Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang I LỜI NÓI ĐẦU Thế giới ngày phát triển theo hướng đại hóa tự động hóa Và nghành công nghiệp sản xuất ô tô, động nói riêng có bước phát triển vượt bậc, chứng đời hàng trăm công nghệ xe hệ thống phun xăng điều khiển điện tử, hệ thống điều khiển ABS điều khiển điện tử, cơng nghệ đèn pha Viba… Để có thành công vượt bậc tất nhiên phải trải qua trình nghiên cứu, thực nghiệm, thực hành lâu dài đòi hỏi nhiều thời gian cơng sức Trong khn khổ chương trình học, học mơn “Thí Nghiệm Động Cơ”, mơn học củng cố cho kiến thức lí thuyết học, biết cách xây dựng đồ thị từ kết đo từ thực nghiệm, nắm rõ trang thiết bị thí nghiệm đại…Cùng với học phần “ Thực Hành Thí Nghiệm Động Cơ” giúp cho có thể: + Tiếp xúc với thực tế thí nghiệm cụ thể + Làm quen hiểu qua trang thiết bị thí nghiệm đại + Kiểm chứng lại lí thuyết học từ có nhìn tổng quan lí thuyết thực tế + Nắm rỏ trình tự cách tiến hành thí nghiệm hồn chĩnh sở trang thiết bị đại Trong khuôn khổ thực hành nhóm 08F giao nhiệm vụ thực hành xác định “ Đặc tính tốc độ động thí nghiệm” Được hướng dẫn tận tình thầy HUỲNH BÁ VANG cố gắng nhóm 08F, chúng em hồn thành thí nghiệm nhóm Tuy bước đầu tiếp cận trang thiết bị hiên đại nên không tránh khỏi sai sót, nhầm lẩn Do đó, mong thầy thơng cảm bảo cho chúng em Cuối nhóm 08F xin chân thành cảm ơn thầy! Đà Nẵng, ngày 23 tháng năm 2012 Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG PHỊNG THÍ NGHỆM Phịng thí nghiệm động AVL phịng thí nghiệm đại Việt Nam Được đầu tư xây dựng từ năm 2000 hoàn thành đưa vào sử dụng năm 2003, phịng thí nghiệm nới thực nhiều thí nghiệm, thực nghiệm quan phục vụ cho công tác giảng dạy học tập nghiên cứu sinh giảng viên sinh viên khoa Cơ Khí Giao Thơng Ngun lý hoạt động phịng thí nghiệm mơ tã chung sau: - Phịng thí nghiệm gồm hai phần: + Phịng lăp đặt thiết bị ( Dyno) + Phòng điều khiển ( Puma) - Thiết bị phịng thí nghiệm bao gồm: + Thiết bị đo độ khói động ( opacimeter) + Động mẩu F110 – A + Băng thử APA + Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát ( AVL 553) + Thiết bị xác định suất tiêu hao nhiên liệu ( AVL 733 ) + Thiết bị làm mát nước ( AVL 55 ) + Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, áp suất dầu bôi trơn cho động (AVL 554 ) + Thiết bị làm mát cảm biến + Thiết bị thu nhận tín hiệu từ cảm biến ( xử lí ) + Thiết bị đo lọt khí cacte + Đường ống nạp, thải động + Khớp nối trục động với băng tải + Các lại cảm biến + Thiết bị đo lưu lượng khí nạp + Thiết bị xác định vị trí + Màn hình vi tính + Bảng điều khiển + Thiết bị đo tốc độ động vị trí trực khuỷu Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang + Bình tiêu âm + Thiết bị Visioscop quan sát buồng cháy Những thiết bị thử bao gồm: động thử ( dung động F10.A SUZUKI t, xylanh, thứ tự nổ 1-3-4-2 Động bắt chặt với sàn băng bốn chân có thiết bị giảm chấn Băng thử điện thiết bi chủ yếu gây tải cho động nối với động thông qua khớp nối Ngồi để đo thơng số đường nạp động người ta lắp cảm biến áp suất khí nạp tương đối, cảm biến áp suất khí nạp tuyệt đối, cảm biến đo lưu lượng khí nạp, cảm biến đo nhiệt độ khí nạp Trên đường thải hai cảm biến đo nhiệt độ áp suất cịn có thiết bị tiêu âm thiết bị đo độ đen khói (415_Opacmeter) Để điều khiển lượng 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 cấp hồi Để điều khiển cung cấp nhiên liệu cho động người ta dùng động bướcc (THA100) để điều khiển bơm cao áp nối trực tiếp vơi phòng PUMA Việc điều khiển nhiệt độ nước làm mát thực hiên thiết bị (AVL553 Coolant Conditioning System) Trên đường vào động có cảm biến nhiệt độ nước làm mát, đường có cảm biến nhiệt độ nước Việc điều khiển nhiệt độ dầu bôi trơn thực thiết bị (AVL 554 ,Oil Conditioning System ) Thiết bị nối với động hai ống vào có gắn hai cảm biến