báo cáo thí nghiệm động cơ

mô tả thiết bị đo suất tiêu hao nhiên liệu, nhiệm vụ công dụng thiết bị, bảo dưỡng, băng thử công suất, đối tượng thí nghiệm, các loại cảm biến sử dụng, các đường đặc tính của động cơ, số liệu đo momen, công suất động cơ sau đó vẽ đồ thị, các chất thải ô nhiễm có trong động cơ, nhận xét

Báo cáo TH thí nghiệm động cơ  Sau khi học xong các học phần cơ sở ngành và chuyên ngành như “Nguyên lý động cơ đốt trong”, “Kết cấu động cơ đốt trong”, “Cảm biến và kỹ thuật đo”, “Chẩn đoán kỹ thuật động cơ” và “Thí nghiệm động cơ”, sinh viên ngành động lực được tiếp cận thực tế hơn về ngành nghề với học phần “Thực hành thí nghiệm động cơ”. Học phần“Thực hành thí nghiệm động cơ” giúp sinh viên củng cố lại những kiến thức về lý thuyết đã được học. Qua đó sinh viên biết nghiên cứu, tìm hiểu một vấn đề kỹ thuật bằng thực nghiệm, biết sử dụng các thiết bị thí nghiệm, dụng cụ đo hiện đại, biết xây dựng các đường đặc tính tải, đặc tính tốc độ, đặc tính điều chỉnh động cơ bằng thực nghiệm. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy HUỲNH BÁ VANG, chúng em đã hoàn thành bài thí nghiệm của nhóm mình. Đây là lần đầu tiếp cận các trang thiết bị hiện đại nên không tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn trong quá trình thực hành. Vậy mong thầy thông cảm và sửa chữa sai sót để chúng em có thể hoàn thiện hơn bài báo cáo của mình. Cuối cùng nhóm 18A2 xin chân thành cảm ơn thầy! Đà Nẵng, ngày 11 tháng 05 năm 2015. 1 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ  !"#$%&! ' ! &() *+,-.+) /0123,45647489: ) ;Phạm vi sử dụng: AVL Fuel Balance có một số chức năng như sau: -Cấp và đo tiêu thụ nhiên liệu cho động cơ thí nghiệm. -Có thể kết hợp với bộ điều hòa nhiệt độ nhiên liệu. -Có thể sử dụng hai loại nhiên liệu là xăn và diesel. -Tạo áp suất ban đầu cho nhiên lieu trước khi cấp cho động cơ. +Các thông số làm việc của hệ thống: -Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt đến 0,8 bar. -Phạm vi ứng dụng cho phép: 0-80(kg/h). -Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu:-10 +70 o C -Có thể sử dụng cho 2 loại nhiên liệu xăng pha Methanol và ethanol 20%, hoặc sử dụng 100% là Methanol và Ethanol. -Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất: +25(kg/h). -Mức cấp nhiên liệu bình thường: 150(kg/h). -Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể: 400(kg/h). -Độ sai lệch cho phép của kết quả đo: 0,1% -Dòng điện điều khiển: 24±0,5 V DC (1,6A) -Kích thước hệ thống: 640 x 510 x 280 (mm) -Có hai phương pháp đo: + Đo theo Measurement mode (Normand); +Đo theo Stand by-mode. /0!