PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1Tổng quát về công suất động cơ : Công suất động cơ là một trong những thông số kỹ thuật cơ bản cuả động cơ được quan tâm nhiều nhất và nó là chỉ tiêu quan trọng không phụ thuộc vào c ông dụng và kiểu loại động cơ. Vì vậy trong thiết kế, chế tạo, sửa chữa và sử dụng, v iệc xác định chính xác công suất của động cơ luôn được coi trọng nhằm các mục đ íc h s a u :  Kiểm nghiệm động cơ trước khi xuất xưởng (nhằm kiểm tra động cơ sau kh i thiết kế có đạt chỉ tiêu công suất đề ra không).  Kiểm tra động cơ sau khi sửa chữa lớ n.  Tổ chức khai thác động cơ hợp lí, an toàn và tin cậ y.  Biết chiều hướng và các giá trị biến động công suất trong nh ững điều k iệ n khai thác cụ t h ể .  Giúp quản lí các phương tiện kh ác . 1.2 Tổng quan về phương pháp đo công suất: Ngày nay việc xác định công suất động cơ có khá nhiều phương pháp và thiết b ị nhưng phần lớn đều dựa vào momen Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com quay và tốc độ quay. Để đơn giản có thể ph â n nhóm như s a u :  Phương pháp xác định công suất có ích loại cân b ằ ng.  Phương pháp xác định công suất có ích loại không cân b ằ ng.  Phương pháp xác định công suất dùng trong chuẩn đo á n. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.2.1 Phương pháp xác định công xuất loại cân bằng: Trong phương pháp này động cơ quay một thiết bị mà trục rôto của thiết bị đ ược nối với trục của động cơ. Stato của thiết bị có dao động ngang được. Khi động cơ làm việc, nó sản sinh ra một momen xoắn làm cho rôto của thiết bị quay (tức là h ã m lại chuyển động của động cơ) cần có một môi trường trung gian. Khi rôto tác dụng lên môi trường trung gian làm cho thân (stato) của thiết bị quay theo. Để giữ t h â n lại, người ta tìm cách tác dụng lên thân một lực (momen) hãm. Lực (momen) h ã m được đo bằng một thiết bị khác gọi là thiết bị cân lực. Sơ đồ nguyên lí của ph ươ ng pháp được thể hiện bằng sơ đồ s a u : Động cơ (gây lực mom e n) Thiết bị gây tải ( câ n bằng lực, mom e n) Thiết bị câ n lực Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi trên các bệ thử của các nhà máy chế tạ o động cơ, các cơ quan nghiên cứu. Phương pháp này th ực chất là đo lực (mom e n) s a u đó tính công suất theo công t h ức: Ne   n (Mx  Mms  Mf )   n ( P.l  Mms  Mf ) 30 3 0 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Mx: Momen xoắn thu được qua thiết bị đo (KN.m, KG.m,…) n :Tốc độ quay của động cơ (không qua h ộp số) P :Lực thu được trên thi ết bị đo (KN, KG,…) l: cánh tay đòn trên thiết bị gây tải Mms: Momen ma sát của thiết bị đo ở các gối trục (KN.m, KG.m,…) Mf: Momen tổn hao trên thiết bị gây tải (KN.m, KG.m,…). Người ta đưa giá trị của Mms, Mf vào trị số sai số cho phép, tuỳ theo từng thiết b ị cụ thể mà ta có được giá trị Mms, Mf khác nh a u. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.2.2 Phương pháp xác định công xuất động cơ loại không cân bằng: Các thiết bị đo kiểu này có một số đặc điểm s a u : Động cơ cần xác định làm quay rôto của thiết bị, còn thân của thiết bị thì đ ứ ng yên, thiết bị này cho ta các thông số trên đồng hồ (vôn kế, ampe kế, áp kế…) từ đó tính toán ra công suất động cơ . Các thiết bị này không có thiết bị cân lực kèm t h e o. Đây là phương pháp xác định công suất động cơ tại nơi sử dụng. Dùng trong các loại động cơ công suất nhỏ. Đặc biệt có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực tàu cá . 