các chi tiết về phương diện bền nhiệtvà độ tin cậy của động cơ trong quá trình sử dụng (xác định gián tiếp).
ứng suất nhiệt: σt = Ε*α *∆tx1/2*(1-μ)
txl : Nhiệt độ trung bình theo chiều dày δ của thành vách xylanh, nó xác định nhiệt độ biến dạng của các chi tiết và khe hở của cặp lắp ghép.
∆txl : Độ sụt nhiệt độ trung bình qua thành vách xylanh, tạo nên ứng suất nén -σt về phía khí thể và ứng suất kéo +σt về phía làm mát.
Trong thực tế sử dụng người ta đánh giá ứng suất nhiệt gián tiếp qua các chỉ tiêu cường độ tải trọng nhiệt: nhiệt độ cháy cực đại Tz, nhiệt độ khí xả Tx, nhiệt độ nước làm mát Tlm, áp suất hiệu dụng trung bình Pe (hoặc Pi).
Nhiệt độ của khí xả của động cơ 4 kỳ … động cơ 2 kỳ, nhưng phụ tải nhiệt của xylanh … gấp 2 lần so với động cơ 2 kỳ khi cùng một giá trị áp suất chỉ thị bình quân.

Tham số cấu trúc
Cấu trúc của hệ động lực, tổng thành ô tô được hiểu là vị trí tương quan giữa các chi tiết trong một bộ phận. Theo thời gian sử dụng cấu trúc đó bị thay đổi do mài mòn. Sự thay đổi cấu trúc nên hiểu là sự thay đổi tính chất lắp ghép giữa các chi tiết. Cấu trúc của đối tượng chẩn đoán được biểu thị bằng các tham số gọi là tham số cấu trúc. Là những tham số chỉ rõ đặc điểm kết cấu của cụm máy, do nhà chế tạo qui định, như: kích thước, khe hở lắp ghép, độ chính xác lắp ghép tương quan góc đánh lửa sớm hoặc phum sớm, pha phân phối khí…vv
Cấu trúc và tham số cấu trúc cơ bản là cấu trúc và tham số số cấu trúc biểu thị đặc tính của bộ phận máy, bảo đảm bộ phận máy làm việc bình thường. Hình dáng bề ngoài, nước sơn, lớp mạ…gọi là cấu trúc và tham số cấu trúc thứ yếu.
Tham số ra
Bao gồm những tín hiệu mà động cơ, tổng thành bộc lộ ra bên ngoài trong quá trình làm việc.
Ví dụ: Công suất, thành phần khí xả, nhiệt độ, áp suất…
Tham số ra có thể là những tham số chỉ tình trạng chung của cụm máy, nhưng cũng có thể do một tham số kết cấu nào đó chi phối.
Ví dụ: Áp suất cuối kỳ nén được quyết định bởi độ kín khít nhóm piston vòng găng - lót xi lanh, độ lọt khí xuống cacte do cặp vòng găng - piston gây ra, áp suất dầu bôi trơn giảm do khe hở nhóm bạc trục tăng…vv
Tham số chẩn đoán
Là những tham số ra được sử dụng trong quá trình chẩn đoán hệ động lực và tổng thành ô tô.
4, Giá trị giới hạn của các tham số
Là những chỉ tiêu nếu vượt quá, động cơ tổng thành không thể tiếp tục làm việc.
- Đối với các tham số kết cấu: những giá trị tới hạn này được nhà chế tạo qui định. Tương ứng với mỗi giá trị giới hạn của tham số kết cấu sẽ có một giá trị giới hạn của tham số ra.
- Khi chẩn đoán động cơ, tổng thành các giá trị giới hạn của tham số ra dùng để chấn đoán (tham số chẩn đoán) sẽ là căn cứ để quyết định cho động cơ được làm việc tiếp tục hay đưa vào sửa chữa.
- Động cơ, tổng thành được phép làm việc khi tất cả các tham số kết cấu chưa vượt quá giá hạn, ngược lại chỉ một tham số kết cấu vượt quá giới hạn thì động cơ, tổng thành cũng phải dừng hoạt động để kiểm tra sửa chữa.
5, Điều kiện để tham số ra được dùng làm tham số chẩn đoán
Như đã phân tích, chẩn đoán là phép đo gián tiếp tham số kết cấu, dựa trên kết quả đo đạc các tham số ra tương ứng với chúng.