<23) Thiết bị đo suât tiêu hao nhiên liệu (The Balance Fuel AVL) hoạt động trên nguyên tắc đo trọng lực. Qua đó, nhiên liệu được cung cấp cho các động cơ từ một máy đo trọng lượng của nó được đo liên tục. 2 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Chức năng: -Thu được khối lượng nhiên liệu trong bình đo được treo vào một lò xo uốn. -Không gây ma sát và làm trễ ít hơn sự biến đổi khối lượng vào đường dẫn. -Sự tiếp xúc điện dung thay thế, chuyển hoá thành điện áp vào đường dẫn. -Một bộ vi xử lý điện áp đánh giá và thực hiện điều khiển hoàn toàn tự động của đo lường và hiệu chuẩn. -Hiển thị và hoạt động được thực hiện bằng cách của một máy tính cấp cao. Trong đó: +Measuring vesel: Buồng đo. +Measuring beam: Thanh đo. +Blade spring: Thép lá. +Tare weight: Đối trọng. +Capacitive sensor: Cảm biến điện dung. +Hydraulic damping device: buồn chứa dầu thuỷ lực. +Filling solenoild valve: Van điện từ bảo vệ. 3 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ +Flexible tubes: Ống dẫn. 1: Đường ccasp nhiên liệu cho bộ đo. 2: Đường cấp nhiên liệu đến động cơ. 3: Đường nhiên liệu hồi từ động cơ. 4: Đường thông với khí trời. //=>*: ) -Nguyên tắc đo trọng lực. Các nguyên tắc đo trọng lực cho phép cho một phép đo trực tiếp của khối lượng nhiên liệu tiêu thụ. Việc thu được nhiệt độ nhiên liệu và mật độ đó, tại thủ tục đo thể tích, bị ảnh hưởng bởi dung sai và độ chính xác giảm là không còn theo quy luật. -Giải pháp bồn chứa nhiên liệu. Cũng như các bồn chứa nhiên liệu, bồn chứa đo được trang bị kết nối dòng động cơ trở lại vào một đường thông gió và do đó cung cấp cho một không khí và hơi bong bóng tách liên tục trong mạch đo (nhiên liệu của động cơ và dòng khi quay lại ).Sự xuất hiện thêm của bọt khí, do đó sẽ có một tác động tiêu cực về độ chính xác và độ xử lý, là không cần thiết. Bọt khí tách ra từ việc cung cấp nhiên liệu trong bình đo trước khi nó nhận được vào các mạch đo. -Độ chính xác 0,1%. -Phạm vi đo nhất định. Với thiết bị đo suất thiêu hao nhiên liệu (AVL Balance Fuel), mức tiêu thụ từ 0 150 kg/h, trong trường hợp của các ứng dụng đặc biệt có thể lên đến 400 kg/h. -Đo mức tiêu thụ nhiên liệu liên tục. Công suất 1800 g là đủ cho một phép đo liên tục của việc tiêu thụ các quá trình. 95% của tất cả các xe ô tô chở khách trong thí nghiệm ”kiểm tra xe ô tô mô hình” tất cả các trường quốc tế, chẳng hạn như FTP75, ECE, Trên cơ sở các nguyên tắc đo, tổng lượng tiêu thụ có thể được xác định trực tiếp, tức là không thu lại, vào cuối của chu kỳ. Sau một thời gian tổng hợp đầy đủ, thiết bị đo suất tiêu hao nhiên liệu (Balance Fuel AVL) sẽ sẵn sàng cho các ứng dụng đo lường mới. -Thiết bị hiệu chuẩn tự động. Theo ISO9000, tất cả các thiết bị đo lường phải được giám sát đều đặn. Với các thiết bị hiệu chỉnh tự động, điều này có thể được thực hiện dễ dàng và với chi phí thấp. 4 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Mà không cần mở các đường dẫn nhiên liệu, độ chính xác đo của cân bằng AVL Fuel có thể được giám sát và hiệu chuẩn có thể được thực hiện. Với một van Bypass này có thể đo trong khi động cơ đang chạy. ?@56474A.5B) ?C6DEF) ?