BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ

Việc thí nghiệm sẽ giúp cho cácsinh viên hay người nhân viên kỹ thuật: - Kiểm tra khắc phục sự cố của động cơ - Quan sát, đánh giá tình trạng kỹ thuật – kinh tế của động cơ

Trang 1

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ VÀ ÔTÔ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM XÂY DỰNG VÀ KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

TRÊN BĂNG THỬ APA 204/8

Trang 2

1 LỜI NÓI ĐẦU:

Môn học “Thí nghiệm động cơ đốt trong” đóng vai trò quan trọng trong ngành

động lực Các kiến thức lý thuyết về động cơ đã được trang bị từ trước và kết cấu củacác thiết bị kiểm tra giúp sinh viên kiểm tra lại được lý thuyết đã học, đồng thời nắmvững và biết cách thực hiện các thao tác, trình tự của một quy trình thí nghiệm, sinhviên được tiến hành làm thí nghiệm trên động cơ Việc thí nghiệm sẽ giúp cho cácsinh viên hay người nhân viên kỹ thuật:

- Kiểm tra khắc phục sự cố của động cơ

- Quan sát, đánh giá tình trạng kỹ thuật – kinh tế của động cơ

- Đo đạc trực tiếp các thông số và xử lý được hiển thị trên máy tính

- Giúp xây dựng các đường đặc tính tải và đặc tính tốc độ của động cơ

- Hiểu được, tiếp cận được với các trang thiết bị hiện đại tại phòng thí nghiệmSau khi học môn “Thí nghiệm động cơ đốt trong” em đã có thêm kiến thức về quátrình làm việc của động cơ, đồng thời tiếp cận được với những trang thiết bị hiện đạicũng như tầm quan trọng của việc thí nghiệm động cơ Và cũng được tiếp xúc làm thínghiệm trực tiếp trên động cơ MAZDA với công nghệ mới

Báo cáo “Thí nghiệm động cơ đốt trong” giúp em hiểu được tầm quan trọng của

môn học cũng như làm quen với các thiết bị trong phòng thí nghiệm động cơ AVL.Kiến thức của bản thân còn hạn chế và bắt đầu làm quen với thiết bị nên cũng khótránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đóng góp từ quý thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Bá Vang đã hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình

trong quá trình em làm thí nghiệm của môn học này

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 04 năm 2014

Nhóm sinh viên thực hiện

Nhóm 08L

Trang 3

2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ:

2.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của phòng thí nghiệm động cơ:

2.1.1 Sơ đồ mô hình phòng thí nghiệm:

- Phòng thí nghiệm bao gồm:

+ Phòng lắp đặt các thiết bị (Dyno)

+ Phòng điều khiển (Puma)

Hình 2-1: Sơ đồ bố trí phòng thí nghiệm

 AVL PUMA: Thiết bị xử lý trung tâm

 AVL 553: Thiết bị cung cấp và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát

 AVL 554: Thiết bị cung cấp và kiểm soát nhiệt độ dầu bôi trơn

 AVL 733S: Thiết bị đo suất tiêu hao nhiên liệu và điều chỉnh nhiệt độ, ápsuất nhiên liệu

 OPACIMETER: Thiết bị đo khí thải

1 Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp

2 Cảm biến đo áp suất tương đối khí nạp

Trang 4

3 Cảm biến đo áp suất tuyệt đối khí nạp.

4 Thiết bị đo độ lọt khí cácte

5 Cảm biến tốc độ động cơ và góc quay trục khuỷu

6 Cảm biến đo độ ẩm không khí

7 Cảm biến đo nhiệt độ dầu bôi trơn ra động cơ

8 Cảm biến đo nhiệt độ dầu bôi trơn vào động cơ

9 Cảm biến đo áp suất dầu bôi trơn

10 Cảm biến đo áp suất phun nhiên liệu

11 Cảm biến đo nhiệt độ nhiên liệu

12 Cảm biến đo vị trí bướm ga

13 Cảm biến đo áp suất buồng cháy

14 Cảm biến độ rung động cơ

15 Cảm biến đo nhiệt độ nước làm mát vào động cơ

16 Cảm biến đo nhiệt độ nước làm mát ra động cơ

17 Cảm biến đo áp suất khí thải

18 Cảm biến đo nhiệt độ khí thải

Băng thử điện APA: là thiết bị chủ yếu gây tải cho động cơ thử nghiệmvà nối với động cơ thông qua khớp nối

Không khí được nạp vào động cơ qua một thiết bị lọc khí gắn vào đường ốngnạp trên động cơ Trên thiết bị lọc khí có bộ đo lưu lượng khí nạp Ngoài ra để đocác thông số trên đường nạp của động cơ thử ta lắp các cảm biến áp suất khí nạptương đối, áp suất khí nạp tuyệt đối, cảm biến đo nhiệt độ khí nạp