nhiệt độ dầu vào Ngồi động cịn có loại cảm biến khác như: cảm biến nhấc kim phun, cảm biến áp suất phun nhiên liệu, thiết bị quan sát buồng cháy Để đo ốc độ động người ta gắn thiết bị đo tốc độ vào vị trí trục khuỷu buli đầu trục khuỷu Để đo lọt khí cacte người ta dùng thiết bị (442 Blow By Meter), thiết bị nối với động qua hai đường ống, từ động đến 442 từ 442 đường nạp động Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang Tất tín hiệu từ cảm biến đưa vào trạm chuyển đổi, khuếch đại nối với PUMA Tại số liệu đo đạc xử lí PUMA hệ thống tự động hóa thiết bị đo bệ thử hảng AVL LIST GmbH ( Áo ) phát triển Hệ thống bao gồm hệ thống máy tính, thiết bị hổ trợ, phần mềm, ứng dụng Window, sở dử liệu… Trong trình vận hành thí nghiệm cần ý cẩn thận Khi tiến hành thí nghiệm phải nắm rỏ quy trình phương pháp để tránh xảy sai sót Vì thiết bị phịng thí nghiệm đắt sai sót củng gây thiệt hại lớn mặt vật chất người III CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 3.1.Các loại đặc tính Chế độ làm việc động thể tổ hợp thông số làm việc cơng suất Ne hay mơ men Me tốc độ vòng quay n Trong miền làm việc động cơ, tốc độ n thay đổi từ n ứng với giới hạn ổn định động đến nmax ứng với giới hạn ứng suất cơ, ứng suất nhiệt diễn biến bình thường chu trình cơng tác Người ta dùng đặc tính để đánh giá tiêu kỹ thuật động cơ, hoạt động điều kiện khác động Đặc tính động hàm thể thay đổi tiêu cơng tác theo tiêu công tác khác theo nhân tố ảnh hưởng đến chu trình cơng tác Các loại đặc tính sử dụng nhiều động bào gồm loại đặc tính sau: + Đặc tính tốc độ ( có đặc tính ngồi đặc tính phận ); + Đặc tính tải + Đặc tính tổng hợp + Đặc tính khơng tải + Đặc tính điều tốc + Đặc tính chân vịt + Đặc tính điều chỉnh Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang Các đặc tính tổng hợp, điều tốc, không tải, chân vịt trường hợp đặc biệt đặc tính tốc độ Các đặc tính động xác định thực nghiệm băng thử động 3.2 Đặc tính ngồi động xăng Đặc tính ngồi động xăng hàm Ne, Me, Gnl…theo số vòng quay n ta mở hoàn toàn bướm ga, tức 100% ví trí tay ga Ở vị trí mở 100% bướm ga, sụ biến thiên hàm Ne =f(n), Me = f(n) … phụ thuộc vào thay đổi ηv, η m, η i/α,ρk theo số vòng quay n Biến thiên động theo ηv động chạy đặc tính ngồi phụ thuộc vào thay đổi tốc độ dịng khí qua xupap nạp, pha phấn khí xupap độ mở bướm ga Càng tăng tốc độ dịng khí qua xupap nạp xupap thải hệ số nạp thấp Điều với động không tăng áp động tăng áp Trong vùng tốc độ thấp diển tượng giảm hệ số nạp theo mức giảm tốc độ n lúc pha phân phối thực tế khơng cịn phù hợp với tốc độ động lúc Lưc cản đường nạp động diezen nhỏ so với động xăng, đặc tính ngồi ηv động xăng dốc so với ηv động diezen Trong động tăng áp, có giảm tổn thất tương đối tổn thất áp suất đường nạp nên tăng n đường hệ số nạp theo n động tăng áp phẳng so với động có khơng tăng áp Mối quan hệ giũa hệ số nạp tương đối tốc độ tương đối thay đổi phạm vi +- 50%n m ( nm tốc độ động thời điểm có ηv max ) Số lượng môi chất nạp vào xylanh phụ thuộc vào ηv mà phụ thuộc vào khối lượng riêng khơng khí ρk Động khơng tăng áp có ρk = ρo Trơng động tăng áp ρk phụ thuộc vào mức độ tăng áp hiệu suất đoạn nhiệt máy nén mức độ làm mát trung gian cho khí nén trước vào động Mức độ tăng khối lượng riêng tương đối khơng khí vào động theo mức độ nén khác nhau, với giá trị hiệu suât đoạn nhiệt ηkdm máy khơng làm mát trung gian cho khí nén Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang Tăng πκ, Tk tăng theo nên làm cho khối lượng riêng tương đối tăng chậm, làm giảm ảnh hưởng tăng áp tới mức độ tăng khối lượng môi chất nạp vào động cơ, thể qua tích số ηvρk Vì làm mát trung gian cho khơng khí tăng áp làm giảm hiệu suất nhiệt động mà cịn làm tăng lượng mơi chất nạp vào động Nếu làm mát trung gian bảm đảm cho T k = T0 