L ỜI CẢM ƠN
i. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
2.3.3. Phương pháp đánh giá độ bền và tuổi thọ động cơ
2.3.3.1. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe máy
a) Quy trình thử nghiệm
Các thử nghiệm được thực hiện trên cơ sở so sánh đối chứng khi chạy hai xe máy với 2 loại nhiên liệu (xăng RON92 và xăng sinh học E10). Tổng quãng đường xe chạy quy đổi vào khoảng 20.000 km, trong đó bao gồm 5500 km chạy xe trên đường và 200h chạy động cơ trên băng thử. Sơ đồ quy trình thử nghiệm được thể hiện trong Hình 2.16.
Trong quá trình chạy thử nghiệm bền, dầu bôi trơn động cơ được thay mới cứ sau mỗi 50h chạy máy (hoặc khoảng 3600 km chạy trên đường).
Quá trình chạy bền 200h thực hiện trên băng thử thủy lực Didacta tại PTN Động cơ đốt trong, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Tại các thời điểm lấy mẫu dầu (0, 100h, 200h), băng thử dừng hoạt động, dầu bôi trơn đã qua sử dụng từ động cơ xe máy được trích lấy mẫu 100ml. Các mẫu dầu này sau đó được mang đi phân tích tại PTN công nghệ lọc hóa dầu và vật liệu xúc tác hấp phụ, Viện Công nghệ hóa học. Do thời điểm lấy mẫu dầu đã sử dụng cũng trùng với chu kỳ thay dầu định kỳ của xe (50h chạy) nên động cơ sẽ được thay dầu bôi trơn mới, cùng chủng loại và dung tích với dầu đã sử dụng trước đó (Vistra 300 4T, 0,8 lít).
Việc đánh giá mức độ hao mòn của các chi tiết được thực hiện thông qua việc đo các kích thước ma sát chính của động cơ như xilanh, piston, xéc măng trước và sau chạy bền.
-51-
Hình 2.16. Sơ đồ quy trình thử nghiệm bền của động cơ xăng xe máy
b) Phương pháp đo mài mòn
*) Phương pháp đo mài mòn xilanh
Xy lanh chịu mài mòn trong quá trình làm việc. Vì vậy, phương pháp kiểm tra chủ yếu là đo lượng mài mòn và sai lệch hình dạng. Nguyên tắc dựa vào đặc tính mòn và đặc tính biến dạng của chi tiết để chọn vị trí kiểm tra. Đối với xy lanh các vị trí cần kiểm tra là:
- Vùng I-I mòn nhiều theo quy luật, - Vùng II-II mòn nhiều nếu có hạt mài, - Vùng III-III vị trí dưới của xy lanh ít mòn.
Tại các mặt cắt I-I, II-II, III-III kiểm tra theo các phương 1-1 và 2-2 (Hình 2.17). Khi kiểm tra lượng mòn xilanh, sử dụng dụng cụ panme và đồng hồ so hoặc pan me đo lỗ có độ chính xác 0,01mm. Các vị trí đo theo phương 1-1 và phương vuông góc 2-2, sẽ cho ta độ méo của xilanh tại mặt cắt I-I, II-II, III-III. Cách đo: giữ cho cán đồng hồ ở vị trí
Xe chạy nhiên liệu xăng RON92 Xe chạy nhiên liệu sinh học E10
1. Tháo động cơ, đo kích thước pít tông, xy lanh, xéc măng, trục khuỷu và lắp động cơ
2. Chạy ổn định trong 2h
Đo các thông số kinh tế, kỹ thuật ở cùng chế độ làm việc (tay số và tốc độ) Đo phát thải theo chu trình thử châu Âu ECE R40
Đo áp suất nén Lấy mẫu dầu bôi trơn
Chạy rà 500 km
Chạy trên đường 5000 km
Lắp động cơ lên băng thử Dadacta Chạy 200h ở tốc độ 7000 v/ph, 100% ga
Tần suất thay dầu bôi trơn: 50h
Lấy mẫu dầu bôi trơn tại các thời điểm 100h, 200h
Lắp động cơ lên xe Thực hiện đo lại các nội dung 2
Phân tích và đánh giá kết quả Thực hiện nội dung 1
-52- thẳng đứng, bằng cách lắc qua, lắc
lại sao cho kim đồng hồ dao động ít nhất (Hình 2.17).