Ứng với một tham số kết cấu có thể có một hoặc nhiều tham số ra, song không phải tất cả các tham số ra được dùng làm tham số chẩn đoán, mà phải thoả mãn 3 điều kiện sau:
* Điều kiện đơn trị
* Có khả năng biến đổi rộng
* Dễ thực hiện

Chuẩn đoán động cơ theo áp suất cuôi quá trình nén
Áp suât cuôi kỳ nén Pc là tham sô ra, phú thuộc vào mức độ kín khít cụa nhóm các chi tiêt bao kín buoăng cháy: piston xéc mang - lót xilanh, xu páp - đê xu páp, nap và giuang máy.
Ở tráng thái mòn giới hán Pc giảm không nhiều khoạng (15 -20)%, do sự tích tú muội than trong buồng cháy làm tư sô nén tăng lên bù dắp lại một ít sự rò rỉ khí do mài mòn gây ra.
Áp suât cuôi kỳ nén Pc chịu ạnh hưởng khá nhiều yêu tô:
- Do sự trao đổi nhiệt trong suôt quá trình nén giữa môi chât công tác và thành vách xi lanh nên chỉ sô nén đa biên không phại là hằng số (chỉ sô nén đa biến, trong chu trình nén thực tê rât phức tạp và không ngừng thay đổi về trị sô lẫn chiểu, hướng truyền nhiệt giữa môi chất công và vách xi lanh giữa bộ phận nhiên liệu đã bốc hơi và số chưa bốc hơi hoặc với nhiên liệu vừa mới phun vào trong buồng cháy).
- Do sự tồn tại lượng khí sót cũng như nhiên liệu trong môi chất công tác làm tỉ nhiệt của môi chất cũng luôn biến đổi.
- Chịu ảnh hưởng của các điều kiện sử dụng (tốc độ, công suất, sức cản đường, ống nạp…) và pha phân phối khí.
- Do hư hỏng nhóm piston xéc măng - lót xi lanh, gioăng quy lát, xu páp không đóng kín v.v…
Như vậy, riêng áp suất cuối kỳ nén Pc không phản ánh tình trạng kỹ thuật cụ thể một bộ phận hoặc chi tiết nào hư hỏng, mà chỉ là tham số phản ánh trạng thái chung. Nhưng sự giảm đột ngột của áp suất cuối kỳ nén Pc có thể cho phép kết luận có sự cố cần phải khắc phục.
Ví dụ: Sự bó kẹt xéc măng, gãy xéc măng, xu páp cong vênh, cháy mặt tiếp xúc của xu páp và đế, nắp máy bị cong vênh, đai ốc nắp quy lát không chặt, gioăng đệm quy lát bị rách hỏng v.v…
Về mặt lý thuyết, áp suất cuối kỳ nén Pc được tính:
Pc = Pa n
Với: Pa: Áp suất trong xi lanh đầu quá trình nạp.
: Tỉ số nén
n1: Chỉ số nén đa biến trung bình, luôn thay đổi trên toàn bộ đường nén.
Theo công thức trên thì Pa, n1 ảnh hưởng trực tiếp tới Pc nếu loại bỏ các yếu tố làm n1 thay đổi trong quá trình đo (đo ở trạng thái động cơ không làm việc, giữ nhiệt độ và tốc độ động cơ không đổi trong suốt quá trình đo…) thì có thể coi n1 như một hằng số.
Động cơ xăng n1 = 1,34  1,36
Động cơ điêzel n1 = 1,368  1,372
Chỉ số nén n1 ở động cơ thực cao hơn, n1 = 1,34  1,39, cá biệt n1= 1,4  1,41.
Chỉ số nén n1 được giữ không đổi, khi đó ảnh hưởng lớn nhất đến Pc là Pa. Song như đã phân tích ở trên Pa chịu ảnh hưởng của các tham số kết cấu đường nạp (sức cản bầu lọc gió, đường ống nạp, bướm gió…), kết cấu hệ thống phân phối khí và mức độ kín khít nhóm bao kín buồng cháy.
Sự giảm dần Pc theo thời gian thường là do nhóm piston xéc măng - lót xi lanh bị mài mòn gây nên.
Khi Pc giảm dưới mức cho phép sẽ gây nên tác hại máy khó nổ (thậm chí có tổ máy không làm việc), máy nóng, công suất giảm, lượng tiêu thụ nhiên liệu tăng.
Để đo Pc phải sử dụng thiết bị riêng cho từng loại động cơ.
