Báo cáo thực hành 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.

Bá o cá o thự' c há( nh thí nghiệ.' m đo.' ng Nho m I MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHỊNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ 1.1 Sơ đồ mơ hình thí nghiệm 1.2 Ngun lý làm việc tổng qt mơ hình .5 II Cơ sở lí thuyết xây dựng đường đặc tính động đốt 2.1 Các loại đường đặc tính 2.2 Đặc tính tốc độ động 2.2.1 Đặc tính ngồi động xăng 2.2.2 Đặc tính ngồi động Diesel 2.2.3 Đặc tính tải động xăng 2.2.4 Đặc tính tải động Diesel 2.3 III Phương pháp xây dựng đường đặc tính tải .10 THỰC NGHIỆM ĐO CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA ĐỘNG CƠ 11 3.1 Giới thiệu trang thiết bị phục vụ thí nghiệm 11 3.1.1 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm đo vận tốc động vị trí trục khuỷu (AVL 364C_354X_Angle_Encoder) 11 3.1.2 Giới thiệu AVL 364 angle encoder .11 Nhiệm vụ : AVL 364 angle encoder (Bộ mã hóa góc 364C) thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu góc quay trục khuỷu (Dạng tín hiệu tương tự) thành tín hiệu số, tín hiệu số PUMA xử lý thơng qua xác định số vịng quay trục khuỷu .11 3.1.3 Giới thiệu AVL 364X Angle Encoder: 14 3.1.4 Giới thiệu Thiết bị quang học ĐATSSIC364G03 16 3.1.5 Giới thiệu thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 18 3.1.6 Giới thiệu thiết bị làm mát nước AVL 553 19 3.2 Giới thiệu thông số kỹ thuật động thực nghiệm 21 3.3 Quy trình thí nghiệm 21 3.4 Xử lý kết thí nghiệm 24 3.5 Lập bảng tính 28 3.6 Tìm cực trị 29 3.7 Kết sau điều chỉnh nhận xét 29 IV Phát thải ô nhiễm 32 V KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI THÍ NGHIỆM 36 - 1- LỜI NÓI ĐẦU Sau học xong học phần sở ngành chuyên ngành “Nguyên lý động đốt trong”, “Kết cấu động đốt trong”, “Cảm biến kỹ thuật đo”, “Chẩn đốn kỹ thuật động cơ” “Thí nghiệm động cơ”, sinh viên ngành động lực tiếp cận thực tế 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 kiến thức lý thuyết học Qua sinh viên biết nghiên cứu, tìm hiểu vấn đề kỹ thuật 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 Được hướng dẫn tận tình thầy HUỲNH BÁ VANG, chúng em hồn thành thí nghiệm nhóm Đây lần đầu tiếp cận trang thiết bị đại nên khơng tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn trình thực hành Vậy mong thầy thơng cảm sửa chữa sai sót để chúng em hồn thiện báo cáo Cuối nhóm I xin chân thành cảm ơn thầy! Đà Nẵng, ngày 26 tháng04 năm 2021 Ký tên Nhóm I I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHÒNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Phịng thí nghiệm gồm hai phần chính: + Phịng lắp đặt thiết bị (Dyno) + Phịng điều khiển (Puma) 1.1 Sơ đồ mơ hình thí nghiệm 15 33 31 121314 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 11 34 16 32 2928 35 36 10 Hình 1.1 Sơ đồ phịng thí nghiệm 30 * Chú thích: - Thiết bị đo độ khói động (Opacimeter) - Động mẫu (Động Daewoo A16 DMS) - 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 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 môi trường khơng khí phịng thí nghiệm 16 - Thiết bị đo độ lọt khí Cacte (nối thơng nắp dàn cò 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 1.2 Nguyên lý làm việc tổng quát mơ 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 thông số sau lên hình: + Torque (Nm): Mơmen động + P (KW): Công suất 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 + Lambda + P_Oil (Bar):áp suất dầu bôi trơn + Blow_Val (l/p): Độ lọt khí Cacte + FUELCOSP (g/kW.h) + BH (Kg/h): Tiêu hao nhiên liệu Những thiết bị thử bao gồm: động thử “Động Daewoo A16 DMS” 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 thơng 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 