lượng khơng khí nạp vào động tỷ lệ với mức độ tăng áp máy nén Khi động tăng áp hoạt động theo đặc tính ngồi giảm số vịng quay n sẻ làm giảm πκ làm giảm ρk Trong trường hợp tăng áp máy nén ly tâm dẫn động khí dẫn động tua bin khí thải πκ ρk sẻ giảm nhanh làm cho lượng khơng khí nạp vào xy lanh ηvρk giảm theo mức giảm n Giá trị ηi củng động xăng với ε = const, đặc tính ngồi sẻ phụ thuộc biến thiên alpha theo n Tỷ số nén εκ động xăng tăng áp, điều kện giữ không đổi số octan nhiên liệu phải nhỏ εο động chưa tăng áp để tránh kích nỗ Nếu vẩn giữ nguyên tĩ số nén động chưa tăng áp cần dùng nhiên liệu có số octan cao Thơng thường tăng số octan lên – lần tĩ số nén tăng lên đơn vị Khi động xăng hoạt động theo đặc tính ngồi hệ số dư lượng khơng khí alpha giảm giảm n Đặc tính alpha vẩn tiêp tục trì chuyển sang đặc tính phận Tuy nhiên điều chỉnh chế hịa khí vị trí gần mở hết bướm ga người ta điều chỉnh để hẹ số alpha nhỏ đặc tính ngồi để tiết kiệm nhiên liệu xăng 3.3 Đặc tính ngồi động Diesel Đặc tính ngồi độngc diezen bao gồm loại sau: Đặc tính ngồi tuyệt đối – đặc tính mà thơng số bên phải biểu thức xác định Me, Ne ( công thức 11-8 11-10 trang 410 Nguyên lý động – Nguyễn Tất Tiến ) đạt giá trị cực đại mổi số vịng quay n Đó đặc tính xác đinh khảo nghiệm động băng thử Trong thực tế sử dụng động khơng cho phép động hoạt động tói mức này, nhằm bảo vệ khơng để Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang máy bị hư hỏng Mặt khác củng không đảm bảo điều kiện tối ưu gốc phun sớm, nhiệt độ môi chất làm mát động đầu vào củng đầu vòng quay động qua đảm bảo giá trị cực đại ηv, η m, η i/α,ρk… Đặc tính giới hạn bơm cao áp đặc tính ngồi mà ta điều khiển bơm cao áp kéo tới vị trí giới hạn lớn Khi thiết kế bơm cao áp người ta để phần dự trử thể tích nhiên liệu để đảm bảo cho cung cấp cho xylanh lượng nhiên liệu lớn so với nhu cầu chu trình Vì sử dụng phải đặt bơm chốt tỳ nhằm hạn chế lượng nhiên liệu cực đại cấp cho chu trình Đặc tính ngồi theo cơng suất thiết kế đặc tính tốc độ cấu điều khiển giử vị trí đạt cơng suất thiết kế Nen số vịng quay thiết kế n n Đặc tính ngồi theo cơng suất thiết kế đặc tính mang tính chất pháp lý nhà chế tạo đảm bảo xuất xưởng Đặc tính ngồi sử dụng( gọi tắt đặc tính ngồi) đặc tính tốc độ cấu điều khiển giử vị trí tương ứng với cơng suất Ne d số vịng quay sử dụng nd Người ta sử dụng Nd để lựa chọn động phối hợp với máy cơng tác Đặc tính khói đen đặc tính tốc độ với mổi số vòng quay n, cấu điều khiển bơm cao áp nằm vị trí bắt đầu nhã khí đen khí xả Hiệu suất thị ηI động diezen chạy theo đặc tính ngồi phụ thuộc vào hệ số dư lượng khơng khí alpha, tỹ số tăng áp suất cháy λ, khối lượng riêng khơng khí nạp vào động ρk tốc độ n động Ảnh hưởng thân tốc độ n khối lượng riêng không khí ρk đến ηI thường khơng nhiều mà chủ yếu ảnh hưởng đến alpha λ Ở thấy tăng alpha làm tăng ηi Động diezen không tăng áp, hệ số nạp ηv tăng giảm tốc độ n Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình bơm BOSCH lại tăng tăng tốc độ n Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình g ct bị giảm giảm n sẻ kéo theo giảm p i, gây ảnh hưởng tới đặc tính tốc độ Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang Động diezen tăng áp, thay đổi khối lượng khơng khí nạp vào động phụ thuộc vào khối lượng riêng khơng khí ρk giả tốc độ n, giá trị ρk sẻ giảm nhanh ρk owr chế độ định mưc lớn Vì động diezen tăng áp làm cho tăng alpha tăng n Còn tỹ số tăng áp suất cháy λ tăng giảm n làm tăng thời gian cháy trễ Thực nghiệm ap suất ρk giảm mạnh giảm n làm cho λ tăng nhiều Ảnh hưởng tổng hượp alpha λ động diezen chạy theo đặc tính ngồi sau: ηI tăng tăng tỹ số ηi./α giảm Hiệu suất khí ηm độngco chạy đặc tính ngồi giảm tăng n lúc Cm tăng cịn ηi/α ηv lại giảm Đối với động tăng áp, tăng n ηm giảm chậm so