Trên đường thải ngoài hai cảm biến nhiệt độ khí thải và cảm biến áp suất khí thảicòn có bình tiêu âm mục đích giảm ồn và thiết bị đo độ đen của khói 1(415_Opacmeter)

Để điều khiển nhiên liệu cung cấp cho động cơ ta dùng thiết bị cung cấp và đotiêu hao nhiên liệu (AVL733 - Fuel Balance), nối thông với bơm cao áp của động

cơ bằng hai đường ống cấp và hồi Bơm cao áp được điều khiển bằng động cơbước (THA – 100) kết nối trực tiếp với PUMA

Thiết bị điều khiển nhiệt độ nước làm mát (AVL553 - Coolant ConditioningSystem) được gắn vào động cơ qua hai đường vào và đường ra của hệ thống làm mát

Trang 5

Trên đường ống vào động cơ có cảm biến nhiệt độ nước vào, trên đường ống nước rakhỏi động cơ có cảm biến nhiệt độ nước ra.

Dầu bôi trơn đưa vào động cơ được thực hiện bởi thiết bị (AVL-554 OilConditioning System) Thiết bị AVL-554 nối với động cơ qua hai ống vào và ra, trênđường dầu vào và dầu ra có gắn hai cảm biến nhiệt độ dầu vào và dầu ra khỏi động cơ.Cảm biến áp suất dầu được gắn ở thiết bị

Để đo số vòng quay của động cơ người ta gắn thiết bị đo tốc độ động cơ và vị trítrục khuỷu trên buly ở đầu trục khuỷu

Để đo độ lọt khí cacte, người ta dùng thiết bị đo 442 - Blow By Meter thiết bị nàynối với động cơ qua hai đường ống: một đường ống từ động cơ đến 442 và mộtđường ống tuần hoàn từ 442 về lại đường ống nạp của động cơ

Tất cả các tín hiệu từ cảm biến được đưa vào trạm chuyển đổi, được khuếchđại rồi nối với Puma Tại đó ta có thể đo đạc và xử lý số liệu nhận được

2.1.2 Nguyên lý hoạt động tổng quát của mô hình phòng thí nghiệm:

Khai báo các thiết bị trong hệ thống, cài đặt các thông số cần đo Khởi độngđộng cơ, khi động cơ đã hoạt động thì hệ thống sẽ tự động kiểm tra lỗi, nếu có lỗi nó

sẽ tự động báo cho người điều khiển biết để khắc phục Sau một lúc, khi động cơ đãhoạt động ổn định thì ta cài đặt các thông số như: T-553, T-554 Lúc này các thiết bịAVL 553, AVL 554 tự động điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn theocác giá trị mà ta đã cài đặt Lúc này các hệ thống sẽ tự động hiển thị các thông số saulên màn hình:

+ Torque (Nm): Mômen động cơ

+ P (KW): Công suất động cơ

+ AIR_CON (Kg/h): Lưu lượng khí nạp

+ T_Oil (0C): Nhiệt độ dầu bôi trơn

+ TWO (0C): Nhiệt độ của nước làm mát ra

+ TWI (0C): Nhiệt độ của 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

Trang 6

+ Blow_Val (l/p): Độ lọt khí Cacte.

+ FUELCOSP (g/kW.h): Suất tiêu hao nhiên liệu có ích

+ BH (Kg/h): Tiêu hao nhiên liệu trong 1 giờ

Những thiết bị thử bao gồm: động cơ thử (ở đây chúng ta dùng động cơDAEWOO, 4 xylanh) động cơ này được bắt chặt với sàn thông qua bốn chân có lắpthiết bị giảm chấn Băng thử điện là thiết bị chủ yếu gây tải cho động cơ thử và nốivới động cơ thông qua khớp nối

Ngoài ra để đo các thông số trên đường nạp của động cơ thử người ta lắp các cảmbiến áp suất khí nạp tương đối 2, áp suất khí nạp tuyệt đối 3, cảm biến đo nhiệt độ khínạp 1 Trên đường thải ngoài hai cảm biến nhiệt độ khí thải và cảm biến áp suất khíthải 14 còn có bình tiêu âm mục đích giảm ồn

