C6 do luc va mo men 1

Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-1 Chương Đo lực, mô men, công suất, tốc độ 6.1 KHÁI QUÁT Một thông số kỹ thuật quan trọng động phải xác định thí nghiệm cơng suất có ích Cơng suất có ích xác định theo cơng thức sau: Ne = N i - Nm Trong đó: Ni: Cơng suất thị Nm: Cơng suất tổn thất khí Ne: = Me.;  = n 30 Từ công thức trên, ta thấy cơng suất động đo gián tiếp thơng qua việc đo số vịng quay mơmen động Để đo số vòng quay, người ta dùng đồng hồ đo vòng đồng hồ đếm vòng Để đo mômen người ta dùng phanh thử dùng trục xoắn Trong trường hợp dùng phanh thử, phanh thử để xác định mômen động mà cịn tiêu thụ cơng suất động biến đổi thành nhiệt điện Trong trường hợp dùng trục xoắn, trục xoắn lắp vào động máy công tác 6.2 NGUYÊN LÝ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ Nguyên lý chung Động truyền mômen quay cho rotor phanh thử qua khớp nối Rotor truyền mômen cho stato qua khớp nối có xu hướng quay quanh trục Cánh tay đòn, chiều dài l gắn stato tác dụng vào cấu cân lực lực P Phản lực tác dụng lại cánh tay địn có giữ stato trạng thái cân Thông qua việc xác định mômen cản phanh thử, biết mômen quay động Hình 6.1 Nguyên lý phanh thử M = P.l Ne= M  Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ = 6-2 n 30 Ne = P.l n 30 Người ta thường lựa chọn l cho công thức tính tốn trở nên đơn giản Nếu l = 1,5915m thì: P.1,5915.2 n [kW] 1000 P.n = [kW ] P[ N ] 100 Ne = n[v / s] Nếu l = 0,9549m Khi đó: Ne = P.n [kW ] 10 P[ N ] n[v / ph] Ở loại phanh thử cũ, người ta chế tạo cánh tay đòn có chiều dài l = 0,7162m Khi đó: Ne = P.n [ml ] 103 P[ KG ] n[v / ph] Tổng quát lưu ý đến hiệu suất truyền động khớp nối ta có cơng thức: Ne = k P.n  Trong đó: : Hiệu suất truyền động k: Hằng số phanh thử Trong trường hợp k = 0,01; 0,001 0,0001 phụ thuộc vào giá trị l Lực P xác định nhờ lực kế Các loại lực kế a) Lực kế khí: Thường gặp loại lực kế lắc Lực kế lắc Trên đầu thẳng có chiều dài l gắn với lắc trọng lượng Q, đầu lại gắn với hình quạt có bán kính r Thanh thẳng quay quanh tâm với hình quạt Dưới tác dụng lực P, lắc dịch chuyển đến vị trí cân Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-3 P.r = Q.l.sin  P= Q.l sin  r Ta thấy P = f (sin) thang chia khơng Để có thang chia đều, người ta đặt thang đo theo phương nằm ngang r l P r  r l l P  P Q P Q Hình 6.2a Lực kế lắc - Q Hình 6.2b Lực kế lắc Lực kế hai lắc Hai lắc (8) gắn lên thẳng (1) Các gắn vào hình quạt Dây thép mỏng (3) gắn vào vỏ lực kế, giữ cho quạt (2) lăn Khi lực P tác dụng lên (9), qua ngang (10), (7) kéo hai quạt (4) xuống làm tâm quay chúng dịch chuyển Thanh (5) dịch chuyển theo, làm cấu bánh (6) dịch chuyển làm cho kim đồng hồ quay lắc đến vị trí cân P P ( r2 − r1 ) 2Q ( l sin  + r1 ) Q ( l sin  + r1 ) = P= r2 − r1 b) Lực kế thủy lực: Bình chứa chất lỏng cơng tác (dầu hay gricerin) Dưới tác dụng lực P, Piston tác dụng lên đàn hồi