CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.4. Thiết kế mô hình thực nghiệm
3.4.1. Thiết bị thí nghiệm
a. Băng thử APA 204
Thiết bị APA 204/8 đo công suất và mômen của động cơ thực nghiệm, vừa có khả năng khởi động, tạo tải cho động cơ vừa là băng thử công suất kiểu động lực học được điều khiển bằng phần mềm EMCON. Băng thử công suất hoạt động ở hai chế độ máy phát khi cần mang tải cho động cơ và động cơ khi cần kéo rà động cơ.
Hình 3. 1. Thiết bị băng thử APA 204/8/094
Thông số kỹ thuật:
* Công suất cực đại Nemax
*Mômen xoắn cực đại Memax
* Số vòng quay cực đại nmax
: 220 [kW]
: 934 [Nm]
: 8.000 [v/ph]
b. Thiết bị AVL THA 100
Thiết bị AVL THA 100 giúp xây dựng các đường đặc tính của động cơ thực nghiệm nhờ việc thay đổi vị trí bướm ga động cơ theo sự điều khiển của người vận hành hoặc chạy tự động theo chương trình đã cài đặt sẵn. Các vị trí tay ga được xác định theo từng giá trị % tải. Thiết bị này được lắp cố định trên băng thử về phía bộ điều chỉnh tay ga và được dịch chuyển tay ga bằng một động cơ bước do hệ thống Puma điều khiển.
Hình 3. 2. Thiết bị AVL THA100 Thông số kỹ thuật:
* Động cơ bước:
- Hành trình làm việc: 110 [mm]
- Lực kéo ổn định : 110 [Nm]
- Tốc độ môtơ bước: 0, 5 [m/s]
- Nhiệt độ làm việc: - 30÷ 50[0C]
* Hộp điện điều khiển:
- Nhiệt độ làm việc : 5 ÷ 50[0C]
- Công suất : 2 [kVA]
- Tín hiệu điều khiển:24 VDC/10mA]
- Sai số đo : 0, 05 [mm]
c. Thiết bị AVL 733S
Thiết bị AVL 733S là thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu và điều hòa nhiệt độ nhiên liệu ở thể lỏng. Bộ giảm chấn làm tăng độ chính xác của phép đo và cảm biến điện dung ghi nhận sự dịch chuyển cơ học của cán cân, sự dịch chuyển này làm thay đổi giá trị điện dung của cảm biến. Tín hiệu cảm biến điện dung đưa về bộ xử lý tính toán lượng nhiên liệu đã tiêu thụ cung cấp cho động cơ thực nghiệm.
Hình 3. 3. Thiết bị AVL 733S Thông số kỹ thuật:
- Áp suất nhiên liệu tối đa:0, 8 [bar]
- Phạm vi đo: 0 ÷ 80[ kg/h]
- Hiệu chỉnh nhiệt độ: 10 ÷ 70[0C]
- Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất: 25[kg/h]
- Mức cấp nhiên liệu bình thường: 150 [kg/h]
- Mức cấp nhiên liệu tối đa: 400 [kg/h]
- Độ sai lệch kết quả đo: 0, 1%
- Điện áp điều khiển: 24±0.5[VDC]
- Dòng điện điều khiển: 1, 6[A]
d. Thiết bị AVL 553
Thiết bị AVL 553 là thiết bị cung cấp và điều hòa nhiệt độ nước làm mát cho động cơ được điều khiển nhờ hệ thống Puma. Thu nhận các giá trị về nhiệt độ và áp suất của đường nước cấp cho động cơ.
Hình 3. 4. Thiết bị AVL 553 Thông số kỹ thuật:
- Môi chất làm việc: nước
- Công suất làm việc : 200 [kW]
- Lưu lượng làm việc : 15 [m3/h]
- Nhiệt độ dòng nước vào: 5 ÷ 30[0C]
- Nhiệt độ làm việc : 5 ÷ 85[0C]
- Áp suất làm việc cực đại: 6 [bar]
- Công suất gia nhiệt : 18 [kW]
- Nhiệt độ dung dịch làm mát:0 ÷ 20[0C]
- Lưu lượng làm việc: 1, 5 ÷ 2[m3/h]
- Điện áp vào : 2 x 400 [VAC], 100[A]
e. Thiết bị AVL 554
Thiết bị AVL-554 cung cấp và điều hoà nhiệt độ dầu bôi trơn cho động cơ thực nghiệm khi đo công suất, tiêu hao nhiên liệu, tuổi thọ của động cơ, theo dõi sự biến thiên nhiệt độ của dầu bôi trơn trong quá trình thực nghiệm cũng như cài đặt nhiệt độ theo ý muốn.
