v. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
4.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 4.9 Sơ đồ khối bố trí BXT và hệ thống sấy nóng trên đường thải của động cơ thử nghiệm T1, T2, T3 cảm biến nhiệt độ kiểu tiếp xúc, G1, G2, G3 lấy mẫu khí thải.
Để đánh giá hiệu quả của BXT được sấy nóng từ dòng điện cao tần, trên đường thải của xe Hoda Lead 110 có trang bị thêm BXT và hệ thống sấy nóng BXT bằng dòng điện cao tần. Sơ đồ bố trí hệ thống được thể hiện trên hình 4.10 và 4.11
Để tận dụng được năng lượng nhiệt của khí thải và đảm bảo độ an toàn nhiệt của BXT khi động cơ chạy ở chế độ tải lớn đồng thời vị trí lắp phải đảm bảo kết cấu của xe. Do đó BXT được lắp trên đường thải, cách cửa thải của động cơ 400mm.
Để sấy nóng BXT, nghiên cứu sử dụng 1 mạch biến tần công suất 400W tại 12V, biến dòng điện 1 chiều 12V từ ắc quy thành dòng điện xoay chiều có tần số cao (5000Hz) tới cuộn dây quấn quanh lõi BXT.
107
Hình 4.10 Sơ đồ khối bố trí hệ thống trên xe thử nghiệm
Để xác định nhiệt độ của dòng khí thải và nhiệt độ BXT ta lắp các cảm biến nhiệt độ kiểu tiếp xúc tại các vị trí khác nhau trên hệ thống thải
- T1: cách cửa thải 10 mm, đo nhiệt độ khí thải tại cửa của động cơ - T2: cách mặt đầu BXT 10 mm, đo nhiệt độ khí thải tại mặt đầu vào. - T3: cách mặt đầu lõi BXT 5 mm, đo nhiệt độ của lõi BXT.
Hình 4.11 Bố trí BXT trên đường thải
Để đánh giá hiệu quả của việc sấy nóng BXT ở giai đoạn khởi động lạnh và chạy ấm máy ta cần xác định được hiệu quả của BXT ở giai đoạn này với các chiến lược sấy nóng khác nhau. Tính toán hiệu suất BXT cần biết nồng độ các chất độc hại vào BXT và nồng độ của chúng sau khi qua BXT. Do đó cần lấy mẫu khí thải trước và sau BXT (G1 lấy mẫu khí thải trước khi vào BXT, G2 lấy mẫu khí thải sau khi qua BXT). Để đánh giá mức độ phát thải các thành phần độc hại theo chu trình thử cần sử dụng toàn bộ khí thải từ động cơ qua tủ phân tích khí thải do đó cần lấy mẫu khí thải G3. Bố trí BXT trên đường thải và các vị trí lắp cảm biến cũng như lấy mẫu khí thải được thể hiện trên hình 4.11.
108
Hình 4.12 Sơ đồ cấu tạo BXT có sấy nóng bằng dòng điện cao tần
1. lõi BXT, 2. cảm biến nhiệt độ, 3 cuộn dây, 4: lớp cách điện, cách nhiệt bằng amiang, 5: lớp cách nhiệt bằng sợi thủy tinh, 6: vỏ BXT
Bộ xúc tác được thiết kế đảm bảo được sấy nóng nhanh bằng dòng cao tần. Trong quá trình sấy nóng BXT bằng dòng điện cao tần, hiệu suất sấy nóng của hệ thống bị ảnh hưởng bởi sự mất mát năng lượng từ trường từ các vật liệu từ tính. Để giảm sự tổn hao này, vỏ bộ xúc tác được chế tạo bằng vật liệu phi từ tính (hợp kim nhôm). Trong quá trình mô phỏng, BXT được coi như đoạn nhiệt. Trong quá trình chế tạo BXT, lõi BXT được bọc cách nhiệt bởi một lớp sợi thủy tinh nhằm hạn chế sự truyền nhiệt từ lõi BXT ra môi trường xung quanh.
Hình 4.12 thể hiện cấu tạo của bộ xúc tác được lắp lên hệ thống thải của động cơ thử nghiệm và được sấy nóng bằng dòng điện cao tần. Các bộ phận của BXT bao gồm.
1. Lõi BXT được chế tạo từ vật liệu có từ tính;
2. Cảm biến nhiệt độ được lắp cách mặt đầu lõi BXT 10 mm, đo nhiệt độ lõi BXT;
3. Cuộn dây quấn quanh lõi xúc tác;
4. Lớp cách điện, được làm từ amiăng đảm bảo cách điện và chịu nhiệt;
5. Lớp cách nhiệt bằng sợi thủy tinh, cách nhiệt lõi với vỏ BXT giúp giảm hiện tượng mất nhiệt của lõi BXT trong quá trình làm việc.
6. Vỏ BXT được chế tạo bằng hợp kim nhôm (không có từ tính) nhằm giảm tồn thất năng lượng do cảm ứng từ.
Mạch biến tần sử dụng trong hệ thống được thiết kế với công suất 400W, mạch có chức năng biến dòng điện 1 chiều 12v của ắc quy thành dòng điện xoay chiều có tần số cao f=5000 Hz. Cấu tạo của mạch biến tần được thể hiện trong hình 4.13.
109
Hình 4.13 Mạch biến tần sử dụng trong hệ thống