1. Sơ đồ bố trí phòng thí nghiệm động cơ: Hình 1.1:Sơ đồ bố trí hệ thống thí nghiệm động cơ. 1. Động cơ. 2. Băng thử Froude 3. Trục nối băng thử và động cơ. 4. Vôlăng điều chỉnh tải. 5. Màn hình hiển thị kết quả 6. ECU 7. Thiết bị đọc ô nhiễm. 8. Van cấp nước. 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. 2. Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm Hình 1.2. Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm Hệ thống thí nghiệm gồm 5 phần chính: (1) Phần chuẩn bị nhiên liệu biogas có thành phần theo yêu cầu (2) Phần băng thử: băng thử thủy lực Froude DPX3 và hệ thống cung cấp nước (3) Phần động cơ thí nghiệm: GX 630 (4) Phần cảm biến: các cảm biến lấy tín hiệu băng thử và động cơ được kết nối với máy tính thông cạc biến đổi AD. (5) Phần điều khiển: điều khiển động cơ, băng thử và đọc ghi số liệu thí nghiệm PHẦN V. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆMTRANG THIẾT BỊ MÔ HÌNH 1. Băng thử thủy lực Froude. • Đặc điểm và nguyên lý làm việc: 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 gồm trục nối với trục quay của động cơ cần đo, 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 AD. Sự thay đổi lực phanh (tải đặt vào động cơ) phụ thuộc vào việc điều chỉnh hướng dong chất lỏng từ cánh stato tương tác vào cánh roto. Băng thử thủy lực FROUDE dùng để đo công suất động cơ từ 0200 mã lực. Sự tiêu hao công suất trong phanh thủy lực xảy ra một phần để vận chuyển chất lỏng chứa trong phanh, còn một phần để thắng lực ma sát giữa roto và chất lỏng. Chất lỏng trong phanh được sử dụng là nước vì nước có nhiệt dung riêng lớn, độ nhớt ít thay đổi và rẻ. Công thức tính công suất: Công suất = Trong đó: N: Tốc độ quay của trục (xác định trên đồng hồ) vp W: Lực tác dụng (xác định trên đồng hồ) kg Model: DPX3 Hình 2.1: Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE. 1Ống nước ra; 2Ống nước vào; 3Van chỉnh lượng nước vào; 4,11Mặt bích nối trục các đăng; 5Ổ đỡ trục; 6Van điều chỉnh áp lực nước; 7Đồng hồ đo khối lượng; 8Cánh rôto; 9Cánh stato (Điều chỉnh tải); 10Đối trọng; 12Chân đế. 2. Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s AVL Fuel Balance 733s sử dụng nguyên lý đo trọng lượng, do vậy khắc phục được sai số khi nhiệt độ của nhiên liệu thay đổi trong quá trình đo (thường gặp với thiết bị đo theo nguyên lý thể tích). Dải đo thông dụng của AVL Fuel Balance 733s từ 015 kgh, khối lượng nhiên liệu trong bình đo lớn nhất là 1800 (g), độ chính xác 0,1%. Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s là xác định lượng tiêu hao nhiên liệu (Kgh), (gKW.h) 2.1 Giới thiệu +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: 080(kgh). Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu:10 +70oC 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(kgh). Mức cấp nhiên liệu bình thường: 150(kgh). Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể: 400(kgh). 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 bymode.
PHẦN IV XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM Sơ đồ bố trí phịng thí nghiệm động cơ: ECU Hình 1.1:Sơ đồ bố trí hệ thống thí nghiệm động Động Cảm biến tốc độ băng thử Băng thử Froude 10 Thùng chứa nước Trục nối băng thử động 11 Bơm nước Vô-lăng điều chỉnh tải 12 Thiết bị đo nhiễm Màn hình hiển thị kết 13 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECU 14 Bình chứa nước làm mát Thiết bị đọc ô nhiễm 15 Bệ đỡ động Van cấp nước 16 Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm 17 18 Hình 1.2 Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm 19 Hệ thống thí nghiệm gồm phần chính: 20 (1) Phần chuẩn bị nhiên liệu biogas có thành phần theo yêu cầu 21 (2) Phần băng thử: băng thử thủy lực Froude DPX3 hệ thống cung cấp nước 22 (3) Phần động thí nghiệm: GX 630 23 (4) Phần cảm biến: cảm biến lấy tín hiệu băng thử động kết nối với máy tính thơng cạc biến đổi A/D 24 (5) Phần điều khiển: điều khiển động cơ, băng thử đọc/ ghi số liệu thí nghiệm 25 PHẦN V XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM-TRANG THIẾT BỊ MƠ HÌNH 26 27 28 Băng thử thủy lực Froude • Đặc điểm nguyên lý làm việc: 29 Băng thử công suất dùng làm thí nghiệm loại băng thử cơng suất thủy lực kiểu FROUDE Băng thử thủy lực kiểu FROUDE gồm trục nối với trục quay động cần đo, cải tiến hệ thống đo điện tử gồm cảm biến tốc độ động cảm biến lực Cảm biến lực chuẩn cân Tín hiệu tốc độ động cơ, lực nhiệt độ nước làm mát động đưa vào nhớ máy tính thơng qua card biến đổi A/D 30 Sự thay đổi lực phanh (tải đặt vào động cơ) phụ thuộc vào việc điều chỉnh hướng dong chất lỏng từ cánh stato tương tác vào cánh roto 31 Băng thử thủy lực FROUDE dùng để đo công suất động từ 0-200 mã lực 32 Sự tiêu hao công suất phanh thủy lực xảy phần để vận chuyển chất lỏng chứa phanh, phần để thắng lực ma sát roto chất lỏng Chất lỏng phanh sử dụng nước nước có nhiệt dung riêng lớn, độ nhớt thay đổi rẻ 33 Cơng thức tính cơng suất: W.N 1300 34 35 37 38 Cơng suất = Trong đó: N: Tốc độ quay trục (xác định đồng hồ) [v/p] 36 W: Lực tác dụng (xác định đồng hồ) [kg] Model: DPX3 39 40 Hình 2.1: Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE 41 1-Ống nước ra; 2-Ống nước vào; 3-Van chỉnh lượng nước vào; 4,11-Mặt bích nối trục 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 42 43 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s 44 AVL Fuel Balance 733s sử dụng nguyên lý đo trọng lượng, khắc phục sai số nhiệt độ nhiên liệu thay đổi trình đo (thường gặp với thiết bị đo theo nguyên lý thể tích) Dải đo thơng dụng AVL Fuel Balance 733s từ 0-15 kg/h, khối lượng nhiên liệu bình đo lớn 1800 (g), độ xác 0,1% Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s xác định lượng tiêu hao nhiên liệu (Kg/h), (g/KW.h) 45 2.1 Giới thiệu 46 +Các thông số làm việc hệ thống: 47 -Áp suất nhiên liệu cung cấp đạt đến 0,8 bar 48 -Phạm vi ứng dụng cho phép: 0-80(kg/h) 49 -Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu:-10 +70oC 50 -Có thể sử dụng cho loại nhiên liệu xăng pha Methanol ethanol 20%, sử dụng 100% Methanol Ethanol 51 -Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất: +25(kg/h) 52 -Mức cấp nhiên liệu bình thường: 150(kg/h) 53 -Mức cấp nhiên liệu lớn có thể: 400(kg/h) 54 -Độ sai lệch cho phép kết đo: 0,1% 55 -Dòng điện điều khiển: 24±0,5 V DC (1,6A) 56 -Kích thước hệ thống: 640 x 510 x 280 (mm) 57 -Có hai phương pháp đo: 58 + Đo theo Measurement mode (Normand); 59 +Đo theo Stand by-mode 60 61 2.2 Nguyên lý hoạt động: 62 63 64 Trong đó: 65 +Measuring vesel: Buồng đo 66 +Measuring beam: Thanh đo 67 +Blade spring: Thép 68 +Tare weight: Đối trọng 69 +Capacitive sensor: Cảm biến điện dung 70 +Hydraulic damping device: buồn chứa dầu thuỷ lực 71 +Filling solenoild valve: Van điện từ bảo vệ 72 +Flexible tubes: Ống dẫn 73 1: Đường cung cấp nhiên liệu cho đo 74 2: Đường cấp nhiên liệu đến động 75 3: Đường nhiên liệu hồi từ động 76 4: Đường thơng với khí trời • Nguyên lý hoạt động 77 Thiết bị đo suât tiêu hao nhiên liệu (The Balance Fuel AVL) hoạt động dựa nguyên tắc đo trọng lực Qua đó, nhiên liệu