Để điều khiển nhiên liệu cung cấp cho động cơ người ta dùng thiết bị cung cấp và

đo tiêu hao nhiên liệu (733_ Fuel balance) nối thông với động cơ bằng hai đường ốngcấp và hồi Để điều khiển sự cung cấp nhiên liệu cho động cơ người ta dùng động cơbước (THA100) để điều khiển vị trí bướm ga và được kết nối trực tiếp với PUMA.Việc điều khiển nhiệt độ nước làm mát được thực hiện bởi thiết bị (AVL553Coolant Conditioning System) Trên đường ống vào động cơ có cảm biến nhiệt độnước vào 12, trên đường ống nước ra khỏi động cơ có cảm biến nhiệt độ nước ra 13.Việc điều khiển nhiệt độ dầu bôi trơn được thực hiện bởi thiết bị (AVL 554, OilConditioning System ) Thiết bị AVL 554 được nối với động cơ qua hai ống vào và

ra trên đó có gắn hai cảm biến nhiệt độ dầu vào 8 và dầu ra 7 Cảm biến áp suất dầu

9 được gắn ở thiết bị

Để đo số vòng quay của động cơ người ta gắn thiết bị đo tốc độ động cơ và vị trítrục khuỷu 5 trên puli ở đầu trục khuỷu

Để đo độ lọt khí cacte, người ta dùng thiết bị đo (442 Blow By Meter), thiết bị nàynối với động cơ qua hai đường ống: một đường ống từ động cơ đến 442 và mộtđường ống tuần hoàn từ 442 về lại đường ống nạp của động cơ

Tất cả các tín hiệu từ cảm biến được đưa vào trạm chuyển đổi, được khuếch đại rồinối với Puma Tại đó ta có thể đo đạc và xử lý số liệu nhận được

Trang 7

2.2 Nguyên lý làm việc của các trang thiết bị thí nghiệm:

2.2.1 Động cơ thí nghiệm: Động cơ thí nghiệm: Mazda 4 kỳ, 4 xi lanh

2.2.2 Nguyên lý làm việc của băng thử APA:

+ Sơ đồ cấu tạo:

4

1

2 3

Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý băng thử công suất APA1-Rôto; 2-Stato; 3-Bộ phận làm mát; 4-Cảm biến

- Roto (1) làm bằng lá thép mỏng cách điện với nhau để chống dòng Fucô Roto quaytheo trục động cơ

- Stato (2) lắc lư so với giá cố định, trên Stato có các cuộn dây cảm ứng

- Stato gắn một thanh đòn, đầu thanh đòn có gắn một cảm biến để đo lực (4)

- Từ băng thử công suất dùng để gây tải cho động cơ, nó được nối với động cơ quakhớp nối

- Băng thử công suất có thể hoạt động ở hai chế độ:

+ Máy phát: Khi cần mang tải cho động cơ

+ Động cơ: Khi cần kéo rà động cơ

- Băng thử công suất dùng để đo mômen và số vòng quay của động cơ  Đo đượccông suất động cơ từ mômen và số vòng quay

+ Nguyên lý đo mômen và công suất của băng thử:

Hình 2-3: Nguyên lý xuất hiện dòng Fucô

Trang 8

- Khi đĩa quay trong từ trường thì xuất hiện dòng điện Fucô chống lại chiều quay của đĩa.

- Khi Roto quay trong các đĩa xuất hiện Fucô, dòng Fucô tạo ra từ trường chống lại chiều quay của Roto, từ trường này kéo Stato quay theo

- Để cân bằng ta phải tác dụng lực F:

MĐC = MTT = F.L

MĐC – Mômen của động cơ phát ra

MTT – Mômen của lực từ

Hình 2-4: Sơ đồ hệ thống xử lý PUMA

Trang 9

2.2.4 Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát AVL 553:

Thiết bị AVL 553 dùng để điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát theo yêu cầu thí nghiệm

+ Sơ đồ lắp đặt thiết bị:

Hình 2-5: Sơ đồ hệ thống làm mát nước AVL 553

 Nhiệt độ động cơ: 70  1200C

 Công suất trao đổi nhiệt: 18kW

 Lưu lượng: 15 ÷ 20 (m3/h)

 Nhiệt độ mạch sơ cấp: 20  1250C

 Nhiệt độ mạch thứ cấp: 5  850C

 Nhiệt độ động cơ: 70  1200C

 Áp suất vòng nước làm mát thứ cấp: 8 bar

+ Nguyên lý làm việc:

Chất lỏng làm mát sau khi đi làm mát cho động cơ, nó được đưa về thiết bị AVL –

553 theo đường B, và từ 553 đến làm mát động cơ theo đường A Còn đường làmmát của thiết bị để làm mát chất lỏng làm mát theo đường C vào và ra ở đường D

2.2.5 Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, áp suất dầu bôi trơn cho động cơ AVL 554:

Thiết bị làm mát dầu AVL 554 có tác dụng giải nhiệt cho dầu bôi trơn và ổnđịnh nhiệt độ dầu trong một khoảng nhất định từ: 70  140oC.

