a. Sơ đồ chung của hệ thống
Gồm cỏc khối chớnh sau đõy:
-Băng thử Chassis dynamometer 20’’ (CD 20’’) -Khối lấy mẫu khớ thải với thể tớch khụng đổi CVS -Tủ phõn tớch khớ thải CEBII.
Hỡnh 2.1. Sơ đồ hệ thống thử nghiệm khớ thải xe mỏy Hệ thống CVS Mỏy tớnh điều khiển toàn hệ thống Màn hỡnh hỗ trợ người lỏi Thiết bị xỏc định lưu lượng Tủ chứa tỳi khớ Tủ phõn tớch khớ Lọc khớ pha loóng Bơm hỳt Bơm hỳt Băng thử xe mỏy 20” Quạt giú
Hỡnh 2.2. Sơ đồ thiết bị kiểm tra khớ thải xe mỏy b. Kết cấu băng thử CD 20’’
Băng thử động học gồm một động cơ điện cụng suất 23,9kW dẫn động con lăn thụng qua hộp số làm liền động cơ. Con lăn của băng thử cú đường kớnh 20’’(508mm), bề mặt con lăn được phủ một lớp tạo ma sỏt để dễ dàng dẫn động bỏnh xe mỏy, trờn trục con lăn cú gắn cảm biến đo tốc độ động cơ. Vỡ trục con lăn chớnh là trục động cơ điện cho nờn từ tốc độ con lăn ta cú thể xỏc định được tốc độ xe. Bỏnh đà và đĩa phanh (phanh hơi) được gắn trờn trục động cơ và con lăn cú nhiệm vụ tớch lũy năng lượng. Qua đú ổn định quỏ trỡnh chạy của xe, giỳp người lỏi theo chu trỡnh thử được dễ dàng giảm tối thiểu cỏc lỗi vượt ra ngoài miền dung sai cho phộp của đường thử. Trờn động cơ chớnh cũn cú cơ cấu đo lực dựng nguyờn lý phanh điện xoay chiều.
Xe được giữ trờn băng thử bằng cơ cấu kẹp bỏnh xe sử dụng khớ nộn, với ỏp suất nộn 4,5→10 bar. Nú cú tỏc dụng giữ chặt xe trong suốt chu trỡnh thử để đảm bảo cho người vận hành.
Quạt giú được gắn liền với băng thử nờn cú khả năng tạo ra vận tốc giú thay đổi theo vận tốc con lăn trờn băng thử cú tỏc dụng làm mỏt động cơ trong quỏ trỡnh thử nghiệm.
- Cỏc thụng số cơ bản của quạt: + Lưu lượng quạt 32000m3
/h.
+ Áp suất tĩnh: 600Pa, tổng ỏp suất: 837Pa, ỏp suất hỳt ở 200C là 101kPa, cụng suất : 12,29kW
+ Thời gian khới động chuẩn: 5,2s + Kớch thước cửa quạt: 800*600mm.
Thụng số của băng thử
Băng thử chassis dyno 20’’ được thiết kế để mụ phỏng lại khối lượng của xe trong phạm vi 80kg đến 350kg.
Quỏn tớnh cơ sở của con lăn tương đương với khối lượng của xe khoảng 170kg. Lực kộo lớn nhất của động cơ ở chế độ động cơ là 1512N ở 90 km/h. Lực kộo lớn nhất ở chế độ mỏy phỏt là 1680N ở 90 km/h.
Lực kộo lớn nhất của động cơ ở chế độ khi sử dụng nhiều là 945N ở 90 km/h. Ở chế độ mỏy phỏt sử dụng nhiều là 1040N ở 90 km/h.
c. Giới thiệu hệ thống lấy mẫu khớ xả CVS (Constant Volume Sampling)
Hệ thống lấy mẫu khớ xả CVS của hóng AVL cung cấp cỏc phương phỏp để thực hiện việc xem xột và đỏnh giỏ hoặc tự động điều chỉnh, với cỏc phộp đo chớnh xỏc thành phần cỏc chất cú trong khớ thải. Hệ thống này hiện nay cho ta cỏc kết quả phự hợp với cỏc tiờu chuẩn thử của chõu Âu và Mỹ. Hệ thống lấy mẫu khụng đổi AVL CEC CFC kết hợp với cỏc bộ xử lý thớch hợp sẽ cung cấp chớnh xỏc kết quả đo và cỏc thành phần phỏt ra trong khớ xả của động cơ trờn một thiết bị vận tải, nhờ Dynamometer giả lập quỏ trỡnh chuyển động của xe trờn đường thật.
Trong mỗi pha của quỏ trỡnh thử, dũng khớ xả sẽ được làm loóng với khụng khớ đó qua lọc tạo thành khớ xả loóng, cỏc mẫu khớ xả loóng và khụng khớ lọc được đưa vào cỏc tỳi khớ (Tedlar), và chỉ cần tớnh toỏn lưu lượng của khớ xả loóng.
Cỏc ống Venturi với lưu lượng tới hạn được sử dụng cho phộp đo lưu lượng của khớ xả loóng, thụng qua tốc độ õm thanh ở cổ ống. Thể tớch của khớ qua ống khụng phụ thuộc vào sự tăng ỏp suất và nhiệt độ.
d. Kết cấu của tủ CEBII.
Tủ phõn tớch khớ xả CEBII với kết cấu là hệ thống đo lường thực hiện bởi cỏc mụđun, cho phộp đo đối với cỏc thành phần NO, NOx, CO, CO2, O2, HC cú trong khớ xả.
