Dựa vào phần mềm mô phỏng chuyên dụng Matlab-Simulink, các phần tử của động cơ đ− ợc chia nhỏ thành các modul biểu diễn
4.2Tăng sức cản của bình lọc khí
Trong động cơ nói chung, động cơ điêzen nói riêng, tr−ớc khi không khí nạp vào trong xi lanh động cơ đều phải qua các hệ thống lọc khí. Do thời gian sử dụng lâu các bình lọc bẩn làm tăng hệ số cản, và do đó làm giảm l−ợng khí sạch nạp vào trong xi lanh động cơ dẫn tới công suất động cơ thay đổi. Để
khảo sát mối quan hệ này, tiến hành thí nghiệm trên mô hình với các mức cản của bình lọc khí khác nhau:
* Tăng sức cản của bình lọc khí lên 5%
Hình 4-1: thí nghiệm tăng sức cản của bình lọc khí lên 5%
Hình 4-1a: biểu diễn công suất của động cơ đo bằng ph−ơng pháp gia tốc khi tăng sức cản của bình lọc khí lên 5%. Giá trị cực đại của công suất trong tr−ờng hợp này là: 47,5 KW.
Hình 4-1b: bao gồm:
+ Đồ thị biểu diễn mô men chỉ thị Mi và mô men cản cơ học Mm quy về trục khuỷu động cơ. Khi động cơ ổn định hai giá trị này bằng nhau và bằng 253 N.m.
+ Đồ thị biểu diễn tốc độ góc của trục khuỷu, khi động cơ ổn định giá trị tốc độ góc bằng tốc độ góc chạy không cực đại và bằng 241rad/s.
+ Đồ thị biểu diễn mức ga từ 0 đến 100%.
Công suất động cơ giảm xuống còn 25,4KW.
Hình 4-2: Thí nghiệm tăng sức cản của bình lọc khí lên 15%
Hình 4-1a: Biểu diễn công suất của động cơ đo bằng ph−ơng pháp gia tốc khi tăng sức cản của bình lọc khí lên 15%. Giá trị cực đại của công suất trong tr−ờng hợp này là: 25,4 KW.
Hình 4-1b: bao gồm:
+ Đồ thị biểu diễn mô men chỉ thị Mi và mô men cản cơ học Mm quy về trục khuỷu động cơ. Khi động cơ ổn định hai giá trị này bằng nhau và bằng 253 N.m.
+ Đồ thị biểu diễn tốc độ góc của trục khuỷu, khi động cơ ổn định giá trị tốc độ góc vẫn bằng tốc độ góc chạy không cực đại và bằng 241rad/s.
+ Đồ thị biểu diễn mức ga từ 0 đến 100%.
Qua nhiều lần thí nghiệm với hệ số cản của bình lọc khí khác nhau chúng tôi có đ−ợc mối quan hệ sau:
Mức tăng cản của
bình lọc khí (%) 0 5 10 15 20
Giá trị công suất
của động cơ (KW) 58 47,5 37,5 25,4 17,5
Bảng 4-1: Mối quan hệ giữa công suất của động cơ và các mức tăng cản của bình lọc khí
Đồ thị biểu diễn mối quan hệ Ne(KW) 10 20 30 40 50 60 Cản nạp(%) 0 5 10 15 20 25 30 70
Hình 4-3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất của động cơ và các mức tăng cản của bình lọc khí
Nhận xét: Sức cản của đ−ờng nạp ảnh h−ởng rất lớn tới công suất của động cơ (đồ thị rất dốc).
Để xác định mức độ ảnh h−ởng của h− hỏng do tăng cản đ−ờng nạp tới dấu hiệu chẩn đoán, phải tiến hành xây dựng mối quan hệ giữa mô men quay Me của động cơ và tốc độ quay của trục khuỷu ứng với từng mức độ cản nạp khác nhau.
Để tìm mối quan hệ này chúng tôi tiến hành thí nghiệm trên mô hình với mỗi mức cản nạp, tiến hành các mức gia tốc (tạo tải) khác nhau. Qua nhiều lần thí nghiệm chúng tôi đ−ợc các mối quan hệ t−ơng ứng với mỗi mức cản nạp khác nhau.
* Mối quan hệ giữa mô men quay của động cơ và tốc độ quay của trục khuỷu ứng với mức độ cản nạp 5%.
Me
(Nm) 250,9 250,8 250,85 249,01 249,02 230,25 190,9 87,3 n
(v/phút) 1000 1372 1520 1671 1790 1932 2043 2159 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 4 - 2: Mối quan hệ giữa mô men quay của động cơ và tốc độ quay của trục khuỷu ứng với mức độ cản nạp 5%.
Biểu diễn trên đồ thị Ne(KW) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 260 80 110 140 170 200 230 n(v/p)
* Mối quan hệ giữa công suất của động cơ và tốc độ quay của trục khuỷu ứng với mức độ cản nạp 10%. Me (Nm) 185,08 182,05 183,08 183,07 183 183,05 150,85 80,57 n (v/phút) 1000 1340 1490 1645 1782 1920 2020 2146
Bảng 4 - 3: Mối quan hệ giữa mô men quay của động cơ và tốc độ quay của trục khuỷu ứng với mức độ cản nạp 10%.
Biểu diễn trên đồ thị
230 80 110 140 170 200 n(v/p) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 260 Ne(KW)
Hình 4 - 5: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mô men quay của động cơ và tốc độ quay của trục khuỷu ứng với mức độ cản nạp 10%.
Nhận xét: Nhìn chung mối quan hệ giữa tốc độ quay của trục khuỷu và công suất động cơ khi hệ số cản của đ−ờng nạp thay đổi các mức độ khác nhau đều
có dạng đồ thị t−ơng đối giống nhau. Hệ số cản càng lớn thì mô men động cơ càng giảm, mô men giảm mạnh ở khu vực tốc độ quay cao của trục khuỷu (>1950 vòng/ phút).