hai cảm biến đo nhiệt độ áp suất cịn có thiết bị tiêu âm thiết bị đo độ đen khói (415_Opacmeter) 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 thông với động hai đường cấp 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 II Cơ sở lí thuyết xây dựng đường đặc tính động đốt 2.1 Các loại đường đặc tính Chế độ làm việc động thể tổ hợp thơng số làm việc công suất Ne hau momen Me tốc độ động n Trong miền làm việc động cơ,tốc độ n thay đổi từ nmin 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 đung đặc tính để đánh giá tiêu kỹ thuật động hoạt động điều kiện khác động cơ.Đặc tính động hoạt 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 bao gồm loại đặc tính sau: - Đặc tính tốc độ + Đặc tính ngồi + Đặc tính phận - Đặc tính tải Các đặc tính động xác định thực nghiệm bang thử động 2.2 Đặc tính tốc độ động Đặc tính tốc độ động đồ thị biểu thị biểu diễn mối quan hệ momen có ích Me,cơng suất có ích Ne, suất tiêu hao nhiên liệu Ge… tiêu khác động theo tốc độ n động giữ tay điều khiển vị trí qui định gồm có: Đặc tính tốc độ ngồi đặc tính phận 2.2.1 Đặc tính ngồi động xăng Đặc tính ngồi động xăng hàm Ne, Me,gnl …theo số vòng quay n ta mở hồn tồn bướm ga,tức 100% vị trí tay ga Ở vị trí mở 100% bướm ga,sự biến thiên hàm Ne = f(n),Me = f(n)… phụ thuộc vào thay đổi Ƞ v , Ƞm, Ƞi/α, pk theo số quay n.Biến thiên động theo Ƞv động chạy đặc tính ngồi phụ thuộc vào thay đổi tốc độ dịng khí xupap nạp, pha phân phối khí xupap độ mở bướm ga Càng tăng tốc độ dịng khí qua xupap nạp xupap thải hệ số nạp thấp.Điều với động không tăng áp động tăng áp.Trong vùng tốc độ thấp diễn tượng giảm hệ số nạp theo mức giảm tốc độ động n lúc pha phân phối thực tế khơng cịn phù hợp với tốc độ động lúc Lực cản đường nạp động diesel nhỏ so với động xăng,vì đặc tính ngồi Ƞv động xăng dốc so với Ƞv động diesel Trong động tăng áp ,do có giảm tổn thất tương đối tổn thất áp suất đường nạp nên tăng n đường hệ số nạp theo n động tằn áp phẳng so với động không tăng áp.Mối quan hệ hệ số nạp tương đối tốc độ tương đối thay đổi phạm vi 50% nm ( nm tốc độ động thời điểm có Ƞv max) Số lượng môi chất nạp vào xylanh phụ thuộc vào Ƞ v mà phụ thuộc vào khối lượng riêng khơng khí p k Động khơng tăng áp có p k = p0.Trong động tăng áp pk phụ thuộc mức độ tăng áp hiệu suất đoạn nhiệt máy nén mức độ làm mát trung gian cho khí nén trước vào động theo mức nén khác nhau,với giá trị hiệu suất đoạn nhiệt Ƞkđm máy không làm mát trung gian cho khí nén Tăng πk Tk tăng theo nên làm cho khối lượng riêng tương đối tăng chậm ,vì làm giảm ảnh hưởng tăng áp tới mức độ tăng khối lượng môi chất nạp vào động cơ,thể qua tích số Ƞv Ƞk.Vì làm mát trung gian cho khơng khí tăng áp làm giảm hiệu suất nhiệt động mà làm tăng môi chất nạp vào động cơ.Nếu làm mát trung gian đảm bảo cho Tk= T0 lượng khơng khí nạp vào động tỉ lệ với mức tăng áp máy nén Khi động tăng áp hoạt động theo đặc tính ngồi giảm số vịng quay n làm giảm πk giảm pk Trong trường hợp tăng áp máy nén ly tâm dẫn động khí dẫn động tua bin khí thải πk Ƞk giảm nhanh làm cho lượng khơng khí nạp vào xylanh Ƞv Ƞk giảm theo mức n Giá trị Ƞi động xăng với ε = const dặc tính ngồi phụ thuộc biến thiên α theo n.Tỷ số nén εk động xăng tăng áp ,trong điều kiện giữ không đổi số octan nhiên liệu phải nhỏ εo động chưa tăng áp để tránh kích nổ Nếu giữ nguyên tỷ số nén động chưa tăng áp cần dùng nhiên liệu có số octan cao Thơng thường tăng số octan lên 6-8 lần tỷ số nén tăng lên đơn vị Khi động xăng hoạt động theo đặc tính ngồi hệ số dư lượng khơng khí α giảm theo n Đặc tính nén α tiếp tục trì chuyển sang đặc tính phận Tuy nhiên điều chỉnh chế hịa khí vị trí gần mở hết bướm ga người ta điều chỉnh hệ số α nhỏ đặc tính ngồi để tiết kiệm nhiên liệu xăng 2.2.2 Đặc tính ngồi động Diesel Đặc tính ngồi động Diesel bao gồm loại sau : Đặc tính ngồi tuyệt đối đặc tính mà thơng số bên phải biểu thức xác định Me,Ne (công thức 11-8 11-10 trang 410 Nguyên lý động cơ) đạt giá trị cực đại số vịng quay n.