Đặc điểm của thiết bị làm mát dầu AVL 554 là điều chỉnh nhiệt độ dầu bôi trơntheo mục đích của thí nghiệm

Trang 10

Lưu lượng cung cấp: 15 ÷ 20 (lít/ph).

Hình 2-6: Sơ đồ hệ thống điều chỉnh dầu bôi trơn AVL 554+ Nguyên lý làm việc:

Dầu bôi trơn sau khi đi bôi trơn động cơ thì nó quay về thiết bị theo đường B, vàđược điều chỉnh ở thiết bị sau đó đưa vào lại động cơ theo đường A Đường nước làmmát dầu trong thiết bị đi vào thiết bị theo đường C và ra ở đường D Để điều khiểnthiết bị thì phải thông qua các đường H, G

2.2.6 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733S:

2.2.6.1 Bộ phận cấp và đo tiêu hao nhiên liệu (Avl Fuel Balance):

Trang 11

1- Đường cấp nhiên liệu cho bộ đo; 2- Đường cấp nhiên liệu cho động cơ;3- Đường nhiên liệu hồi về hệ thống từ động cơ; 4- Đường thông với khí trời.

- Thiết bị 733 làm việc theo nguyên lý cân trọng lượng nhiên liệu, theo nguyên lý nàynhiên liệu cung cấp cho động cơ từ một bình đo lường ( cốc đo) và đo liên tục nếuchọn chế độ đo là Stand by

- Đầu tiên nhiên liệu từ bồn chứa được rót vào cốc đo, được cấp theo đường số 1 vàkhi đã đầy cốc thì van điền đầy sẽ đóng nhiên liệu lại Từ cốc đo nhiên liệu sẽ đượccung cấp cho động cơ qua đường số 2

- Phần nhiên liệu hồi từ động cơ sẽ theo đường số 3 trở về cốc đo Hệ thống cốc đođược đặt trên một cân, có quả cân là đối trọng trong hình vẽ dưới Trong thiết bị 733

sử dụng quả cân có trọng lượng là 900g

- Khi động cơ hoạt động, nhiên liệu trong cốc đo sẽ giảm xuống làm cho cán cânnghiêng dần về đối trọng Nhờ cảm biến điện dung, sẽ ghi nhận được sự dịch chuyển

cơ học của cán cân, sự dịch chuyển này làm thay đổi giá trị điện dung của cảm biến.Tín hiệu được đưa về bộ xử lý để tính toán lượng nhiên liệu đã tiêu thụ cho động cơ.Trong quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ, hệ thống cốc đo và đối trọng bịgiao động liên lục Do vậy nhờ bộ phận giảm chấn sẽ làm triệt tiêu dao động này vàtăng độ chính xác của phép đo

Do nguyên lý đo lưu lượng bằng phương pháp cân không nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ

* Yêu cầu đối với hệ thống:

+ Mạch nhiên liệu phải được hoàn toàn rút khí (không có bọt khí)

+ Nhiệt độ trong mạch đo phải không thay đổi

+ Thể tích mạch đo không thay đổi

Trong điều kiện bình thường thì thiết bị 733 có thể làm việc với mức lưu lượng là0÷150 (kg/h) Trong những trường hợp đặc biệt có thể cấp tới mức 400 (kg/h) Thiểt

bị này có thể dùng để cấp nhiên liệu và đo đạc cho hầu hết các ôtô chạy theo chutrình của quốc tế như FTP75, ECE…

2.2.6.2 Bộ phận điều hòa nhiệt độ nhiên liệu (AVL Fuel Temprature Control):

- Ở sơ đồ (hình 2-6), nhiên liệu từ bộ đo qua bộ điều hòa nhiệt độ theo đường A vào

bộ điều khiển nhiệt độ Tại đây, bộ phận trao đổi nhiệt dùng mạch nước làm mátđược cấp bên ngoài ở khoảng 100C, qua hệ thống đường ống E và F vào trong bộ trao

Trang 12

đổi nhiệt Nhờ cảm biến nhiệt độ được gắn bên trong nên ta có thể biết được nhiệt độnhiên liệu Qua đó để cài đặt giá trị cho hợp lý Nhiên liệu sau khi làm mát xongđược cấp cho động cơ qua đường D

- Đường nhiên liệu trở về từ động cơ có nhiệt độ khá lớn, do vậy hệ thống sẽ tự kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo không thay đổi

Như vậy, việc cấp và đo tiêu hao nhiên liệu động cơ thí nghiệm bằng thiết bị 733cho phép ta xác định giá trị tiêu hao chính xác nhất Đồng thời cho phép ta khống chếvà hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu cung cấp cho động cơ với nhiều chế độ khác nhau.Điều này rất quan trọng trong các bài thí nghiệm xét ảnh hưởng của nhiệt độ nhiênliệu đối với động cơ thí nghiệm Hệ thống điều khiển từ Puma cho phép ta tìm lỗi củathiết bị trong quá trình vận hành và xử lý kịp thời Các tín hiệu và giá trị đo được đềuhiển thị trên máy tính, nhờ các số liệu này mà ta có thể xây dựng được các đườngđặc tính tiêu hao nhiên liệu cho động cơ thí nghiệm

