Động cơ đốt trong ngày càng khẳng định vị trí vững chắc là nguồn động lực quan trọng ở mọi ngành nghề, lĩnh vực và theo đó là những tiến bộ vượt bậc trong nghiên cứu, thử nghiệm. Cùng với học phần ĐCĐT nâng cao và Mô hình hóa và mô phỏng ĐCĐT, Hp Kỹ thuật thử nghiệm ĐCĐT trang bị kiến thức chỉnh thể để nghiên cứu về lĩnh vực này cho các HV cao học và NCS. 1.1. MỤC ĐÍCH THỬ NGHIỆM Động cơ đốt trong tuy được ứng dụng vào những mục đích khác nhau nhưng chúng đều có điểm chung là những thông số đặc trưng cho chu trình công tác (áp suất chỉ thị trung bình, công suất chỉ thị, hiệu suất chỉ thị…) và các thông số đặc trưng cho sự làm việc của động cơ (áp suất có ích trung bình, công suất có ích, suất tiêu hao nhiên liệu…). Có thể phân loại thử nghiệm động cơ theo các mục đích sau: Thử nghiệm động cơ trong nghiên cứu Thử nghiệm động cơ phục vụ đào tạo
1 MỤC LỤC MỤC LỤC i LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ THỬ NGHIỆM ĐCĐT .2 1.1 MỤC ĐÍCH THỬ NGHIỆM 1.1.1 Thử nghiệm động nghiên cứu 1.1.2 Thử nghiệm phục vụ đào tạo 1.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM 1.2.1 Phương pháp thiết bị xác định công suất 1.2.2 Phương pháp xác định mô men .13 1.2.3 Phương pháp xác định áp suất 13 1.2.4 Phương pháp đo lượng tiêu hao nhiên liệu 14 1.2.5 Phương pháp xác định thông số khác 15 1.3 GIỚI THIỆU CỤM ĐỘNG CƠ – PHANH THỦY LỰC 16 1.3.1.Giới thiệu động 16 1.3.1.1 Giới thiệu động YANMAR 6HA-HTE 16 1.3.1.2 Giới thiệu động YANMAR 4CHE 16 1.3.2 Giới thiệu phanh thủy lực E4 (PTLE4) 18 1.3.3 Giới thiệu phanh thủy lực DYNOmite 18 1.4 CÁC DỤNG CỤ ĐO CHƯƠNG II: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ 30 2.1 KHÁI NIỆM 31 2.1.1 Khái niệm phân loại 31 2.1.2 Công thức đồ thị biểu diễn .31 2.1.3 Công dụng .31 2.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG 43 2.2.1 Thiết bị thử nghiệm .43 2.2.2 Quy trình thử nghiệm 43 2.2.3 Xây dựng đặc tính 43 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CHÂN VỊT .47 3.1 KHÁI NIỆM 48 3.1.1 Khái niệm phân loại 31 3.1.2 Công thức đồ thị biểu diễn .31 3.1.3 Công dụng .31 3.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG 43 3.2.1 Thiết bị thử nghiệm .43 3.2.2 Quy trình thử nghiệm 43 3.2.3 Xây dựng đặc tính 43 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TẢI 70 4.1 KHÁI NIỆM 48 4.1.1 Khái niệm phân loại 31 4.1.2 Công thức đồ thị biểu diễn .31 4.1.3 Công dụng .31 4.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG 43 4.2.1 Thiết bị thử nghiệm .43 4.2.2 Quy trình thử nghiệm 43 4.2.3 Xây dựng đặc tính 43 CHƯƠNG V: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH 70 5.1 KHÁI NIỆM 48 5.1.1 Khái niệm phân loại 31 5.1.2 Công thức đồ thị biểu diễn .31 5.1.3 Công dụng .31 5.2 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG 43 5.2.1 Thiết bị thử nghiệm .43 5.2.2 Quy trình thử nghiệm 43 5.2.3 Xây dựng đặc tính 43 PHỤ LỤC 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Chương GIỚI THIỆU VỀ THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Động đốt ngày khẳng định vị trí vững nguồn động lực quan trọng ngành nghề, lĩnh vực theo tiến vượt bậc nghiên cứu, thử nghiệm Cùng với học phần ĐCĐT nâng cao Mơ hình hóa mơ ĐCĐT, Hp Kỹ thuật thử nghiệm ĐCĐT trang bị kiến thức chỉnh thể để nghiên cứu lĩnh vực cho HV cao học