tạo nên thay đổi áp suất bình Kết ghi lại lực kế Van dùng để hiệu chỉnh lực kế Hình 6.3 Lực kế thủy lực c) Lực kế điện (Load cell): Sử dụng cảm biến điện trở lực căng để xác định lực, tải trọng thay đổi, điện trở dây cảm biến thay đổi tương ứng Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mơ men, cơng suất tốc độ 6-4 Hình 6.4 Lực kế điện 6.3 CÁC LOẠI PHANH THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ Các đặc điểm, yêu cầu phanh thử Cơ cấu phanh nhận động trực tiếp chuyển thành nhiệt hay điện Trong điều kiện người ta tìm cách thu hồi lượng Thân phanh thử giữ cân bệ đỡ nối với cấu đo ứng với dạng định phanh thử Phanh thử thiết bị đo kiểu gọi phanh thử lực kế hay phanh thử cân Nếu thân phanh thử khơng có giá treo cân bằng, dụng cụ đo dựa sở việc đo góc xoắn trục đo nối phanh thử trục động Dưới tác dụng mômen xoắn truyền từ trục động qua trục đo đến cấu phanh làm trục đo biến dạng Sự biến dạng tỷ lệ với mômen Cho nên, việc xác định biến dạng trục đo xác định mômen động Trong trường hợp này, Stato phanh giữ cố định Mặt khác, dụng cụ cho phép đo mômen lúc động kéo tải bình thường a Yêu cầu chung: - Đảm bảo xác định công suất động chế độ cơng tác với độ xác cần thiết - Làm việc ổn định chế độ công tác - Độ ồn tương đối thấp - Sử dụng lượng động thử điều kiện cho phép Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ b Sơ đồ khối: 6-5 Khớp nối ĐỘNG CƠ PHANH Hình 6.5 Sơ đồ khối phanh thử dạng phanh có cấu cân Khớp nối ĐỘNG CƠ PHANH TRỤC ĐO Hình 6.6 Sơ đồ khối phanh thử kiểu dùng mômen kế n(Vg/ph) P(N) L Hình 6.7 Sơ đồ ngun lý phanh thử cơng suất động có cấu cân 1.đồng hồ đo tốc độ, 2.trục Rotor, 3.cơ cấu phanh, bệ, 5.cảm biến lực, 6.cánh tay đòn Các loại phanh thử Có loại phanh: khí, thủy lực, điện a Phanh thử cơng suất kiểu khí: Ở Rotor truyền mômen Mrt = Mst cho stator nhờ ma sát rotor stator Công học động biến thành nhiệt làm chi tiết phanh thử nóng lên Vì vậy, phải đưa nước làm mát vào Đường đặc tính phanh thử cơng suất hay momen phanh thử theo số vòng quay Ở loại phanh thử mômen phanh thử phụ thuộc vào lực xiết bulông 6, không phụ thuộc vào tốc độ động Phạm vi thay đổi mô men không lớn nên công suất đo không lớn áp dụng cho động cỡ nhỏ vài kw Công suất động phụ thuộc bậc với tốc độ Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thông, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-6 L P Hình 6.8a Phanh thử dạng khí 1.Tang trống, 2.Cánh tay đòn, 3.Đối trọng, 4.Giá, 5.Quả cân 6.Tay điều chỉnh 15 14 13 12 11 10 16 Hình 6.8b Cấu tạo đo mô men dùng băng thử khí cơng suất mã lực 1-Tay quay điều chỉnh lực ép; 2-Ổ đỡ vỏ stato; 3-Lò xo; 4-Đường dầu ra; 5-Lá thép; 6-Tấm ma sát; 7-Ổ bi chà; 8-Rô to; 9-Ổ đỡ trục rô to; 10-Trục rô to; 11-Đường dầu vào;12-Đĩa ép; 13-Vỏ bệ thử(stato); 14-Siêu; 15-Phớt Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thông, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ Nph [Kw] 6-7 Nph (a) nmin Mph [N.m] nmax n [vg/ph] nmax n [vg/ph] Mph (b) nmin Hình 6.9 Đặc tính phanh thử khí M [N.m] Mph Me M* A* nA* B* nB* nmax n [vg/ph] Hình 6.10 Đặc tính mơmen động phanh khí Để khảo sát khả sử dụng phanh thử, khảo sát đặc tính phanh đặc tính động Ở giá trị lực xiết bulơng định, đường đặc tính phanh thử cắt đặc tính động điểm A* B* Nghĩa là, mômen phanh có hai điểm làm việc động cơ: A*(nA*,M*) B*(nB*,M*) Ở tốc độ thấp, điểm làm việc A*, điểm làm việc không ổn định Vì, lý tốc độ động lớn nA*, mơmen động lớn mômen phanh, làm cho tốc độ động tiếp tục tăng tốc độ động nhỏ n A*, Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-8 mômen động nhỏ mômen phanh, làm cho tốc độ động tiếp tục giảm, dẫn đến tình trạng tắt máy Ở tốc độ lớn nB*, điểm làm việc B*, điểm làm việc ổn định Vì tốc độ động lớn nB*, mơmen động nhỏ mômen phanh, làm cho tốc độ động giảm xuống Khi tốc độ động nhỏ n B*, mơmen động lớn mơmen phanh, làm cho tốc độ động tăng lên Như vậy, điểm làm việc ổn định điểm B* Chúng ta thấy dùng phanh khí cho phép xác định đường đặc tính động nhánh từ Mmax đến MB* Như loại phanh có cấu tạo đơn giản, quy luật đường đặc tính nên khơng đảm bảo chế độ làm việc ổn định với động Việc điều chỉnh tải cách thay đổi lực xiết bulơng gây khó khăn cho q trình thí nghiệm Loại ngày dùng Có số trường hợp dùng kết hợp với phanh thủy lực để mở rộng phạm vi sử dụng phanh thủy lực có ưu điểm số vòng quay nhỏ tạo mômen cản lớn b Phanh thủy công suất kiểu thủy lực: Ở loại này, công suất động tiêu thụ vào việc quay máy thủy lực khác Trong trình làm việc, nước phanh thử nhận nhiệt từ chi tiết ma sát nóng lên Vì phanh thử nước vừa chất lỏng công tác, vừa chất lỏng làm mát Muốn tính lượng nước cần thiết cung cấp cho phanh, ta viết phương trình cân nhiệt Lượng nhiệt cơng học 1kW sinh là: kW = 859,8 [kcal/h] Nếu động có cơng suất Ne [kW] nhiệt lượng tỏa là: Q = 859,8.Ne [kcal/h] Phương trình cân nhiệt, nhiệt lượng công học tạo nhiệt lượng làm mát: Qlm = Glm.Cn.(tr-tv) = Q [kcal/h] Trong đó: Qlm_nhiệt lượng làm mát [kcal/h]; Glm_lượng nước làm mát cấp vào phanh thử [kg/h]; Cn_nhiệt dung riêng nước: Cn = 1[cal/kg.độ]; tr_nhiệt độ nước [0C]; tv_nhiệt độ nước vào [0C] Lượng nước làm mát cấp vào phanh thử giờ: Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thông, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ Glm = 6-9 859,8.N e [kg / h] Cn (tr − tv ) Người ta thường sử dụng thông số gọi suất tiêu hao nước Gh, theo định nghĩa sau: Gh = Glm 859,8 = [kg / kw.h] N e Cn (tr − tv ) Theo thực nghiệm nước nhiệt độ khoảng 50-600C điều kiện làm việc tốt Theo kết cấu người ta chia làm ba loại: loại đĩa, loại chốt loại cánh - Loại đĩa: Rotor có dạng đĩa phẳng Khi rotor quay lực ma sát đĩa rotor với nước lực ly tâm mà hình thành dịng nước xốy rotor stato Nhờ ma sát nước stato mà momen truyền cho stato làm stato có xu hướng muốn xoay quay ổ đỡ Stato giữ cân nhờ cấu cân lực Vịng nước dày lực ma sát nước phanh lớn Nước vào Nước Hình 6.11 Sơ đồ phanh thử kiểu thủy lực kiểu đĩa 1.Stato, 2.