* Phương pháp đo:
- Đo từng xi lanh
- Gá chặt, kín khít đầu đo trên lổ vòi phun hoặc lổ bugi của xilanh kiểm tra.
- Đảm bảo trạng thái nhiệt và tình trạng bôi trơn trong xi lanh như điều kiện làm việc bình thường của động cơ.
- Duy trì chính xác số vòng quay trục khuyủ theo quy định.
* Tiến hành đo với động cơ xăng:
- Khởi động và cho động cơ chạy tới nhiệt độ quy định sau đó tắt máy.
- Tháo toàn bộ các bugi, tắt đèn, quạt v.v…
- Đổ vào mỗi xilanh kiểm tra khoảng 20cm3 dầu bôi trơn trước khi đo
- Kéo cần mở hoàn toàn bướm ga.
- Dùng tay ấn đầu cắêm của dụng cụ đo vào lổ bugi của xilanh cần đo, dùng máy khởi động quay trục khuỷu từ 10  12 vòng. Đọc trị số Pc lớn nhất trên đồng hồ.
Ngừng khoảng 5 phút cho ắc quy hồi điện sau đó mới đo xi lanh khác.
* Đối với động cơ điêzel:
- Khởi động động cơ cho chạy đến nhiệt độ quy định sau đó tắt máy.
- Tháo vòi phun của xi lanh kiểm tra, lắp chặt dụng cụ đo vào lổ vòi phun đó.
- Khởi động lại động cơ, điều chỉnh máy chạy ổn định ở vòng quay không tải theo quy định, đọc trị số Pc lớn nhất trên đồng hồ.
- Các xi lanh còn lại làm tương tự.
Áp suất cuối kỳ nén (Pc) đối với động cơ xăng nằm trong khoảng (0.72.0)MN/m2, động cơ điêzel (3.05.0)MN/m2. Đối với động cơ điêzel tăng áp có tỉ số nén  =(12  13) thì áp suất cuối kỳ nén có thể bằng (4.05.0) MN/m2.
Độ chênh áp suất cuối kỳ nén giữa các xi lanh trong động cơ thường từ (0.71.0) kG/ cm2, có thể đến 2.0 kG/cm2.
Chẩn đoán động cơ theo áp suất dầu bôi trơn
Áp suất dầu bôi trơn được đo trên đường dầu chính (sau lọc dầu) trước khi đi vào bôi trơn các cổ trục trong các động cơ sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng bức.
Loại trừ các sự cố như: nứt vỡ, tắc đường dầu, điều chỉnh sai hoặc hư hỏng lò xo ở các van an toàn trên bơm và lọc dầu.
Trường hợp bình thường: áp suất dầu bôi trơn phụ thuộc vào tình trạng mài mòn của bơm dầu bôi trơn, nhiệt độ và độ nhớt của dầu, khe hở giữa các bề mặt ngõng trục và bạc lót. Ngoài ra còn phụ thuộc trạng thái nhiệt, tốc độ động cơ. Nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng giảm, tốc độ giảm thấp lượng dầu cung cấp càng ít nên áp suất dầu càng thấp.
Với bơm dầu bôi trơn, do mài mòn bơm dầu bị giảm lưu lượng vì có hiện tượngï dò rỉ dầu qua khe hở bánh răng, khe hở mặt dầu và bánh răng với vỏ bơm. Song đa số bơm vẫn có thể đáp ứng được yêu cầu bôi trơn vì thường có lưu lượng lớn hơn yêu cầu thực tế một vài lần.
Độ nhớt dầu càng lớn, áp suất càng cao. Ngược lại nhiệt độ càng tăng, độ nhớt càng giảm do đó áp suất cũng giảm theo. Đặc biệt ở nhiệt độ 20  500C, độ nhớt thay đổi rất nhiều. Đối với mỗi loại động cơ nên sử dụng một loại dầu bôi trơn có tính chất lý hoá nhất định. Khi dùng dầu lâu, kém phẩm chất phải thay thế.
Tình trạng khe hở giữa các cổ - ngõng trục và bạc lót có ảnh hưởng quyết định tới áp suất dầu bôi trơn, khe hở lớn dầu càng dễ thoát về hai phía nên áp suất giảm.
Trong trường hợp mài mòn giới hạn, không thể hình thành được màng dầu bôi trơn để duy trì quá trình bôi trơn ma sát ướt, lúc này giữa các bề mặt tiếp xúc ma sát trở thành ma sát không có bôi trơn (ma sát khô) rất dễ gây cháy cổ trục và bạc. Nhất là cổ trục chính ở phía cuối đường dầu và cổ biên của động cơ.
