Báo cáo thực hành thí nghiệm động cơ Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Báo cáo thực hành thí nghiệm động cơ Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Báo cáo thực hành thí nghiệm động cơ, Báo cáo thực hành thí nghiệm động cơ Huỳnh Bá Vang, bao cao thuc hanh thi nghiem dong cơ, thí nghiệm động cơ, thi nghiem dong co

Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang MỤC LỤC SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang LỜI NÓI ĐẦU Sau học xong học phần sở ngành chuyên ngành “Nguyên lý động đốt trong”, “Kết cấu động đốt trong”, “Cảm biến kĩ thuật đo”, “Chẩn đoán kĩ thuật động cơ” “Thí nghiệm động cơ”, sinh viên ngành động lực học lại tiếp cận thực tế ngành nghề với học phần “Thực hành thí nghiệm động cơ” Học phần thí nghiệm động giúp sinh vên củng cố chắn kiến thức lý thuyết học Qua sinh viên động lực biết nghiên cứu, tìm hiểu vấn đề kỹ thuật thực thực nghiệm, biết sử dụng thiết bị thí nghiệm, dụng cụ đo đại, biết xây dựng đường đặc tính tải, đặc tính tốc độ, đặc tính điều chỉnh động thực nghiệm Để đánh giá tính kinh tế - kỹ thuật động ta cần tiến hành đo đạc xử lý nhiều thơng số như: cơng suất có ích N e, moment có ích động M e, lượng tiêu hao nhiên liệu Gnl, suất tiêu hao nhiên liệu có ích g e, v.v Việc đo đạc tiến hành phịng thí nghiệm AVL thuộc Khoa Cơ Khí Giao Thơng - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Được hướng dẫn tận tình thầy Th.S Huỳnh Bá Vang nhóm chúng em cố gắng hồn thành nhiệm vụ giao kiến thức nhiều hạn chế nên trình thực làm báo cáo chúng em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy dạy thêm Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo tạo điều kiện, hướng dẫn giúp đỡ chúng em trình tiến hành làm thí nghiệm Cuối nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Đà Nẵng, ngày 23, tháng 04, năm 2021 Sinh viên thực Nhóm 17B1 SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động SVTH: Nhóm 17B1 GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHỊNG THÍ NGHIỆM 1.1 Sơ đồ phịng thí nghiệm Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phịng thí nghiệm động 1.2 Phịng thí nghiệm động SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Hình 1.2 a Phịng thí nghiệm Hình 2.2 b Phịng điều khiển APA 204/E/0943 : − Cơng suất cực đại Ne(max) : 220 [kW] − Mômen quay cực đại Me(max) : 934 [Nm] − Số vòng quay cực đại ne(max) : 8000 [vịng/phút] APA làm việc hai chế độ : − Máy phát : tạo tải cho động thí nghiệm − Động : kéo động hay khởi động động 1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc mô hình thí nghiệm 1.3.1 Sơ đồ mơ hình thí nghiệm Phịng thí nghiệm bao gồm: − Phịng lắp đặt thiết bị (Dyno) − Phịng điều khiển (Puma) SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 15 31 33 12 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 13 14 17 11 34 16 32 29 28 35 36 10 30 Hình 2.3 Sơ đồ phịng thí nghiệm Chú thích: – Thiết bị đo độ khói động (Opacimeter) – Động mẫu (Động A16-DMN DAEWOO sản xuất) – Băng thử (APA 2004/8) – Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát (AVL 553) – Thiết bị xác định suất tiêu hao