Đó đặc tính xác định khảo nghiệm động băng thử.Trong thực tế sử dụng động không cho phép hoạt động tới mức này, nhằm bảo vệ không để máy bị nhiệt độ môi chất làm mát động đầu vào đầu vịng quay động qua đảm bảo giá trị cực đại Ƞv, Ƞm , Ƞi/α,pk… Đặc tính giới hạn bơm cao áp đặc tính mà ta điều khiển bơm cao áp kéo tới vị trí giới hạn lớ nhất.Khi thiết kế bớm cao áp người ta để phần nhiên liệu thị gi hiệu suất Ƞσ hiệu suất Ƞh ,lưu lượng nhiên liệu Gnl.Đối với động tăng áp có thêm thơng số suất tiêu hao khơng khí ,hiệu suất tua bin,máy nén tua bin máy nén… Nếu đặc tính khơng xác định điều kiện đảm bảo n = const,mỗi điểm tốc độ dao điều khiển có thêm mối quan hệ tốc độ tải Khi động chạy theo đặc tính tải,nhân tố tác động từ bên ngồi tới chu trình cơng tác số lượng nhiên liệu hịa khí cấp cho xylanh chu trình 2.2.3 Đặc tính tải động xăng Đối với động xăng chạy theo đặc tính tải cần tăng giảm lượng hịa khí nạp động Khi động đóng bướm ga làm tăng hệ số khí sót làm thay đổi điều kiện thực q trình cơng tác, cơng suất tính kinh tế động cơ.Suất tiêu hao nhiên liệu ge thay đổi theo Ở chế độ không tải Ne = Ƞ m = 0.Tăng tải giữ n = const làm tăng Ƞe ge động xăng giảm nhanh Ƞ i Ƞm động xăng tăng Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ gemin xuất vị trí tương ứng với giá trị cực đại Ƞe = Ƞi Ƞm Trong động xăng hịa khí điều chỉnh theo thành phần tiết kiệm Ƞi tăng tải lúc hịa khí điều chỉnh theo thành phần tiết kiệm Ƞi tăng tải tăng lúc làm tăng α chất lượng tốt Vì g emin xuất vị trí tồn tải.Nếu chế hịa khí có hệ thống làm đậm mở hết bướm ga làm cho hịa khí đậm lên Kết sexlamf tăng cơng suất nhanh chóng lại làm tăng tiêu hao nhiên liệu ge 2.2.4 Đặc tính tải động Diesel Tăng tải động diesel thực cách tăng gct qua làm giảm α Do tăng tải, Ƞi tăng lên chút khu vực tải nhỏ ,vì áp suất chất lượng phun tăng dần ,sau Ƞi giảm tiến gần đến chế độ tồn tải Vì suất tiêu hao nhiên liệu ge sau đạt giá trị cực tiểu,tại phụ tải tương ứng với giá trị cực đại Ƞe = Ƞi Ƞm Trong thực tế sử dụng động nghiêm cấm khơng để động chạy tới mức giưới hạn lớn công suất tốc độ thử Đặc tính tỉa động diesel tăng áp tương tự động diesel không tăng áp, khác chỗ α động tăng áp phụ thuộc vào g ct theo quy luật phức tạp Với động diesel không tăng áp chạy theo đặc tính tải coi Ƞ v = const α = (gctn*αn)/gct , biểu thức dùng cho động tăng áp dẫn động khí Động diesel tăng áp cao chạy theo đặc tính tải Ƞv thay đổi từ 10-20% lớn hơn,không cần quan tâm tới ảnh hưởng α tới Ƞ i/ Ƞimax giá trị α lớn thơng thường α ≥ 1,7-1,9 Hình 2.2.4 Đặc tính tải động Diesel 2.3 Phương pháp xây dựng đường đặc tính tải Ta giữ nguyên tốc độ động cơ, thay đổi mức tải α,đo momen có ích Me, cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu có ích Ge theo giá trị α tương ứng.Ghi lại kết đo vào bảng vẽ đường đặc tính tải động khảo sát Hình 2.3 Dạng đường đặc tính tải động ... động đốt trong”, “Kết cấu động đốt trong”, “Cảm biến kỹ thuật đo”, “Chẩn đoán kỹ thuật động cơ? ?? ? ?Thí nghiệm động cơ? ??, sinh viên ngành động lực tiếp cận thực tế ngành nghề với học phần ? ?Thực hành. .. ? ?Thực hành thí nghiệm động cơ? ?? Học phần ? ?Thực hành thí nghiệm động cơ? ?? giúp sinh viên củng cố lại kiến thức lý thuyết học Qua sinh viên biết nghiên cứu, tìm hiểu vấn đề kỹ thuật thực nghiệm, biết... 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