BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHỊNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ 2.1 Sơ đồ hệ thống phịng thí nghiệm động : Phòng phụ trợ Phòng điều khiển Hệ thống quạt hút khí thải Hệ thống quạt thổi Hệ thống quạt hút Phịng thí nghiệm Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phịng thí nghiệm động 2.2 Phịng thí nghiệm động : Hình 2.2.a Phịng thí nghiệm SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Hình 2.2.b Phịng điều khiển * APA 204/E/0943 : - Cơng suất cực đại Ne(max) : 220 (Kw) - Mômen quay cực đại Me(max) : 934 (Nm) - Số vòng quay cực đại ne(max) : 8000 (v/p) APA làm việc hai chế độ * Máy phát : tạo tải cho động thí nghiệm * Động : kéo động hay khởi động động 2.3 Sơ đồ ngun lý làm việc mơ hình thí nghiệm 2.3.1 Sơ đồ mơ hình thí nghiệm - Phịng thí nghiệm bao gồm: + Phịng lắp đặt thiết bị (Dyno) + Phòng điều khiển (Puma) SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ AVL 735S AVL 554 AVL 553 AVL 733S AVL BÀN ĐIỀU KHIỂN PUMA BĂNG THỬ ĐIỆN ĐỘNG CƠ Đường Ống Nạp Đường Ống Thải Hình 2.2.1 – Sơ đồ phịng thí nghiệm Ghi : Các cảm biến thiết bị nối AVL PUMA Chú thích : AVL PUMA : Thiết bị xử lý trung tâm AVL 553 : Thiết bị cung cấp điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát AVL 554 : Thiết bị cung cấp kiểm soát nhiệt độ dầu bôi trơn AVL 733-735 : Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu điều chỉnh nhiệt độ AVL DiGAS 4000 : Thiết bị đo khí thải THA 100 :Bộ điều chỉnh tay ga tự động Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp Cảm biến đo áp suất tương đối khí nạp Cảm biến đo áp suất tuyệt đối khí nạp Thiết bị đo độ lọt khí cacte SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Cảm biến tốc độ động góc quay trục khuỷu Cảm biến đo độ ẩm khơng khí Cảm biến đo nhiệt độ dầu bôi trơn động Cảm biến đo nhiệt độ dầu bôi trơn vào động Cảm biến đo áp suất dầu bôi trơn 10 Cảm biến đo nhiệt độ nhiên liệu 11 Cảm biến độ rung động 12 Cảm biến đo nhiệt độ nước làm mát vào động 13 Cảm biến đo nhiệt độ nước làm mát động 14 Cảm biến đo nhiệt độ khí thải 2.3.2 Nguyên lý làm việc tổng quát mơ hình Khai báo thiết bị hệ thống, cài đặt thông số cần đo Khởi động động cơ, động hoạt động hệ thống tự động kiểm tra lỗi, có lỗi tự động báo cho người điều khiển biết để khắc phục Sau lúc, động hoạt động ổn định ta cài đặt thơng số như: T-553, T-554 Lúc thiết bị AVL 553, AVL 554 tự động điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát dầu bôi trơn theo giá trị mà ta cài đặt Lúc hệ thống tự động hiển thị thông số sau lên hình: + Torque (Nm): Mơmen động + P (KW): Công suất động + AIR_CON (Kg/h): Lưu lượng khí nạp + T_Oil (0C): Nhiệt độ dầu bơi trơn + TWO (0C): Nhiệt độ nước làm mát + TWI (0C): Nhiệt độ nước làm mát vào + T_EXH (0C):Nhiệt độ khí xả + T_INTAKE (0C):Nhiệt độ khí nạp + OPA_OPAC (%): Lượng bồ hóng + Lambda + P_Oil (Bar):áp suất dầu bôi trơn + Blow_Val (l/p): Độ lọt khí Cacte + FUELCOSP (g/kW.h) + BH (Kg/h): Tiêu hao nhiên liệu SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Những thiết bị thử bao gồm: động thử (ở dùng động MASDAZ, xylanh) động bắt chặt với sàn thơng qua bốn chân có lắp thiết bị giảm chấn Băng thử điện thiết bị chủ yếu gây tải cho động thử nối với động thơng qua khớp nối Ngồi để đo thông số đường nạp động thử người ta lắp cảm biến áp suất khí nạp tương đối 2, áp suất khí nạp tuyệt đối 3, cảm biến đo nhiệt độ khí nạp Trên đường thải ngồi hai cảm biến nhiệt độ khí thải cảm biến áp suất khí thải 14 cịn có bình tiêu âm mục đích giảm ồn Để điều khiển nhiên liệu cung cấp cho động người ta dùng thiết bị cung cấp đo tiêu hao nhiên liệu (733_ Fuel balance) nối thông với động hai đường ống cấp hồi Để điều khiển cung cấp nhiên liệu cho động người ta dùng động bước (THA100) để điều khiển vị trí bướm ga kết nối trực tiếp với PUMA Việc điều khiển nhiệt độ nước làm mát thực thiết