nhiên liệu (AVL 733) – 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 (hay xử lý) – Đường ống nạp động SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 10 – Đường ống thải động 11 – Khớp nối trục động băng tải 12 – Cảm biến đo áp suất tương đối khí nạp 13 – Cảm biến đo áp suất tuyệt đối khí nạp 14 – Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp 15 – Cảm biến đo độ ẩm mơi trường khơng khí phịng thí nghiệm 16 – Thiết bị đo độ lọt khí Cacte (nối thơng nắp dàn cị với đường nạp) 17 – Cảm biến đo áp suất phun (gắn máy số đường dầu cao áp) 18 – Cảm biến đo áp suất trình cháy (được gắn máy 1) 19 – Cảm biến đo nhiệt độ nước vào 20 – Cảm biến đo nhiệt độ nước 21 – Cảm biến đo tốc độ động 22 – Cảm biến đo nhiệt độ dầu vào động 23 – Cảm biến đo nhiệt độ nhiên liệu 24 – Cảm biến đo áp suất tuyệt đối dầu bôi trơn 25 – Cảm biến đo áp suất tuyệt đối nhiên liệu 26 – Cảm biến đo độ rung động 27 – Cảm biến đo độ nâng kim phun động 28 – Cảm biến đo áp suất khí xả 29 – Cảm biến đo nhiệt độ khí xả 30 – Cảm biến đo nhiệt độ dầu (nằm thiết bị 6) 31 – Thiết bị đo lưu lượng khí nạp (Air flow metter) 32 – Thiết bị điều chỉnh vị trí (Động bước) 33 – Màn hình vi tính 34 – Bàn điều khiển 35 – Thiết bị đo tốc độ động vị trí trục khuỷu 36 – Bình tiêu âm 37 – Thiết bị Visioscop quan sát buồng cháy SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 1.3.2 Nguyên lý làm việc tổng quát mô hình Khai báo thiết bị hệ thống, cài đặt thông số cần đo Khởi động động cơ, động hoạt động hệ thống tự động kiểm tra lỗi, có lỗi tự động báo cho người điều khiển biết để khắc phục Sau lúc, động hoạt động ổn định ta cài đặt thơng số như: T-553, T-554 Lúc thiết bị AVL 553, AVL 554 tự động điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát dầu bôi trơn theo giá trị mà ta cài đặt Lúc hệ thống tự động hiển thị thơng số sau lên hình: − − − − − − − − − − − − − − − − − Torque (N.m): Moment động P (kW): Công suất động P_Fuel (bar): Áp suất nhiên liệu P_OIL (bar): Áp suất dầu Speed (rpm): Tốc độ trục khuỷu động AIR_CON (kg/h): Lưu lượng khí nạp T_Oil (0C): Nhiệt độ dầu bơi trơn TWO (0C): Nhiệt độ nước làm mát TWI (0C): Nhiệt độ nước làm mát vào T_EXH (0C): Nhiệt độ khí xả T_INTAKE (0C): Nhiệt độ khí nạp OPA_OPAC (%): Lượng bồ hóng Lamda P_Oil (bar):áp suất dầu bơi trơn Blow_Val (l/p): Độ lọt khí Cacte FUELCOSP (g/Kw.h): suất tiêu hao nhiên liệu BH (kg/h): Tiêu hao nhiên liệu Những thiết bị thử bao gồm: động thử “DAEWOO A16-DMN” Động bắt chặt với sàn bốn chân có thiết bị giảm chấn Băng thử điện thiết bị khởi động gây tải cho động cơ, nối với động thơng qua khớp nối Ngồi để đo thông 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 ngồi hai cảm biến đo nhiệt độ áp suất cịn có thiết bị tiêu âm thiết bị đo độ đen khói (439_Opacimeter) Việc 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 thơng với động hai đường cấp SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang hồi Để điều khiển cung cấp nhiên liệu cho động người ta dùng động bước (THA100) để điều khiển vị trí bướm ga nối trực tiếp với phòng PUMA Việc điều khiển nhiệt độ nước làm mát thực thiết