Hỡnh 2.3. Tủ CEBII
1: Mỏy tớnh tớch hợp trong tủ; 2: Khối SCU; 2a: HCU khối làm núng; 2b: Khối làm lạnh; 2c: Khối điều khiển SCU; 2d: Vựng dành cho ERG; 3: Cỏc bộ phõn tớch.; 4: Bảng đồng hồ khớ; 5: Cụng tắc hệ thống; 6: Khối chuẩn đoỏn; 7: Cỏc đường khớ và
nguồn điện.
Vị trớ cỏc mụđun trong tủ phõn tớch.
Ngăn thứ nhất: Thường được dựng để lắp bộ tuyến tớnh húa và đo hiệu suất chuyển đổi NO2 thành NO (Diagnostic Unit). Do hệ thống này khụng cần thường xuyờn sử dụng vỡ thế để tiết kiệm chi phớ, bộ tuyến tớnh húa và đo hiệu suất chuyển đổi NO2 thành NO được lắp trờn một giỏ đỡ di động, do đú ngăn này cú khi là ngăn trống.
Ngăn thứ hai: được đặt một mỏy tớnh tớch hợp là bộ điều khiển trung tõm trong hệ thống đo lường của tủ CEBII. Mỏy tớnh cụng nghiệp này hoạt động trờn nền Windows NT với phần mền được cài đặt sẵn là phần mền GEM 110. Hai đồng hồ phớa dưới chỉ ỏp suất khớ nộn compr air, và khớ làm sạch blackflush, ỏp suất chỉ định là 6 bar. Phớa dưới cỏc đồng hồ đo ỏp suất là cỏc đầu nối khớ vào được sử dụng trong quỏ trỡnh tuyến tớnh húa bộ phõn tớch.
Tiếp theo phớa dưới của mỏy tớnh (ngăn thứ ba) là bộ phõn tớch O2 cú dải đo từ 1% đến 25%. Tựy theo hàm lượng O2 như thế nào mà hệ thống sẽ chọn dải đo phự hợp.
Dưới bộ phõn tớch O2 là hai bộ phõn tớch CO và CO2 (ngăn thứ 4). Bộ phõn tớch CO được chia làm hai loại CO low với khoảng đo là 30ppm tới 2500ppm và CO hight cú khoảng đo là 0,5% đến 10%. Bộ phõn tớch CO2 thỡ cú chung một khoảng đo đú là 0,5% đến 20%. Bờn cạnh bộ phõn tớch CO và CO2 cú hệ thống cỏc van kim để điều chỉnh lưu lượng khớ vào cỏc bộ phõn tớch, lưu lượng này được thể hiện thụng qua cỏc ống chỉ lưu lượng đặt ở phớa dưới cỏc van kim.
Ngăn thứ năm: cú bộ phõn tớch HC cựng cú khả năng đo lượng HC trong khoảng 9ppm đến 30%. Tuy nhiờn để tăng độ chớnh xỏc, cỏc bộ phõn tớch lại được chia ra để đo lượng HC cao và thấp.
Ngăn thứ sỏu: được để một bộ phõn tớch NO và NOx, bộ phõn tớch này cú khoảng đo 50ppm đến 10000ppm. Bờn cạnh ngăn thứ sỏu tượng tự như ngăn thứ năm cú cỏc đồng hồ chỉ ỏp suất khớ H2/He, khớ chỏy và đồng hồ chỉ ỏp suất khớ nền. Ngoài ra cũn cú một van kim điều chỉnh lượng O2 vào bộ phõn tớch và cú một ống chỉ lưu lượng khớ nhưng tất cả đều dựng để đo cho bộ phõn tớch HC cũn lại.
Ngăn thứ bẩy: là khối SCU. Bộ sấy núng khớ mẫu SCU (Sample Conditioning Unit) bao gồm tất cả cỏc thành phần thực hiện và điều chỉnh sấy mẫu khớ.
Với bộ phõn tớch HC và bộ phõn tớch NOx hơi nước khụng làm sai lệch kết quả đo, nhiệt độ đo yờu cầu phải cao để trỏnh sai số khi đo vỡ vậy cần phải sấy núng khớ mẫu. Khối làm núng khớ mẫu (heat sample unit): kết hợp đường làm núng và một bơm khớ làm núng với một bộ lọc sơ cấp và một bộ lọc thứ cấp tại đường vào. Bơm
cú thể cú hai đường vào một đường dựng để đo trực tiếp khớ xả khụng pha loóng lấy trực tiếp từ ống xả động cơ qua bộ lọc frefilter vào tủ, một đường lấy khớ xả đó pha loóng lấy từ hệ thống CVS. Cỏc van điều khiển đường đi của khớ qua bộ ion húa ngọn lửa FID và bộ phõn tớch quang húa CLD cũng được tớch hợp vào trong khối này.
Đối với cỏc bộ phõn tớch CO, CO2, O2 thỡ ngược lại, để đo chớnh xỏc lại phải làm lạnh mẫu khớ để loại bỏ đi hơi nước bởi vỡ hơi nước trong trường hợp này cú ảnh hưởng lớn tới kết quả đo. Nú là nguyờn nhõn sinh ra sai số trong trường hợp này. Vỡ vậy cần tớnh toỏn nhiệt độ của khớ để loại bỏ nước trong khớ xả mẫu. Yờu cầu này được ỏp dụng cho tất cả cỏc bộ phõn tớch khụng làm núng như CO, CO2, O2.