III. Hệ thống lấy mẫu khí xả CVS.
3.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lu lợng.
Các chức năng của hệ thống lu lợng đợc tóm tắt nh sau: Thứ nhất lu lợng chính đợc tính lại, sau đó các chức năng khác của hệ thống ống lấy mẫu hoạt động, cuối cùng thiết bị đo lu lợng sẽ đo tổng lợng khí.
3.3.2.1.Nguyên lý làm việc của bộ phận lấy lu lợng khí xả xe ôtô .
Khí xả hoặc đợc đa vào thiết bị trộn gọi là “Mixing-T” với hệ thống đo cho động cơ xăng hoặc vào ống làm loãng (Dilution Tunnel) với hệ thống đo cho động cơ diesel.
Bộ lọc không khí nền đặt ở phía trên thiết bị hoà trộn “Mixing - T” và ở dới ống làm loãng (Dilution Tunnel). Bộ lọc này và thiết bị hoà trộn “Mixing - T” đợc đặt trong một tủ, để dễ dàng cho việc bảo dỡng và thay thế.
Bộ lọc không khí nền gồm ba lớp:
+ Lớp thứ nhất làm bằng giấy đặc biệt dùng có thể loại bỏ những hạt chất có kích thớc khá nhỏ.
+ Lớp thứ hai là lớp lọc than hoạt tính tiếp tục loại bỏ các bụi bẩn trong khí nền, lu lợng khí đi tối đa là 45 m3/min với áp suất 30 Pa.
+ Lớp thứ ba là lớp lọc tinh tiếp tục loại bỏ các hạt lẫn trong khí nền có kích thớc tới 0,3 micro, hiệu quả lọc đạt 99,99 % với lu lợng cho phép 33 m3/min và áp suất 250 Pa.
Ngoài ra hệ thống còn có một thiết bị lọc đợc dùng cho lấy mẫu khí xả thô gọi là pre-filter, khả năng của thiết bị này cho phép loại bỏ 80 – 85 % các bụi bẩn trong khí xả do đó kéo dài tuổi thọ của lớp lọc than hoạt tính, lu lợng có thể đạt tới 56 m3/min, áp suất nhỏ hơn 65 Pa.
Tuỳ theo Ôtô sử dụng loại nhiên liệu gì (xăng hay diezel) để lựa chọn cấu hình hệ thống lấy và phân tích khí xả cho phù hợp.
Ngay sau khi bắt đầu vào hệ thống lấy mẫu, khí xả loãng sẽ đợc đa vào bộ phận phân ly, bộ phận này có chức năng tách và loại bỏ các hạt chất còn sót trong khí xả loãng (Bằng cách này có thể thay thế bộ lọc không khí và thiết bị hoà trộn “Mixing - T” với hiệu quả cao, áp suất nhỏ) . Khí xả loãng đi đến thiết bị tuần hoàn nằm ngay dới bộ phận phân ly, để loại bỏ các thành phần dạng hạt tích luỹ thông thờng có kích thớc đến 10 micro với áp suất tạo ra là 2,5 kPa ở lu lợng 30 m3/min. Đầu ống lẫy mẫu đặt ngợc h- ớng của dòng khí đi qua ống Venturi, đặt cùng với ống lẫy mẫu là đầu dò nhiệt độ và áp suất. Lu lợng giới hạn qua ống Venturi cho phép tính toán tổng lợng khí loãng, lu lợng lớn nhất của dòng khí qua ống Venturi luôn ổn định và có tốc độ bằng tốc độ âm thanh.
ở tốc độ ânh thanh cần phải tạo ra một áp suất chân không cần thiết ở đờng ra của ống Venturi, về lý thuyết ta có thể tạo ra áp suất cần thiết thông qua đồ hồ đo. Nhng do có sự tồn tại của các lớp biên trong ống Venturi nên không đo đợc tổng áp suất đã tồn tại, do đó có một lợng áp suất nhỏ bị mất nó phụ thuộc vào thiết bị, máy móc và loại ống Venturi. Đờng thải khí xả loãng đợc đặt ở đỉnh của tủ lấy mẫu cho phép dễ lắp đặt và thay thế. Quạt hút (Blower Unit) giữ áp suất hút không đổi 0,5 kPa, vì nếu áp suất quạt hút lớn quá sẽ dẫn đến sự quá nhiệt hoặc tăng độ chân không xuống dới mức nhỏ nhất yêu cầu.
3.3.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống lấy mẫu khí thải loãng.
Hệ thống lấy mẫu AVL CEC CVS gồm các chức năng sau:
+ Chuyển các mẫu khí xả loãng (đã đợc lọc) tới các túi khí mẫu “Dilute”
+ Chuyển mẫu không khí nền vào các túi khí mẫu “Air”
+ Cung cấp các mẫu khí thải loãng riêng biệt cho việc phân tích liên tục.