12

7

10 11

9 8 G

J

P 5

C D E

F I 4

2 P F E

3 P

b e

Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý và bố trí chung giữa AVL 753 và AVL 733S

1, 4, 8, 11-Van; 2-áp kế đo áp suất nước làm mát ra; 3-áp kế đo áp suất nước làm mátvào; 5-áp kế đo áp suất nhiên liệu hồi; 6-AVL Fuel Temperature Control 753; 7-AVLFuel Balance 733S; 9-Bầu lọc thô; 10-Bầu lọc tinh; 12-Thùng chưa nhiên liệu; 13-Lọc nhiên liệu; 14-Động cơ thử; A-Nhiên liệu đến AVL 753; B-Nhiên liệu hồi vềAVL 733S; C-Nhiên liệu hồi từ động cơ; D-Nhiên liệu đến động cơ; E-Nước làm mát

Trang 13

vào; F-Nước làm mát ra; G-Đường cấp nhiên liệu từ thùng chứa; H, J-Nhiên liệuthừa; a-Nhiên liệu hồi từ động cơ; b-Nhiên liệu đến động cơ; c-ống thông hơi; d-Đường nhiên liệu cấp đến AVL733S; e-Nhiên liệu thừa.

- Như trình bày ở trên, để đảm bảo chính xác cho phép đo của thiết bị thì nhiệt độtrong mạch nhiên liệu phải không đổi Do vậy, trước khi cấp nhiên liệu cho động cơ,nhiên liệu được đưa qua bộ phận điều khiển nhiệt độ, nhằm ổn định nhiệt độ nhiênliệu

2.2.7 Phân tích bộ đo lưu lượng khí nạp (FPE 01):

Lưu lượng khí nạp ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm việc của động cơ, đolượng khí nạp để phun lượng nhiên liệu vào đường ống nạp đúng lưu lượng, để quátrình đốt cháy nhiên liệu được cháy sạch Tuỳ vào chế độ của động cơ mà ta cần đolưu lượng khí nạp khí nạp để cấp nhiên liệu cho phù hợp

Rt

Rh

V qm

Hình 2-9: Sơ đồ nguyên lý đo lưu lượng khí nạp

- Nguyên lý chung của kiểu đo này là kiểu dây nóng: Điện trở Rt được cấp điện nungnóng đến một nhiệt độ và có một giá trị điện trở nhất định Khi một dòng khí đingang qua nó và hấp thụ nhiệt của điện trở đó và làm lệch đi một cầu điện trở Kíchthước đường ống xác định và xữ lý số liệu thì ta có quan hệ Gkk - Rt thì ta được lưulượng qua ống Thiết bị cho phép đo 0  720kg/h

-Kết cấu của cảm biến kiểu dây sấy nóng

Trang 14

Ra Rh

R1 R2

R3 3

đo cường độ dòng điện Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyển thành tínhiị́u điện áp gửi đến bộ xữ lý trung tâm

Dây sấy được mắc trong một mạch cầu Mạch cầu này có đặc điểm là điện thế tạiđiểm A và B bằng nhau khi tích điện trở tính theo hướng chéo là bằng nhau([Ra +

R3 ].R1 = Rh.R2) khi dây sấy (Rh ) bị làm lạnh bởi không khí, điện trở giảm kết quả làtạo ra sự chênh lệch điện thế giữa A và B Một bộ khuyếch đại hoạt động sẽ nhận biếtsự chênh lệch này và làm cho điện áp cấp đến tăng mạnh (tăng dòng điện chạy quadây sấy Rh) Khi đó nhiệt độ dây sấy lại tăng lên kết quả là điện trở tăng cho đến khiđiện thế tại điểm A lại bằng B ( điện áp của điểm A và B trở nên cao hơn Bằng cáchsữ dụng tính năng này của mạch cầu, cảm biến đo lưu lượng khí nạp có thể đo đượckhối lượng khí đi qua nhờ nhận biết được điện áp tại điểm B Hơn nữa, trong hệthống này, nhiệt độ của dây sấy (Rh ) được thường xuyên duy trì không đổi cao hơnnhiệt độ khí nạp bằng cách dùng 1 nhiệt điện trở Ra)

