ĐỒ án tìm HIỂU NHỮNG vấn đề LIÊN QUAN THỬ NGHIỆM ĐỘNG cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐỘNG CƠ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Tìm hiểu vấn đề liên quan đến thử nghiệm động Sinh viên thực : Trần Năng Phát Huy Nguyễn Tấn Ngọc MSSV: 10605010 MSSV: 10105173 Giảng viên hướng dẫn: GVC.ThS Đỗ Quốc Ấm I NỘI DUNG: Nghiên cứu vấn đề liên quan đến việc thử nghiệm động II TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] GVC-ThS Đỗ Quốc Ấm, Giáo trình thử nghiệm động cơ(2007) [2] Michael Plint - Anthony John Martyr, Engine Testing: Theory and Pratice (2006) [3] Richard D Atkins, An Introduction to Engine Testing and Development (2009) [4] Tham khảo Internet III.TRÌNH BÀY: - 02 tập thuyết minh đồ án, soạn slide trình chiếu - 02 CD IV THỜI GIAN THỰC HIỆN: - Ngày bắt đầu: 30/ 3/ 2014 - Ngày hoàn thành: 24/07/ 2014 Tp Hồ Chí Minh, ngày Trưởng Khoa tháng năm 2014 Giáo Viên Hướng Dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ô tô dần trở nên phổ biến Việt Nam Đồng thời, Thủ tướng phê duyệt chiến lược phát triển ngành ô tô Việt Nam, đặt mục tiêu năm 2025, 70% xe lắp ráp sản xuất nước Điều đòi hỏi sở hạ tầng phục vụ nghiên cứu sản xuất ngành công nghiệp ô tô nước ta cần phải nâng cao Trái tim xe động Để sản xuất động đạt tiêu chuẩn cần thiết phải thông qua thử nghiệm Thử nghiệm động phần quan trọng trình sản xuất nghiên cứu động Việc thử nghiệm động giúp ta đánh giá ưu điểm nhược điểm động cơ, cải thiện chất lượng giá thành sản xuất Nhưng thực tế cho thấy, khả hiểu biết phòng thử nghiệm bao gồm hệ thống gì? hay quy trình làm việc nào? Phương pháp thu thập xử lý liệu? Vẫn điều hạn chế cho ngành công nghiệp ô tô nước ta Chính lí này, nhóm chúng em định chọn đề tài: “ Tìm hiểu vấn đề liên quan đến thử nghiệm động ” để làm rõ câu hỏi I Giới hạn đề tài: Tìm hiểu tổng quan phòng thử nghiệm II Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu: − Tìm hiểu vấn đề liên quan đến việc thử nghiệm động III Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tham khảo, phân tích tài liệu, thu thập thông tin liên quan IV Các bước thực hiện: − − − − Tham khảo tài liệu Thu thập thông tin Xử lý thông tin Sắp xếp viết báo cáo V Kế hoạch nghiên cứu: Đề tài thực vòng 12 tuần Giai đoạn 1: − − − − Thu thập tài liệu Xác định nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu Xác định mục tiêu nghiên cứu Phân tích tài liệu Giai đoạn 2: − Viết thuyết minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM − ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hoàn thiện đồ án Giai đoạn 2: − − Viết thuyết minh Hoàn thiện đồ án TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Sau bốn năm theo học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, với kiến thức lý thuyết thực hành tích lũy Giúp chúng em tự tin vận dụng vào việc nghiên cứu thực đồ án “Tìm hiểu vấn đề liên quan đến thử nghiệm động cơ” Trong trình thực nghiên cứu nhóm sinh viên chúng em gặp không khó khăn việc tìm hiểu dịch thuật tài liệu khoa học, với tâm tìm tòi với hướng dẫn tận tình thầy GVC.Ths ĐỖ QUỐC ẤM quý thầy xưởng động khoa khí động lực chúng em hoàn thành đề tài theo tiến độ Nhưng theo nhìn nhận chúng em đề tài nghiên cứu lý thuyết phòng thử, vấn đề mà chúng em chưa thực thực tế nên nhiều thiếu xót phần nội dung trình bày để giúp người đọc hiểu xâu sắc điều tránh khỏi Chính vậy, chúng em mong có nhiều lời nhận xét, đóng góp ý kiến từ quý thầy khoa để đề tài hoàn thiện Một lần nhóm chúng em xin gởi lời cám ơn chân thành đến thầy GVC.ThS ĐỖ QUỐC ẤM quý thầy khoa khí động lực tận tình hướng dẫn dạy cho chúng em hoàn thành tốt đồ án Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2014 Sinh viên thực Trần Năng Phát Huy Nguyễn Tấn Ngọc TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN  Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2014 