3.1.1. Phanh điện APA100
Phanh điện APA 100 cú thể hoạt động được ở chế độ phanh điện và động cơ điện. Tỏc dụng tương hỗ giữa lực từ của stato và rotor sẽ tạo ra tải trọng cho động cơ hoặc kộo động cơ đốt trong quay. Vỏ stato do được đặt trờn hai gối đỡ nờn cũng cú xu hướng quay theo. Một cảm biến lực giữ vỏ stato ở vị trớ cõn bằng và xỏc định giỏ trị lực tương hỗ này. Thay đổi giỏ trị của lực này bằng cỏch thay đổi cường độ
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 44 dũng điện vào băng thử. Tốc độ quay của băng thử được xỏc định bằng cảm biến tốc độ kiểu đĩa quang. Cụng suất lớn nhất của băng thử ở chế độ động cơ điện là 200kW, ở chế độ phanh điện là 220kW trong dải tốc độ từ 2250 đến 4500 vũng/phỳt, tốc độ cực đại 8000 vũng/phỳt. Băng thử được trang bị cỏc hệ thống điều khiển, xử lý số liệu tự động và hiển thị kết quả, mụ hỡnh hoỏ như PUMA, EMCON 300, Concerto và ISAC 300, giỳp cho quỏ trỡnh điều khiển được dễ dàng và bảo đảm kết quả thử nghiệm chớnh xỏc.
Từ trường tương hỗ giữa rotor và stator tạo ra mụ mencản với rotor và cõn băng với mụ men dẫn động từ rotor (rotor là cụm phanh được nối với trục dẫn động từ động cơ). Cường độ từ trường tương hỗ giữa rotor và stator được điều chỉnh để tăng hoặc giảm mụ men cản trờn trục dẫn động từ động cơ. Khả năng thay đổi mụ men phanh thớch hợp cho việc điều khiển tự động ở cỏc chế độ thử của động cơ.
Cụm phanh cú chức năng làm việc ở chế độ mỏy phỏt (phanh đối với động cơ) và chế độ động cơ (kộo động cơ quay) nờn cú thể dựng để chạy rà nguội và thớ nghiệm động cơ trờn cựng một băng thử.
Ngoài ra cụng suất động cơ được hấp thụ và biến đổi thành năng lượng điện trong thiết bị (phanh). Dũng điện này qua bộ biến tần và được đưa ra ngoài.
Phanh APA 100 cũn cú chức năng mụ tả cỏc sức cản lờn động cơ như động cơ đang lắp trờn ụtụ chạy trờn đường bằng phần mềm ISAC.
3.1.2. Thiết bị làm mỏt dầu bụi trơn AVL 554
Theo tiờu chuẩn thử nghiệm về động cơ cũng như về khớ thải đều cú yờu cầu về nhiệt độ dầu bụi trơn phải nằm trong giới hạn cho phộp. Cụm làm mỏt dầu cú chức năng giữ ổn định nhiệt độ dầu bụi trơn hỡnh 3.3.
Khi động cơ làm việc một phần nhiệt sẽ truyền cho dầu bụi trơn, sẽ làm núng dầu bụi trơn, do đú ảnh hưởng đến chất lượng bụi trơn (tớnh năng lý hoỏ của dầu bụi trơn) nờn cần làm mỏt dầu bụi trơn. Và khi động cơ bắt đầu làm việc ở mụi trường cú nhiệt độ thấp, lỳc này nhiệt độ động cơ thấp (độ nhớt của dầu cao) ảnh hưởng đến chất lượng bụi trơn (tớnh lý hoỏ của dầu bụi trơn) cũng như làm tăng thời gian
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 45 hõm núng động cơ (cú thể động cơ khụng thể làm việc được) do vậy cần làm núng dầu bụi trơn.
- Nguyờn lý hoạt động của thiết bị làm mỏt dầu bụi trơn AVL 554:
Hỡnh 3.3. Sơ đồ nguyờn lý thiết bị làm mỏt dầu bụi trơn AVL 554 1.Đầu nối nhanh; 2.Lọc dầu; 3.Bơm dầu ; 4.Bộ trao đổi nhiệt với nước làm mỏt; 5.Bộ sấy dầu; 6.Van điều chỉnh nhiệt; 7.Van 3 ngả; 8.Cảm biến nhiệt; 9.Cảm biến ỏp suất.