ổ bi Stato, 3.ổ bi Rotor, 4.mặt bích, 5.bệ, 6.van điều chỉnh,7 khớp nối, 8.Rotor Để tăng hiệu phanh, người ta làm rotor nhiều đĩa khoan lỗ bề mặt đĩa Loại phanh làm việc theo nguyên tắc điền đầy phận Mức độ nạp đầy phanh xác định qua hệ số nạp đầy = D1 − D2 D = 1− D1 D1 Trong D1: Đường kính ngồi rotor; Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-10 D2: Đường kính vòng nước Phanh làm việc thuận nghịch Hình 6.12 Stato Rotor phanh thử thủy lực dạng chốt Stato, chốt Stato, Rotor, chốt Rotor, then, trục nối với trục động cơ, trục Rotor - Loại chốt: Rotor chế tạo dạng hình trụ Trên có gắn vào ba hàng chốt cạnh Mặt hông stato gắn xen kẽ chốt ba cạnh Giữa hàng chốt Rotor Stato có khe hở định để tạo khoang nước tránh va chạm kẹt Như loại phanh làm việc theo nguyên tắc điền đầy phận thuận nghịch Hiệu phanh loại lớn loại đĩa Nhược điểm loại chế độ tải trọng lớn làm việc ồn sau thời gian làm việc vị trí cố định chốt yếu dần đến hư hỏng nghiêm trọng Khi thử trục quay làm cho Rotor quay Lượng nước chứa phanh thử tạo nên ma sát: ma sát chốt Rotor với nước, ma Phanh thử thủy lực E4 sát nước chốt Stato Nhờ có ma sát mà mô men truyền từ Rotor sang Stato, làm cho Stato có khuynh hướng quay theo Lượng nước phanh khe hở chốt định đến việc truyền mô men Thông thường, thử động cơ, để thay đổi tải cho động người ta điều chỉnh lượng nước vào phanh Khi lượng nước nhiều việc truyền mô men từ Rotor sang Stato lớn ngược lại Phanh thủy lực dạng chốt có tính chất thuận nghịch, nghĩa là: mô men sinh không phụ thuộc chiều quay Rotor Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ  : Góc xoắn M : Mơmen L : Khoảng cách hai tiết diện xoắn G : Môdun đàn hồi Ip : Mơmen qn tính độc cực Ip = 6-19  d 32 Từ ta có: M= G.I p L  trục xoắn; G.I p L = số Điều có nghĩa để đo mơmen quay ta thơng qua góc xoắn  d M M r  L Hình 6.19 Nguyên lý trục xoắn a) Dùng cảm biến điện dung Các đĩa tạo thành cực tụ điện Khi góc xoắn tiết diện I II trục xoắn thay đổi làm khe hở hai đĩa thay đổi, dẫn đến điện dung mạch đo thay đổi d L Hình 6.20 Trục xoắn dùng cảm biến điện dung b/ Dùng cảm biến quang điện Ở góc xoắn tiết diện I II thay đổi làm thay đổi khe hở ánh sáng lọt qua lỗ đĩa Kết dòng quang điện tế bào quang điện thay đổi Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-20 L d Hình 6.21 Trục xoắn dùng cảm biến quang điện Đo mômen sở biến dạng bề mặt trục C' r r C l+l l M  M  B L A Hình 6.22 Trục xoắn dùng cảm biến điện trở Dưới tác dụng mô men, trục bị xoắn: điểm C bề mặt trục dịch đến vị trí C', đoạn AC có chiều dài ban đầu l dài thêm đoạn l Hệ số biến dạng dài đoạn AC = l l Xét  ACC' ta có: (l + l )2 = l + r 2 − 2lr  cos(180−  ) l2 + 2l.l + l2 = l2 + r22 - 2lrcos(1800 - ) Bỏ qua l2 