Giảng viên hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN  Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2014 Giảng viên phản biện TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Chương 1: MỞ ĐẦU TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: MỞ ĐẦU I.1 Các khái niệm chung thử nghiệm động Quá trình đưa loại động vào sản xuất ổn định phải trải qua hai giai đoạn thiết kế thử nghiệm (chế thử, chạy thử) để rút điểm cần hoàn chỉnh Trong trình hoạt động, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến làm việc động Những ảnh hưởng phức tạp, thiết kế đánh giá đủ Vì việc thử nghiệm động cần thiết Việc chọn phương án thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật phải kết hợp chặt chẽ với trình thử nghiệm mô hình, chế thử, chạy thử, hoàn chỉnh thiết kế cuối chế tạo hàng loạt Thử nghiệm động công việc phức tạp, thay đổi tuỳ theo mục đích thử nghiệm Tính chất nhịp độ thử nghiệm hoàn toàn phụ thuộc vào nhịp độ sản xuất, trạng thái kỹ thuật loại động Để việc thử nghiệm đạt chất lượng cao phải tổ chức thử nghiệm thật chu đáo, kể từ giai đoạn xây dựng phương pháp luận thử nghiệm, lập mô hình thử nghiệm, xây dựng nội dung đề cương thử nghiệm, trang thiết bị đo lường, phương pháp xử lí số liệu thống kê thu thập qua thử nghiệm Mẫu thử nghiệm chế tạo phân xưởng thử nghiệm nhà máy sản xuất, xí nghiệp chế thử viện nghiên cứu khoa học phòng thiết kế Tuỳ theo tính chất phức tạp sản phẩm, sản phẩm sản phẩm cải tạo, tuỳ theo kinh nghiệm cán nghiên cứu v v … mà định nội dung thử nghiệm, số lượng mẫu thử, trình tự thử v v … để đánh giá đầy đủ tiêu kinh tế- kỹ thuật sản phẩm dự kiến sản xuất hàng loạt Giai đoạn chế thử tiến hành nhằm kiểm tra thực tế, tính kinh tế kỹ thuật sản phẩm, thiết lâp bước công nghệ, hoàn chỉnh thiết kế kỹ thuật (kết cấu vật liệu, dung sai kích thước, tính công nghệ vv …) Khi động tiến hành sản xuất sở số tổng thành, phận, chi tiết máy chế tạo quy trình công nghệ, dây chuyền sản xuất có sẵn Đồng thời, trình chế thử tìm qui trình công nghệ khác tiên tiến hơn, giải pháp kỹ thuật tối ưu hơn, phương pháp đo, dụng cụ đo lường kiểm tra tốt để làm sở cho việc sản xuất hàng loạt sản phẩm sau Sau giai đoạn chế thử, sản phẩm thể đầy đủ tính kinh tế- kỹ thuật, ưu khuyết điểm, sản phẩm hoàn chỉnh mặt kinh tế công nghệ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP sản xuất đưa vào sản xuất hàng loạt, trở thành mặt hàng có đầy đủ giá trị thương phẩm thị trường tiêu thụ Ngoài việc thử nghiệm gắn liền với giai đoạn trình cho đời sản phẩm mới, việc thử nghiệm loại động sẵn có có ý nghĩa quan trọng: • Qua thử nghiệm phát mặt mạnh, mặt yếu, sai sót thiết kế, kết cấu, công nghệ vật liệu sử dụng • Giúp thu thập kinh nghiệm thiết kế thể động mà ta thử nghiệm • Kết thử nghiệm cho ta số liệu so sánh sản phẩm ta sản xuất với sản phẩm có sẵn (thử nghiệm đối chứng) • Ngoài ra, qua việc thử nghiệm động giúp xây dựng hay hoàn thiện quy trình, tiêu chuẩn điều kiện làm việc tốt cho việc vận hành khai thác động • Các thông tin có hữu ích cho việc khai thác, sử dụng hoàn thiện động Thử nghiệm động sau trình sửa chữa hay đại tu đóng vai trò quan trọng Dựa thông số kỹ thuật, người sử dụng vận hành động đánh giá tình trạng động chất lượng sản phẩm sau sửa chữa Thử nghiệm động giúp đánh giá mức độ hoàn thiện sản phẩm sử dụng động như: loại dầu mỡ bôi trơn, sản phẩm dùng hệ thống làm mát, nhiên liệu.vv… Ngoài ra, với việc công nghệ ngày phát triển, việc thử nghiệm động không gói gọn chủ yếu mặt khí, mà có hỗ trợ từ phần mềm, máy tính, máy phân tích hóa học, linh kiện điện tử, Vì vậy, người kỹ sư việc nắm vững thuật bản, cần phải học hỏi thêm kiến thức kỹ để tránh sai sót làm sai lệch kết gây tai nạn I.2 Phân loại thử nghiệm Tuỳ theo mục đích thử nghiệm ta phân loại thử nghiệm động sau: I.2.1 