Trang 15

2.2.8 Thiết bị đo vận tốc động cơ và vị trí trục khuỷu (AVL 364C&364X encoder):

* Nhiệm vụ: Dùng để đo vận tốc của động cơ và vị trí trục khuỷu dựa trên nguyên lýbiến đổi góc quay (mã hoá góc) của trục khuỷu thành tín hiệu số sau đó đưa vềPUMA xử lý

+ Thiết bị đo vận tốc và vị trí trục khuỷu của động cơ gồm:

Cảm biến xác định vị trí trục khuỷu và số vòng quay

Bộ AVL 364C&364X Angel encoder

+ Thiết bị đo vận tốc đã nói ở trên kết hợp thiết bị ghi nhận tín hiệu chuyên dụng AVL Indiset 620

-AVL Indiset 620: là thiết bị được thiết kế chuyên dụng để ghi nhận dữ liệu khi đo

một số thông số có tần số biến đổi nhanh theo góc quay trục khuỷu như: áp suất trongxylanh, áp suất trên đường ống cao áp của hệ thống nhiên liệu, độ nhấc kim phun

Hình 2-11: Sơ đồ bố trí Indiset 620, cảm biến QL61D và Encorder 364X

Trang 16

2.2.9 Bộ AVL 364C&364X ANGEL ENCODER:

2.2.9.1 Bộ Avl 364c Angel Encoder:

Hình 2-12: Sơ bộ mã hoá góc AVL364C lên động cơ1-Ống cáp truyền thông tin; 2-Dụng cụ kẹp; 3-Bulông M10;

4-Bulông M6 (7Nm) ; 5-Đai ốc siết; 6-Mặt bích; 7-Trục khuỷu.

- Nhiệm vụ: Encorder góc 364C là một thiết bị dùng chuyển tín hiệu góc quay (dạngtương tự) thành tín hiệu số, tín hiệu số này được PUMA sử lý và xác định chính xác sốvòng quay trục khuỷu

+ Nguyên lý hoạt động (hình 2-12): Khi động cơ hoạt động thì đĩa quang trung tâm

được khoan lỗ đều đặn nhau (2) lắp trên Buli đầu trục khuỷu quay theo Lỗ khoantrên đĩa mỗi lần đi qua được thiết bị phát ánh sáng lắp trên (6) chiếu qua khi đó kimquang học của cảm biến quang học (8) nhận sự thay đổi tần số ánh sáng và truyền tớiống đèn điện tử (10) Ống đèn điện tử thu nhận sự thay đổi đó và thực hiện phóng ánhsáng (Dòng ánh sáng nhẹ) và đưa tín hiện quang đến bộ chuyển đổi xung (1), bộchuyển đổi xung (1) sẽ chuyển đổi xung quang thành xung điện Tại nơi bộ chuyển đổixung có gắn cáp nối (7) và chính nhờ cáp nối này đưa xung điện về nơi điều khiểnPUMA của phòng AVL

Trang 17

Hình 2-13: Sơ đồ khối đo vận tốc động cơ của bộ má hoá gócAVL364C

(Sơ đồ lắp đặt AVL364C lên động cơ ) 1-Bộ chuyển đổi xung; 2-Đĩa trung tâm được khoan lỗ đều đặn nhau; 3-Cơ cấumang đĩa, mặt bích để bắt đĩa (giữ đĩa khoan lỗ); 4-Cánh tay trợ giúp giữ bộ phậnquang học (cảm biến quang học); 5-Thiết bị giữ kẹp (để giữ giá treo thiết bị ); 6-Giátreo để treo thiết bị phát ánh sang; 7-Cáp kết nối với bộ phận AVL dài 10 (m); 8-Vịtrí tại đó hướng kim quang học của cảm biến quang học; 9-Cáp kết nối với 3064V04gồm 6 lớp, dài 30 (m); 10-Ống đèn điện tử (dùng để phóng ánh sáng nhẹ)

* Thông số kỹ thuật: AVL 364C

+ Phạm vi vận tốc: 10 ÷ 15000 rpm

+ Chịu rung: Max 100x9,81(m/s2) 100 (g) cho 10 mio Rev

Max 200g cho bảng tóm tắc từng giai đoạn

+ Nhiêt độ cho phép ở xung quanh : -30 ÷ 70 0 C

+ Sự cho phép nhiệt độ ở tại bề mặt tăng lên: -30 ÷1000C

+ Tuổi thọ vận hành dưới giới hạn phụ tải: với ít nhất 10 triệu vòng quay ở đó chophép dao động lớn nhất

+ Khối lượng phụ tải trên khuỷu: khoảng chừng 530 ÷ 630 (g) phụ thuộc vào vị trí bệmáy của encoder

* Ống đèn điện tử:

Phạm vi vùng nhiệt độ của ống đèn điện tử:

0 ÷ 600 C

-30 ÷ 600 C cho đơn vị lựa chọn (tuỳ chọn)

Đĩa khoan lỗ: được bắt lên mặt bích của trục khuỷu, đĩa được khoan lỗ đều nhau

Trang 18

Hình 2-14: Ống đèn điện tử

2.2.9.2 Bộ AVL 364X Angel Encoder:

- Nhiêm vụ: Encorder góc 364X là một thiết bị dùng chuyển tín hiệu góc quay (dạngtương tự) thành tín hiệu số Sau khi tín hiệu qua bộ đếm, mạch vi xử lí và thiết bị xử

lý số liệu sẽ giúp xác định được chính xác vị trí và số vòng quay trục khuỷu

- Đặc điểm cấu tạo và sơ đồ khối của ENCODER 364X: Dựa trên nguyên lý của hiệntượng quang dẫn Là sự kết hợp giữa Cơ học - Quang Học - Điện tử

Hình 2-15: Sơ đồ khối đo vận tốc động cơ của bộ má hoá góc AVL364X

(Sơ đồ lắp đặt AVL364X lên động cơ)

Đĩa vạch dấu; 2-Ống đèn điện tử; 3-Cáp kết nối; 4-Cáp kết nối với

bộ phận AVL; 5-Bộ chuyển đổi xung; 6-Quang học ĐATSIC364G03

Trang 19

+ Nguyên lý hoạt động: Chỉ khác với bộ AVL 364C là đĩa khoan lỗ bây giờ đĩa khắc

dấu Khi trục khuỷu quay thì đĩa khắc dấu (1) quay theo Ánh sáng phản chiếu từ đĩa(1) được thiết bị thu nhận ánh sáng (6) thu nhận Sự thay đổi tần số ánh sáng phảnchiếu từ đĩa (1) ứng với mỗi dấu cho ra những xung ánh sáng thay đổi Sự kết hợp giữanguồn sáng từ ống đèn phát quang (2) và bộ quang học (6) ứng với mỗi dấu cho ta mộttín hiệu quang, sau đó tín hiệu này được đưa đến bộ chuyển đổi xung (5) Như vậy từtín hiệu góc quay biến thành tín hiệu quang rồi biến thành tín hiệu xung điện Thôngqua cáp kết nối (4) đưa xung điện đến PUMA của phòng điều khiển AVL

* Thiết bị quang học ĐATSIC364G03

- Đặc điểm :

+ Chịu rung: Max = (100.9,8 ÷ 1200.9,8).10-3 [N]

+ Cho phép sự hoạt động ở vùng nhiệt độ: -30 ÷ 1000C

Hình 2-16: Kích thước của quang học đatsic 364G03

- Nguyên lý hoạt động: thực chất là một tế bào quang dẫn, quang học ATSIC364G03

thu tín hiệu quang từ ống đèn điện tử (2) Sự ngắt quãng của xung ánh sáng từ đènđiện tử phát tới khi chiếu qua các lỗ khoan trên đĩa (1) sẽ được phản ánh trung thựcqua xung điện của bộ chuyển đổi xung (1) Do vậy các thông tin mà xung ánh sángmang đến sẽ được thể hiện trên xung điện của bộ chuyển đổi xung (1)

* Đĩa quang vạch dấu:

+ Đĩa quang vạch dấu 364G72: Đĩa được gắn liền với một đầu của trục khuỷu vàcùng quay theo trục khuỷu Đĩa được vạch dấu đều đặn nhau dấu như vậy sẽ được

Trang 20

cảm biến quang nhân biết và kết hợp với các bộ phận của ENCODER36X mã hóa tínhiệu quay của trục khuỷu thành tín hiệu số.

+ Dữ liệu kỹ thuật của đĩa 36G72:

Đường kính lớn nhất của mặt bích cố định 186 mm

Vật liệu: Thép có độ bền cao 0,08m

Góc sai lệch: < 0,015 độ

Vận tốc tối đa: 15000 [rpm]

Hình 2-17: Đường kính đĩa vạch dấu 364G72

- Đĩa vạch dấu tuỳ biến 364G72X:

+ Đặc điểm kỹ thuật sau:

 Vật liệu: Có sức bền cao

 Dung sai góc: <±0,015 độ (CDM - rảnh trong tương quan đến trục của DI)

 Vận tốc tối đa:

60

(Vận tốc quay tròn lớn nhất) Vmax=175 m/s

2.2.10 Một số bộ phận khác:

2.2.10.1 Lọc không khí:

Lọc không khí có tác dụng lọc sạch những chất bẩn trong không khí, trước khí khôngkhí đi vào bên trong hệ thống