Như vậy, trong bất kỳ tình huống nào, khi áp suất dầu bôi trơn giảm quá thấp hoặc tăng quá cao so với quy định đều bắt buộc phải dừng máy để kiểm tra sửa chữa.
Áp suất dầu bôi trơn như một tín hiệu an toàn cho động cơ làm việc. Trên khá nhiều động cơ sử dụng nó để báo nguy, hoặc tắt máy.
Nếu có biện pháp đo áp suất dầu bôi trơn ở từng vị trí thích hợp, có thể phát hiện hư hỏng cục bộ của động cơ.
Nhờ sự chênh áp trước và sau lọc dầu có thể phán đoán hiện tượng tắc lọc. Đo áp suất ở đầu và cuối đường dầu chính có thể phán đoán sự mài mòn của các chi tiết trục - bạc thông qua độ chênh áp.
Giá trị áp suất dầu bôi trơn ở trạng thái nhiệt độ quy định được nhà chế tạo chỉ rõ theo chế độ tốc độ và loại động cơ như sau:
Vòng quay định mức (nn) Vòng quay chậm (nmin)
Động cơ xăng P= (2  4) kG/cm2 > 0,5 kG/cm2
Động cơ điêzel P= (2  6) kG /cm2 (0,51,0)kG/cm2
Nếu áp suất dầu bôi trơn ở chế độ tốc độ thấp nhất ổn định mà dưới mức cho phép thì động cơ phải đưa vào sửa chữa. Ở động cơ mới, áp suất dầu bôi trơn có thể cao hơn bình thường vì khe hở lắp ghép nhỏ, tuy nhiên áp suất này không vượt quá áp suất đã được điều chỉnh bởi van an toàn lắp song song với bơm dầu bôi trơn.
Khi áp suất dầu bôi trơn tăng quá cao có thể tắc ở đường dầu chính hoặc ở trục khuỷu, đây là sự cố rất nguy hiểm cho động cơ, phải kịp thời khắc phục.

Chẩn đoán động cơ thông qua phân tích khí xả
1, Thành phần khí xả
Tham số thành phần khí xả phản ánh tình trạng chung của động cơ về quá trình chuẩn bị và đốt cháy hỗn hợp, nó phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Tỉ lệ hỗn hợp.
- Mức độ hoà trộn đều nhiên liệu với không khí.
Thực hiện điều đó chủ yếu do hệ thống nhiên liệu và nạp, thải khí gây ra, trạng thái nhiệt động cơ, tình trạng hoạt động của hệ thống đánh lửa (động cơ xăng), chất lượng quá trình nén (trong động cơ Diesel), chất lượng nhiên liệu.v.v…
Như vậy, thành phần khí thải cũng là một tham số ra phản ánh tình trạng chung của cụm máy, nó không cho biết chỗ hỏng song nó cho phép đánh giá chất lượng cháy, công suất động cơ một cách khá hiệu quả.
Lưu ý: Thành phần khí thải ở động cơ xăng khác động cơ Diesel bởi hệ số dư lượng không khí ở động cơ Diesel lamda > 1 còn động cơ xăng nằm trong giới hạn trên lamda = 0,4 -0,5 và giới hạn dưới lamda = 1,3- 1,4.
Thành phần khí xả trong động cơ chủ yếu có các loại sau: ni tơ, ô xy, hơi nước, cácboníc, ôxýt các bon ( xem bảng 4-2). Qua bảng (4-2) có nhận xét:
Điều kiện cháy hoàn và dư không khí thì khí thải chủ yếu có N2, O2, CO2, H2O và ít CO. Vậy nếu thiếu oxy thì hàm lượng CO sẽ tăng nhiều, CO2 giảm dần chứng tỏ hỗn hợp cháy đậm. Các chất CO, NOX, HC là chất gây độc hại cho môi trường. Đối với động cơ phun xăng điện tử lắp bộ xúc tác khí xả thì thành phần chất độc hại giảm.
2, Biểu hiện của màu sắc khí xả
+ Khí xả không màu hoặc có màu nâu rất nhạt Chứng tỏ quá trình cháy tốt, nếu màu nâu là do nhiệt độ thấp, nhiên liệu cháy không hết.
+ Khí xả có màu đen Nguyên nhân chính là do thừa nhiên liệu hoặc thiếu không khí.