bị (AVL553 Coolant Conditioning System) Trên đường ống vào động có cảm biến nhiệt độ nước vào 12, đường ống nước khỏi động có cảm biến nhiệt độ nước 13 Việc điều khiển nhiệt độ dầu bôi trơn thực thiết bị (AVL 554, Oil Conditioning System ) Thiết bị AVL 554 nối với động qua hai ống vào có gắn hai cảm biến nhiệt độ dầu vào dầu Cảm biến áp suất dầu gắn thiết bị Để đo số vòng quay động người ta gắn thiết bị đo tốc độ động vị trí trục khuỷu puli đầu trục khuỷu Để đo độ lọt khí cacte, người ta dùng thiết bị đo (442 Blow By Meter), thiết bị nối với động qua hai đường ống: đường ống từ động đến 442 đường ống tuần hoàn từ 442 lại đường ống nạp động Tất tín hiệu từ cảm biến đưa vào trạm chuyển đổi, khuếch đại nối với Puma Tại ta đo đạc xử lý số liệu nhận CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.1 Các loại đặc tính : 3.1.1 Đặc tính tốc độ : Đặc tính tốc độ động đồ thị biểu diễn mối quan hệ mơ men có ích M e, cơng suất có ích N e, suất tiêu hao nhiên liệu có ích g e… tiêu khác động theo tốc độ ne động giữ tay điều khiển động vị trí quy định SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ - Ở 100% tải thi ta gọi đặc tính tốc độ ngồi - Các mức tải cịn lại gọi đặc tính phận 3.1.2 Đặc tính tải : Các động dẫn động máy phát điện, máy nén, bơm nước … phải đáp ứng đòi hỏi máy công tác thay đổi tải máy công tác, tốc độ động thay đổi phạm vi hẹp Vì chất lượng hoạt động động đánh giá theo đặc tính khơng thay đổi tốc độ động Đặc tính gọi đặc tính tải 3.1.3 Các đặc tính khác : - Đặc tính tổng hợp - Đặc tính khơng tải - Đặc tính điều tốc - Đặc tính chân vịt - Đặc tính điều chỉnh Các đặc tính trường hợp đặc biệt đặc tính tốc độ 3.2 Đặc tính ngồi động xăng : Đối với động xăng dùng chế hồ khí, hàm N e , pe, Me, ge, Gnl thay đổi theo tốc độ n, mở 100% bướm ga gọi đặc tính ngồi, cịn bướm ga nằm vị trí mở nhỏ 100% gọi đặc tính phận Ở vị trí 100% bướm ga, biến thiên hàm Ne= f(n), Me = f(n) phụ thuộc vào thay đổi h v, hm, i , rk theo số vòng quay n Biến thiên  v  động chạy theo đặc tính ngồi phụ thuộc thay đổi tốc độ dịng khí qua xupap nạp, pha phân phối xupap độ mở bướm ga Càng tăng tốc độ dịng khí qua xupap nạp thải hệ số nạp  v thấp Khi động xăng hoạt động theo đặc tính ngồi hệ số dư lượng khơng khí  giảm giảm n SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Hình 3.2 Đặc tính ngồi động xăng Khi mở hết bướm ga α = 0,8 - 0,9 3.3 Đặc tính ngồi động diesel : Hình 3.3 Đặc tính ngồi động diesel Ở động diesel định công suất số nhiên liệu cấp cho xylanh chu trình, khơng định  v mà gct Đường đặc tính tốc độ động Diesel dốc ảnh hưởng gct tăng + Hệ số thích ứng KM nhỏ : KM = 1,1 + Khi chuyển từ đường đặc tính ngồi vào đặc tính phận đường song song (nghĩa độ dốc không thay đổi KM không thay đổi) SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ + Các đường đặc tính phận khơng cắt trục hồnh tốc độ sử dụng động từ (nMin ¸nđm ) 3.4 Đặc tính tải động xăng : Động xăng chạy theo đặc tính tải cần tăng giảm số lượng hồ khí nạp vào động cách thay đổi vị trí bướm ga Trong động xăng động ga hồ khí điều chỉnh theo thành phần tiết kiệm  i tăng tải tăng lúc làm  tăng chất lượng cháy tốt Vì gemin xuất vị trí tồn tải Hình 3.4 Đặc tính tải động xăng 3.5 Đặc tính tải động diesel : Trong động điêzel thực nhờ thay đồi độ dài thời gian cấp nhiên liệu, nhiều trường hợp làm thay đổi áp suất chất lượng phun Ở chế độ không tải Ne =  m= 0, nên ge = ∞ Tăng tải giữ nguyên số vòng quay làm tăng  m, ge giảm dần Tuy nhiên mức giảm động diesel chậm động xăng  i động diesel giảm chậm so với mức tăng của  m Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ g emin xuất vị trí tải tương ứng với giá trị cực đại  e =  i. m Tăng tải động diesel thực cách tăng SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ gct qua giảm  Do tăng tải,  i tăng lên chút khu vực tải nhỏ, áp suất chất lượng phun tăng