Hệ thống băng thử động lực cao (High dynamic Engine Testbe d)

- Không ảnh hưởng lên bộ chuyển đổi xúc tác 1.2.1.2 Phụ gia oxygenat

2.5.1Hệ thống băng thử động lực cao (High dynamic Engine Testbe d)

Động cơ được thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội trên băng thử động lực cao (hình 2.3). Phòng thử được trang bị phanh thử tạo tải cân bằng với công suất của động cơ phát ra, từ đó xác

Mẫu nghiên cứu

I1I0 I0

I2 TEM

định được các thông số cơ bản như momen và tốc độ của động cơ. Suất tiêu hao nhiên liệu được xác định bằng cân nhiên liệu. Khí thải động cơ được lấy mẫu và hàm lượng các chất độc hại (CO, CO2, NOx, HC…) được đo bằng các thiết bị lấy mẫu và phân tích khí thải. Điều kiện nhiệt độ của động cơ (nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ dầu bôi trơn, nhiệt độ nhiên liệu) được điều chỉnh chính xác bởi các bộ điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát Coolant Conditioning System 553, Oil Conditioning System 554, Fuel Conditioning 753. Các tín hiệu về nhiệt độ (nước, dầu, nhiên liệu, khí nạp, khí xả) và áp suất (dầu bôi trơn, nhiên liệu, môi trường) được thu nhận từ các cảm biến gắn trên các đường ống dẫn và đưa về bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và đưa về hiển thị trên màn hình máy tính. Vị trí cung cấp nhiên liệu được điều khiển bởi bộ kéo ga Throttle Actuator THA100. Lượng tiêu hao nhiên liệu được xác định theo phương pháp khối lượng qua cân nhiên liệu Fuel Balance 733. Các chế độ làm việc của động cơ và dữ liệu đo đạc được điều khiển, thu nhận và xử lý bởi các phần mềm EMCON và PUMA.

Hình 2.3 Sơ đồ băng thử động cơ

Các thiết bị chính trong hệ thống băng thử động lực cao bao gồm:

Hình 2.4 Phanh điện APA 100

Phanh điện APA 100 có thể hoạt động được ở chế độ phanh điện và động cơ điện. Tác dụng tương hỗ giữa lực từ của stato và rotor sẽ tạo ra tải trọng cho động cơ hoặc kéo động cơ đốt trong quay. Vỏ stato do được đặt trên hai gối đỡ nên cũng có xu hướng quay theo. Một cảm biến lực (loadcell) giữ vỏ stato ở vị trí cân bằng và xác định giá trị lực tương hỗ này. Thay đổi giá trị của lực này bằng cách thay đổi cường độ dòng điện vào băng thử. Tốc độ quay của băng thử được xác định bằng cảm biến tốc độ kiểu đĩa quang. Công suất lớn nhất của băng thử ở chế độ động cơ điện là 200 kW, ở chế độ phanh điện là 220 kW trong dải tốc độ từ 2250 đến 4500 vòng/phút.

 Thiết bị điều chỉnh tay ga THA100 (Throttle actuator)

Hình 2.5 Thiết bị điều chỉnh tay ga THA100 và hộp tín hiệu của nó

THA100 được sử dụng để điều chỉnh vị trí tay ga của động cơ từ 0÷100% tải. Thiết bị này bao gồm cơ cấu chấp hành là một động cơ biến bước được điều khiển bằng phần mềm PUMA. Các vị trí của động cơ biến bước tương ứng với chế độ tải mà người điều khiển cần đạt được.

 Cân nhiên liệu

Cân nhiên liệu AVL733S đo lượng nhiên liệu tiêu thụ của động cơ bằng cách cân lượng nhiên liệu trong bình chứa. AVL733S có thể đo liên tục lượng nhiên liệu trong khoảng thời gian từ khi đầy bình đến khi nhiên liệu trong bình giảm tới mức 0.

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý đo của AVL Fuel balance 733S

 Thiết bị làm mát nước AVL 553

Theo các tiêu chuẩn thử nghiệm về động cơ cũng như về khí thải đều có yêu cầu về nhiệt độ nước làm mát. Cụm làm mát nước có chức năng giữ ổn định nhiệt độ nước làm mát động cơ.

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý thiết bị làm mát nước AVL 533

Khi động cơ làm việc một phần nhiệt được truyền cho các chi tiết động cơ, do đó gây ra các ứng suất nhiệt cho các chi tiết nên cần phải làm mát động cơ.