Hỡnh 3.3 giới thiệu sơ đồ nguyờn lý hệ thống làm mỏt dầu bụi trơn, dầu từ cỏc te được bơm 3 hỳt qua đầu nối nhanh 1 và lọc dầu 2. Dầu sau khi qua bơm được đưa tới bộ làm mỏt dầu 4 và bộ sấy 5. Tựy theo nhiệt độ dầu mà van 3 ngả sẽ cho dầu đi qua bộ làm mỏt hay đi qua bộ sấy. Dầu từ van 3 ngả đi qua đầu nối nhanh để trở về cỏc te dầu. Van 6 sử dụng trong trường hợp dầu bụi trơn được lấy đằng sau bơm dầu của động cơ và khụng cú bộ sấy dầu, trong trường hợp này nếu nhiệt độ chưa đạt van 6 sẽ mở ra để dầu khụng qua hệ thống làm mỏt mà trực tiếp đi bụi trơn.
3.1.3. Thiết bị làm mỏt nước AVL 553
Khi động cơ làm việc một phần nhiệt được truyền cho cỏc chi tiết động cơ, do đú gõy ra cỏc ứng suất nhiệt cho cỏc chi tiết nờn cần phải làm mỏt động cơ.
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 46 Khi động cơ bắt đầu làm việc, nhiệt độ động cơ cũn thấp, do đú rất khú khởi động nờn làm núng nước vũng ngoài để hõm núng động cơ, khiđộng cơ đó làm việc nhiệt độ động cơ tăng khi đú cụm AVL 553 hỡnh 3.4 sẽ điều chỉnh nhiệt độ nước vũng ngoài phự hợp để làm mỏt nhiệt độ nước làm mỏt động cơ.
- Nguyờn lý làm việc của thiết bị làm mỏt nước AVL 553
Hỡnh 3.4. Sơ đồ nguyờn lý thiết bị làm mỏt nước AVL 553
1.Van xả; 2.Van điều khiển nhiệt độ; 3. Bộ trao đổi nhiệt; 4. Lọc nước vũng ngoài ; 5,6. Đầu nối nhanh ; 7.Tủ điều khiển
Đường nước ra từ động cơ được nối vào đầu B, nước đi qua bộ trao đổi nhiệt 3 nhiều hay ớt phụ thuộc vào độ mở của van 2, độ mở van 2 được điều khiển từ tủ 7 tựy theo nhệt độ nước quay về động cơ cửa A. Nước vũng ngoài được bơm đẩy qua đầu nối nhanh 5, qua lọc 4 đi vào bộ trao đổi nhiệt với nước vũng trong, sau đú nước đi ra theo đường đầu nối nhanh 6.
3.1.4. Thiết bị đo tiờu hao nhiờn liệu AVL Fuel Balance 733S
Nguyờn lý đo phõn tớch trọng lượng cho phộp đo trực tiếp khối lượng nhiờn liệu tiờu thụ. Do đú sẽ khụng cú ảnh hưởng của nhiệt độ và tỷ trọng nhiờn liệu tới phộp đo.
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 47
Hỡnh 3.5. Hệ thống đo tiờu thụ nhiờn liệu AVL 733S
Giải phỏp thụng giú cho bỡnh đo nhằm đảm bảo khụng xuất hiện bọt khớ trong mạch đồng thời giải phỏp này đảm bảo tớnh an toàn và độ ổn định cao
Sai số của thiết bị là 0,1%.
Dải đo từ 0 đến 150 kg/h. Cú thể cho phộp tới 400 kg/h.
Tổng khối lượng của bỡnh đo 1800g. Với khối lượng này cho phộp đo liờn tục ỏp dụng cho cỏc loại xe từ xe mỏy tới ụtụ khi ỏp dụng cỏc tiờu chuẩn thử nghiệm như FTP75, ECE R40... Với thời gian điền đầy ngắn, cho phộp sớm tiến hành phộp đo tiếp theo.
- Nguyờn lý hoạt động của thiết bị đo tiờu hao nhiờn liệu AVL 733S
Fuel Balance 733S dựng cảm biến đo lưu lượng nhiờn liệu tiờu thụ cung cấp cho động cơ bằng cỏch cõn lượng nhiờn liệu trong bỡnh chứa (đo theo kiểu khối lượng).
Fuel Balance 733S dựng cảm biến đo lưu lượng đú xỏc định lượng tiờu thụ nhiờn liệu. Yờu cầu cảm biến phản ứng với tốc độ nhanh và độ nhạy và độ chớnh xỏc cao.
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 48
Hỡnh 3.6. Sơ đồ nguyờn lý hệ thống đo tiờu thụ nhiờn liệu AVL 733S
1. Nhiờn liệu cấp vào thựng đo; 2. Nhiờn liệu tới động cơ; 3. Nhiờn liệu hồi từ động cơ; 4. Ống thụng hơi; 5. Cỏc ống nối mềm; 6. Thựng đo; 7. Thanh cõn; 8. Lũ xo lỏ; 9. Cõn bỡ; 10. Cảm biến lưu lượng; 11. Thiết bị giảm chấn; 12. Van điện từ đường nạp.
Bắt đầu quỏ trỡnh đo nhiờn liệu được cấp đầy vào thựng đo 6 thụng qua đường cấp nhiờn liệu 1. Khi lượng nhiờn liệu đó đầy lỳc này lực tỳ lờn cảm biến lưu lượng là lớn nhất. Van điện từ 12 đúng lại ngăn khụng cho dũng nhiờn liệu vào thựng đo trong khi đường cấp vào động cơ vẫn mở, lượng nhiờn liệu trờn đường hồi của động cơ (khi sử dụng hệ thống phun xăng điện tử) ỏp suất trong bỡnh được giữ ổn định
nhờ ống thụng hơi 4. Đồng thời với quỏ trỡnh đú bộ phận đếm thời gian hoạt động. Lượng nhiờn liệu trong bỡnh chứa được đo liờn tục trong từng giõy dựa vào lượng
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 49
3.1.5. Thiết bị làm mỏt nhiờn liệu AVL 753
Hệ thống làm mỏt nhiờn liệu (Hỡnh 3.7) cú nhiệm vụ duy trỡ nhiệt độ nhiờn liệu ổn định để đảm bảo lưu lượng khối lượng của nhiờn liệu tiờu hao được đo chớnh xỏc.
Nhiệt độ nhiờn liệu trong hệ thống khụng giống như nhiệt độ nhiờn liệu trờn đường cung cấp do cú đường nhiờn liệu hồi mang nhiệt từ động cơ về. Do đú mật độ nhiờn liệu thay đổi làm sai lệch kết quả đo. AVL753 cú nhiệm vụ điều hoà lại nhiệt độ dầu. Ngoài ra AVL753 cũn đảm bảu lưu lượng nhiờn liệu cung cấp cho động cơ. AVL753 dựng nước vũng ngồi làm mỏt lượng nhiờn liệu đó được định sẵn từ cõn nhiờn liệu. Trờn đường cung cấp cho động cơ bố trớ bơm đểđảm bảo lưu lượng nhiờn liệu cấp cho động cơ ổn định.