Thử nghiệm phục vụ đào tạo Thử nghiệm động giúp sinh viên nắm vững hệ thống hoá kiến thức lý thuyết trang bị môn học chuyên môn: • Kết cấu động đốt TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Nguyên lý động đốt • Tính toán thiết kế động đốt Giúp làm quen với thiết bị, băng thử, cách thực thử nghiệm, dụng cụ đo hệ thống thiết bị phụ trợ thử nghiệm động đốt Tạo điều kiện cho tiếp cận với kỹ thuật đo tiên tiến thử nghiệm động đốt Qua người học hiểu sâu hoàn thiện kiến thức học I.2.2 Thử nghiệm động nghiên cứu I.2.2.1 Thử nghiệm chuyên sâu Thí nghiệm theo nội dung nghiên cứu chuyên sâu liên quan đến động đốt như: • Nghiên cứu đường nạp, đường thải, buồng cháy, phun nhiên liệu, đánh lửa,…ảnh hưởng đến nhiệt động lực hoá học trình cháy nhiên liệu xi lanh nhằm nâng cao hiệu suất công suất động • Nghiên cứu tối ưu loại nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn sử dụng động • Nghiên cứu tính thích nghi động hoạt động điều kiện môi trường địa lý cụ thể • Kết nghiên cứu áp dụng nhằm hoàn thiện thiết kế chất lượng động từ nâng cao tính kinh tế, tính hiệu quả, giảm ô nhiễm môi trường khí thải tiếng ồn gây I.2.2.2 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 thử nghiệm thực băng thử động phận riêng biệt động Mở rộng hơn, thử nghiệm động bao gồm nghiên cứu liên quan tiến hành bên động mô hình hoá hệ thống động nạp, thải, hệ thống nhiên liệu, hệ thống điện… I.2.2.3 Thử nghiệm kiểm định động Nhằm đánh giá tính kỹ thuật xác định chất lượng chế tạo động động sau sửa chữa, đại tu, hay động sau khoảng thời gian sử dụng Qua có cách tương đối thời hạn sử dụng, thời gian hai kỳ sửa chữa lớn Ngoài đánh giá chất lượng động sau trình sửa chữa hay đại 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phụ lục 1: CƠ SỞ CỦA KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG Sai số đo Khi tiến hành thí nghiệm người ta nói kết cuối xác phù hợp với giá trị thực vật đo Khi thực trình đo, trình thí nghiệm thận trọng, tỷ mỷ, hiểu biết mục đích rõ ràng kết cuối sai lệch với giá trị thực Người ta phải nhận thức cách rõ ràng, dứt khoát rằng: Tất kết đo trực tiếp qua nhiều phép tính toán sai lệch với giá trị thực không nhiều Như vậy: sai số điều tránh khỏi thực phép đo, hay nói cách khác, sai số điều tất nhiên phép đo Ở nên tránh không nhầm lẫn cho có giống sai số phép đo phạm vi cho phép Như không phép đo thực phải nhỏ giới hạn sai số 278 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyên nhân gây sai số phong phú, người thực phép đo thích thú làm để nhận biết sai số, phán đoán sửa chữa Trong thực tiễn người ta phân sai số theo sơ đồ biểu diễn hình 1.6 Nhìn vào sơ đồ biểu diễn hình 1.1 ta nhận sai số phân loại chính, sai số có hệ thống sai số ngẫu nhiên Ở nghiên cứu tính chất đặc điểm hai loại sai số 1.1 Sai số có hệ thống Sai số có hệ thống xuất trước tiên không hoàn hảo máy đo, vật đo, thiết bị đo phương pháp đo ảnh hưởng môi trường mà kĩ thuật đo xác định Ví dụ dùng thước để đo chiều dài vật thể nhiệt độ khác Kết vật thể đó, ta có giá trị chiều dài khác Sự sai lệch sai số mà trường hợp sai số có hệ thống ảnh hưởng môi trường đo nhiệt độ gây Sai số nhận biết loại trừ nhờ có phép tính độ giãn nở dài vật liệu làm vật thể Tính chất sai số có hệ thống điều kiện nhau, ví dụ vị trí đo, máy đo, vật đo chịu ảnh hưởng môi trường sai số có hệ thống CÙNG ĐỘ LỚN VÀ CÙNG DẤU Tổng số sai số không phép đo mà loại trừ qua phép hiệu chỉnh Trong số trường hợp, ta gặp sai số có hệ thống mà biết trước được, ví dụ máy đo có sai số hệ thống mà người làm thí nghiệm chưa thể nhận biết ảnh hưởng rối loại tránh khỏi phép đo mà phương pháp đo loại trừ Sai số có hệ thống loại thường phải phán đoán lưu tâm đến SAI SỐ ĐO Sai số có hệ thống Sai số ngẫu nhiên Sai số có hệ thống phương pháp Sau vàdo thiết ảnh bịhưởng đo Sai số domôi ảnhtrường hưởng(có