/G 0HI) Các cầu chì sẽ bị phá hủy bởi một của điện áp phân cực cung cấp bị lỗi hoặc do một điện áp quá cao(> 28 ca.V). -Các cầu chì nằm trên mặt trước của thẻ điều khiển và có thể được thay đổi sau khi mở nắp bản lề của thiết bị (Balance Fuel AVL). ??JK 0EJ) -Đánh dấu lên bình nhiên liệu hoặc tiêu hao nhiên liệu từ bình đo cho đến khi khoảng cách đến các phần trên và dừng thấp hơn là giống hệt nhau. 5 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ -Giảm “cân hiệu chỉnh” bằng cách nhấn công tắc chìa khóa xuống - nhấn giữ phím shift - DIL-switch 8 phải được thiết lập để ON. -Sau khi tháo ốc bị đầu cuối, thiết bị nâng chuyển cho đến khi khoảng cách với trọng lượng chuẩn và mặt trên của bình đo là giống hệt nhau . -Thắt chặt ốc vít thiết bị đầu cuối, vận hành chuyển đổi quan trọng và thiết DIL-switch đến vị trí ban đầu. ?LJ&.M: NA*O) -Nới lỏng chỉ các ốc vít. -Thay đổi bên trái thẻ cảm biến giảm hoặc tang lên, tương ứng, đơn vị tín hiệu cảm biến bằng 0 ± 200 mV (cài đặt thô sau khi trao đổi thẻ cảm ứng). Các tín hiệu cảm biến có thể đo được ví dụ với một đồng hồ volt kỹ thuật số trên thẻ điều khiển giữa các điểm thử nghiệm 3 và 5, hoặc nó có thể được kiểm tra trong AK-protocol với. - Kết nối thiết bị đầu cuối - AK: DIL-switch 1 và 2 ON - Đặt tốc độ baud - Hiển thị trên các thiết bị đầu cuối: cách dòng cảnh báo. -Thắt chặt ốc vít chặt. -Tiến hành kiểm tra độ chính xác và điều chỉnh độ nhạy. -Kiểm tra khối lượng còn lại. -Xác định kích cỡ, kiểm tra trước khi đo AVL Fuel Balance. ?PQ>*R EF!5S.5) -Ngăn chặn bơm. -Kiểm tra thiết bị đo suất tiêu hao nhiên liệu (Balance Fuel AVL) phải rỗng hoàn toàn. -Đặt khối lượng còn lại (500g) trên bình đo ở dạng trọng lượng. -Mức bơm phải là 0 ± 20g. -Nếu cần thiết, một mức độ đầy từ 0 g phải được điều chỉnh bằng cách thay các trọng lượng bình. -Nếu một mức rót 0 g không thể điều chỉnh với trọng lượng bình, điều chỉnh thẻ cảm biến theo hướng thẳng đứng cho đến 0 ± 20 g là được. -Hiệu chỉnh một lần nữa và sau đó kiểm tra các khối còn lại một lần nữa. 6 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ ?TJ#UV) -Kết nối thiết bị đầu cuối để các giao diện RS232. -Kích hoạt giao thức AK: DIL-switch 1 và 2 ON. -Thiết lập tốc độ baud. -Nhập (đầu ra analog OUT = fullscale = 10 V). -Điện áp đo khoảng cách giữa đầu ra analog OUT và các tài liệu tham khảo GND và điều chỉnh P1 (PCB 7330L03) đến 10 ± 0.001 V. -Nhập hoặc khởi động lại để xóa các thiết lập trực tiếp của ADC. /23: 4WX*36) /C6DF4WX*36) Hình 2.1:Sơ đồ bố trí hệ thống thí nghiệm động cơ. 1. Động cơ. 2. Băng thử Froude 3. Trục nối bang thử và động cơ. 4. Vô-lăng điều chỉnh tải. 5. Màn hình hiển thị kết quả 6. ECU 7. Thiết bị đọc ô nhiễm. 8. Van cấp nước. 7 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ 9. Cảm biến tốc độ băng thử. 10.Thùng chứa nước 11.Bơm nước 12.Thiết bị đo ô nhiễm 13.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 14.Bình chứa nước làm mát. 15.Bệ đỡ động cơ. //C6D90!