 Thiết bị phân tích thành phần phát thải

Hình 2.8 Tủ phân tích khí thải CEBII

CO hấp thụ tia hồng ngoại ở bước sóng khoảng 4,7 µm. Như thể hiện ở hình 3.9, khi cần đo lượng CO có trong khí mẫu, khí mẫu được đưa vào buồng (4). Tia hồng ngoại tạo ra bởi đèn (1) đi qua buồng (4) và buồng (8). Do buồng (4) có CO nên một phần tia hồng ngoại bị hấp thụ, còn buồng (8) chỉ có chứa N2 vì vậy tia hồng ngoại đi qua hoàn toàn. Để lượng hồng ngoại đi qua hai buồng là như nhau đĩa (3) được điều khiển quay, trên đĩa (3) có xẻ các rãnh sao cho thời gian tia hồng ngoại đi qua rãnh trong và rãnh ngoài là bằng nhau. Sau khi đi qua hai buồng (4) và (8), tia hồng ngoại tới buồng (5) và buồng (7). Trong hai buồng này có chứa CO, tia hồng ngoại sẽ bị hấp thụ hoàn toàn bởi khí này và làm tăng nhiệt độ của khối khí trong buồng (5) và buồng (7), tương ứng với sự tăng nhiệt độ là sự tăng áp suất. Hai buồng (5) và (7) được ngăn cách với nhau bằng một màng cao su. Trong hai chùm tia hồng ngoại thì chùm tia hồng ngoại đi qua buồng (4) đã bị hấp thụ một phần tại đó vì vậy sự hấp thụ tia hồng ngoại tại buồng (5) ít hơn buồng (7) do đó có sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng. Sự chênh lệch áp suất này làm cho màng cao su bị cong, tiến hành đo độ cong có thể tính được độ chênh lệch áp suất. Qua tính toán chênh lệch áp suất sẽ biết được lượng CO đã hấp thụ tia hồng ngoại. Lượng CO đó chính là lượng CO có trong mẫu khí thải.

Hình 2.9. Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích CO

(1) Buồng phát tia hồng ngoại; (2)Màn chắn; (3) Đĩa khoét các các rãnh; (4)(8) Buồng chứa khí mẫu; (5)(7) Buồng chứa khí CO được ngăn bằng một tấm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

màng cao su

-Nguyên lý làm việc của bộ phân tích NO và NOx:

Thiết bị hoạt động dựa vào hiện tượng quang hóa để xác định hàm lượng NO và NOx. Thực chất phương pháp này là đo cường độ ánh sáng do các phân tử NO2 hoạt tính sinh ra. NO2 hoạt tính được tạo ra trong buồng phản ứng qua phản ứng sau:

NO + O3 = NO2* +O2

Không khí được đưa vào một đường và được cho qua bộ tạo ozon, trong bộ này O2 trong không khí được tạo thành O3 nhờ tia lửa điện và được đưa đến buồng phản ứng. Để đo lượng NO có trong khí thải, khí thải được đưa trực tiếp vào buồng

phản ứng . Trong buồng phản ứng có O3 vì vậy một phần NO có trong khí thải mẫu sẽ phản ứng với O3 và tạo ra NO2 hoạt tính (NO2*), NO2 hoạt tính tồn tại không lâu trong điều kiện bình thường vì vậy nó sẽ tự động chuyển về NO2 không hoạt tính bằng cách phóng đi một phần năng lượng dưới dạng tia sáng. Đo cường độ tia sáng thu được và dựa vào đó để xác định lượng NO phản ứng. Từ lượng NO phản ứng có thể tính ra lượng NO có trong khí thải mẫu.

Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích NO và NOx

(1) Bộ phận tạo khí ozon; (2)Bộ phận chuyển đổi NO2 thành NO; (3) Buồng phản ứng đo NOx có các đường dẫn khí ozon và khí mẫu;

(4) Buồng phản ứng đo NO có các đường dẫn khí ozon và khí mẫu; (5) Bộ phận hủy ozon trước khi đưa ra ngoài môi trường;

(6) Bộ phận đo cường độ ánh sáng.

-Nguyên lý làm việc của bộ phân tích HC:

Khí mẫu cần đo được đưa vào hệ thống có áp suất 580 mbar và lưu lượng 1500 l/h. Khí mẫu và khí cháy (hỗn hợp H2/He có áp suất 1050 mbar và lưu lượng 30 l/h) được hòa trộn với nhau và đưa vào buồng cháy với áp suất là 680 mbar. Trong buồng phản ứng, hỗn hợp khí (20% O2, 80% N2) được bơm vào làm môi trường cháy. Khi khí mẫu và khí cháy được đưa vào, bộ đánh lửa bật tia lửa đốt cháy. Trong điều kiện như vậy khí HC không cháy mà bị bẻ gãy liên kết tạo thành các ion. Các ion sinh ra trong môi trường có từ trường của cặp điện cực, sẽ bị hút về hai cực và tạo thành dòng điện trong mạch. Dòng điện được khuếch đại khi đi qua bộ khuếch đại và được đưa tới bộ đo điện áp. Khí cháy được hút ra nhờ độ chân không ở đầu ra. Độ chân không này được sinh ra do luồng khí nén thổi qua tại miệng hút. Dựa vào cường độ dòng điện sinh ra có thể đánh giá được lượng HC có trong khí mẫu.

Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đo HC