* Thừa nhiên liệu: do điều chỉnh sai lượng cấp liệu (BCA hoặc bộ điều tốc) nên dư dầu. Hoặc vòi phun không đảm bảo tốt: phun không tơi sương (phần dẫn hướng và mặt côn kín sát mòn, rỗ), lỗ phun bị tắc, nghẹt hay mất độ tròn xoay hoặc lò xo vòi phun không tốt, điều chỉnh áp lực phun không đúng, dẫn tới chất lượng phun nhiên liệu kém, qui luật phun không đảm bảo. Có thể còn do điều chỉnh góc phun sớm, góc đánh lửa sớm quá muộn.
* Thiếu không khí:
- Có sự cản trở lớn ở đường nạp (tắc lọc khí, bướm gió mở không hết, ống góp hút bị nghẹt, xu páp hút mở không hết do điều chỉnh sai).
- Có sự cản trở ở đường thải (bình giảm âm nghẹt, ống góp khí thải nghetï do bị đóng nhiều muội than, xu páp thải mở không hoàn toàn điều chỉnh sai hoặc không mở). Ở động cơ tăng áp việc thiếu không khí nhiều lý do là tuốc bin máy nén khí làm việc không tốt gây nên.
+ Khí thải có màu xanh đậm thường xuyên
Do lọt dầu nhờn vào buồng cháy (khe hở nhóm piston xécmăng – xi lanh tăng hoặc đệm kín nắp qui lát hở, bể hoặc xupáp hút và thải đóng không kín hoặc không mở). Có thể do: áp suất dầu bôi trơn quá lớn, hoặc lượng dầu ở cacte cao quá mức cho phép, hoặc không khí quét lẫn nhiều dầu bôi trơn.
+ Khí xả có màu xanh nhạt (xanh lơ)
Có thể có tổ máy không làm việc hoặc xilanh bị mòn hay trầy xước có lằn. Hoặc xéc măng bị gãy hay lắp sai hoặc mức dầu bôi trơn ở cacte và ở bình lọc gió (loại ướt) quá cao, hoặc gioăng cao su chắn dầu ở máy nén khí bị hở, hỏng bạc đồng đỡ trục tuốc bin.
+ Khí xả có màu trắng
Do máy lạnh hoặc có nước lọt vào buồng cháy. Nếu máy lạnh thì sau một thời gian nổ máy màu trắng sẽ giảm và hết.
Có thể do điều chỉnh góc phun sớm, góc đánh lưả sớm quá lớn. Hoặc do không khí, nhiên liệu cung cấp có lẫn nước. Một yếu tố khác đó là nhiên liệu có chỉ số cêtan thấp, số ốc tan cao.
4. Xác định một số hư hỏng qua phân tích khí xả
* Động cơ xăng: Nếu khí xả có lượng ôxy và nhiên liệu chưa cháy cao có khả năng sự bốc hơi, hoà trộn kém của hỗn hợp hoặc do có tổ máy không làm việc.
Ta làm như sau: lần lượt ngắt điện từng bugi, ở máy bị ngắt mà hàm lượng nhiên liệu chưa cháy trong khí xả không tăng thì đó là máy không làm việc.
* Động cơ Diêzel: Lượng nhiên liệu cháy không hết thải ra ngoài là do chất lượng phun kém (nhiên liệu không tới xương, phân bố không đều, vòi phun nhỏ giọt…) cũng có thể do điều kiện cháy không tốt (áp suất nén không đủ vì lọt khí ra ngoài, máy quá lạnh)… Nếu như ngắt đường dầu cao áp dẫn tới vòi phun nào đó mà lượng nhiên liệu trong khí thải giảm xuống thì chính là do tổ máy đó bị hư hỏng.
Sự thay đổi thành phần khí xả khi ngắt từng xilanh cũng phản ánh sự làm việc không đồng đều giữa chúng.
Tăng ga đột ngột nhưng không thấy lượng CO và nhiên liệu (xăng) chưa cháy tăng thì có thể kết luận hệ thống tăng tốc làm việc kém hoặc không làm việc.
Động cơ phun xăng (duy trì lamda tối ưu cho từng chế độ taỉ) nhờ có bộ xúc tác khí xả thông qua cảm biến mà lượng CO, NOX, HC ít.
Việc thay đổi hàm lượng trên phụ thuộc nhiều vào các phần tử hệ thống (cảm biến, khối tính toán, khối chấp hành… Vì vậy có phần chẩn đoán riêng.