Hỡnh 3.7. Sơ đồ lắp đặt hệ thống giữ ổn định nhiệt độ nhiờn liệu AVL753
Hệ thống gồm cỏc bộ phận theo chỳ thớch trờn hỡnh 3.7 như sau:
1,4,8,11. Van
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 50
- Nguyờn lý hoạt động của thiết bị làm mỏt nhiờn liệu AVL 753
Hỡnh 3.8. Sơ đồ nguyờn lý hệ thống làm mỏt nhiờn liệu 1: Lọc nhiờn liệu chớnh 11,12: Van xả 1: Lọc nhiờn liệu chớnh 11,12: Van xả
2: Van chớnh 20: Lọc cặn mỏt ra (0ữ6 bar)
3. Áp suất nước làm mỏt vào (0ữ6 bar)
5. Áp kế đo ỏp suất nhiờn liệu hồi (0ữ2 bar)
6. Hệ thống giữ ổn định nhiệt độ nhiờn liệu AVL 753
7. Cõn nhiờn liệu 733S 9. Lọc thụ 10. Lọc tinh 12. Thựng nhiờn liệu 13. Lọc nhiờn liệu 14. Động cơ A. Nhiờn liệu đến B. Nhiờn liệu hồi C.Nhiờn liệu hồi D.Nhiờn liệu đến E.Nước làm mỏt vào F.Nước làm mỏt ra G.Nhiờn liệu cung cấp H,J.Nhiờn liệu thừa
a.Nhiờn liệu hồi từ động cơ b.Nhiờn liệu đến động cơ c.Ống thụng hơi
d.Nhiờn liệu đến động cơ e.Nhiờn liệu thừa
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 51
3: Bơm nhiờn liệu 21: Cảm biến nhiệt độ nước vào 4: Cụng tắc đo dũng chảy 22: Bơm nước
5: Cảm biến nhiệt độ nhiờn liệu vào 23: Cụng tắc đo dũng chảy 6: Bộ trao đổi nhiệt 24: Bộ sấy
7: Cảm biến nhiệt độ nhiờn liệu cấp 25: Đầu xả khớ 8: Bộ dũ bọt khớ 26: Lọc nước đầu ra 9: Lọc đường thoỏt bọt khớ 27: Van quỏ dũng 10: Van xả bọt khớ 28: Van nhiệt
A: Đường cấp nhiờn liệu E: Đường cấp nước làm mỏt B: Đường hồi bọt khớ F: Đường nước ra
C: Đường hồi nhiờn liệu D: Đường cấp nhiờn liệu
H:Đường xả nhiờn liệu trong hệ thống
J: Đường xả nhiờn liệu của cõn
Nhiờn liệu được cấp vào đường A, đi qua bơm 3, bộ trao đổi nhiệt với nước làm mỏt rồi cấp ra động cơ qua đường D. Nhiờn liệu hồi từđộng cơ đi qua đường C vào lọc nhiờn liệu 1. Trờn bầu lọc cú đặt 1 hệ thống xảkhớ trong trường hợp khụng khớ lọt vào hệ thống nhiờn liệu. Van 11, 12 được mở bằng tay khi muốn thay đổi nhiờn liệu. Khi mở van này toàn bộ nhiờn liệu trong hệ thống sẽ được xả ra qua đường H. Đường nước làm mỏt nhiờn liệu được cấp vào đường E, đi qua lọc cặn 20 vào bơm 22. Từ bơm 22nước được đẩy qua bộ sấy 24 đi vào bộ trao đổi nhiệt với nhiờn liệu 6, trờn đường ống giữa bộ sấy và bộtrao đổi nhiệt lắp van xả khớ 25 trong trường hợp khớ lọt vào hệ thống làm mỏt. Nước từ bộ trao đổi nhiệt được đẩy qua lọc nước 26 van nhiệt 28 đi ra ngoài qua đường F. Trong trường hợp nhiệt độ nước cũn thấp, van nhiệt 28 mở nhỏđẩy nước quay lại bơm 22 qua van 27.
3.1.6. Thiết bị điều khiển tay ga THA 100
Bộ điều khiển tay ga THA 100 cú chức năng thay đổi vị trớ cung cấp nhiờn liệu: kộo thanh răng đối với động cơ diesel, đúng mở bướm ga đối với động cơ xăng.
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 52 THA 100 là động cơ biến bước, thay đổi chiều dài của đoạn dõy kộo ga để thay đổi vị trớ cung cấp nhiờn liệu tuỳ theo từng chế độ thử và được điều khiển từ mỏy tớnh.
Hỡnh 3.9. Hệ thống điều khiển tay ga THA 100
3.1.7. Thiết bị phõn tớch khớ thải CEB-II
Hỡnh 3.10. Tủ phõn tớch khớ thải CEB-II
Đõy là thiết bị đo và hiển thị nồng độ khớ xả. Nú bao gồm hệ thống lấy mẫu CVS và hệ thống phõn tớch thành phần khớ xả ( CO, CO2, NO, NOx, HC). Mỗi bộ
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.
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 53 phõn tớch được chia thành nhiều dải đo, tuỳ vào hàm lượng thực tế cỏc chất cú trong khớ thải mà bộ phõn tớch sẽ tự chọn dải đo phự hợp. Để đảm bảo độ chớnh xỏc của phộp đo, cỏc bộ phõn tớch được hiệu chuẩn trước khi đo bởi chất khớ hiệu chuẩn ứng với từng dải đo.
a) Bộ phõn tớch CO:
CO hấp thụ tia hồng ngoại ở bước súng khoảng 4,7àm vỡ thế sự cú mặt và số lượng của CO cú thể xỏc định bởi sự gión nở của CO tại buồng đo khi cú tia hồng ngoại đi qua.