với động không tăng áp lúc ρksẽ tăng, ηm giảm chậm tăng n động tăng áp cao * Đặc tính tải động cơ: Các động dẫn động máy phát điện, máy nén, máy bơm nước… phải đpá ứng đồi hỏi máy công tác thay đổi tải máy công tác, tốc độ động phép thay đổi phạm vi hẹp Vì chất lượng hoạt động động đánh giá động co hoạt động với tốc độ khác Đặc tính gọi đặc tính tải động Trên đồ thị đặc tính tải, hồnh độ đặt thơng số tải động cơ, tung độ tiêu cơng tác động Người ta dung tiêu cơng suất Ne, monen có ích Me, áp suất có ích trung bình p e làm thông số đặc trung cho tải Thường dung giá trị tương đối thông số so với giá trị tương ứng chế độ định mức thay cho giá trị tuyệt đối thơng số Thơng số đánh giá tính kinh tế chế đọ hoạt động động suất tiêu hao nhiên liệu ge Trên đồ thị cịn có thơng số bổ sung suất tiêu hao nhiên liệu thị gi, hiệu suất có ích ηε , hiệu suất có khí η h, lưu lượng nhiên liệu Gnl Đối với động tăng áp cịn có them thơng số, st tiêu hao khơng khí, hiệu suất tua bin, máy nén tua bin máy nén… Nếu đặc tính khơng xác Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang định điều kiện đẻm bảo n = const, mổi điểm đo tốc độ điều tốc điều khiển đị thị có thêm mối quan hệ tốc độ tải Khi động chạy theo đặc tính tải, nhân tố tác động từ bên ngồi tới chu trình cơng tác số lượng nhiên liệu hịa khí cấp cho xylanh mổi chu trình 3.4 Đặc tính tải động xăng Đối với động xăng chạy theo đặc tính tải cần tăng hoạc giảm lượng hịa khí nạp vào động Khi động đống nhỏ bướm ga làm tăng hệ số khí sót làm thay đổi điều kiện thực q trình cơng tác, cơng suất tính kinh tế động Suất tiêu hao nhiên liệu g e thay đổi theo Ở chế độ không tải Ne = ηm = nên ge = vô Tăng tải giữ n = const làm tăng ηm dó mà ge giảm dần Tuy so với động diezen ge động xăng giảm nhanh ηi ηm động xăng tăng Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ g emin xuất vị trí tải tương ứng với giá trị cực đại ηe = ηiηm Trong động xăng hịa khí điều chỉnh theo thành phần tiết kiệm ηI tăng tải tăng lúc làm tăng α, chất lượng cháy tốt Vì gemin xuất vị trí tồn tải Nếu chế hà khí có hệ thống làm đậm mở gần hết bướm ga làm cho hịa khí đậm lên Kết làm tăng công suất nhanh chống lại làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu ge 3.5 Đặc tính tải động Diesel Tăng tải động diezen thực cách tăng g ct qua làm giảm alpha Do tăng tải, ηi tăng lên chút khu vực tải nhỏ, áp suất chất lượng phun tăng dần, sau ηI giảm tiến gần đến chế độ tồn tải Vì suất tiêu hao nhiên liệu ge sau đạt giá trị cực tiểu, phụ tải tương ứng với giá trị cực đại ηe = ηiηm Trong thực tế sử dụng động nghiêm cấm khơng đê động chạy tới mức giới hạn lớn công suất tai tốc độ thử Nhóm thực hiện: 08E Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang Đặc tính tải động diezen tăng áp củng tương tự động diezen không tăng áp, khác chổ alpha động tăng áp phj thuộc vào g ct theo quy luật phức tạp Với động diezen không tăng áp chạy theo đặc tính tải coi ηv = const α =(gctn* αn)/gct, biểu thức dung cho động tăng áp dẫn động khí Động diezen tăng áp cao chạy theo đặc tính tải ηv thay đổi từ 10 – 20 % lớn hơn, không cần quan tâm tới ảnh hưởng alpha tới ηi / ηimax giá trị alpha lớn, thông thường alpha α >= 1,7 – 1,9 Biến thiên ρκ/ρκν phụ thuộc gct 3.6 Tính tốn xây dựng đặc tính ngồi động F10-A (tính theo thông số kỹ thuật cho trước phần mềm matlab, Excell…) IV THỰC NGHIỆM ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC ĐỘNG CƠ 4.1 Giới thiệu trang thiết bị thí nghiệm 4.1.1 Giới thiệu thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 733 *Mơ tả thiết bị: Nhóm thực hiện: 08E 10 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang đi, đồng thời đèn xanh hệ thống 733 sáng liên tục Như hệ thống ổn định sẵn sàng chạy - Dấu hiệu hệ thống khởi động xong chế độ Manual cơng cụ phần hình Manual khơng cịn dấu chấm nhấp Reset Pano xuất dòng chữ “System OK” Bước 4: Khởi động động - Trước nổ động cơ, ta cần cung cấp nhiên liệu cho động cách nhấn phím “IGNITION ON/OFF” Nhấn phím “START” để tiến hành cho nổ động cơ, giữ khoảng 5s để đảm bảo động nổ nhả - Lúc động chạy chế độ “IDLE” đèn phím “IDLE” sáng ta phải chuyển sang chế độ “IDLE CONTROL ON” Vì chế độ ta chuyển sang chế độ điều khiển tay - Nhấn phím “S” Pano để chuyển sang chế độ điều khiển tay.Lúc này, ta sử dụng núm xoay Pano để điều chình tốc độ động anpha hợp lý động làm việc ổn định (n = 1000 v/ph anpha = 10%) Bước 5: Chọn thí nghiệm Mở bảng Stationary Step: Demand Values để làm cơng việc sau: -Tìm chương trình để chạy thí nghiệm: chương trình chọn: dịng 28 bước 11 Tùy thuộc vào mục đích thí nghiệm (đo đặc tính tốc độ, đặc tính tải) mà ta nhập giá trị thích hợp - Chỉnh sửa khai báo thông số sau: Tốc độ (Speed), thời gian tăng tốc băng thử (Ramptime Dyno) 10s, thời gian tăng tốc động (Ramptime Engine) 10s, thời gian đo (Steptime) 30s - Sau khai báo xong ta nhấp vào phím “Active Demvals F7” bảng này, lúc hệ thống tự động chạy lên giá trị mà cài đặt Bước 6: Ghi lưu kết đo: - Sau thực xong bước 5, ta mở bảng : Step: Measurement chọn lại bước lần trước nhấp vào F8 để thực trình đo - Để theo dõi q trình thí nghiệm, ta quan sát bảng: Nhóm thực hiện: 08E 21 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang + Bảng Extended: theo dõi hoạt động động gồm đường momen tốc độ công suất động + Bảng Limits: bảng báo hiệu nguy hiểm động cơ, thấy thông số vượt giới hạn khai báo ta phải báo cho người quản lý để kịp thời xử lý Sau đo cho giá trị, ta tiến hành đo cho giá trị khác cách vào bảng Stationary Step: Demand Values để khai báo lại giá trị đo thông số khác theo yêu cầu tương tự Khi thực đo cho giá trị, ta cần mở bảng Message để nhận kết đo Bước 7: Kết thúc Trước cho động dừng, ta phải tiến hành giảm ga giảm tải cách vặn hai núm điều khiển tốc độ vị trí bướm ga Pano đưa anpha 10%, tốc độ 1000 v/ph, bấm phím “IGNITION ON/OFF” sang chế độ Off để cắt nhiên liệu cấp cho động bấm phím Stop để dừng động 4.5 Xây dựng thí nghiệm đo đặc tính tốc độ Động Mazda WL-turbo Đặc tính tốc độ động đồ thị biểu diễn quan hệ momen có ích M e, cơng suất có ích Ne, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge… tiêu khác động theo tốc độ ne động giữ tay điều khiển vị trí qui định (ở 100% tải ta gọi đặc tính tốc độ ngồi, mức tải cịn lại gọi đặc tính phận) Phương pháp xây dựng đặc tính tốc độ động Giữ nguyên mức tải cho động cơ, thay đổi tốc độ n, đo momen có ích Me, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge,… theo giá trị tốc độ tương ứng Ghi kết đo lại tiến hành tính cơng suất có ích Ne theo cơng thức sau: N e = M e * ωe = M e * π *n 30 Từ kết đo tính được,ta lập bảng giá trị Nhóm thực hiện: 08E 22 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.5.1 Kết đo Sau đo ta có bảng số liệu sau theo bảng số liệu gốc máy thu được: Logpt AIR_CON kg/h 53.21 60.82 74.93 86.51 95.37 103.02 110.26 116.54 BLOW_VAL l/min 17.67 19.82 21.94 23.74 24.9 25.83 26.66 27.2 T_AMB °C 29.04 29.08 29.14 29.2 29.26 29.33 29.41 29.49 BH kg/h 3.83 4.06 4.38 4.65 4.52 4.13 3.79 3.5 FUELCOSP g/kW.h 308.9 300.75 295.38 452 359.75 469.83 698.92 1678.19 P kW 12.4 13.5 14.8 10.3 12.6 8.8 5.4 2.1 ALPHA % 23 23 23 23 23 23 23 23 SPEED rpm 1103 1299 1499 1697 1897 2096 2297 2497 P_Oil bar 4.29 4.43 4.56 4.66 4.78 4.86 4.95 5.07 T_INTAKE °C 29.22 29.23 29.27 29.3 29.37 29.4 29.45 29.49 T_OIL °C 30.77 30.87 30.95 31.03 31.81 31.76 31.89 32.13 TORQUE Nm 107.2 99.3 94.5 57.8 63.2 40.1 22.6 TWI °C 44.79 45.88 47.16 48.44 49.79 51.15 52.71 54.31 TWO °C 49.55 50.78 52.27 53.86 55.41 56.67 58.14 59.74 T_EXH °C 253.7 269.27 269.7 267.53 256.88 235.23 211.33 193.52 Trong đó: AIR_CON : Lưu lượng khí nạp BH : Lưu lượng khối lượng nhiên liệu tiêu thụ FUELCOSP : Suất tiêu hao nhiên liệu P : Công suất ANPHA : Vị trí tay ga SPEED : Tốc độ động T_AMB : Nhiệt độ xung quanh T_EXH : Nhiệt độ khí xả T_INTAKE : Nhiệt độ khí nạp T_OIL : Nhiệt độ dầu TORQUE : Momen TWI, TWO : Nhiệt độ nước làm mát vào, Nhóm thực hiện: 08E 23 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.5.2 Xử lý kết thí nghiệm: Các đặc tính động lực học động 4.5.2.1 Đặc tính công suất moment động Căn vào bảng số liệu thu q trình tình tốn ta có đường đặc tính cơng suất moment theo số vòng quay động ứng với chế độ đo cụ thể Nhận xét: Ở số vịng quay thí nghiệm thay đổi từ 1100(vg/ph) đến 2700(vg/ph), nhìn vào đường đặc tính đồ thị ta có nhận xét thay đổi thông số sau: + Cơng suất có ích (Ne) động giảm khoảng số vịng quay từ n = (1100 ÷ 200) [v/p],.Tại Số vòng quay n = 2500 [v/p] động đạt Nemax, chứng tỏ đặc tính khác đặc tính cơng suất lý thuyết + Mơmen có ích (Me) động giảm khoảng số vòng quay từ n = (1100 ÷ 1700) [v/p],tăng từ (1700÷ 1900), giảm dần Như đường đặc tính mơmen Me khác với với đặc tính mơmen lý thuyết + Suất tiêu hao nhiên liệu động ge giảm nhẹ từ số vịng quay n = Nhóm thực hiện: 08E 24 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang (1100 ÷ 1500) [v/p],tăng từ n = (1500 ÷ 1700) [v/p] sau lạị giảm, khoảng số vịng quay từ n = (1900 ÷ 2500) [v/p] ge lại tăng nhanh Qua đồ thị ta nhận tháy suất tiêu hao nhiên liệu ge đạt giá trị nhỏ số vòng quay n = 1500 [v/p], đạt giá trị lớn n =2500[v/p] Ta thấy đặc tính có từ thí nghiệm khác đặc tính lý thuyết 4.5.2.2 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu-lọt khí te Nhận xét : Từ đồ thị ta nhận thấy độ lọt khí cacte tăng theo tốc độ động Tuy nhiên thời điểm mức độ tăng khác cụ thể sau: Mức độ lọt khí tăng nhanh khoảng n = (1100 ÷ 1700) [v/p], sau tăng chậm lại vùng n = (1700 ÷ 2500) [v/p] Ta thấy mức độ lọt khí phụ thuộc vào tốc độ động áp suất khí thể Cụ thể tốc độ động tăng mức độ lọt khí giảm áp suất khí thể tăng mức độ lọt khí tăng Tùy vào mức độ ảnh hưởng yếu tố mạnh mà độ lọt khí tăng hay giảm Từ đồ thị ta thấy, độ lọt khí te ln tăng theo tăng số vịng quay nhiên tăng khơng phải tuyến tính (có lúc tăng chậm, có Nhóm thực hiện: 08E 25 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang lúc tăng nhanh), sở dỉ có tăng mức độ lọt khí theo lý thuyết tốc độ động tăng mức độ lọt khí giam hình thành mang dầu bơi trơn giúp cho việc bao kín tốt Nhưng trường hợp tốc độ động tăng áp suất khí thể tăng điều làm cho độ lọt khí tăng lên, tăng độ lọt khí áp suất tăng lớn giảm độ lọt khí tốc độ tăng điều làm cho độ lọt khí ln tăng thể đồ thị Từ đồ thị ta nhận thấy tăng tốc độ động tiêu hao nhiên liệu tăng theo Do tăng số vòng quay làm tăng thời gian phun nhiên liệu, lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy tăng để đáp ứng q trình cháy hay nói cách khác đáp ứng khả tốc độ động 4.5.2.3.Diễn biến nhiệt độ nước làm mát động Nhận xét: Từ đồ thị ta thấy suốt trình thí nghiệm thi: + Nhiệt độ nước làm mát T_WO: tăng theo tốc độ động cơ: Vì tốc độ động tăng thời gian chu trình bị rút ngắn, thời gian cháy hổn hợp củng rút ngắn trình cháy diễn mảnh liệt, tốc độ tỏa nhiệt lớn, nên lượng nhiệt cần làm mát củng lớn, nhiệt độ nước làm Nhóm thực hiện: 08E 26 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang mát khỏi động tăng theo tăng số vòng quay + Nhiệt độ nước làm mát vào T_WI: Từ đồ thị ta nhận thấy nhiệt độ nước làm mát trước vào động tăng theo tăng số vòng quay Nước làm mát sau khỏi động qua thiết bị làm mát nên nhiệt độ giảm suống, nhiên giảm có giới hạn định Do nhiệt độ nước vào tăng theo tăng nhiệt độ nước 4.5.2.4 Đồ thị biểu diễn thành phần nhiễm khí thải Nhận xét: Từ đồ thị ta thấy: Khi