1.2.2.1 Động cơ lai máy phát đ iệ n: Trục động cơ được nối với trục rôto của máy phát, khi động cơ làm việc, rô t o quay quanh stato làm trong các cuộn dây stato xu ất hiện một từ trường. Dưới tác dụng của từ trường, trong các đầu dây của phần ứng sẽ xuất hiện suất điện động cảm. Nếu mạch ngoài kín thì sẽ xuất hiện dòng điện trong mạch. Tuỳ theo máy ph át điện một chiều hay xoay chiều mà ta s ử dụng các thiết bị phù hợp để đo các t hông số của nó. Nếu là máy phát xoay chiều thì công suất động cơ được tính b ằng c ông thức s a u : N  U  . I  .m.cos  .10  3 e    (KW) d N  W .10  3 e     (KW) d Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Trong đó U Φ, I Φ : giá trị điện áp và dòng điện xoay chiều mà máy phát t ạo r a W: giá trị đọc được trên oát kế (W) m: số ph a η d : hi ệu suất truyền động Cosφ: hệ số công suất máy phát đ iệ n Đối với máy phát điện m ột c h iề u : N  U .I .10  3 e    (KW) d Trong đó Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com U, I: giá trị điện áp và dòng điện một c h iề u η d : hi ệu suất truy ền động Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương 2: Động cơ lai máy b ơ m Năng lượng của động cơ dùng để truyền cho máy bơm để đư a chất lỏng lên ca o hoặt đi xa. Năng lượng dòng chất lỏng g ồm hai thành phần : động năng ( v 2 /2g) v à áp năng (p/γ) . Ng ười ta căn cứ vào hai thành phần này để xác định công suất t huỷ lực hay động cơ . Công suất thuỷ lực của bơm được xác định theo công t h ức: N tl = G.H = γ .Q.H Trong đó G = γ .Q : lưu lượng trọng lượng của bơm (N / s) γ : trọng lượng riêng của chất l ỏng (N / m 3 ) Q : lưu lượng của b ơm (m 3 / s) H : cột áp của bơm (m) Khi làm việc trong máy bơm thường xảy ra các tổn thất n ăng lượng bao gồm : tổn thất cơ khí, tổn thất thuỷ lực, tổn th ất lưu lượng. Do đó công suất của động cơ lai máy bơm là: Trong đó : N e      ck N tl .  tl .  ll (KW) η ck , η tl , η ll : hi ệu suất của hệ truyền động , thuỷ lực và lưu lượ ng. 1.2.2.3 Phương pháp xác định công suất động cơ bằng cách s ử dụng xoắn k ế : Momen xoắn trên trục có thể được xác định thông qua biến Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com dạng xoắn của t rụ c theo biểu t h ức: Trong đó M e    G.J p .  t L t (KG.m) G: môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo trục (KG / m 2 ) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com [...]... dụng cho các động cơ lắp trên phương tiện vận tải - Sử dụng thiết bị đo lực phanh trên bánh xe, từ đó tính được momen và công suất động cơ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Sai số chủ yếu của phương pháp là không biết chính xác hiệu suất của các bộ truyền trên xe cần đo Phương pháp đo không phanh: đây là phương pháp đơn giản vì không phải tháo động cơ ra khỏi xe... nhau cơ bản là ở phanh dòng xoay chiều không có vành đổi chiều (chổi than, cổ góp) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương 5: Thiết bị cân lực Là thiết bị không thể thiếu trong thiết bị đo công suất loại cân bằng Đây là thiết bị đo lực (momen) lấy ra từ thiết bị gây tải Thiết bị gây lực rất đa dạng, dựa vào nguyên tắc làm việc có thể chia làm các loại sau:  Thiết. .. phương pháp gia tốc: dựa trên nguyên tắc sự thay đổi tốc độ góc của động cơ phụ thuộc vào công Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com suất động cơ, khi công suất động cơ càng lớn thì gia tốc càng lớn Thực chất của dụng cụ đo là thời gian tăng tốc từ tốc độ thấp tới tốc độ định mức khi tăng tốc đột ngột, chỉ thị sẽ là công suất động cơ Có thể sử dụng thiết bị đo HMR-2M...   