r22 nhỏ Rút gọn ta có: l = r sin Do đó: = Thay l =  r sin  l L ML ; = cos GI P Ta có:  = M r.sin 2 2G.I P Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thông, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-21  cực trị  = 450, 2250 1350, 3150 Người ta thường dùng cảm biến điện trở lực căng dán theo hướng tạo với đường kính trục góc  = 450 Khi đó: M= 2GI P  r Ta thấy mơ men tỉ lệ với hệ số biến dạng dài Các cảm biến điện trở lực căng mắc với thành cầu đo Wheaston, Khi mômen thay đổi làm hệ số biến dạng dài cảm biến  thay đổi dẫn đến giá trị điện trở cầu đo thay đổi, cầu cân làm hiệu thay đổi Thông qua việc xác định Ura, ta biết mơmen quay động Hình 6.23 Cách bố trí cảm biến trục 6.5 ĐO SỐ VỊNG QUAY Khái quát chung Khi thí nghiệm động cơ, để xây dựng đường tính tốc độ cần phải đo số vòng quay Để đo số vòng quay, người ta dùng đồng hồ đo số vòng quay đồng hồ đếm vòng Theo nguyên lý làm việc người ta chia làm số loại: đồng hồ đo (hay đếm) số vịng quay khí, điện, cảm ứng, hoạt nghiệm v.v Theo phương pháp cố định đồng hồ vào vị trí đo có loại đồng hồ cầm tay hay cố định Hình 6.24 loại đồng hồ cầm tay thông thường Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-22 Đồng hồ đo số vịng quay khí Đây đo số vòng quay kiểu ly tâm, nguyên lý làm việc dựa quan hệ số vòng quay với lực ly tâm khối lượng quay Hình 6.24 Đồng hồ đo số vịng quay loại cầm tay Hình 6.25 Đo số vịng quay kiểu khí Khi trục quay, trục đồng hồ quay theo Vành khối lượng tác dụng lực ly tâm quay quanh trục Thanh 6, đẩy khớp tịnh tiến, thông qua cấu răng, bánh làm kim đồng hồ quay Loại có ưu điểm đơn giản, chắn độ xác khơng ổn định đặc tính lò xo sau thời gian làm việc thay đổi, ma sát khớp liên kết thay đổi, khe hở chi tiết thay đổi q trình mài mịn Sai số đo từ 1- 8% Đồng hồ đo số vòng quay kiểu máy phát Nó thực chất máy phát điện chiều xoay chiều vôn kế Khi trục đồng hồ quay, điện áp hai đầu tỉ lệ thuận với số vịng quay U = c..n Do số vịng quay đo nhờ vơn kế có thang chia trực số vòng quay, sai số loại 0,5 - 1% Đồng hồ đo số vòng quay kiểu cảm ứng Trục đồng hồ quay, nam châm gắn quay theo Trong nắp kim loại cảm ứng dịng xốy sinh mơ men tỉ lệ với số vịng quay M = k.n Hình 6.26 Đồng hồ đo số vòng quay kiểu cảm ứng Nắp có xu hướng quay theo nam châm Mơ men cân nhờ lực lị xo 3, kim đồng hồ gắn trục nắp nhơm quay góc tương ứng với số vịng quay Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, cơng suất tốc độ 6-23 Loại có cấu tạo đơn giản, loại đo phải liên kết với trục động (hoặc trục phanh) gây tải trọng phụ Người ta dùng loại đồng hồ đo số vịng quay khơng u cầu liên kết với trục đồng hồ đo số vòng quay hoạt nghiệm Đồng hồ đo số vòng quay kiểu hoạt nghiệm Loại dựa vào tính chất thị giác ảnh vật lưu lại mắt khoảng 1 giây.Thiết bị đo số vòng quay hoạt nghiệm gồm nguồn sáng phận − 15 20 điều chỉnh tần số nguồn sáng Để đo số vòng quay cuối trục cần đo, người ta khắc vạch lấy vị trí có bulong để quan sát Khi số vòng quay trục bội số tần số phát ra: n = k. ( k = 1, 2, m) Thì ta thấy vạch dấu đứng yên Đơn giản k = 1, n=  Vậy muốn đo số vòng quay, chiếu ánh sáng vào cuối trục nơi có vạch dấu điều chỉnh tần số ánh sáng nguồn sáng cho thấy vạch ảnh Đọc tần số ánh sáng ta giá trị số vịng quay Cần lưu ý ta nhầm lẫn k = 2, 3, m, ta thấy vạch ảnh Vì người ta phải bắt đầu điều chỉnh tần số ánh sáng lớn để thấy hay vạch ảnh sau điều chỉnh giảm dần tần số thấy vạch ảnh Đồng hồ đếm số vịng quay a Loại khí Gồm đĩa số, tùy thuộc vào giới hạn đo dụng cụ mà có số đĩa số tương ứng Xung quanh đĩa số, đánh số từ - Trục trung gian nối hai đĩa số có ngắn dài xen kẽ Bên trái đĩa số có 20 chốt bên phải có chốt Khi đo, đĩa số bên trái quay, phần phẳng trượt dài bánh trung gian đĩa số bên phải Hình 6.28 Đồng hồ đếm vịng loại khí khơng quay, chốt ăn khớp với bánh dài trục trung gian làm quay trục trung gian qua làm quay đĩa số bên phải 1/10 vòng Như đĩa số bên trái quay vịng đĩa số bên phải quay 1/10 vòng b Loại cảm ứng Dùng cuộn dây lõi sắt gắn cố định, đĩa quay, đóng mạch cho cuộn dây xuất xung cuộn dây, số xung tương ứng với số vịng quay Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-24 c Loại quang điện Diot phát Diot thu thu R Trục băng thử Thiết bị thị chè thë - + E Đĩa đục lỗ Hình 6.29 Đếm vịng loại quang điện Sử dụng diot quang để đếm số xung sau vòng quay, số lỗ địa đục lỗ tương ứng với số xung nhận được, phận xử lý thị xác định số vòng quay tốc độ quay nêu kết hợp thêm đếm thời gian 6.6 XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT TỔN THẤT CƠ KHÍ Cơng suất tổn thất khí xác định theo cơng thức: Nm = N i - Ne Khi xác định phương pháp này, địi hỏi phải xác định xác Ni Ne khơng có sai số lớn Vì việc xác định Ni cách xác vấn đề lớn, người ta thường xác định Nm phương pháp gần đây: Xác định phương pháp đo tiêu hao nhiên liệu: Ở phương pháp người ta thay đổi mơmen quay động giữ cho số vịng quay không đổi, đo lượng tiêu hao nhiên liệu ứng với giá trị mômen khác Từ mômen quay ta có áp suất có ích bình qn theo cơng thức: Ne = pe Vh i.n 30 Hình 6.30 Xác định tổn thất khí theo phương pháp đo tiêu hao nhiên liệu Ne = M.=M..n/30 pe = M   Vh i Lượng tiêu hao nhiên liệu chu trình: g ct = Trong đó: Gnl i.n 30 i số xi lanh Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-25  số kỳ Vẽ đồ thị gct = f(pe) Để xác định áp suất tổn thất khí ta kéo dài đường cong phía trái cắt trục hồnh (ngoại suy) Theo cơng thức đoạn điểm cắt gốc tọa độ chích áp suất tổn thất khí pm Từ cơng suất tổn thất khí xác định Xác định Nm cách ngắt xi lanh động cơ: Trong động nhiều xi lanh xác định tổn thất khí cách ngắt xi lanh Đầu tiên xác định cơng suất có ích động tất xi lanh làm việc Sau cho xi lanh ngừng làm việc lại xác định cơng suất có ích Từ hai kết ta xác định tổn thất khí xi lanh Xác định phương