Nghiên cứu ứng dụng phanh thủy lực DYNOmite 13 Dual Roto trong đo kiểm động cơ diesel

Hệ thống cấp nước của DYNOmite

Nó có một ống nhỏ mắc vào một van nhiệt điện trở tại vị trí dưới của tháp nước, sử dụng nối "T" để cung cấp nước cho tháp làm mát và cửa vào van tải từ bơm. Sử dụng ống kích cỡ phù hợp kết nối từ nơi cấp nước tới dyno, nếu dịch chuyển hay thay đổi những cơ cấu thông thường đảm bảo không bị cản trở ở lưu lượng cao.

Bộ trích lọc điện từ RPM bộ hút thu (Magnetic Absorber RPM Pick-Up)

Gic lơ được lắp tỷ lệ với tải của thiết bị hút thu, có thể thay đổi kích cỡ phù hợp nhất cho thiết bị hút thu tùy theo loại động cơ kiểm tra. Máy tính Dynomite chuẩn có mạch điện đồng hồ đo tốc độ góc, mạch này thực hiện tính tổng xung điện từ bộ phận đánh lửa của động cơ hay máy phát AC.

Máy tính

Nối ống cấp nước tới van tải, van tải nối tới phanh, mở nguồn cấp nước chính, mở hoàn toàn van tải Dynomite, đọc số đo áp suất động lực trên đồng hồ van tải với động cơ 200HP yêu cầu khoảng 8PSI và động cơ >250HP yêu cầu 15PSI. Áp suất tĩnh cao (60PSI + khi van tải đóng) tạo tác động lớn cho van tải ở mức độ công suất thấp, áp suất cấp nước dao động rất khó để giữ RPM vận hành ổn định, có thể cải thiện bằng việc sử dụng van giảm áp dòng chảy lớn, để điều chỉnh áp suất nước ở giai đoạn chuẩn bị (khoảng 30PSI).

Th ực trạng phanh thủy lực DYNOmite 13 Dual Rotor khi chuyển về Bảng 1-6 Bảng kê chi tiết thiết bị hiện có tại phòng thí nghiệm động cơ bộ

Khi được kỹ thuật viên thực hiện đo thử, nhận định của họ là do động cơ thuỷ có số RPM hộp số quá thấp (dưới 1000 vòng/phút) nên không đo được. Tuy nhiên qua nghiên cứu tài liệu, cũng như đặc tính tải của bộ hút thu không hề đề cập đến giới hạn RPM để đo, do vậy nhận định trên là không xác đáng. Thiết bị không có bệ thử, không có bơm nước và tháp làm lạnh, không có bộ phận dẫn động từ động cơ tới thiết bị hút thu, van điều khiển tải thủ công.

Việc vận hành đo nghiệm thu và hướng dẫn sử dụng không chu đáo, thậm chí lẫn lộn giữa việc vận hành van tải bằng tay và van tải điều khiển tự động dẫn đến thực trạng thiết bị không thể sử dụng từ khi nhận về.

Nhận xét khả năng ứng dụng của máy đo

- Công suất động cơ và momen tải không vượt quá công suất và momen tải của thiết bị thể hiện trên đường đặc tính tải tại số vòng quay đó. - Về khả năng ứng dụng phanh DYNOmite 13 cho công tác khảo nghiệm động cơ tại bộ môn động lực, các động cơ tại phòng thực hành bộ môn động lực thường là động cơ thủy với tốc độ đầu ra hộp số thấp thường dưới 800 vòng/phút So sánh giá trị này trên đường đặc tính của phanh ta nhận thấy công suất tối đa tại đó mà DYNOmite có thể đo được khoảng  25 HP không thể phù hợp. Mặt khác việc điều chỉnh van tải bằng tay gây khó khăn cho việc sử dụng phanh ở đường đặc tính có giá trị cực đại mà tại giá trị tốc độ đó khả năng gây tải của phanh là lớn nhất do lượng nước cấp vào không ổn định, không phù hợp với lượng nước thải ra.

Vì vậy ta phải làm tăng tốc độ truyền của động cơ đến phanh bằng phương pháp sử dụng bộ truyền trung gian. Có các giải pháp kỹ thuật như sử dụng bộ truyền đai, bộ truyền xích hay bộ truyền bánh răng để phù hợp tốc độ quay của động cơ với bộ hút thu.