Hình 3. 5. Thiết bị AVL 554 Thông số kỹ thuật:
* Hệ thống nước làm mát:
- Môi chất làm việc: Nước - Công suất: 200 [kW]
- Lưu lượng làm việc: 2, 5 [m³/h]
- Nhiệt độ dòng nước: 5 ÷ 30 [0C]
- T lớn nhất của nước: 70 [0C]
- Áp suất của dòng nước: 2 [bar]
-P lớn nhất của hệ thống: 6[bar]
* Hệ thống cấp dầu bôi trơn:
- Môi chất làm việc: Dầu bôi trơn - Giới hạn T làm việc: 20÷150 [0C]
- Giới hạn T cài đặt: 70 ÷ 140 [0C]
- Lưu lượng làm việc: 15 ÷ 20 [lit/min]
- Công suất gia nhiệt: 6 [kW]
- Điện áp vào:3x400 [VAC], 50/60 [Hz]
- Áp suất khí nén van: 3, 5 ÷ 10 [bar]
f. Thiết bị đo lưu lượng khí nạp
Thiết bị Sensy flow P Therm Mass Flow Meter for Air đo lưu lượng khí nạp, theo dõi sự biến thiên của lưu lượng khí nạp trong quá trình làm việc và khảo sát quá trình nạp của động cơ thực nghiệm. Thiết bị đo lưu lượng khí nạp sử dụng loại DN-80 có thang đo từ 0 ÷ 720[kg/h].
Hình 3. 6. Thiết bị Sensyflow P Meter for Air g. Thiết bị KEG500
Thiết bị KEG500 đo nồng độ thành phần khí thải có khả năng xác định hàm lượng các chất có trong khí thải CO2, CO, HC, O2, NOx nhờ sử dụng các cảm biến O2, cảm biến NOx và thiết bị đo quang học. Thiết bị KEG500 có độ chính xác và phạm vi đo nồng độ các chất ô nhiễm tin cậy. Tuy nhiên, cần thay mới các lõi lọc: lọc nước, lọc than và lọc tạp chất trước khi tiến hành đo đạc thực nghiệm. Ngoài ra thiết bị này còn tích hợp máy in kết quả và kết nối máy tính qua cổng RS232.
Bảng 3. 5. Giới hạn đo thành phần khí thải của thiết bị AVL DiGas 4000
Thông số Phạm vi đo Độ chính xác
CO 0 ÷ 10 [% V] 0, 01 [% V]
CO2 0 ÷ 20 [% V] 0.1 [% V]
HC 0 ÷ 20.000 [ppm V] 1 [ppm V]
NOx 0 ÷ 5.000 [ppm V] 1 [ppm V]
O2 0 ÷ 25 [% V] 0, 01 [% V]
Hình 3. 7. Thiết bị đo khí xả KEG500 kết nối với máy tính i. Hệ thống điều khiển và xử lý trên máy tính
Hệ thống PUMA dùng để kết nối, điều chỉnh các thông số của cảm biến lắp trên băng thử, thu nhận các tín hiệu điều khiển để xử lý và tính toán các thông số về công suất vàmômen của động cơ.
Đây là hệ thống khởi động và dừng toàn bộ thiết bị thí nghiệm theo sự điều khiển của kỹ thuật viên.
Hình 3. 8. Hệ thống điều khiển Puma
EMCON là phần mềm được cài đặt trên máy tính trung tâm dùng để điều khiển thiết bị công suất APA 100 như cài đặt các thông số làm việc của từng thiết bị, thiết lập các chế độ tải theo chương trình tự động hoặc bán tự động của băng thử, thiết lập các chương trình kiểm tra động cơ, ghi nhận các số đo, lưu trữ các dữ liệu đã đo và xử lý số liệu các kết quả đo.