Để xác định độ côn, cần đo ở vùng phía dưới tại tiết diện III-III là nơi mòn ít nhất và vùng phía trên tại tiết diện I-I là nơi mòn nhiều nhất. Hiệu số của 2 kích thước đo phía trên và phía dưới trong cùng một phương sẽ cho ta độ côn xy lanh.
*) Phương pháp đo hao mòn piston
Đo đường kính piston sử dụng panme có độ chính xác kích thước 0,01mm.
Để xác định sự thay đổi kích thước đường kính piston cần đo tại 4 vị trí: đỉnh piston (mặt cắt I-I), phía dưới rãnh xéc măng (mặt cắt II-II), vị trí giữa (mặt cắt III-III) và phần dẫn hướng (váy piston) (mặt cắt IV- IV). Ở mỗi vị trí này lại đo 2 điểm theo phương dọc theo chốt piston 2-2 và phương ngang 1-1 (vuông góc với chốt piston) (Hình 2.18).
*) Phươngpháp đo mài mòn xéc măng
Xéc măng hao mòn ở phần miệng và phần lưng là nhiều nhất, mòn chiều cao chủ yếu mòn ở các góc. Đo khe hở miệng xéc măng để xác định lượng mòn, dùng căn lá để kiểm tra khe hở, vị trí kiểm tra là phía trên cùng của xy lanh, vì tại vị trí này xy lanh không bị mài mòn (Hình 2.19). Ngoài ra, mức độ mài mòn của xéc măng có thể đánh giá thông qua sự hao hụt về mặt khối lượng của bản thân xéc măng.
2.3.3.2. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng ô tô
a) Quy trình thử nghiệm động cơ
Tương tự như đối với thử nghiệm xe máy, các thử nghiệm bền động cơ ô tô được thực hiện trên cơ sở so sánh đối chứng khi chạy hai động cơ với 2 loại nhiên liệu khác nhau (xăng RON92 và xăng sinh học E10). Mỗi động cơ được chạy bền 300h trên băng thử động cơ tại chế độ áp suất có ích trung bình BMEP = 5,65bar (tương ứng với 75% tải) và tốc độ 3000 v/ph. Chế độ này tương đương với vận tốc xe khoảng 80km/h. Tổng quãng
Hình 2.19. Đo khe hở miệng xéc măng
Hình 2.18. Vị trí đo đường kính piston
-53-
đường xe chạy quy đổi vào khoảng 24.000 km. Sơ đồ quy trình thử nghiệm được thể hiện trong Hình 2.20.
Hình 2.20. Sơ đồ quy trình thử nghiệm bền của động cơ xăng ô tô
b) Phương pháp đo mài mòn
Đối với xy lanh, pít tông, xéc măng được thực hiện như mô tả trong phần đánh giá mòn đối với động cơ xe máy.
Phương pháp đo mòn trục khuỷu
Hình 2.21. Các vị trí đo mòn cổ trục khuỷu
Động cơ chạy nhiên liệu xăng RON92 Động cơ chạy nhiên liệu sinh học E10
1. Tháo động cơ, đo kích thước pít tông, xy lanh, xéc măng, trục khuỷu và lắp động cơ
2. Chạy ổn định trong 2h
Đo các thông số kinh tế, kỹ thuật theo đặc tính ngoài động cơ Đo áp suất nén
Lấy mẫu dầu bôi trơn
Chạy bền 300h ở tốc độ 3000 v/ph, 75% tải Tần suất thay dầu bôi trơn: 50h Lấy mẫu dầu bôi trơn tại thời điểm 300h
Thực hiện đo lại các nội dung 1
Phân tích và đánh giá kết quả Thực hiện đo lại các nội dung 2
-54-
Dụng cụ đo trục khuỷu là panme có độ chính xác 0,01mm. Đối với trục khuỷu, phải kiểm tra mòn của cổ chính và cổ biên.
Vị trí kiểm tra: chọn tiết diện I-I và II-II cách má khuỷu 5 ÷ 10 mm để đo lượng mòn (để tránh góc chuyển tiếp giữa cổ và má khuỷu). Ở mỗi tiết diện kiểm tra theo các phương vuông góc nhau A-A và B-B (Hình 2.21).
Khi đo trên phương BB vuông góc với phương AA và lấy hiệu số của 2 kích thước đo, sẽ xác định được độ méo; hiệu số của 2 kích thước đo hai đầu cổ I-I và II-II cùng phương cho ta độ côn cổ trục. Đối với cổ chính, nên kiểm tra thêm kích thước ở các phương C-C và D-D lệch 45° so với phương nối tâm (Hình 2.21).