Lựa chọn bộ phận dẫn động từ động cơ đến bộ hút thu [5]

- Bộ truyền xích truyền công suất nhờ vào sự ăn khớp giữa xích và bánh xích, do đó góc ôm không có vị trí quan trong như trong bộ truyền đai và do đó có thể truyền công suất và chuyển động cho nhiều đĩa xích bị dẫn. Các nhược điểm của bộ truyền xích là do sự phân bố của các nhánh xích trên đĩa xích không theo đường tròn, mà theo hình đa giác, do đó khi vào khớp ra khớp, các mắt xích xoay tương đối với nhau và bản lề xích bị mòn, gây nên tải trọng động phụ, ồn khi làm việc, có tỷ số truyền tức thời thay đổi, vận tốc tức thời của xích và bánh bị dẫn thay đổi, cần phải bôi trơn thường xuyên và phải có bộ phận điều chỉnh xích. Ngày nay có nhiều loại bánh răng được sử dụng: bánh răng trụ, bánh răng nón, bánh răng côn…ta chọn phương án sử dụng bánh răng trụ, cặp bánh răng ăn khớp theo phương thẳng đứng.

Dựa vào bảng so sánh trên ta thấy bộ truyền bánh răng đáp ứng được hầu hết các yêu cầu đối với bộ truyền trung gian: hiệu suất truyền động cao, tỷ số truyền không thay đổi, làm việc được với vận tốc lớn (đến 150m/s) và công suất lớn đến vài ngàn kw, với cùng số vòng quay và công suất thì bộ truyền bánh răng có kích thước nhỏ gọn hơn so với bộ truyền đai và bộ truyền xích, làm việc tin cậy. Bánh răng trụ răng nghiêng có ưu điểm là làm việc êm không ồn: Trong bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng, các đôi răng không vào khớp và ra khớp đột ngột như bánh răng trụ răng thẳng, các răng chịu tải và thôi tải dần dần.

Thiết kế chế tạo bộ truyền trung gian Yêu cầu kỹ thuật

Bánh răng được cố định trên trục theo chiều tiếp tuyến nhờ các then, theo chiều trục nhờ vào vai trục và vòng chặn. Dựa vào đường kính trục tại chỗ lắp ổ bi để ta lựa chọn ổ bi và tải trọng tương đương tại các ổ bi ta tiến hành lựa chọn ổ bi lắp trên các trục. Để giảm mất mát công suất do ma sát, giảm mài mòn các bề mặt tiếp xúc các khớp động, thoát nhiệt và chống han gỉ, hộp tăng tốc cần phải được bôi trơn.

Để tiến hành thực nghiệm đo thử công suất, chủ yếu là động cơ D12 và các động cơ khác tại phòng thí nghiệm động cơ bộ môn động lực. Trên cơ sở những chủng máy đã liên hệ được để thực nghiệm, với khoảng cách chân máy có sẵn, kích thước tâm trục động cơ và kích thước từ tâm trục động cơ khảo nghiệm đến thanh cân lực. Trên các chân có xẻ rãnh và trên bệ thử khoan lỗ  12, các chân được lắp ghép với bệ thử bằng mối ghép buloong, với kết cấu này bệ máy có thể nâng lên hạ xuống rất thuận lợi cho việc chỉnh đồng tâm giữa động cơ, bộ truyền động trung gian và bộ hút thu.

Bệ thử này còn có thể dùng đối với các động cơ khác có kích thước tâm khác nhau nhờ vào việc có thể nâng lên hạ xuống của bệ thử.

Sơ đồ thực nghiệm

Trong quá trình lắp đặt nối động cơ với hộp tăng tốc việc xác định độ đồng tâm của hai trục là rất khó chính vì thế hai trục sẽ lệch nhau 1 góc nhỏ nhất định. - Kiểm tra động cơ, phanh và hệ thống cấp nước để sẵn sàng thực nghiệm - Xác định trước kế hoạch thực nghiệm: Quá trình thực nghiệm diễn ra với ba lần đo. Lúc này ta ghi lại giá trị công suất và mômen hiển thị trên máy tính DYNOmite đồng thời đo lưu lựng nước thoát ra từ phanh trong 30 giây.

Khi động cơ chạy ổn định ghi lại giá trị công suất và mômen hiển thị trên máy tính đồng thời đo lưu lượng nước thoát ra từ phanh trong 30 giây. Các bước tiến hành như hai lần trên nhưng với lưu lượng nước cấp vào phanh lớn hơn lưu lượng nước cấp vào phanh trong lần đo thứ hai.

Kết quả đo thực nghiệm

Dựa vào kết quả đo thực nghiệm ta thấy công suất và mômen của động cơ thay đổi phụ thuộc vào tốc độ và lưu lượng nước cấp vào phanh. Với cùng một tốc độ quay của động cơ nếu ta tăng hay giảm lượng nước cấp vào phanh dẫn tới công suất động cơ cũng tăng hay giảm theo nó. Với cùng một lưu lượng nước cấp vào phanh ta tăng hay giảm tốc độ động cơ dẫn tới công suất động cơ cũng tăng hay giảm theo nó.

Tóm lại khả năng gây tải của động cơ phụ thuộc vào hai yếu tố: tốc độ động cơ và lưu lượng nước cấp vào phanh (mức nước trong phanh). Để có thể đo được công suất lớn hơn cần phải giảm lượng nước thoát ra bằng cách sử dụng tiết lưu nhỏ hơn.