động hoạt động, tốc độ cịn thấp, hình thành hỗn hợp chưa tốt, trình cháy diễn da chưa hiệu thành phần khí thải có lương hỗn hợp chưa cháy nên độ khói khí xả mức cao vùng tốc độ (1100÷ 1600)[v/ph] Khi động chạy ổn định, việc hình thành hỗn hợp tốt hơn, trình cháy diễn tối ưu độ khối giảm xuống vùng tốc độ từ (1600÷ 2100)[v/ph] Nhóm thực hiện: 08E 27 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.6 Xây dựng thí nghiệm đo đặc tính tải động (đặc tính phận) 4.6.1 Kết đo Logpt AIR_CON kg/h 57.89 60.65 64.04 67.76 69.72 70.14 70.61 BLOW_VAL l/min 19.3 19.73 20.36 20.84 20.88 20.83 20.77 T_AMB °C 29.76 29.79 29.82 29.85 29.88 29.94 30.05 BH kg/h 2.21 3.5 5.04 6.64 7.83 7.93 8.1 FUELCOSP g/kW.h 363.39 284.7 274.39 289.37 325.9 324.08 334.07 P kW 6.1 12.3 18.4 22.9 24 24.5 24.2 P_Oil bar 4.25 4.25 4.25 4.22 4.19 4.11 3.96 SPEED rpm 1301 1308 1311 1310 1305 1301 1301 ALPHA % 10 20 30 40 50 60 70 T_INTAKE °C 29.7 29.72 29.74 29.78 29.81 29.84 29.87 T_OIL °C 34.15 34.2 34.24 34.31 34.38 34.46 34.57 TORQUE Nm 44.6 89.8 133.7 167.2 175.8 179.6 178 TWI °C 58.38 58.94 59.4 60.02 60.75 61.83 63.62 TWO °C 62.08 63.03 64.27 66.33 68.26 70.17 72.42 T_EXH °C 173.45 212.74 276.24 365.17 424.48 463.03 491.11 Trong đó: AIR_CON : Lưu lượng khí nạp BH : Lưu lượng khối lượng nhiên liệu tiêu thụ FUELCOSP : Suất tiêu hao nhiên liệu P : Cơng suất ANPHA : Vị trí tay ga SPEED : Tốc độ động T_AMB : Nhiệt độ xung quanh T_EXH : Nhiệt độ khí xả T_INTAKE : Nhiệt độ khí nạp T_OIL : Nhiệt độ dầu TORQUE : Momen TWI, TWO : Nhiệt độ nước làm mát vào, Nhóm thực hiện: 08E 28 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.6.2 Xử lý kết thí nghiệm: ( Vẽ đặc tính động lực học động cơ) 4.6.2.1 Đặc tính cơng suất động cơ-Mơmen động Nhận xét: Từ đồ thị đặc tính momen công suất động theo thay đổi tải vừa vẽ ta thấy rằng: + Trong khoảng %α = (10 30) % , đường đặc tính Me Ne tăng theo quy luật tuyến tính , theo gia tăng tương ứng tải ( theo mức độ tăng góc mở bướm ga ) + Trong khoảng %α = (30 60) % , đường đặc tính Me Ne tiếp tục tăng lên theo tăng tải , mức độ tăng momen công suất chậm dần Momen Me công suất Ne đạt giá trị cực đại Memax = 179,6 N.m Nemax = 24,5 Kw % α = 60 % + Lúc này, tiếp tục tăng tải đường đồ thị bắt đầu dốc xuống, tương ứng giảm giá trị momen cơng suất Nhóm thực hiện: 08E 29 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.6.2.2 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu-lọt khí cacte Nhận xét: Qua đồ thị đặc tính tiêu hao nhiên liệu độ lọt khí cacte rút số nhận xét sau: + Đường đặc tính mức tiêu hao nhiên liệu động ge đường phi tuyến + Trong khoảng %α = (10 20) % , đường đặc tính dốc nhanh tải trọng tăng + Trong khoảng %α = (20 40) % đặc tính ge giảm lại tăng lên Mức tiêu hao nhiên liệu gemin đạt %α = 30% , chứng tỏ giá trị tải động làm việc chế độ tiết kiệm nhiên liệu + Trong khoảng %α = (40 50) % , đường đặc tính lại tiếp tục tăng Sau khoảng %α = (50 70) % đặc tính tiêu hao nhiên liệu thay đổi khơng đáng kể Nhóm thực hiện: 08E 30 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.6.2.3 Diễn biến nhiệt độ nước làm mát động Nhận xét: + Qua đồ thị ta dễ nhận thấy , mức độ gia tăng nhiệt độ nước làm mát tỉ lệ thuận với tăng tải + Khi ta tăng tải tốc độ động tăng lên, nhiệt độ động tăng theo Nước làm mát từ hệ thống làm mát đến nhận nhiệt từ chi tiết có nhiệt độ cao động cơ, làm nhiệt độ nước làm mát tăng lên Sau nước có nhiệt độ cao khỏi động cơ, qua tản nhiệt để giảm nhiệt độ tiếp tục chu trình làm mát động +Nhiệt độ nước vào phụ thuộc vào nhiệt độ nước ra, thiết bị làm mát giảm nhiệt độ nước mức độ Nhóm thực hiện: 08E 31 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.6.2.4 Đồ thị biểu diễn thành phần ô nhiễm khí thải Nhận xét: + Khi tải tăng mức độ nhiễm khí thải tăng lên