củathể môibiết trường được) (không Sai thểsố nhận được) Saisốsố máy đo đọcbiết Phân tán kết đo Hình 1.1: Phân loại sai số đo 279 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2 Sai số ngẫu nhiên Sai số ngẫu nhiên thay đổi thiết bị đo, vật đo, môi trường, …mà kĩ thuật đo ta dùng phép đo xác định điều khiển Ví dụ ma sát thiết bị đo có chuyển động khí cho giá trị đo luôn thay đổi, luôn khác nhau, tùy thuộc vào tình trạng bôi trơn, tải trọng, …tác dụng lên máy đo Tính chất sai số ngẫu nhiên điều kiện nhau, ví dụ vị trí đo, máy đo, vật đo chịu ảnh hưởng môi trường đo nhau, giá trị sai số ngẫu nhiên khác ĐỘ LỚN DẤU Giá trị lần đo khác nhau, kết đo không chắn, bị dao động Vì sai số ngẫu nhiên khống chế, biết trước không xác định Sai số loại trừ Trong số trường hợp người ta giảm bớt sai số ngẫu nhiên cách lập lại phép đo nhiều lần qua phán đoán sai số Ở phần cần phải tiến hành phân tích số nhân tố gây sai số thường gặp phải thực phép đo  Sai số có hệ thống phương pháp thiết bị đo Sai số có hệ thống phương pháp thiết bị đo gây giá trị sai số định đến kết đo tức có trị số dấu định Về nguyên tắc, tương ứng với sai số máy đo (xem phần sau) lí thuyết sai số người ta xử lý chúng giống Ví dụ đo khoảng cách hai điểm, người ta có kết đo chiều dài đoạn thẳng nối trực tiếp hai điểm – tức khoảng cách ngắn hai điểm Bất kì phương pháp thiết bị khác không đạt điều kiện có sai số phương pháp thiết bị khác không đạt điều kiện có sai số phương pháp thiết bị đo Nguyên nhân sai số phương pháp thiết bị đo hình dáng hình học vật đo, tư đo, tổn thất giãn nở nhiệt, dẫn nhiệt, … Sai số có hệ thống thiết bị đo xác định qua so sánh kết với thiết bị đo khác có độ xác cao  Sai số máy đo Những sai số tự máy đo sinh gọi sai số máy đo Sai số máy đo định độ xác lúc sản xuất máy đo Sai số máy đo có từ 280 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP sản xuất nó, tức máy xuất trình sử dụng ví dụ hóa già máy móc sinh hao mòn chúng Về mà nói, tất máy đo dùng vào đo đạc, thí nghiệm hiệu chỉnh Công việc hiệu chỉnh cần phải thực trước sau đo đạc thí nghiệm Nếu hai giá trị hiệu chỉnh trước sau thí nghiệm không thay đổi bảo đảm trình thí nghiệm không xuất thêm nhân tố máy đo gây ảnh hưởng đến kết đo Ngoài máy đo gây sai số đặc điểm tĩnh học động học máy đo Trong số trường hợp, giá trị máy đo xác định cân lực tác dụng lên máy đo (P t Pn) Khi cân bằng, kim máy đo phải đứng yên có giá trị xác định, với giá trị cần có thực tế tác dụng nhân tố tĩnh học, ví dụ độ đàn hồi lò xo, khe hở lắp ghép, … nhân tố động học ví dụ dịch chuyển quán tính, ma sát, … mà kim nằm vị trí khác với vị trí cần thiết, vị trí Ví dụ tượng ma sát rõ ràng, dễ hiểu Ma sát lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố phụ tải, số vòng quay hay tốc độ di chuyển, độ bẩn, tình trạng dầu mỡ, tình trạng nhiệt độ, … Sai số loại hiệu chỉnh Nó giảm bớt ma sát chi tiết chuyển động giảm bớt cấu giảm rung máy đo ma sát chi tiết chuyển động máy đảm nhận Chỉ có máy đo làm việc tia sáng chi tiết chuyển động khí loại trừ sai số ma sát gây Dựa vào khả phương pháp hiệu chỉnh sai số sai số hiệu chỉnh được, người ta phân sai số máy đo loại sau: - Sai số tỷ lệ: Sai số tỷ lệ sai số tịnh tiến sai số biến đổi tăng dần giá trị đo tăng Ví dụ sai số loại cân cánh tay đòn Sai số loại biểu diễn dạng hàm số bậc quan hệ toán học khác - Sai số tuần hoàn: Sai số tuần hoàn sai số mà biến thiên lặp lại phạm vi giá trị đo Ví dụ sai số vị trí bánh xe hợp số - Sai số điểm chuẩn điểm không: Trong trường hợp vị trí ban đầu, lúc chưa đo, giá trị kim lệnh khỏi vị trí qui định Ở đây, giá trị sai số số toàn phạm vi đo 281 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các sai số máy đo thuộc vào loại sai số có quy luật, người ta khắc phục chúng cách dễ dàng Một số sai số khác máy đo thuộc loại quy luật, loại sai số máy