pháp chạy tự Phương pháp xây dựng sở khối lượng quay sau ngừng cung cấp lượng chuyển động chậm dần ma sát cuối dừng lại Nếu xác định mômen quán tính khối lượng chuyển động gia tốc chậm dần, tính mơmen ma sát M m = . =  Trong đó:  t  mơmen qn tính khối lượng chuyển động  gia tốc góc  = 2n thay đổi tốc độ góc t khoảng thời gian xác định Xác định phanh thử điện Thường dùng phanh thử điện chiều để kéo động chạy không tải Để đảm bảo độ xác cho phép đo, người ta cố gắng tạo áp suất nhiệt độ động thử (khơng có q trình cháy) gần với áp suất nhiệt độ động làm việc Việc đảm bảo nhiệt độ thực cách đun nóng dầu bơi trơn thay nước làm mát dầu nóng Phương pháp cho kết đo xác giá thành cao 6.7 CÁC ĐIỀU KIỆN TIÊU CHUẨN KHI THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Các điều kiện tiêu chuẩn nước khác khác Vì đường đặc tính động thí nghiệm nước khác cần có sở để so sánh Các sở là: Điều kiện tiêu chuẩn khác - TCVN: Áp suất tiêu chuẩn pO = 1013mbar Nhiệt độ tiêu chuẩn tO = 200C Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-26 Độ ẩm tương đối tiêu chuẩn O = 70% - rOCT: pO = 1013mbar tO = 200C 0 = 50% - DiN pO = 1000mbar tO = 250C 0 = 60% Phương pháp qui đổi kết đo điều kiện tiêu chuẩn khác - TCVN: N eo = 1013− p no 273+ t N e p − pn 293 - rOCT: N eo = 1013− p no p − pn 273+ t N e 293 Trong đó: Neo : Cơng suất có ích động qui đổi điều kiện tiêu chuẩn Ne : Công suất động nhận thí nghiệm Pno : Áp suất riêng nước khơng khí điều kiện tiêu chuẩn P : Áp suất môi trường thí nghiệm t : Nhiệt độ mơi trường thí nghiệm pn : Áp suất riêng nước khơng khí điều kiện thí nghiệm (phụ thuộc vào nhiệt độ độ ẩm) Điều kiện qui định lắp đặt hệ thống phụ thí nghiệm động khác Tiêu chuẩn (Nước) Lắp đặt hệ thống phụ Lọc khí Ống thải Máy phát Quạt làm mát Bơm nước Bơm cung cấp nhiên liệu SAE (cũ) - - - - - - SAE Netto (mới) + + + + + + + + + + + + (Mỹ) DiN Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-27 (Đức) BS (Anh) JiS (Nhật) rOCT (Nga) CUNA (Ý) Ký hiệu A A + B + + + - + + + + + - + - + + + - + + + + + : lắp động thí nghiệm - : tháo khỏi động thí nghiệm, quay nguồn lượng bên ngồi A : Hệ thống nạp, thải thay khác, hệ số cản không đổi B : Lắp động làm mát không khí Tháo động làm mát nước Như theo thực nghiệm, kết thí nghiệm theo tiêu chuẩn sơ so sánh sau: NeSAE = (1,1 1,25) NeDiN NeSAE.Netto = 0,99 NeDiN NeCUNA = (1,05 1,1) NeDiN NerOCT = 1,08 NeDiN = 1,06 NeBS = 1,03 NeJiS Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-28 6.8 MỘT SỐ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ THỐNG BĂNG THỬ Hình 6.31 Bố trí lắp đặt động hệ thống thiết bị đo Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-29 Nội dung Chương Đo lực, mô men, công suất, tốc độ 6.1 KHÁI QUÁT 6.2 NGUYÊN LÝ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ 6.3 CÁC LOẠI PHANH THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ b Sơ đồ khối: Hình 6.5 Sơ đồ khối phanh thử dạng phanh có cấu cân ĐỘNG CƠ Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý phanh thử cơng suất động có cấu cân 1.