<!9*: X*) //'YZ-) Băng thử công suất được dùng làm thí nghiệm là loại băng thử công suất thủy lực kiểu FROUDE. Băng thử thủy lực kiểu FROUDE được cải tiến hệ thống đo điện tử gồm các cảm biến tốc độ động cơ và cảm biến lực. Cảm biến lực được chuẩn bằng các quả cân. Tín hiệu tốc độ động cơ, lực và nhiệt độ nước làm mát động cơ được đưa vào bộ nhớ máy tính thông qua card biến đổi A/D. Băng thử FROUDE dùng để đo công suất động cơ có công suất từ 0 ÷ 200 mã lực. -Ưu, nhược điểm của phanh thử loại thủy lực: +Thử được động cơ có công suất lớn; +Giới hạn thử lớn, đặc biệt khi kết hợp với phanh cơ khí; +Cấu tạo phức tạp, nhiều trang bị phụ, yêu cầu làm kín khắt khe, làm việc không ổn định ở chế độ tốc độ thấp. Hình 2.2: Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE. 1-Ống nước ra; 2-Ống nước vào; 3-Van chỉnh lượng nước vào; 4,11-Mặt bích nối trục các đăng; 5-Ổ đỡ trục; 6-Van điều chỉnh áp lực nước; 7- Đồng hồ đo khối lượng; 8-Cánh rôto; 9-Cánh stato (Điều chỉnh tải); 10- Đối trọng; 12-Chân đế. 8 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ ///F5SX*) Đối tượng: Động cơ EV2600. Động cơ EV2600 là loại động cơ 1 xylanh, 4 kỳ, máy đặt nằm ngang và có buồng cháy thống nhất, có các thông số kỹ thuật như sau: Đường kính hành trình piston(mm) 118 x 108 Thể tích xylanh(cm 3 ) 1181 Công suất tối đa (mã lực/vg/phút) 25/2400 Công suất định mức (mã lực/vg/phút) 20/2200 Suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực/giờ) 165 Momen cực đại (kgm/vg/phút) 8,92/1400 Tỷ số nén 16,5 Trọng lượng (kg) 192 Kích thước (dài, rộng, cao) 943 x 453 x 667 -Ưu điểm: +Công suất mạnh, mức tiêu haoo nhiên liệu thấp. +Gọn, nhẹ, dễ sử dụng. +Chạy êm, bền bỉ. //?94[X794H-\*: EXA) Khí xả của động cơ là sản phẩm của quá trình cháy nhiên liệu. Các chất chính trong khí xả bao gồm: CO, HC, NO x , CO 2 , O 2 , C (bồ hóng). Việc phân tích các thành phần khí trên rất quan trọng để đánh giá chất lượng chế tạo cũng như khai thác động cơ. Động cơ thí nghiệm là động cơ diesel nên để đo và phân tích thành phần của khí thải ta dùng thiết bị DisMoke 4000 để suy ra %OPAC. //LV7A*Z.+) - Cảm biến tốc độ động cơ. - Cảm biến lực. - Cảm biến lưu lượng khí nạp. - Cảm biến nồng độ ô xy. - Cảm biến nhiệt độ. - Cảm biến kích nổ. - Cảm biến áp suất nhiên liệu, dầu bôi trơn, áp suất nén, cháy. ?V6]!<0^[0._`X36FR) ?V7!2`X) Chế độ làm việc của động cơ được thể hiện bằng tổ hợp các thông số làm việc của nó như công suất Ne hay momen Me và tốc độ vòng quay n. Trong miền làm việc của động cơ, tốc độ n thay đổi từ n min ứng với giới hạn ổn định 9 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ của động cơ đến n max ứng với giới hạn ứng suất cơ, ứng suất nhiệt và diễn biến bình thường của chu trình công tác. Người ta dùng đặc tính để đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ, hoạt động trong các điều kiện khác nhau của động cơ. Đặc tính của động cơ là các hàm thể hiện sự thay đổi các chỉ tiêu công tác chính theo chỉ tiêu công tác khác hoặc theo nhân tố nào đó ảnh hưởng đến chu trình công tác. Các loại đặc tính được sử dụng nhiều trong động cơ bao gồm các loại đặc tính sau:  Đặc tính tốc độ ( có đặc tính ngoài và đặc tính bộ phận );  Đặc tính tải;  Đặc tính tổng hợp;  Đặc tính không tải;  Đặc tính điều tốc;  Đặc tính chân vịt;  Đặc tính điều chỉnh. Các đặc tính tổng hợp, điều tốc, không tải, chân vịt chỉ là các trường hợp đặc biệt của đặc tính tốc độ. Các đặc tính của động cơ được xác định bằng thực nghiệm trên băng thử động cơ. ?