đo xuất làm cho kết đo ứng với lần đo khác, tức giá trị nhiều lần đo không giống Nguyên nhân sai số loại đa dạng, phong phú, trước tiên phải kể đến nhiều yếu tố ma sát, khe hở, …  Sai số ảnh hưởng môi trường Ngoài nhân tố thiết bị, phương pháp máy đo nhân tố môi trường xung quanh thực phép đo gây ảnh hưởng lớn đến kết đo Dưới tác dụng môi trường xung quanh làm cho kết đo sai lệch dự tính người thực Khi ảnh hưởng môi trường đến sai số kết đo, ta phải kể đến tách dụng vật lí môi trường đến máy đo Ví dụ giá trị nhiệt kế thủy ngân đọc nằm môi trường cần đo Phần cột thủy ngân nằm môi trường cần đo chịu tác dụng nhiệt độ môi trường xung quanh, tiếp xúc với môi trường Phần chịu ảnh hưởng môi trường xung quanh có giản nở khác với phần chịu tác dụng vật đo (môi trường đo) Vì vậy, độ giãn nở cột thủy ngân khác (phần nằm môi trường đo (vật đo) có độ giãn nỡ phần vật đo nhiệt độ vật đo lớn môi trường), sinh sai số Sai số khắc phục Ví dụ khác kích thước vật thể phụ thuộc vào nhiệt độ Vì đòi hỏi độ xác cao nói đến kích thước vật thể phải nói rõ nhiệt độ Những máy đo xác, độ nhạy cao thường đặt môi trường ổn định, tinh khiết ví dụ loại cân xác đặt lồng kính nhiệt độ 20 0C để cân tránh tác dụng gió, loại cân hiệu chỉnh thông thường 200C Ảnh hưởng môi trường đa dạng, ví dụ cần phải kể đến áp suất rung động học, xạ tỏa nhiệt, điện từ trường, vẩn đục môi trường, gió, độ ẩm, … tùy theo phép đo, đối tượng đo thiết bị đo mà người làm thí nghiệm phải ý tới yếu tố Tức người làm thí nghiệm phải xác định cho nhân tố môi trường ảnh hưởng đến kết thí nghiệm thời gian tiến hành thí nghiệm Nếu biện pháp, thiết bị xác định ảnh hưởng tốt phải giữ không đổi tiến hành thí nghiệm điều kiện 282 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong sai số môi trường gây có sai số tuân theo quy luật định, tức thuộc sai số có hệ thống người ta loại trừ được, hiệu đính Nhưng có sai số quy luật, khó xác định chúng, sai số ngẫu nhiên Ví dụ sai số độ đàn hồi ống dẫn mềm chu kỳ thí nghiệm đo lưu lượng phương pháp trọng lượng kiểu kín  Sai số đọc Ở ta vừa xét nhân tố khách quan làm ảnh hưởng đến kết đo, làm xuất sai số Ở phần ta xét đến sai số đọc, tức sai số chủ quan người làm thí nghiệm phạm phải, xuất lúc theo dõi kết đo người quan sát – người làm thí nghiệm gây Nguyên nhân sai số đọc – sai số chủ quan phong phú, ví dụ trạng thái tinh thần, sinh lý đặc điểm tính người đọc kết đo, phụ thuộc vào thiết bị đo, môi trường đo Hình 1.7: Sai số vị trí đọc Sau ta xem xét vài ví dụ điển phán đoán sai vạch chia thước đo mắt không đặt vị trí song song với kim biểu diễn hình 1.7 Sai số loại lớn có tượng chiếu sáng không đồng dụng cụ đo có kết cấu không hợp lí kim chỉ, vạch chia dày Để đảm bảo cho đọc xác người ta sử dụng máy đo cỡ vạch chia nhỏ song sắc nét Các giá trị tròn không nên bố trí vạch to, đậm mà nét nhỏ dài (hình 1.8) Hình dạng tốt kim không dày vạch chia khoảng chia, lắp thiết bị phóng đại (kính lúp, kính hiển vi, …) Chúng ta xem xét nhân tố khách quan chủ quan gây sai số kết đo Nếu tất nhân tố xem xét cẩn thận đạt độ xác tuyệt vời giảm nhỏ sai số, loại trừ sai số, có nhiều trường hợp sai số gặp phải vượt giới hạn mà người ta tính toán dự đoán trước Sở dĩ có trường hợp thực tế tồn yếu tố, quy luật thông số mà người thí nghiệm chưa nhận 283 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thức được, nhận thức chưa đầy đủ Các yếu tố quy luật gây sai số ngẫu nhiên làm cho kết bị dao động Nguyên nhân sai số là: b) Hợp lý a) Không hợp lý Hình 1.8: Sai số kết cấu dụng cụ không hợp lý - Sự thay đổi tác dụng tương hỗ máy đo vật đo - Sự thay đổi quy luật máy đo có dụng cụ - Sự thay đổi quy luật vật đo - Những phụ thuộc nhiệt động học - Đặc tính người quan sát Các sai số thuộc loại dùng lý thuyết xác suất để giải Phụ lục 2: ATEX 2.1 Các sắc lệnh Quy định cháy nổ khí ( ATEX_Atmospheric Explosion, có nguổn gốc từ tiếng Pháp: Appareils destinés être utilisés en ATmosphères EXplosibles – sắc lệnh 94/9/EC) bao gổm hai sắc lệnh EU mô tả thiết bị môi trường làm việc cho phép môi trường dễ cháy nổ Tính đến tháng năm 2003, tồ chức EU phải tuân theo sắc lệnh đề bảo vệ người lao động khỏi nguy cháy nồ Có hai sắc lệnh ATEX, cho nhà sản xuất cho người vận hành thiết bị: Sắc lệnh ATEX 95 (thiết bị) 94/9/EC: Thiết bị hệ thống bảo vệ sử dụng môi trường dễ cháy nổ Sắc lệnh ATEX 137 (nơi làm việc) 99/92/EC: Yêu cầu tối thiểu để cải thiện an toàn bảo vệ sức khỏe người lao động nơi có nguy cháy nổ cao 284 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hiện nay, sắc lệnh thay đổi Sắc lệnh ATEX vừa công bố vào ngày 29/03/2014, tham chiếu sắc lệnh 2014/34/EU Nghị viện châu Âu Hội đồng Liên minh Châu Âu ngày 26/02/2014 cân đối luật pháp nước thành viên liên quan đến vấn đề thiết bị hệ thống bảo môi trường dễ cháy nổ với tham chiếu EEA – biên thức Liên minh châu Âu L 96 từ 29/03/2014 Sắc lệnh ATEX bắt buộc thực nhà sản xuất (quy định 44) Sắc lệnh ATEX 99/92/EC yêu cầu nhà sản xuất phải phân loại khu vực nguy hiểm xảy cháy nổ thành vùng 2.2 Phân loại vùng thiết bị Các khu vực phân loại thành vùng (0,1,2 khí bay dạng sương; 20,21,22 bụi) phải bảo vệ khỏi tác động nguồn phát lửa Thiết bị hệ thống an toàn dự định sử dụng vùng phải đáp ứng yêu cầu sắc lệnh Vùng 20: thiết bị loại 1, vùng 21: thiết bị loại 2, vùng 22: thiết bị loại (loại 1,2,3 thuộc nhóm 2: thiết bị sử dụng khu vực có nguy cháy nổ cao) Loại 1: thiết bị sử dụng khu vực dễ xảy cháy nổ hỗn hợp không khí gas, dạng hơi sương hỗn hợp không khí/bụi xuất liên tục, thời gian dài thường xuyên Loại 2: thiết bị sử dụng khu vực dễ xảy cháy nổ loại khí, hơi, sương hỗn hợp không khí/bụi gây cháy Loại 3: thiết bị sử dụng khu vực dễ xảy cháy nổ loại khí, hơi, sương hỗn hợp không khí bụi khó xảy cháy nổ xảy cháy nổ thời gian ngắn không thường xuyên Vùng 0: khu vực bao gồm hỗn hợp không khí với chất nguy hiểm dạng khí, hơi sương diện liên tục thời gian dài thường xuyên Vùng 1: khu vực bao gồm hỗn hợp không khí với chất nguy hiểm dạng khí, hơi sương xuất Vùng 2: khu vực bao gồm hỗn hợp không khí với chất nguy hiểm dạng khí, hơi sương khó xuất xuất thời gian ngắn 285 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.1: Quy trình kiểm tra loại thiết bị Kiểm tra mẫu: mẫu thử kiểm tra thẩm định quan chuyên trách (được EU công nhận), dựa theo tài liệu mẫu chuẩn Bảo đảm chất lượng sản phẩm: nhà sản xuất phải thực hệ thống bảo đảm chất lượng sản phẩm, hệ thống kiểm tra thử nghiệm Các hệ thống phê duyệt kiểm tra thường xuyên quan chuyên trách Thẩm định sản phẩm: sản phẩm kiểm tra thẩm định riêng lẽ quan chuyên trách Sự tương quan mẫu: nhà sản xuất phải áp dụng biện pháp cần thiết để bảo đảm thiết bị sản xuất theo sắc lệnh loại với mẫu thẩm định Kiểm tra nội nhà sản xuất: nhà sản xuất phải chuẩn bị tài liệu kỹ thuật cho phép đánh giá tương quan sản phẩm đánh giá Trong số trường hợp, tài liệu phải gửi đến quan chuyên trách để xem xét Theo quy chế chất nguy hiểm môi trường cháy nổ 2002, môi trường dễ xảy cháy nổ xác định hỗn hợp chất nguy hiểm với không khí, điều kiện 286 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP không khí bình thường, dạng khí, hơi, sương bụi, sau bắt lửa gây cháy nổ Nhiệt độ môi trường: từ -20 đến 400C, áp suất từ 0.8 đến 1.1 bar Các nguồn đánh lửa: • • • • • • • • • Sét Ngọn lửa trần: thuốc lá, hàn, Tia lửa va đập học Tia lửa ma sát Tia lửa điện Nhiệt độ bề mặt cao Sự phóng tĩnh điện Sự xạ Sự nén đoạn nhiệt Phụ lục 3: KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ LỰA CHỌN KHỚP NỐI 3.1 Khởi động động cơ: Khởi động động kết nối với thiết bị đo tạo vấn đề cho người vận hành phòng thử yếu tố cần quan tâm chọn thiết bị đo Nếu động có motor khởi động hệ thống phòng thử phải cung cấp dòng DC cao mạch tương ứng mạch bảo vệ để tạo thành hệ thống khởi động hoàn chỉnh mà không làm tổn hại đặc tính xoắn độ xác việc đo momen xoắn 3.1.1 Khởi động động motor khởi động: Hệ thống tay quay phòng thử phải có khả tăng tốc độ động lên mức bình thường để khởi động tách động bắt đầu hoạt động Thiết bị đo lực bốn góc phần tư có khả khởi động động trực tiếp điều khiển hợp lí Công suất 287 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP sẵn có cho thiết bị đo bốn góc phần tư lớn so với yêu cầu, cần có hệ thống cảnh báo để tránh việc momen khởi động vượt yêu cầu, không động bị kẹt nhiên liệu thừa xy lanh gây tổn hại đến động đường truyền lực Hình 3.1: Một đường truyền lực đơn giản Phương pháp ưa thích loại thiết bị đo khác có hệ thống khởi động gắn motor điện cuối trục thiết bị, truyền động thông qua li hợp dây đai giảm tốc Một nửa li hợp phía đầu vào nên chịu ảnh hưởng rung động xoắn tạo trục thiết bị đo Motor đặt phía trên, dọc theo thiết bị đo để tiết kiệm chiều dài phòng thử Kích thước motor phải tính đến momen xoắn tách trục ra, thường gấp đôi momen xoắn trung bình, tốc độ motor tương ứng với tốc độ quay mong muốn Việc lựa chọn motor máy khởi động phải tính tới số lần khởi động/giờ hoạt động bình thường động bị lỗi Chế độ hoạt động motor yêu cầu xem xét quạt làm mát độc lập trang bị Một số động diesel đại yêu cầu quay nhiều tốc độ khởi động, lên đến 1200 vòng/phút để mồi hệ thống nhiên liệu Trong trường hợp cần motor khởi động hai tốc độ biến thiên tốc độ Lưu ý động Diesel trạng thái “green”: chưa chạy, bề mặt ma sát bị khô, hệ thống nhiên liệu cần mồi hệ thống điều khiển bị lỗi, không khởi động Hệ thống phải thiết kế để áp đặt momen xoắn kí sinh tối thiểu tháo rời, tức tổn thất từ joint, vòng bi, ; mà thiết bị đo không đo Trong số trường hợp, motor gắn trực tiếp lên khung thiết bị đo gắn vĩnh viễn với trục thiết bị đo dây đai để hạn chế thiếu xác Việc đặt thêm tải lên vòng bi ngõng trục, dẫn tới tượng Brinelling – ăn mòn biến chất vật liệu gây rung động tải nhẹ thời gian dài làm mỡ bị văng không bôi trơn được; đồng thời làm tăng ảnh hưởng momen quán tính lên 288 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thiết bị đo Tuy nhiên, có ưu điểm momen quay khởi động đo thiết bị đo Một giải pháp khác sử dụng motor khởi động động xe tiêu chuẩn kết hợp với hệ thống bánh dẫn động “bánh đà giả” đặt trục có vòng bi riêng biệt kết hợp đường truyền lực Nhược điểm làm phức tạp hóa tính xoắn hệ thống 3.1.2 Hệ thống máy khởi động gắn sẵn động cơ: Nếu động trang bị hệ thống khởi động ta cần cung cấp nguồn 12 24V đủ Phương pháp truyền thống đặt ắc quy gần với máy khởi động tốt, với máy phát đặt vị trí thích hợp Đây cách bố trí lí tưởng, ắc quy phải đặt hộp có thông gió thích hợp để tránh ngắn mạch, chiếm khoảng không gian Các máy biến thế/chỉnh lưu đặc biệt thiết kế để thay ắc quy có thị trường Nó bao gồm tủ điện để cung cấp điện cho hệ thống đánh lửa bugi xông động diesel Trong hệ thống tích hợp lớn hơn, cần có hệ thống cầu nối dây điện cho nguồn DC Máy khởi động động phải sẵn sàng gia tốc thêm cho thiết bị đo trường hợp động “green” có momen tách trục lớn yêu cầu kéo dài việc quay tay tốc độ cao để mồi hệ thống nhiên liệu trước động hoạt động 3.2 Lựa chọn trục truyền động: Các trục thiết bị đo không thiết kế để chịu momen uốn lớn gây khớp nối không thẳng hàng (lệch) động thiết bị đo Vì vậy, khớp nối linh động nên sử dụng cấu trúc nhẹ cân động lực hoàn hảo Trục đăng thường xuyên lựa chọn, với khớp đăng cuối trục thiết kế để chạy lệch tâm đến 40 để ngăn tượng Brinelling vòng bi 289 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.2: Trục đăng với khớp chữ thập Trong trường hợp trục đăng, việc chỉnh thiết bị đo động phải thực với mức độ xác cao Tuy nhiên phỉa nhớ động có xu hướng dịch chuyển sau lắp đặt bản, vậy, ta phải chỉnh thường xuyên ngày đầu thử nghiệm Nếu không ý đến việc lựa chọn lắp đặt trục truyền động gây nguy hiểm cho người vận hành phòng thử tốc độ lực quán tính cao Các yếu tố cần cân nhắc chọn khớp nối: • Khả xử lý momen xoắn cực đại theo chu kỳ động xem xét • Ảnh hưởng độ cứng khớp nối, thường kết tần số xoắn tự nhiên thiết bị mà khớp nối lắp sẵn • Ảnh hưởng lượng nhiệt sinh khớp nối Điều quan trọng cao su bị trượt bị kéo căng khớp nối áp lực • Ảnh hưởng khớp nối lựa chọn dựa đặc tính xoay khớp nối trục • Tác động bất lợi lệch tâm khớp nối Ảnh hưởng khớp nối lựa chọn dựa đặc tính xoay toàn khớp nối lệch trục, số trường hợp, ảnh hưởng việc kết thúc trình tạo tải; kết trực tiếp vặn xoắn vòng bi động thiết bị đo Kinh nghiệm thực tế cho thấy việc vận hành thành công khớp nối cần có hợp tác người vận hành Việc lựa chọn khớp nối thích hợp để lắp đặt quan trọng; nhiên, thợ máy phải phải đảm bảo đường kính độ sâu phải xác để vừa với đầu nối cung cấp Người lắp ráp phải chắn mức độ liên kết động trục thiết bị đo phải phù hợp phải đảm bảo bu lông sử dụng phải xác xiết chặt lực Ngoài ra, người vận hành phòng thử phải tránh không để thiết bị hoạt động tần số vượt giới hạn tối đa để kéo dài thời gian thử ngiệm Nên có chắn bảo vệ đủ mạnh để đề phòng trường hợp khớp nối bất ngờ bị hỏng, động tăng lên làm gãy trục đăng gây nguy hiểm cho người vận hành 3.3 Khớp nối: Việc lựa chọn khớp nối thích hợp không dễ dàng : phần lớn vấn đề đường truyền lực có nguồn gốc từ việc lựa chọn sai phận gắn đường truyền lực Dưới loại khớp nối chính: 290 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3.1 Trục then hoa với mặt bích tích hợp gắn cố định: Loại kết nối tốt trường hợp thiết bị nối thường xuyên với nguồn cấp công suất Không nên đặt trục phòng thử không chịu rung động lệch trục 3.3.2 Trục then hoa gắn với bánh răng: Loại thích hợp sử dụng công suất tốc độ cao, chịu rung động sai lệch trục mức định, phải kiểm soát thật kĩ để tránh vấn đề hao mòn bôi trơn Bôi trơn vấn đề quan trọng bôi trơn không tốt làm kẹt làm tăng nhanh tốc độ hư hỏng Loại trục cứng bị vặn xoắn 3.3.3 Trục đăng thông thường với khớp đăng: Loại có sẵn sử dụng đa số trường hợp Tuy nhiên, hoạt động với tốc độ vướt tốc độ xe trục loại tiêu chuẩn gặp trục trặc Mức độ sai lệch trục xác giúp tránh hao mòn vòng bi kim 3.3.4 Khớp nối nhiều đĩa: Khá cứng xoắn, chịu mức lệch trục vừa phải dịch chuyển tương đối dọc trục Loại sử dụng tốc độ cao 3.3.5 Khớp nối đàn hồi: Ưu điểm: độ cứng xoắn dễ dàng thay đổi cách thay đổi thành phần đàn hồi (đệm cao su, vòng đàn hồi, ) xử lý vấn đề rung động xoắn hay tốc độ tới hạn 3.4 Thiết kế khớp nối: Ứng suất cắt momen xoắn T (Nm) gây trục có đường kính D là: Trong trường hợp trục hình ống có đường kính d: Đối với thép, giới hạn chảy 0.75 ứng suất chảy kéo căng Một loại vật liệu đặc trưng thép crom-niken- molipden Các ứng suất: 291 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TPHCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ứng suất cho phép trục phần nhỏ độ bền kéo tới hạn vật liệu Lựa chọn ứng suất momen xoắn tối đa bị ảnh hưởng hai yếu tố chính: • • Sự tập trung ứng suất Sự chuyển động xoay trục 292 ... chọn đề tài: “ Tìm hiểu vấn đề liên quan đến thử nghiệm động ” để làm rõ câu hỏi I Giới hạn đề tài: Tìm hiểu tổng quan phòng thử nghiệm II Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu: − Tìm hiểu vấn đề liên quan. .. vấn đề phòng thử nghiệm động như: cách bố trí chung, yêu cầu phòng thử nghiệm, phân loại phòng thử nghiệm động Ngoài chương đề cập đến vấn đề liên quan như: kích thước phòng thử nghiệm động cơ, ... thực đồ án Tìm hiểu vấn đề liên quan đến thử nghiệm động cơ Trong trình thực nghiên cứu nhóm sinh viên chúng em gặp không khó khăn việc tìm hiểu dịch thuật tài liệu khoa học, với tâm tìm tòi