đồng hồ đo tốc độ, 2.trục Rotor, 3.cơ cấu phanh, bệ, 5.cảm biến lực, 6.cánh tay đòn Hình 6.11 Sơ đồ phanh thử kiểu thủy lực kiểu đĩa Hình 6.12 Stato Rotor phanh thử thủy lực dạng chốt 10 Hình 6.13a Stato Rotor phanh thử thủy lực dạng cánh 11 Hình 6.13b Phanh thử thủy lực dạng cánh 11 Các phương án điều chỉnh tải cho phanh thử thủy lực: 13 Hình 6.15 Các phương pháp điều chỉnh lượng nước vào phanh thủy lực 13 Ưu nhược điểm phanh thủy lực: 14 Dạng thứ nhất: 14 Dạng thứ hai: 14 Hình 6.16 Phanh dòng điện Foucault 15 Đặc tính phanh điện 17 Ưu, nhược điểm phanh thử kiểu điện 18 6.4 TRỤC XOẮN 18 Đo mômen sở xoắn trục: 18 Đo mômen sở biến dạng bề mặt trục 20 6.5 ĐO SỐ VÒNG QUAY 21 Khái quát chung 21 Đồng hồ đo số vịng quay khí 22 Đồng hồ đo số vòng quay kiểu máy phát 22 Đồng hồ đo số vòng quay kiểu cảm ứng 22 Đồng hồ đo số vòng quay kiểu hoạt nghiệm 23 Đồng hồ đếm số vòng quay 23 6.6 XÁC ĐỊNH CƠNG SUẤT TỔN THẤT CƠ KHÍ 24 Xác định phương pháp đo tiêu hao nhiên liệu: 24 Xác định Nm cách ngắt xi lanh động cơ: 25 Xác định phương pháp chạy tự do: 25 Xác định phanh thử điện: 25 6.7 CÁC ĐIỀU KIỆN TIÊU CHUẨN KHI THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ 25 Điều kiện tiêu chuẩn khác nhau: 25 Phương pháp qui đổi kết đo điều kiện tiêu chuẩn khác nhau: 26 Điều kiện qui định lắp đặt hệ thống phụ thí nghiệm động khác nhau: 26 6.8 MỘT SỐ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ THỐNG BĂNG THỬ 28 Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-30 Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-31 Trần Thanh Hải Tùng, Bộ môn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-32 Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN Cảm biến kỹ thuật đo - Chương Đo lực, mô men, công suất tốc độ 6-33 Câu hỏi chương 6: Nhiệm vụ lực kế, nêu nguyên lý loại lực kế Nguyên lý đặc tính phanh thử cơng suất kiểu khí Các loại phanh thử cơng suất kiểu thủy lực, nêu nguyên lý đặc tính phanh thử công suất thủy lực Các loại phanh thử công suất kiểu điện, phân biệt loại phanh có cấu cân khơng có cấu cân Phương pháp đo mô men trục xoắn, loại cảm biến đo mơ men xoắn Trình bày phương pháp đo số vòng quay Trần Thanh Hải Tùng, Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ khí giao thơng, ĐHBK ĐN ... Phanh thử thủy lực dạng cánh 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;... tiết phanh thử nóng lên Vì vậy, phải đưa nước làm mát vào Đường đặc tính phanh thử cơng suất hay momen phanh thử theo số vòng quay Ở loại phanh thử mômen phanh thử phụ thuộc vào lực xiết bulông... đĩa rotor với nước lực ly tâm mà hình thành dịng nước xoáy rotor stato Nhờ ma sát nước stato mà momen truyền cho stato làm stato có xu hướng muốn xoay quay ổ đỡ Stato giữ cân nhờ cấu cân lực Vịng