NCS 1.1 MỤC ĐÍCH THỬ NGHIỆM Động đốt ứng dụng vào mục đích khác chúng có điểm chung thơng số đặc trưng cho chu trình cơng tác (áp suất thị trung bình, cơng suất thị, hiệu suất thị…) thông số đặc trưng cho làm việc động (áp suất có ích trung bình, cơng suất có ích, suất tiêu hao nhiên liệu…) Có thể phân loại thử nghiệm động theo mục đích sau: Thử nghiệm động nghiên cứu Thử nghiệm động phục vụ đào tạo 1.1.1 1.1.1.1 Thử nghiệm động nghiên cứu Thử nghiệm chuyên sâu - Nghiên cứu đường nạp, đường thải, phun nhiên liệu, đánh lửa… ảnh hưởng đến nhiệt động lực – hóa học trình cháy nhiên liệu xilanh nhằm nâng cao hiệu suất công suất động cơ; - Nghiên cứu tối ưu loại nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn sử dụng động cơ; - Nghiên cứu tính thích nghi động điều kiện môi trường địa lý cụ thể Kết nghiên cứu áp dụng nhằm hoàn thiện thiết kế chất lượng động cơ, từ nâng cao tính kinh tế, tính hiệu quả, giảm nhiễm mơi trường khí thải tiếng ồn gây 1.1.1.2 Thử nghiệm nghiên cứu cải tiến Nhằm tìm giải pháp hoàn thiện kết cấu động cơ, cải tiến chi tiết hay hệ thống động Các thí nghiệm thực băng thử phận riêng biệt động 1.1.1.3 Thử nghiệm kiểm định động Nhằm đánh giá tính kỹ thuật xác định chất lượng chế tạo động động qua sử dụng hay sau sửa chữa Qua định cách tương đối chế độ, thời hạn khai thác, thời gian hai kỳ sửa chữa lớn Các thí nghiệm thơng thường kiểm tra thông số kỹ thuật động như: mơ men, cơng suất, số vịng quay, suất tiêu hao nhiên liệu, lượng tiêu hao dầu bôi trơn, thành phần khí thải 1.1.2 Thử nghiệm phục vụ đào tạo - Thử nghiệm động giúp học viên nắm vững hệ thống hóa kiến thức lý thuyết trang bị học phần chuyên môn - Giúp học viên làm quen với thiết bị, băng thử, cách thức thực thử nghiệm động - Tạo điều kiện cho học viên tiếp cận với kỹ thuật đo tiên tiến phục vụ thực nghiệm động đốt ứng dụng thực tiễn 1.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM Thử nghiệm động công việc phức tạp, tùy vào mục đích mà có u cầu đánh giá thơng số khác như: mơ men, số vịng quay, hàm lượng khí thải, tỷ lệ hỗn hợp Các thông số cần đo cho Bảng 1.1 Bảng 1.1 Các thơng số cần đo thí nghiệm động STT Giá trị 1.1 Mô men xoắn 1.2 Tốc độ quay 1.3 1.4 Công suất Lượng tiêu thụ nhiên liệu 1.5 Lượng khí từ carte 1.6 Nhiệt độ khí nạp Đ ơn vị Thiết bị N.m Torque flange Rpm Encoder kW Dynamometer kg/h Fuel Balance 733S l/min Blow-by meter 442 C Pt100 Thermocouple- type 1.7 Nhiệt độ khí xả C 1.8 Nhiệt độ nhiên liệu C Pt100 1.9 Nhiệt độ dầu bôi trơn C Pt100 1.10 Nhiệt độ nước làm mát C Pt100 1.11 Nhiệt độ môi trường C K Humiditytransducer G hi Phanh 1.12 Áp suất khí nạp bar FEM-P 1.13 Áp suất khí xả bar FEM-P 1.14 Áp suất nhiên liệu bar FEM-P 1.15 Áp suất dầu bôi trơn bar FEM-P 1.16 1.17 Áp suất môi trường bar Độ ẩm môi trường % Barometrictransducer Humiditytransducer Kết hợp với hệ thống thị QC33C, QC43D, 2.1 Áp suất xilanh bar 2.2 Áp suất phun nhiên liệu bar QL61D, SL31D 2.3 Áp suất khí nạp bar QC43D 2.4 Áp suất khí xả bar QC43D 2.5 Lượng phun nhiên liệu g Accelerometer GU21C, GU13Z 2.6 mm Độ nhấc kim phun 2.7 mm Độ nâng xupap Nozzle needle lift indicating transducer Valve lift indicating transducer Kết hợp với hệ thống chẩn đoán 3.1 3.2 Độ đục khói xả CO, CO , NO , HC, x O , Lambda % DiSmoke 4000 %, ppm