Me *  n 3 0 Phương pháp này có độ chính xác cao và thường được dùng tại nơi sử dụng động cơ Tuỳ theo phần tử cảm biến được dùng trong xoắn kế mà ta có các dạng xoắn kế sau : xoắn kế kiểu cảm biến điện , xoắn kế kiểu quang , xoắn kế kiểu cảm biến từ 1.2.3 Phương pháp đo công suất động cơ dùng trong chẩn đo n (thường dùng trong chẩn đo n trạng thái kỹ thuật của ôtô): Đo momen chủ động trên bánh xe:... vi điều chỉnh tốc độ và ghi công suất được xác định theo một số loại động cơ và cho trước trên dụng cụ Nhược điểm độ chính xác không cao, chỉ đo được một số loại động cơ do nhà chế tạo qui định Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Đo công suất bằng phanh thử công suất: đây là phương pháp đo chính xác nhất nhưng yêu cầu phải tháo động cơ ra khỏi ôtô đặt lên phanh... trục Lt: chiều dài đo n trục cơ sở để đo góc xoắn (m) Φt: góc xoắn giữa hai mặt cắt ở các mút đo n trục cơ sở Lt (rad) G J p Đối với hệ trục cụ  const , như vậy để xác định công suất động cơ thể thì Lt chỉ cần xác định Φt.Trên cơ sở này người ta chế tạo thiết bị xác định góc xoắn giữa hai mặt cắt của đo n trục, nhờ đó xác định được momen xoắn Công suất động cơ được xác định theo công thức: Ne  Me... sát (phanh cơ khí), lực cản của nước (phanh thuỷ lực) hoặt lực điện từ (phanh điện) Công suất động cơ được tính theo công thức: Ne  Me *   Me *  n 3 0 Me cân bằng với mômen cản của phanh Mc Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương 3: Tổng quan về thiết bị đo công suất 1.3.1 Thiết bị gây tải: Thiết bị gây tải còn gọi là phanh, có nhiều loại phanh, dựa vào nguyên... 1: đường nước vào, 2: bánh công tác 3: stato, 4 :thiết bị cân lực, 5: van xả nước Rôto của phanh được gắn trên trục động cơ Trên rôto gắn các đĩa nhằm tăng sự truyển động công suất của nước, stato được gắn trên một gối đỡ phụ có thể dao động tự do quanh trục Nguyên lí hoạt động: khi động cơ làm việc làm cho rôto của phanh quay Nếu không có nước, lúc đó động cơ chạy không tải Tuỳ thuộc vào lưu lượng... sẽ được tính theo công thức: (ml) Ne  N edm(1  N) Trong đó: Nedm: công suất định mức của động cơ theo thiết kế (ml)  N : độ chênh công suất với động cơ thiết kế (%)   (n1Ne _ ntb ).k N 10 0 n1Ne: số vòng quay của động cơ khi làm việc với một xi lanh khi ở tình trạng còn mới (theo tài liệu kỹ thuật) ntb: số vòng quay trung bình của các xi lanh khi làm việc riêng rẽ (đo khi chẩn đo n) k: hệ số kinh... này tác dụng làm quay stato, để đo momen này người ta sử dụng thiết bị cân lực mômen hãm Mcb đặt vào stato của động cơ chính bằng momen xoắn cần đo Mx trừ đi momen ma sát ở các gối đỡ Mcb = Mx  Mms= F.l Trong đó: F: lực đo trên thiết bị cân lực, l: chiều dài cánh tay đòn Dấu  chỉ momen ma sát luôn ngược hướng chuyển động và luôn thay đổi phương chiều Sai số của phép đo này khoảng 3%  Phanh điện dòng . PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1Tổng quát về công suất động cơ : Công suất động. biến từ . 1.2.3 Phương pháp đo công suất động cơ dùng trong chẩn đo n (thường dùng trong chẩn đo n trạng thái kỹ thuật c ủa ôtô): Đo momen chủ động trên bánh x e : - Áp dụng cho các động cơ lắp trên phương. quản lí các phương tiện kh ác . 1.2 Tổng quan về phương pháp đo công suất: Ngày nay việc xác định công suất động cơ có khá nhiều phương pháp và thiết b ị nhưng phần lớn đều dựa vào momen Simpo