Thể qua phần trăm bồ hóng thành phần khí thải, thông qua giá trị OPAC (%) + Ở khoảng %α = (10 30) %, lượng bồ hóng đo thành phần khí thải khơng cao, mức độ tăng không đáng kể + Ở khoảng %α = (30 50) % , mức độ nhiễm khí thải tăng nhanh, lượng bồ hóng thành phần khí thải lớn + Khi tải trọng tiếp tục tăng, lượng bồ hóng tăng vọt đến mức giới hạn phép đo Lúc mức độ nhiễm khí thải đến giới hạn cho phép Nhóm thực hiện: 08E 32 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI THÍ NGHIỆM 5.1 Kết luận thông số động lực học động cơ: Qua thí nghiệm ta thấy thơng số động lực học Động Mazda WLturbo (cơng suất có ích Ne, momen động Me, suất tiêu hao nhiên liệu ge… ) đảm bảo cho động làm việc bình thường chế độ tải tốc độ thay đổi khác động tùy thuộc vào mục đích sử dụng - ge nằm giới hạn cho phép,đối với động Diesel: ge=200-285 g/kw.h - Ne Me thay đổi nhiều so với thông số lý thuyết động Thông số lý thuyết động cơ: +Mômen cực đại: 280 (Nm)/2000(v/ph) +Công suất cực đại: 85 (Kw)/ 3500 (v/ph) 5.2 Đánh giá so sánh đặc tính phận thực nghiệm với đặc tính phận lý thuyết -Đặc tính phận lý thuyết động Diesel: ηm Ne Me Gnl ge Ne 1 2 4 5 3 5 n n n Đường đặc tính phận thực nghiệm Động Mazda WL-turbo có quy luật giống với đặc tính lý thuyết, nhiên tồn khoảng khác với quy luật đặc tính lý thuyết yếu tố khác ảnh hưởng đến thực nghiệm sai số trình đo đạc thơng số đường đặc tính Nhóm thực hiện: 08E 33 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 5.3 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến thực nghiệm Các yếu tố ảnh hưởng đến thực nghiệm (nhân tố gây sai số thực nghiệm đo đạc thông số): Sai số chủ quan: sai số gây người sử dụng Ví dụ: mắt kém, đọc chệch, lơ đãng, cẩu thả… Tuy nhiên, sử dụng dụng cụ đo thị số, sai số khơng mắc phải Sai số bên ngồi (sai số khách quan): sai số ảnh hưởng điều kiện bên lên đối tượng đo dụng cụ đo Ví dụ: biến động nhiệt độ bên ngoài, áp suất, độ ẩm… vượt điều kiện tiêu chuẩn Sai số thiết bị: sai số thiết bị đo sử dụng phép đo, liên quan đến cấu trúc mạch đo dụng cụ đo không hồn chỉnh, tình trạng dụng cụ đo Ngồi ra, cịn có sai số phương pháp: sai số khơng hồn thiện phương pháp đo khơng xác biểu thức lí thuyết cho ta kết đại lượng đo *Tổng kết: Việc thí nghiệm tiến hành điều kiện tiêu chuẩn, với quy trình chặt chẽ,khi kết thí nghiệm phản ánh cách khách quan đặc điểm động đem làm thí nghiện, để từ cho phép kết luận tính kinh tế tính kỹ thuật động Qua q trình thí nghiệm, từ kết thu thập cho phép xây dựng đường đặc tính tốc độ đặc tính tải thực tế động cơ, từ so sánh đặc tính động thí nghiệm so với đường đặc tính lý thuyết, phân tích yếu tố ảnh hưởng đến q trình thí nghiệm Nhóm thực hiện: 08E 34 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng Thí nghiệm động cơ, TS Dương Việt Dũng, Khoa Cơ khí giao thơng, Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng [2] Qui trình vận hành hệ thống trang thiết bị PTN động thí nghiệm động băng thử, Trung tâm thí nghiệm động ơtơ, Khoa Cơ khí giao thơng, Bộ môn Máy – Máy động lực, Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng [3] AT0203E_07_442_Blow_by_Meter, AVL Graz Nhóm thực hiện: 08E 35 ... mát vào, Nhóm thực hiện: 08E 28 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang 4.6.2 Xử lý kết thí nghiệm: ( Vẽ đặc tính động lực học động cơ) 4.6.2.1 Đặc tính cơng suất động cơ- Mơmen động Nhận xét:... Nhóm thực hiện: 08E 32 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI THÍ NGHIỆM 5.1 Kết luận thông số động lực học động cơ: Qua thí nghiệm ta thấy thơng số động lực học Động. . .Thực hành thí nghiệm động GVHD: Huỳnh Bá Vang II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG PHỊNG THÍ NGHỆM Phịng thí nghiệm động AVL phịng thí nghiệm đại Việt Nam Được đầu tư xây dựng từ năm 2000 hoàn thành