dần, sau  i giảm tiến gần chế độ tồn tải Vì suất tiêu hao nhiên liệu sau đạt cực tiểu, phụ tải tương ứng với giá trị cực đại  e =  i. m, tăng dần lên Hình 3.5 - Đặc tính tải động điêzel THỰC NGHIỆM ĐO CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ 4.1 Giới thiệu trang thiết bị thí nghiệm 4.1.1 Tìm hiểu thiết bị kiểm soát điều chỉnh nhiệt độ dầu bơi trơn AVL 554 Dầu bơi trơn đóng vai trị quan trọng trình làm việc động Để đảm bảo bôi trơn tốt bề mặt ma sát, dầu bơi trơn có giá trị độ nhớt thích hợp Một yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt nhiệt độ Vì lý hệ thống cần có thiết bị để kiểm soát để điều chỉnh nhiệt độ dầu bơi trơn Đó thiết bị AVL 554 SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Thiết bị làm mát dầu AVL 554 có tác dụng giải nhiệt cho dầu bôi trơn ổn định nhiệt độ dầu khoảng định từ: 70 ÷ 1400C Đặc điểm thiết bị làm mát dầu AVL 554 điều chỉnh nhiệt độ dầu bơi trơn theo mục đích thí nghiệm Sơ đồ lắp đặt thiết bị sau: Hình 4.1.1 Sơ đồ hệ thống làm mát dầu bơi trơn AVL 554 Nguyên lý làm viêc: Dầu bôi trơn sau bơi trơn động quay thiết bị theo đường B, điều chỉnh thiết bị sau đưa vào lại động theo đường A Đường nước làm mát dầu thiết bị vào thiết bị theo đường C đường D Để điều khiển thiết bị phải thơng qua đường H, G SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang 10 BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ lượng khơng khí v , mà thực tế tăng n lúc đầu v tăng lên lượng khơng khí nạp Gkk tăng lên đạt góc phối khí tối ưu Sau đó, tiếp tục tăng n, thời gian chuẩn bị cho trình cháy chu trình giảm làm cho q trình cháy xấu Đồng thời, lúc g ct lại chuẩn bị tăng nhẹ cịn lượng khơng khí Gkk bị giảm tăng tổn thất áp suất hành trình nạp (Pk = K  n2 f h2 ), qua góc phối khí tối ưu nên  giảm Tất lý làm cho hiệu suất thị  i giảm Hiệu suất giới động  m ( m = f(n)): lúc đầu tăng n làm tăng  m ban đầu khả bôi trơn nên làm tăng tổn thất khí, tiếp tục tăng n điều kiện bôi trơn cải thiện nên giảm tổn thất Nhưng tiếp tục tăng n tổn thất tăng lên qn tính chi tiết máy chuyển động làm tăng trở lực, nghĩa  m giảm Hoặc theo công thức ta giải thích sau:  m 1  a  b.C m Lúc đầu tăng n C m tích số gct. i tăng lên C g ct  i tích số gct. i tăng nhanh nên làm cho hiệu suất giới tăng lên Sau tiếp tục tăng n gct tăng chậm so với mức giảm  i, nên tử số số trừ tăng mạnh mẫu Kết làm cho  m giảm dần gct = f(n): theo lý thuyết, tăng tốc độ động không ảnh hưởng đến lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình Nhưng thực tế, lúc đầu  m  i tăng mà g e  A4 nên ge giảm Khi tiếp tục tăng n ảnh hưởng yếu tố: rò rỉ  i  m nhiên liệu, đàn hồi đường ống cao áp, tính chịu nén nhiên liệu, tiết lưu qua cửa nạp cửa xả bơm cao áp làm cho g ct tăng nhẹ tăng số vòng quay (hiện tượng tiết lưu tăng ảnh hưởng lớn đến gct) Từ đó, ta lý giải cho thay đổi đường đặc tính mơmen Lúc đầu tăng số vịng quay từ n = (1100 ÷ 1700) [vg/ph], mơmen có ích động tăng dần lên  i,  m tăng Mơmen có ích động đạt trị số cực đại tích số (  i  ) đạt giá trị lớn ứng với n M nằm khoảng n = (1100÷1700) [vg/ph] Sau tiếp tục tăng số vịng quay từ n = (1700÷2700)[vg/ph] mơmen giảm dần  i, m SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang 20 ... 12 BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Hình 4.1.4 Bảng điều khiển Emcon 300 Chức năng: - Điều khiển động thực nghiệm tay tự động - Khởi động động - Cài đặt chế độ vận hành động thực nghiệm. .. Trang BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ AVL 735S AVL 554 AVL 553 AVL 733S AVL BÀN ĐIỀU KHIỂN PUMA BĂNG THỬ ĐIỆN ĐỘNG CƠ Đường Ống Nạp Đường Ống Thải Hình 2.2.1 – Sơ đồ phịng thí nghiệm. .. SVTH : Nhóm E– Lớp 11C4LT Trang 13 BÁO CÁO HỌC PHẦN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ 4.3.2 Đặc tính tốc độ - Thí nghiệm tiến hành với độ mở bướm ga α = 44% - Tốc độ động thay đổi từ (1100 ÷ 2700) rpm,