Hỡnh 3.11. Sơ đồ cấu tạo của bộ phõn tớch CO
1.Buồng phỏt tia hồng ngoại; 2.Màn chắn; 3.Đĩa khoột cỏc rónh; 4.Buồng chứa khớ mẫu; 5.Buồng chứa khớ CO được ngăn bằng một màng chắn cao su; 6.Thiết bị đo độ vừng của màng; 7.Buồng chứa khớ CO được ngăn bằng một tấm màng cao su; 8.Buồng chứa khớ mẫu
Khi cần đo lượng CO cú trong khớ mẫu, khớ mẫu được đưa vào buồng (4). Tia hồng ngoại tạo ra bởi đốn (1) đi qua buồng (4) và buồng (8). Do buồng (4) cú CO nờn một phần tia hồng ngoại bị hấp thụ, cũn buồng (8) chỉ cú chứa N2 vỡ vậy tia hồng ngoại đi qua hoàn toàn. Sau khi đi qua hai buồng (4) và (8), tia hồng ngoại tới buồng (5) và buồng (7). Trong hai buồng này cú chứa CO tia hồng ngoại sẽ bị hấp thụ hoàn toàn bởi khớ này và làm tăng nhiệt độ của khối khớ trong buồng (5) và
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 54 buồng (7), tương ứng với sự tăng nhiệt độ là sự tăng ỏp suất. Trong hai chựm tia hồng ngoại thỡ chựm tia hồng ngoại đi qua buồng (4) đó bị hấp thụ một phần tại đú vỡ vậy sự hấp thụ tia hồng ngoại tại buồng (5) ớt hơn buồng (7) do đú cú sự chờnh lệch ỏp suất giữa hai buồng. Sự chờnh lệch ỏp suất này làm cho màng cao su bị cong, tiến hành đo độ cong cú thể tớnh được độ chờnh lệch ỏp suất. Qua tớnh toỏn chờnh ỏp suất sẽ biết được lượng CO đó hấp thụ tia hồng ngoại. Lượng CO đú chớnh là lượng CO cú trong mẫu khớ thải.
b) Bộ phõn tớch HC:
Hỡnh 3.12. Bộ phõn tớch khớ HC
Hệ thống đo HC dựa vào hiện tượng ion húa của CnHm trong mụi trường nhiệt độ 190- 200o . Đo lượng ion người ta cú thể xỏc định được lượng HC.
- Nguyờn tắc hoạt động:
HV: Nguyễn Văn Nụ MSHV: CA120147 55 được hũa trộn với nhau và đưa và buồng chỏy với ỏp suất là 680mbar.Trong buồng phản ứng, hỗn hợp khớ (20% O2, 80% N2) được bơm vào làm mụi trường chỏy. Khi khớ mẫu và khớ chỏy được đưa vào, bộ đỏnh lửa bật tia lửa đốt chỏy. Trong điều kiện như vậy khớ HC khụng chỏy mà bị bẻ góy liờn kết tạo thành cỏc ion. Cỏc ion sinh ra trong mụi trường cú từ trường của cặp điện cực, sẽ bị hỳt về hai bản cực và tạo thành dũng điện trong mạch. Dũng điện được khuếch đại khi đi qua bộ khuếch đại
và được đưa tới bộ đo điện ỏp. Khớ chỏy được hỳt ra nhờ độ chõn khụng ở đầu ra. Độ chõn khụng này được sinh ra do luồng khớ nộn thổi qua tại miệng hỳt. Dựa vào
cường độ dũng điện sinh ra cú thể đỏnh giỏ được lượng HC cú trong khớ mẫu. c) Bộ phõn tớch NOx
Hệ thống đo NOx dựa vào hiện tượng khớ quang húa để xỏc định hàm lượng NOx.Thành phần NOx (gồm chủ yếu NO, 1 phần nhỏ NO2 cũn lại là cỏc oxớt nitơ