+ Các đờng dẫn của các túi khí hoặc các mẫu khí liên tục đợc đa tới bộ phân tích. Lọc khí xả loãng là đầu lọc theo chuẩn 770 đợc thiết kế riêng cho bộ phân tích khí xả nó cho phép loại bỏ tới 95% thành phần dạng hạt có kích thớc là 0,1 micro. Mức độ lọc đợc quyết định bởi nguyên lý lọc, chuẩn lọc thông thờng trong các nhà máy là chuẩn 25-35/30-80C/60K của Grade.
Mẫu khí loãng đợc hút từ bơm PS02 qua lọc, qua các thiết bị đo lu lợng sau đó đ- ợc đa tới ống phân phối và đợc chia vào các túi khí theo các đờng #1, #2, #3 thông qua các van S17, S19, S21 và S23 trong các pha thử I, II và III. Tất cả các van điện từ trong hệ thống phân phối đều có 3 đờng và thờng xuyên đóng, điện áp hoạt động là 24 VDC. Thiết bị đo lu lợng mẫu khí xả loãng (PLATON chuẩn OMN1037 với tỷ lệ chiều dài 100mm và độ chính xác +/- 3 % ) để hiển thị lu lợng, không điều lu lợng mẫu lấy từ ống Venturi. Không khí làm loãng đợc hút qua các lọc không khí trong bộ Mixing T các mẫu khí đợc hút bằng bơm PS01 vào hệ thống phân phối và đa đến các túi khí theo các đờng #1, #2, #3 ( van S05, S07 và S09 ) lần lợt trong các pha thử. Thiết bị đo lu lợng với van điều khiển (PLATON chuẩn OMN1037 tỷ lệ chiều dài 100mm, độ chính xác +/-3 % ) cho phép điều khiển lu lợng không khí mẫu đúng với lu lợng mẫu khí xả loãng qua ống Venturi. Các túi giữ khí mẫu gọi là Tedlar nó có thể chứa tối đa 150 l khí. Khi khí đợc điền đầy, hệ thống ống trong túi sẽ lẫy đi các mẫu khí để phân tích. Các bơm lấy mẫu có thể đợc làm ấm tới nhiệt độ hoạt động yêu cầu. Mẫu khí xả loãng và khí xả thô liên tục đợc đa tới bộ xử lý thông qua các bơm. Trớc khi hoàn thành quá trình thử, các cổng của các túi khí chứa khí xả loãng và không khí phải đợc nối với bộ xử lý tơng ứng, van S06, S08, S10, S18, S20, S22 và van S01 sử dụng cho mục đích này (chú ý là bộ xử lý phải có bơm hút mẫu khí từ túi khí). Thông thờng một độ chân không 150 mbar là cần thiết với một ống 8 mm có chiều dài 10 m. Vòng làm sạch và đa khí vào cho phép làm sạch các túi khí bằng không khí giữa hai lần thử, khi làm sạch các bơm hút sẽ hút khí qua các van S14, S26 và lựa chọn van “bag in” để vào các túi khí mẫu, khi hút khí, bơm sẽ hút khí trong túi khí thông qua van S03 và lựa chọn các van “bag out”.
3.3.2.3. Hệ thống đo hàm lợng muội trong khí xả.
Các mẫu khí đợc lấy với lu lợng không đổi từ ống làm loãng nhờ một đầu lấy mẫu có đờng kính 13 mm đợc thiết kế theo chuẩn US-EPA và ECE, thiết bị điều khiển lu lợng của dòng khí xả loãng đợc đặt ở cuối đờng lấy mẫu (Có thể bỏ thiết bị này nếu không dùng chuẩn ECE cho Light-duty). Lu lợng của dòng khí đợc dẫn qua một van cầu để kiểm tra sự thất thoát và tới bộ tách dòng để đa tới các lọc đã định trớc cho mỗi
pha của quá trình thử. Bộ tách dòng là một máy CNC, nó có thể đợc tháo ra để kiểm tra sự đồng đều của hình dạng các ống.
Với hệ thống này cho phép điều chỉnh tốt nhất lu lợng vào các ống khác nhau mà không có sự sai lệch về lu lợng. Có thể có 1, 3 hoặc 4 lọc, tuỳ thuộc vào các yêu cầu thử khác nhau.
Cụm lọc có thể đợc tháo rời và mang tới phòng cân, cụm lọc có một núm vặn đặt ở giữa, khi vặn ngợc chiều kim đồng hồ sẽ cho phép mở cụm lọc một cách nhẹ nhàng để có thể thay thế các lọc dễ dàng.
Việc lựa chọn các van xuôi hoạt động cho phép hớng dòng lu lợng vào các lọc khác nhau trong quá trình thử. Các van ngợc là van cầu hoạt động bằng khí nén với lu l- ợng chẩy qua khi mở là không hạn chế. Trong trờng hợp dòng lu lợng đi qua đờng rẽ , lúc này cho phép làm ấm bơm trớc khi bắt đầu cho mẫu qua lọc.