Trang 21

2.2.10.2 Van điền khiển:

Van điều khiển dùng để điều chỉnh lưu lượng nước vào trong động cơ

Hình 2-18: Van ba ngã

2.2.10.3 Bộ điều chỉnh áp suất:

Không khí qua van và được nén lại, sau đó nó được chuyển đến hộp điều khiển

Áp suất sau không khí sau khi nén khoảng 5 đến 10 bar Tuỳ theo yêu cầu sử dụngmà bộ điều chỉnh có thể hạ hoặc tăng áp

Hình 2-19: Mô hình bộ điều chỉnh áp suất

Trang 22

3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG: 3.1 Các loại đặc tính:

Quan hệ giữa các thông số làm việc của động cơ như Me, Ne, n, ge, Gnl…trongmiền làm việc gọi là đặc tính động cơ

Đặc tính của động cơ được xây dựng bằng thực nghiệm trên băng thử công suấtđộng cơ để có thể thay đổi dễ dáng chế độ làm việc của động cơ như tốc độ vòngquay, vị trí cơ cấu điều khiển cung cấp nhiên liệu, nhiệt độ làm mát, nhiệt độ dầu bôitrơn…Trên cơ sở đặc tính có thể đánh giá các chỉ tiêu của động cơ trong các điều kiện

sử dụng khác nhau

Động cơ đốt trong có các đặc tính sau:

+ Đặc tính tốc độ: Với tốc độ vòng quay là biến số

+ Đặc tính chân vịt:

+ Đặc tính tải

+ Đặc tính tổng hợp

+ Đặc tính điều chỉnh

+ Đặc tính không tải

+ Đặc tính điều tốc

3.2 Đặc tính ngoài động cơ xăng:

- Đặc tính ngoài là đặc tính tốc độ ứng với vị trí cung cấp nhiên liệu cực đại (đểđộng cơ phát ra công suất lớn nhất)

- Khi lấy đặc tính ngoài, van tiết lưu hỗn hợp hoàn toàn mở Để thay đổi tốc độđộng cơ phải thay đổi sức cản băng thử

Khi tăng tốc độ vòng quay n, các biến số thay đổi như sau:

+ λ – Hệ số dư lượng không khí thay đổi ít vì động cơ xăng chủ yếu dùng phươngpháp điều chỉnh lượng để điều chỉnh tải

+ ηi - Do cường độ làm rối của môi chất tăng tạo điều kiện thuận lợi cho quá trìnhcháy nên tăng một chút

+ ηv - Hệ số nạp đạt giá trị lớn nhất tương ứng với pha phối khí tối ưu

+ ηm – Dạng của ηm sẽ có dạng của ηv nhưng cực đại chuyển dịch về phía trái.+ Ma – Ma sẽ có dạng của ηv và ηm với cực đại nằm trung gian giữa hai cực đại củachúng Nhánh phải của đường moomen càng dốc thì hệ số thích ứng càng lớn, tính ổn

Trang 23

định của động cơ khi kéo máy công tác càng cao Hệ số thích ứng của động cơ xăngkhá lớn nằm trong khoảng 1,4 – 1,45 nên tính ổn định rất cao nên nói chung khôngcần bộ điều tốc trong dải tốc độ làm việc hoặc chỉ cần điều tốc hai chế độ cho các chế

độ biên nmin và nmax mà thôi

Hệ số tốc độ cho ta biết vùng làm việc ổn định của động cơ Hệ số tốc độ càng nhỏ thìvùng tốc độ làm việc càng rộng, điều khiển càng dễ dàng

+ Ne – Từ Me ta có thể xây dựng được đặc tính Ne = k.Me.n với k là hằng số, đạtmax tại nN và tại điểm trên đường Ne ứng với nM ta có tgα = Ne/ n = k.Memax nên tại đó

α đạt max

+ Ge – Ban đầu tích ηi ηm tăng nên ge giảm, đạt min tại nge sau đó tăng vì tích ηi ηm

giảm do ηm giảm nhanh hơn

+ Gnl - có dạng quyết định bởi ηv/λ

Hình 3-1: Đặc tính ngoài của động cơ xăng

3.3 Đặc tính ngoài động cơ Diesel:

- Tương tự như động cơ xăng, khi lấy đặc tính ngoài thì cơ cấu điều khiển nhiênliệu được cố định ở vị trí giới hạn lớn nhất và thay đổi tốc độ vòng quay bằng cáchđiều chỉnh sức cản của băng thử

- Khi tăng tốc độ vòng quay n, các biến số đặc tính trong thay đổi như sau:

+ gct – Xét ví dụ là bơm cao áp kiểu Bosch, nếu không có kết cấu đặc biệt thì gct cóđặc tính thường tăng một chút theo tốc độ vòng quay do ảnh hưởng của tiết lưu, mặc

dù cơ cấu điều khiển nhiên liệu ở vị trí cố định

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	2,3 MB