/`X936^Y) Đối với động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí, các hàm N e , p e , M e , g e , G nl thay đổi theo tốc độ n, khi mở 100% bướm ga được gọi là đặc tính ngoài, còn khi bướm ga nằm ở vị trí mở nhỏ hơn 100% được gọi là các đặc tính bộ phận . Ở vị trí 100% bướm ga, sự biến thiên của các hàm Ne= f(n), Me = f(n) phụ thuộc vào sự thay đổi của h v , h m , α η i , r k theo số vòng quay n. Biến thiên của v η khi động cơ chạy theo đặc tính ngoài phụ thuộc sự thay đổi tốc độ dòng khí qua xupap nạp, pha phân phối của các xupap và độ mở bướm ga. Càng tăng tốc độ dòng khí qua xupap nạp và thải thì hệ số nạp v η càng thấp . Khi động cơ xăng hoạt động theo đặc tính ngoài thì hệ số dư lượng không khí α sẽ giảm khi giảm số vòng quay n. 10 [...]... của động cơ từ (nMin ¸nđm)   11 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Hình 2.4: Đặc tính ngoài động cơ diesel 3.4.Đặc tính tải động cơ: Các động cơ dẫn động máy phát điện, máy nén, máy bơm nước… phải đáp ứng đòi hỏi của các máy công tác là khi thay đổi tải của máy công tác, tốc độ động cơ chỉ được phép thay đổi trong phạm vi hẹp Vì vậy, chất lượng hoạt động của động cơ ấy được đánh giá khi động cơ hoạt động. .. cực đại của ηe = ηiηm Trong thực tế sử dụng động cơ thì nghiêm cấm không để động cơ chạy tới mức giới hạn lớn nhất của công suất tại tốc độ thử Đặc tính tải của động cơ diesel tăng áp cũng tương tự như động cơ diesel không tăng áp, chỉ khác ở chỗ alpha của động cơ tăng áp phụ thuộc vào gct theo quy luật phức tạp hơn 13 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Với động cơ diesel không tăng áp khi chạy theo đặc tính... hệ tốc độ và tải Khi động cơ chạy theo đặc tính tải, nhân tố tác động từ bên ngoài tới chu trình công tác là số lượng nhiên liệu hoặc hòa khí cấp cho xylanh trong mỗi chu trình 3.4.1 Đặc tính tải động cơ xăng: Đối với động cơ xăng khi chạy theo đặc tính tải cần tăng hoặc giảm lượng hòa khí nạp vào động cơ Khi động cơ đóng nhỏ bướm ga sẽ làm tăng hệ 12 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ số khí sót và do đó... động cơ thay đổi gần giống với lý thuyết nhưng mức độ thay đổi theo n lớn hơn - Đồ thị đặc tính công suất có ích của động cơ thay đổi giống với lý thuyết 19 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ - Đồ thị lượng tiêu hao nhiên liệu Ge thay đổi hơi khác so với lý thuyết 6.3 Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thí nghiệm: Hệ thống thí nghiệm động cơ là một hệ thống khá hoàn chỉnh để kiểm tra các thông số động. . .Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Hình 2.3: Đặc tính ngoài động cơ xăng Khi mở hết bướm ga α = 0,8 - 0,9 3.3.Đặc tính ngoài động cơ Diesel: Ở động cơ diesel quyết định công suất là số nhiên liệu cấp cho xylanh trong η một chu trình, do đó không quyết định bởi v mà là gct Đường đặc tính tốc độ của động cơ Diesel ít dốc do ảnh hưởng của gct luôn tăng Hệ số thích ứng KM nhỏ: KM = 1,1... dùng cho động cơ tăng áp dẫn động cơ khí Động cơ diesel tăng áp cao khi chạy theo đặc tính tải ηv có thể thay đổi từ 10 – 20% hoặc lớn hơn, không cần quan tâm tới ảnh hưởng của alpha tới ηi / ηimax vì giá trị alpha rất lớn, thông thường alpha α ≥ 1,7 – 1,9 Biến thiên của ρκ/ρκν phụ thuộc gct Hình 2.6: Đặc tính tải động cơ diesel 4 Quy trình thực hiện: Trình tự tiến hành thí nghiệm gồm các bước cơ bản... của động cơ giảm dần Mômen có ích của động cơ Me giảm từ 45,3 [N.m] lên 8,3 [N.m] trong khoảng số vòng quay từ 1000 → 2000 [vòng/phút] và giá trị cực đại của Me đạt được tại số vòng quay khoảng n = 1000 [vòng/ph] +Vẽ đồ thị Ge=f(n): Từ đồ thị lấy xấp xỉ ta được hàm số y = f(n) = Ge = 1E-07x2 – 3E-05x + ∆ 1,2128với R² = 0,9892 Thay các giá trị n=1000-2000[vòng/phút] và 16 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ. .. quay n 18 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Hình 5.6: Đồ thị biểu diễn thành phần ô nhiễm của khí thải CO và λ theo số vòng quay n Hình 5.7: Đồ thị biểu diễn thành phần ô nhiễm của khí thải CO2 và λ theo số vòng quay n +Nhận xét: -Nồng độ O2 vì khi tăng tốc độ động cơ lượng không khí được nạp vào không đủ cung cấp cho quá trình cháy nên nồng độ O2 giảm -Nồng độ HC giảm dần khi tăng tốc độ động cơ, lúc này... tế của động cơ Suất tiêu hao nhiên liệu g e thay đổi theo Ở ∞ chế độ không tải Ne = 0 và ηm = 0 nên ge = Tăng tải khi giữ n = const sẽ làm tăng ηm do đó mà ge giảm dần Tuy vậy so với động cơ diesel thì g e của động cơ xăng giảm nhanh hơn do ηi và ηm của động cơ xăng đều tăng Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất g emin xuất hiện ở vị trí tải tương ứng với giá trị cực đại của ηe = ηiηm Trong động cơ xăng... số động học thay đổi như sau: - Mô men có ích Me giảm đều khi tốc độ động cơ tăng lên - Công suất có ích Ne giảm khi tốc độ động cơ tăng lên - Lượng tiêu hao nhiên liệu Ge cũng tăng lên khi tốc độ động cơ tăng lên 6.2 Đánh giá so sánh giữa đặc tính bộ phận thực nghiệm với đặc tính bộ phận lý thuyết: Đối với đặc tính tốc độ và n thay đổi từ 1000- 2000 [vòng/phút]: - Đồ thị đặc tính Mômen có ích của động . sót để chúng em có thể hoàn thiện hơn bài báo cáo của mình. Cuối cùng nhóm 18A2 xin chân thành cảm ơn thầy! Đà Nẵng, ngày 11 tháng 05 năm 2015. 1 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ . Báo cáo TH thí nghiệm động cơ  Sau khi học xong các. nhiên liệu được cung cấp cho các động cơ từ một máy đo trọng lượng của nó được đo liên tục. 2 Báo cáo TH thí nghiệm động cơ Chức năng: -Thu được khối lượng nhiên liệu trong bình đo được treo vào