bị (AVL553 Coolant Conditioning System) Trên đường vào động có cảm biến nhiệt độ nước làm mát vào, 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 Ngoài động cịn có loại cảm biến khác như: cảm biến độ nâng kim phun, cảm biến áp suất phun nhiên liệu… Để đo tốc 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 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 hãng AVL LIST GMBH (Áo) phát triển Hệ thống bao gồm hệ thống máy tính, thiết bị hỗ trợ, phần mềm, ứng dụng Windows, sở liệu… Trong trình vận hành thí nghiệm cần ý cẩn thận Khi tiến hành thí nghiệm phải nắm rõ quy trình phương pháp để tránh xảy sai sót thiết bị phịng thí nghiệm đắt tiền sai sót gây thiệt hại lớn mặt vật chất người PHẦN 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 Các dạng đặc tính động đốt Chế độ làm việc động thể tổ hợp thơng số làm việc công suất Ne (kW) hay moment Me (N.m) tốc độ động n (rpm) SVTH: Nhóm 17B1 Trang Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 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 hoạt động điều kiện khác động Đặc tính động hàm thể thay đổi tiêu cơng tác theo tiêu cơng tác khác theo nhân tố ảnh hưởng đến chu trình cơng tác Các đặc tính sử dụng nhiều động gồm có: − − − − − − − 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 Các đặc tính tổng hợp, khơng tải, điều tốc, chân vịt trường hợp đặc biệt đặc tính tốc độ Các đặc tính động xác định thực nghiệm băng thử động 2.2 Giới thiệu đặc tính ngồi động xăng Đặc tính ngồi động xăng hàm Ne, Me, ge…theo số vịng quay n ta mở hồn tồn bướm ga, tức 100% ví trí tay ga Ở vị trí mở 100% bướm ga, biến thiên hàm N e = f(n), Me = f(n), ge = f(n), … phụ thuộc vào thay đổi η v, ηm, ηi/α, ρk theo số vòng quay n Khi tăng số vịng quay moment cơng suất động tăng lên Moment xoắn đạt giá trị cực đại Memax số vịng quay nM cơng suẩt đạt giá trị cực đại Nemax số vòng quay nN, động ô tô làm việc chủ yếu vùng nM ÷ nN SVTH: Nhóm 17B1 Trang 10 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang • Kiểm tra xem van điện từ có chuyển đổi cách không (bạn nghe thấy tiếng "tách" 10 giây): + Cẩn thận tháo hai ống khỏi cảm biến áp suất + Kiểm tra xem van điện từ chuyển luân phiên sang đường dẫn 2-1 2-3 3.2 cách thổi thông qua họ Giới thiệu thông số kỹ thuật động thực nghiệm Động thực nghiệm động “A16-DMN” có thơng số kỹ thuật đặc trưng sau: Bảng 3.1: Bảng thông số kỹ thuật động thực nghiệm A16-DMN Nhiên liệu sử dụng Kiểu động ,thứ tự làm việc Tỷ số nén Đường kính piston Hành trình piston Dung tích Moment cực đại/số vịng quay Cơng suất cực đại/số vịng quay Turbo Loại động SVTH: Nhóm 17B1 Xăng I4, – – – 9,50 : 79 [mm] 81,50 [mm] 1598 [cm3]; 1.6L 145 [N.m] /3800 [vòng/phút] 76 [kW] / 5800 [vịng/phút] Khơng DOHC Trang 23 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Hình 3.4 Hình ảnh động thực nghiệm Trên thông số động thí nghiệm, q trình làm thí nghiệm cần nắm rõ để q trình thí nghiệm khơng động hoạt động ngồi phạm vi cho phép tốc độ trục khuỷu tốc độ quy định, động tải,… 3.3 Quy trình thực Sau chuẩn bị đầy đủ trang bị cho q trình thí nghiệm ta tiến hành thí nghiệm: - Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm: Lắp đặt động cần tiến hành thí nghiệm lên băng thử, lắp đặt thiết bị phụ trợ cảm biến động cơ, hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống cung cấp nước, hệ thống khí nén, hệ thống quạt hút thổi, hệ thống làm mát, hệ thống đo, đầu nối thiết bị, khai báo lập trình… - Bước 2: Xây dựng thí nghiệm: Yêu cầu hệ thống phải chạy hâm nóng trước tiến hành đo để đạt kết xác Ta tiến hành chạy hâm nóng hệ thống sau: + Sau khởi động xong hệ thống trạng thái Monitor Trên Pano bàn điều khiển nhấp vào phím “Manual” để chạy chương trình thí nghiệm tay + Các chương trình tự chạy kiểm tra lỗi đồng thời thông báo chương trình chạy + Sau hệ thống ổn định ta cần Reset liên tục phím Reset Pano bàn điều khiển Lúc đèn vàng hệ thống 553, 554 nhấp nháy tắt đi, đồng thời đèn xanh hệ thống 773 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 phần Manual khơng cịn dấu chấm Và nhập Reset Pano xuất dòng chữ “System OK” - Bước 3: SVTH: Nhóm 17B1 Trang 24 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Trước cho nổ động 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 thả 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 ta sử dụng hai núm xoay Pano để điều chỉnh tốc độ động Alpha hợp lý động làm việc ổn định (n = 1250 vòng/phút α = 85%) Sau thực xong chờ nhiệt độ dầu bôi trơn động đạt 75 ÷ 80 0C tiến hành bước - Bước 4: Để thực trình đo đặc tính tốc độ động ta cố định giá trị Anpha theo yêu cầu thay đổi tốc độ độ (n = 1000 đến 4000 vòng/phút, α = 85 %) với khoảng thay đổi tốc độ 250 (vịng/phút) theo trình tự bên dưới: Mở bảng Stationary Step: Demand Values để làm công việc sau: + Tìm chương trình để chạy thí nghiệm: chương trình chọn: dòng 28, bước 11 + Chỉnh sửa khai báo thông số sau: tốc độ (Speed), thời gian tăng tốc băng thử (Ramptime Dyno) 5s, thời gian tăng tốc động (Ramptime Engine) 5s, thời gian đo (Steptime) 8s + 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 Sau mở bảng: Step: Measurement chọn lại bước lần trước nhấp vào phím F8 để thực q trình đo Để theo dõi q trình thí nghiệm ta quan sát bảng sau: + 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 SVTH: Nhóm 17B1 Trang 25 Thực hành thí nghiệm động - GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Bước 5: Ghi kết điểm đo đầu tiên: Sau nhấn F8 chờ cho hệ thống chạy 8s ta có kết điểm đo máy tính lưu lại - Bước 6: Ghi kết điểm đo lại: Sau đo cho giá trị tốc độ ta tiến hành đo cho giá trị tốc độ khác cách vào bảng Stationary Step: Demand Values để khai báo lại tốc độ đo thông số khác theo yêu cầu tương tự Và thực lại thao tác bước Khi thực đo cho tốc độ cần đo ta mở bảng Message để nhận kết đo - Bước 7: Kết thúc trình đo: Dừng động theo quy trình sau: + Đặt tốc độ n = 1000(vg/ph) + Đặt α = 10% + Thời gian giảm tốc cho động băng thử 5s + Chuyển sang chế độ khơng tải cách nhấn nút Idle sau bấm Stop để dừng động Nếu khơng tiến hành thí nghiệm ta cắt nhiên liệu cung cấp cho động cách bấm phím “IGNITION ON/OFF” sang chế độ Off trước dừng động 3.4 Báo cáo, biễu diễn, phân tích nguồn liệu 3.4.1 Báo cáo, biễu diễn, phân tích nguồn liệu động lực học 3.4.1.1 Kết đo vị trí 85% bướm ga Bảng 3.2: Bảng kết liệu thực nghiệm AIR_CO N ALPHA BH FUELCOS P LAM BDA P SPEED T_EXH TOR QUE TWO kg/h % kg/h g/kW.h - kW rpm °C Nm °C 33.6 85 4.07 397.28 0.57 10.3 1206 508.28 81.2 46.83 42.93 85 5.5 356.78 0.54 18.6 1602 555.92 100.4 48.65 52.01 85 7.01 308.73 0.51 22.7 2001 604.47 108.4 50.24 62.64 85 8.37 288.56 0.52 29.4 2402 656.35 116.8 52.19 Logp t SVTH: Nhóm 17B1 Trang 26 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 72.49 85 10.33 284.67 0.48 38.1 2802 677.34 123.9 54.21 80.83 85 13.05 312.86 0.43 41.7 3201 675.75 124.4 56.26 89.47 85 14.44 319.48 0.43 45.2 3600 716.83 119.9 58.92 100.18 85 15.84 345.56 0.44 51.4 4001 756.86 100.3 61.73 3.4.1.2 Xử lý kết thí nghiệm động lực học Sử dụng công cụ phần mềm Ms Excell để vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên moment có ích Me, tiêu hao nhiên liệu BH, lưu lượng khí nạp AIR_CON, nhiệt độ nước làm mát TWO nhiệt độ khí thải T_EXH theo tốc độ động n Hình 3.5 Đặc tính phận Me theo n Hình 3.6 Biểu đồ đặc tính tiêu hao nhiên liệu Hình 3.7 Đồ thị đặc tính lưu lượng khí nạp theo tốc độ Hình 3.8 Đồ thị đặc tính nhiệt độ nước làm mát theo tốc độ Hình 3.9 Đồ thị đặc tính nhiệt độ khí thải theo tốc độ Sử dụng phương pháp tính kỹ thuật, nhờ cơng cụ Add TrendLine Ms Excell, ta tìm hàm xấp xỉ M e = f(n), BH = f(n), AIR_CON = f(n), TWO = f(n) T_EXH = f(n) xác định đa thức đại số bậc hai sau: Me = -10-5.n2 + 0,0682.n + 14,092 BH = 2.10-7.n2 + 0,0033.n – 0,365 AIR_CON = -2.10-7.n2 + 0,0248.n + 3,8094 TWO = 6.10-7.n2 + 0,0022.n + 43,52 SVTH: Nhóm 17B1 Trang 27 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang T_EXH = -10-5.n2 + 0,1571.n + 343,79 Sau xác định hàm xấp xỉ bậc ta tiến hành lập bảng tính giá trị thơng số động lực học theo tốc độ n động Các thông số sau xác định theo thơng số có: Cơng suất: [kW] Suất tiêu hao nhiên liệu: [g/kW.h] Lambda: Bảng 3.3: Bảng liệu thơng số động lực học tính theo hàm xấp xỉ n Me BH AIR_CO N rpm N.m kg/h kg/h 1250 1500 4.07 5.04 34.81 41.01 1750 6.02 2000 2250 2500 2750 3000 10 3250 11 3500 12 3750 13 4000 14 4250 15 4500 83.72 93.89 102.8 110.4 116.9 122.0 126.0 128.6 130.1 130.2 129.2 126.8 123.3 118.4 TT SVTH: Nhóm 17B1 TWO T_EX H Ne LAMBD A 11.0 14.7 g/kW h 371.6 341.4 0.59 0.56 588.09 18.8 319.6 0.54 50.32 617.99 23.1 304.0 0.52 59.61 51.51 646.64 27.5 293.0 0.51 65.81 52.77 674.04 32.0 285.8 0.50 72.01 54.11 700.19 36.3 281.7 0.49 78.21 55.52 725.09 40.4 280.4 0.48 84.41 57.01 748.74 44.3 281.6 0.47 90.61 58.57 771.14 47.8 285.5 0.46 96.81 60.21 792.29 50.7 292.1 0.45 103.01 61.92 812.19 53.2 301.7 0.44 109.21 63.71 830.84 54.9 314.7 0.44 115.41 65.57 848.24 55.8 331.9 0.43 o C o C kW 47.21 48.17 524.54 556.94 47.21 49.21 7.04 53.41 8.07 9.14 10.2 11.3 12.4 13.6 14.8 16.0 17.2 18.5 ge Trang 28 - Thực hành thí nghiệm động 112.4 105.0 16 4750 17 5000 18 5250 96.52 19 5500 86.69 20 5750 75.62 21 6000 63.29 19.8 21.1 22.4 23.8 25.2 26.6 GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 121.61 67.51 864.39 55.9 354.5 0.42 127.81 69.52 879.29 55.0 384.1 0.42 134.01 71.61 892.94 53.1 423.5 0.41 140.21 73.77 905.34 49.9 477.4 0.41 146.41 76.01 916.49 45.5 554.0 0.40 152.61 78.32 926.39 39.8 669.8 0.40 Dựa vào liệu thể bảng liệu ta vẽ đồ thị thông số động lực học theo tốc độ động Hình 3.10 Đồ thị hiệu chỉnh đặc tính phận Ne , Me theo n Nhận xét: 85% bướm ga − Với đường moment Me sau hiệu chỉnh giá trị M emax = 130,4[Nm] − n = 3410[vòng/phút] Với đường cơng suất Ne sau hiệu chỉnh giá trị Nemax = 58,8[kW] n = 4862,5[vòng/phút] Như so với đường đặc tính lý thuyết đường đặc tính kết thực nghiệm hoàn toàn tương đương, chứng tỏ động hoạt động tương đối ổn định Hình 3.11 Đồ thị hiệu chỉnh đặc tính lượng tiêu hao nhiên liệu Nhận xét: SVTH: Nhóm 17B1 Trang 29 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang − Suất tiêu hao nhiên liệu động A16-DMN thực nghiệm đường cong dạng Parabol Ở chế độ tải nhỏ (số vòng quay thấy) suất tiêu hao nhiên liệu cao có xu hướng giảm dần tăng dần số vòng quay động Suất tiêu hao nhiên liệu đạt giá trị thấp ổn định khoảng 2500 ÷ 4000 [vịng/phút] Sau đó, tiếp tục tăng tốc độ động suất tiêu hao nhiên liệu tăng theo gần tuyến tính Do vậy, để tiết kiệm nhiên liệu, trình hoạt động, ta nên để động làm việc khoảng số vịng quay trung bình 2500 ÷ 4000 [vòng/phút] Suất tiêu hao nhiên liệu đạt giá trị bé g emin = 272,5 [g/kW.h] n= 2947,5 [vòng/phút] − Tốc độ tăng, lượng tiêu hao nhiên liệu tăng gần tuyến tính Có thể giải thích sau: Lượng tiêu hao nhiên liệu tỷ lệ với tốc độ động cơ, áp suất khí thể tăng nhanh số vòng quay tăng, động tốc độ cao đòi hỏi phải cung cấp nhiên liệu nhanh đầy đủ để hoạt động ổn định Hình 3.12 Đồ thị hiệu chỉnh đặc tính tiêu hao nhiên liệu lưu lượng khí nạp theo tốc độ Nhận xét: − Lưu lượng khí nạp tăng tăng tốc độ động tốc độ tăng khả lọt khí giảm, áp suất chân khơng tăng, làm cho lượng khơng khí cần nạp vào động tăng lên để thoả điều kiện làm việc cho động thoả mãn hệ số lamda tốc độ tăng − Lượng tiêu hao nhiên liệu BH củng tăng theo tốc độ động phù hợp với lượng khơng khí nạp vào động SVTH: Nhóm 17B1 Trang 30 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Hình 3.12 Đường hiệu chỉnh nhiệt độ nước làm mát nhiệt khí thải động theo số vòng quay Nhận xét: − Ta thấy, nhiệt độ khí thải nước làm mát tăng theo tốc độ động − Khi ta tăng tốc độ động cơ, nhiệt độ động tăng theo Nước làm mát từ hệ thống làm mát đến nhận nhiệt từ dầu bôi trơn, chi tiết có nhiệt độ cao động cơ, làm nhiệt độ nước làm mát tăng lên − Khi nước làm mát vịng tuần hồn lớn ngưỡng (khoảng 90 ÷ 96°C) van nhiệt mở Nước làm mát lúc đưa két làm mát, phần đưa tới đường nước vào để làm ấm nước Nước két làm mát quạt gió Sau vào lại động − Khi tốc độ cao, nhiệt độ khí thải tỉ lệ thuận với tốc độ vịng quay SVTH: Nhóm 17B1 Trang 31 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 3.4.2 Báo cáo, biễu diễn, phân tích phát thải nhiễm 3.4.2.1 Kết đo vị trí 70% bướm ga Ta có kết đo thành phần phát thải nhiễm bảng sau: Bảng 3.4: Bảng kết đo thành phần phát thải ô nhiễm theo tốc độ động TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 n rpm 1250 1250 1250 1500 1500 1500 1750 1750 1750 2000 2000 2000 2000 2250 2250 2250 2500 2500 2500 2750 2750 2750 3000 3000 3000 3250 3250 3250 SVTH: Nhóm 17B1 CO % 2.07 1.64 1.12 0.65 0.64 0.64 1.12 1.13 1.85 4.59 4.36 2.59 2.17 2 2.27 2.2 2.2 1.85 1.44 1.43 1.7 2.2 2.21 2.67 4.06 4.09 4.76 HC ppm 153 153 514 581 361 216 221 223 220 123 109 103 101 50 48 44 28 26 25 0 0 0 9 10 CO2 % 16.1 16.2 16.2 14.4 16.7 16.8 17 17 16.9 15.9 15.6 15.6 15.8 17 17 17 16.9 16.9 16.9 17.3 17.3 17.3 16.9 16.9 16.9 16 16 15.9 Trang 32 O2 % 1.08 1.08 2.23 1.98 1.97 0.95 1.51 1.12 0.96 0.85 0.41 0.41 0.42 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 0.39 0.39 0.39 0.35 0.35 0.34 0.29 0.29 0.29 Lambda 0.985 0.995 1.051 1.046 1.048 1.012 1.022 1.007 0.984 0.91 0.912 0.989 0.959 0.965 0.965 0.959 0.961 0.961 0.969 0.98 0.98 0.974 0.961 0.961 0.951 0.919 0.918 0.905 NOx ppm 1216 1317 1158 1215 1470 1617 1419 1494 1461 893 939 1327 1474 1494 1478 1427 1495 1500 1578 1790 1776 1719 1706 1742 1672 1472 1462 1346 Thực hành thí nghiệm động 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 3500 3500 3500 3750 3750 3750 4000 4000 4000 4250 4250 4250 4500 4500 4500 4750 4750 4750 GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 5.49 5.53 5.56 7.14 7.22 7.28 7.47 7.54 6.93 6.12 6.1 6.08 5.29 5.27 4.62 0.93 0.93 0.91 15 13 13 10 10 0 0 0 0 0 15.4 15.3 15.3 14.6 14.6 14.5 14.5 14.5 14.5 15.2 15.2 15.2 15.4 15.4 15.5 17.4 17.5 17.6 0.25 0.22 0.27 0.2 0.2 0.19 0.19 0.18 0.17 0.17 1.7 0.14 0.15 0.33 0.33 0.33 0.888 0.886 0.887 0.855 0.853 0.885 0.889 0.848 0.857 0.874 0.875 0.875 0.884 0.889 0.901 0.99 0.99 0.99 1132 1117 1066 789 740 761 743 737 845 1052 1077 1129 1311 1332 1365 2851 2880 2898 3.4.2.2 Xử lý kết đo Sau thu kết đo thành phần phát thải ô nhiễm, ta thực xử lý liệu thu bảng giá trị bên dưới: Bảng 3.5 Kết xử thành phần phát thải ô nhiễm n [rpm] 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 CO [%] HC [ppm] CO2 [%] O2 [%] 1.61 0.64 1.37 3.43 2.09 2.08 1.52 2.36 273 386 221 109 47 26 0 16.2 16.0 17.0 15.7 17.0 16.9 17.3 16.9 1.46 1.63 1.20 0.52 0.37 0.37 0.39 0.35 SVTH: Nhóm 17B1 Trang 33 Lambd a 1.01 1.04 1.00 0.94 0.96 0.96 0.98 0.96 NOx [ppm] 1230 1434 1458 1158 1466 1524 1762 1707 Thực hành thí nghiệm động 3250 3500 3750 4000 4250 4500 4750 4.30 5.53 7.21 7.31 6.10 5.06 0.92 GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang 14 10 0 0 16.0 15.3 14.6 14.5 15.2 15.4 17.5 0.29 0.25 0.13 0.19 0.68 0.10 0.33 0.91 0.89 0.86 0.86 0.87 0.89 0.99 1427 1105 763 775 1086 1336 2876 Từ kết đo ta xây dựng đồ thị sau: Hình 3.13 Đồ thị lượng khí thải HC, NOx Nhận xét: − Lượng HC ban đầu cao động chạy với tốc độ gần với tốc độ khơng tải có xu hướng giảm ta tăng tốc độ động − Khi khởi động, lượng nhiên liệu hòa trộn chưa tốt q trình cháy diễn hiệu quả, lượng NOx tăng lên động từ 1250 [vòng/phút] lên 2750 [vòng/phút] giảm xuống tốc độ tăng lên 3750 [vịng/phút], sau tăng lên tốc độ lên đến 4750 [vịng/phút] Hình 3.14 Đồ thị lượng khí thải CO, CO2, O2 − Lượng CO tốc độ cao phát thải nhiều − Lượng CO2 phát thải giảm dần theo tốc độ động cơ, vòng quay cao, lượng CO phát thải giảm, giảm không không đáng kể − Hàm lượng Oxy thải động có xu hướng giảm dần, lượng nhiên liệu phun nhiều, động nóng hơn, khả hoà trộn tốt, cháy triệt để hơn, nên hàm lượng Oxy sau phản ứng cịn lại nhiều SVTH: Nhóm 17B1 Trang 34 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI THÍ NGHIỆM 4.1 Kết luận thơng số động lực học động Qua thí nghiệm ta thấy thông số động lực học động A16-DMN (cơng suất có ích Ne, moment 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 Tuy nhiên, thơng số Ne Me thay đổi so với thông số lý thuyết động Thông số lý thuyết động cơ: − Moment cực đại: 145 [N.m]/3800 [vịng/phút] − Cơng suất cực đại: 76 [kW]/5800 [vịng/phút] Thơng số đo vị trí 85% độ mở bướm ga: − − Moment cực đại: Memax = 130,4 [Nm] n = 3410 [vịng/phút] Cơng suất cực đại: Nemax = 58,8 [kW] n = 4862,5 [vịng/phút] Vậy với 85% mức nhiên liệu cơng suất động đạt 77,4% so với công suất lớn lý thuyết chế độ toàn tải 4.2 Mức tiêu hao nhiên liệu Với tốc độ động n = 2947,5 [vịng/phút] cho suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ ge = 272,5 [g/kW.h] Nên chạy vòng tua máy từ 2500 ÷ 4000 [vịng/phút] suất tiêu hao nhiên liệu thấp Đồng nghĩa với việc tính kinh tế cao 4.3 Phát thải ô nhiễm Thành phần hàm lượng chất độc hại khí thải đánh giá dựa nồng độ thành phần, %CO (Monoxit Cacbon), %CO (Cacbon Dioxit), ppm HC (Hydro Cacbon) ppm NOx (Oxit Nito) − Theo tốc độ tăng dần động CO có xu hướng tăng CO 2, λ giảm nhẹ, HC, O2 NOx giảm Vậy nên: − Hạn chế cho xe chạy vịng quay máy thấp SVTH: Nhóm 17B1 Trang 35 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang − Lắp thêm xử lí khí thải: Oxy hóa – DOC; lọc hạt PDF; SCR – chuyển đổi NOx ; phun dd UREA… để giảm thiểu phát xả 4.4 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, thao tác chậm trễ… Tuy nhiên, sử dụng dụng cụ đo thị số, sai số không mắc phải − Sai số bên (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 ngồi, áp suất, độ ẩm… vượt điều kiện tiêu chuẩn − Sai số thiết bị: sai số thiết bị 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, kết thí nghiệm phản ánh cách khách quan đặc điểm động làm thí nghiệm, 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 SVTH: Nhóm 17B1 Trang 36 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng Thí nghiệm động cơ, PGS.TS Dương Việt Dũng, Khoa Cơ khí giao thơng, Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng [2] AT0203E_07_442_Blow_by_Meter [3] https://www.car.info/en-se/daewoo/nubira SVTH: Nhóm 17B1 Trang 37 ... “Chẩn đoán kĩ thuật động cơ? ?? ? ?Thí nghiệm động cơ? ??, sinh viên ngành động lực học lại tiếp cận thực tế ngành nghề với học phần ? ?Thực hành thí nghiệm động cơ? ?? Học phần thí nghiệm động giúp sinh vên... 23 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang Hình 3.4 Hình ảnh động thực nghiệm Trên thông số động thí nghiệm, q trình làm thí nghiệm cần nắm rõ để q trình thí nghiệm khơng động hoạt động. .. Trang 34 Thực hành thí nghiệm động GVHD: Th.S Huỳnh Bá Vang PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI THÍ NGHIỆM 4.1 Kết luận thông số động lực học động Qua thí nghiệm ta thấy thơng số động lực học động A16-DMN