cung cấp cho động từ máy đo trọng lượng đo liên tục Khi tiêu hao nhiên liệu cân ngang Vì hệ thống có cấu trì trạng thái cân nhiên liệu Khi cân đối trọng dịch chuyển, dịch chuyển đổi giá trị điện dung từ giá trị điện dung quy lượng tiêu hao nhiên liệu 78 Đầu tiên nhiên liệu vào bình đo đường số 1, bình đo truyền tính hiệu cho van solenoid ngắt để thực phương pháp đo Khi thử nghiệm nhiên liệu đưa vào động đường thứ Đường thứ đường nhiên liệu từ động hồi Đường thứ đường thông với khí trời Bình gắn với dụng cụ đo, đo có đối trọng, đối trọng dịch chuyển qua lại bị cân Ở có lị xo để hấp thụ dao động cho không bị rung Giảm chấn thủy lực để giảm rung động dịch chuyển nhanh 79 Phần quan trọng cảm biến điện dung (màu đỏ) Khi trượt lên hay xuống làm thay đổi giá trị điện dung Do giá trị điện dung phụ thuộc vào khoảng cách, chiều dài tiếp xúc, chiều rộng tiếp xúc cuối chất điện dung (khơng khí, điện mơi,…) 80 Card NI-USB 6009 81 Card NI-USB 6009 sản phẩm hãng National Instruments, thiết bị giao tiếp đa máy tính thiết bị thơng qua cổng USB 82 + ngõ vào analog 14 bits, 48 kS/s 83 + ngõ analog tại12 bits, software-timed 84 + 12 TTL/CMOS digital I/O lines 85 + Một đếm 32-bit, MHz 86 + Trigging số 87 + Bus-powered 88 - Tương thích HĐH: 89 + Mac OS X 90 + Windows 2000/XP 91 + Windows Windows CE 92 + Windows Mobile 93 + Windows Vista 32-bit 94 + Windows Vista 64-bit 95 Cảm biến tốc độ quay Encoder 96 Tối đa độ phân giải: IP65 97 Cung cấp hiệu điện 1030DVC 98 Kích thước khung hình: Ф58 99 Nhiệt độ làm việc: -40 đến +80 100 Chế độ đầu : SSI cảng song song 101 Cảm biến lực Loadcell PST KELI 102 – Có tải trọng : 20kg, 30kg, 50 kg, 75kg, 100 kg, 150kg, 200 kg, 250kg, 300kg, 500 kg, 700kg, 1t, 1.2t, 1.5t, 2t, 2.5t, 3t, 5t, 7.5t, 10t – Cấp xác : OIML R60 C3 – Điện áp biến đổi : (2 ± 0.003 cho tải trọng 20kg-7.5t ) (1.8± 0.002) mV/V cho tải trọng 10t – Sai số lặp lại : (≤ ± 0.01) %R.O – Độ trễ : ≤ ± 0.02 ( ≤ ± 0.03 cho tấn) %R.O – Sai số tuyến tính: ≤ ± 0.02 (≤ ± 0.03 cho tấn) %R.O – Quá tải (30 phút) : ( ≤ ± 0.02 ) %R.O – Cân điểm : (“0” ≤ ± 1) %R.O – Bù nhiệt : ( -10 ~ +40) °C – Nhiệt độ làm việc : (-30 ~ +70) °C – Nhiệt độ tác động đến tín hiệu ra: (≤ ± 0.002 )%R.O/°C – Nhiệt độ tác động làm thay đổi điểm “0” : (≤ ± 0.002 ) %R.O/°C – Điện trở đầu vào : (400 ± 20) Ω (200 – 300kg, 1.2 – 10 tấn) – Điện trở đầu : (352 ± 3) Ω – Điện trở cách điện: ≥ 5000 (ở 50VDC) MΩ – Điện áp kích thích: ~ 15 (DC/AC) V – Điện áp kích thích tối đa : 20 (DC/AC) V – Quá tải an toàn: 150 % – Quá tải phá hủy hoàn toàn: 300% – Tuân thủ theo tiêu chuẩn: IP67 – Chiều dài dây tín hiệu: 2m 103 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 104 Nhiệt độ bảo quản: -40 đến +130 ° C 105 Dải đo: -40 đến +130 ° C 106 Điện áp định mức: ± 0,15 V 107 Thắt mô men xoắn: 20 Nm 108 Tối đa đo lường : mA 109 Số lượng pin: 2-pin 110 Một phần vật liệu: đồng 111 112 ... FROUDE 41 1-? ??ng nước ra; 2-? ??ng nước vào; 3-Van chỉnh lượng nước vào; 4,11-Mặt bích nối trục đăng; 5-? ?? đỡ trục; 6-Van điều chỉnh áp lực nước; 7-? ?ồng hồ đo khối lượng; 8-Cánh rôto; 9-Cánh stato... số làm việc hệ thống: 47 -? ?p suất nhiên liệu cung cấp đạt đến 0,8 bar 48 -Phạm vi ứng dụng cho phép: 0-8 0(kg/h) 49 -Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu :-1 0 +70oC 50 -Có thể sử dụng cho loại... nối với trục quay động cần đo, cải tiến hệ thống đo điện tử gồm cảm biến tốc độ động cảm biến lực Cảm biến lực chuẩn cân Tín hiệu tốc độ động cơ, lực nhiệt độ nước làm mát động đưa vào nhớ máy