DiGas 4000 - DiScope Dùng cho động diesel Dùng cho động xăng Chẩn đoán hệ thống 3.3 điện-điện tử Kết hợp với hệ thống nội soi 4.1 Phân tích phân bố nhiệt độ K Ghi hình góc Dùng cho quay khác nhau: động 0, 30, 70 diesel 4.2 Phân tích mật độ tập trung bồ hóng % Ghi hình phun nhiên liệu, 4.3 hình ảnh lửa - góc quay Ghi hình góc Dùng cho quay khác nhau: động 0, 30, 70 diesel Ghi hình góc Dùng cho quay khác nhau: động 0, 30, 70 diesel Tuy nhiên, xét điều kiện thực tế mục tiêu học phần nên phương pháp, thiết bị thử nghiệm tập trung vào nội dung đo cơng suất, mơ men, áp suất có ích lượng tiêu hao nhiên liệu 1.2.1 Phương pháp thiết bị xác định công suất Công suất thông số kỹ thuật động quan tâm nhiều không phụ thuộc vào cơng dụng kiểu loại động Vì vậy, thiết kế, chế tạo, sửa chữa sử dụng, việc xác định xác cơng suất động ln coi trọng nhằm mục đích sau: - Kiểm nghiệm động trước xuất xưởng (kiểm tra động sau thiết kế, chế tạo có đạt tiêu đề hay không) - Kiểm nghiệm động sau sửa chữa lớn - Biết chiều hướng biến động giá trị công suất điều kiện khai thác cụ thể - Tổ chức khai thác động kinh tế, an toàn tin cậy - Giúp quản lý phương tiện quan Đăng kiểm Có nhiều phương pháp thí nghiệm xác định công suất động cơ, hầu hết dựa vào mô men tốc độ quay Đối với máy tàu thủy, phân chia thành phương pháp sau: Phương pháp xác định cơng suất có ích loại cân Phương pháp xác định cơng suất có ích loại khơng cân 1.2.1.1 Phương pháp xác định cơng suất có ích loại cân Trong phương pháp này, động quay thiết bị mà trục rotor thiết bị nối với trục động cơ, stator thiết bị có dao động ngang Khi động làm việc sản sinh mô men xoắn làm cho rotor thiết bị quay (tức hãm lại chuyển động động cơ), cần có mơi trường trung gian làm cho thân thiết bị quay theo Để giữ thân lại, người ta tìm cách tác dụng lên thân lực hãm Lực hãm đo thiết bị khác gọi thiết bị cân lực Sơ đồ nguyên lý: THIẾT BỊ GÂY TẢI ĐỘNG CƠ (Gây lực, mô men) THIẾT BỊ CÂN LỰC (Cân lực, momen) Phương pháp thực chất đo lực sau tính cơng suất theo cơng thức [10]: (1.1) Trong đó: : Momen xoắn thu qua thiết bị đo (kN.m, kG.m…) n : Tốc độ quay động (v/ph) P : Lực thu thiết bị đo (kN, kG…) : Cánh tay đòn thiết bị gây tải (m) : Momen ma sát thiết bị đo gối trục (kN.m, kG.m…) : Momen tổn hao bị gây tải (kN.m, kG.m…) Người ta đưa giá trị thiết bị mà giá trị và bị đo công suất thuộc loại cân Thiết bị đo kiểu phanh khí vào trị số sai số phép đo Tùy theo khác Sau giới thiệu số thiết 10 Phanh khí loại đời sớm nhất, có kết cấu đơn giản, sử dụng tương đối dễ, độ xác cao Tuy nhiên làm việc không ổn định lượng nhiệt phát tương đối lớn, khó điều chỉnh cồng kềnh công suất lớn +) Cấu tạo: Về bản, cấu tạo phanh khí trình bày Hình – Hình 1.1: Cấu tạo phanh khí - Má phanh - Trục động - Tấm ma sát - Bu lông điều chỉnh trục phanh - Bánh đà - Thiết bị cân lực +) Nguyên lý hoạt động: Khi động hoạt động má phanh có xu hướng quay trịn, nhờ lực hãm bulon làm cho phanh xuất momen cân tương ứng với momen ma sát xuất ma sát với bánh đà trị số Momen cân truyền tới tay đòn thiết bị cân lực hiển thị số, ta có [10]: (1.2) Trong đó: : Cánh tay địn gá chặt phanh : Trị số lực lấy thiết bị cân lực Khi cơng suất động tính theo cơng thức [10]: (1.3) +) Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng: