Trong quá trình thực nghiệm tất cả các ơ tơ tải FAW đều sử dụng dầu DO 0,25% S và dầu bơi trơn nhãn hiệu Nikko. Đặc điểm kỹ thuật của dầu DO 0,25% S và dầu bơi trơn nhãn hiệu Nikko trình bày trên bảng 3.3 và 3.4
Bảng 3.3: Thơng số kỹ thuật của dầu đốt DO 0,25% S (Số liệu do Cơng ty xăng dầu Phú Yên cung cấp)
TT Chỉ tiêu lý hĩa Phương
pháp Giới hạn Kết quả Ghi chú 1 Ngoại quan D- 4176 Sạch, trong Sạch, trong 2 Màu sắc ASTM D- 1500 > 1,0 x 3 Tỷ trọng ở 150C D- 1298/4052 0,82- 0,86 0,8340 4 Độ nhớt đơng học ở 400C D- 445 2- 4,5 3.31 5 Độ bắt cháy cốc kín D- 93/3828 ≤ 55 56 6 Axit tổng (T.N.A) mg KOH/g. D- 974
7 H.lượng lưu huỳnh mg/kg D- 4294 ≤ 2500 2100
8 Hàm lượng nước E- 203 ≤ 200
9 Hàm lượng tro D- 482 ≤ 0,01 0.001
10 Chỉ số Cetan D- 4737 ≥46 53.3 x
11 Nhiệt độ đơng đặc 0C D- 97 ≤ +6 - 3 12 Cặn cacbon của 10% cặn chưng
cất wt pct D- 4530/189 ≤ 0,3 x 13 Ăn mịn đồng 3h/500C D- 130 Loại 1 1a 14 Tạp chất dạng hạt mg/L D- 2276 ≤ 10 15 Thành phần cất - Độ sơi 50% - Độ sơi 90% D- 86 ≤ 360 291 354 Các chỉ tiêu phân tích trên phù hợp với TCVN 5689-2005
Bảng 3.4: Các thơng số kỹ thuật của dầu bơi trơn Nikko [4]
TT Chỉ tiêu chất lượng Mức chất lượng Phương pháp thử
SC/CB SC/CC
1 Độ nhớt động học dầu bơi trơn ở 100°С (Cst)
12,5 ÷ <16,3 12,5 ÷<16,3 ASTM D445
2 Chỉ số độ nhớt dầu bơi trơn Min 95 Min 95 ASTM D2270 3 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở (°С) Min 180 Min 180 ASTM D92 4 Tri số kiềm tổng mg KOH/g Min 2,40 Min 3,60 ASTM D2896 5 Hàm lượng nước %V/ml Max 0,05 Max 0,05 ASTM D95 6 Tổng hàm lượng kim loại, ppm Min 700 1600 ASTM D4628
7 Độ tạo bọt ở 93,5 °С (ml) 50 50 ASTM D892
3.3.2. Chất Xado diesel và phương pháp sử dụng
3.3.2.1. Chất Xado diesel
Chất Xado được giới thiệu trong chương 1, cĩ nhiều loại dùng cho động cơ xăng, diesel…vv. Trên (hình 3.15), trình bày chất Xado sử dụng cho động cơ diesel.
Hình 3.15: Chất Xado diesel dạng tuýp
3.3.2.2. Chọn liều lượng chất Xado diesel cho động cơ thực nghiệm
- Căn cứ hướng dẫn của nhà sản xuất
- Căn cứ khảo sát tình trạng kỹ thuật hiện tại của 3 động cơ CA1031K4 lắp trên ơ tơ (3 ơ tơ FAW, do VN lắp ráp và trang bị cho Trường Cao đẳng nghề Phú Yên từ năm 2005, chuyên làm nhiệm vụ phục vụ đào tạo và dạy thực hành lái ơ tơ cho sinh viên, học viên). Đã qua 7 năm sử dụng, hiện tại ơ tơ cịn hoạt động bình thường, động cơ làm việc khá êm, ít khĩi, tăng tốc khá tốt. Tuy nhiên, chất lượng của 3 ơ tơ khơng giống nhau.
- Dựa vào thực tế áp dụng chất Xado trên động cơ diesel của đề tài khoa học cấp Bộ B2007-13-19 Trường ĐHNT [4], đã chọn 5,7 ml chất Xado diesel cho một lít dầu bơi trơn động cơ.
- Căn cứ 3 cơ sở nêu trên chúng tơi chọn hàm lượng chất Xado diesel cho vào dầu bơi trơn của 3 động cơ như sau:
+ Động cơ CA1031K4 lắp trên ơ tơ FAW biển số 78B-0814 là 5,3 ml Xado diesel /1lít dầu bơi trơn.
+ Động cơ CA1031K4 lắp trên ơ tơ FAW biển số 78B-0873 là 5,7 ml Xado diesel /1lít dầu bơi trơn.
+ Động cơ CA1031K4 lắp trên ơ tơ FAW biển số 78B-0815 là 6,0 ml Xado diesel /1lít dầu bơi trơn.
3.3.2.3. Các bước sử dụng Chất Xado cho động cơ CA1031K4
Bước 1: Tiến hành kiểm tra, điều chỉnh động cơ sau khi sửa chữa, bảo dưỡng. Bước 2: Thay dầu bơi trơn, tháo bỏ lọc dầu bơi trơn (trong 50 giờ máy). Bước 3: Cho động cơ hoạt động, nhiệt độ nước làm mát (60÷70)0C, dừng máy.
Bước 4: Cho Chất Xado lần thứ nhất vào dầu bơi trơn trong các te máy, kế tiếp cho máy chạy khơng tải 1-2 giờ rồi dừng máy.
Bước 5: Cho Chất Xado lần thứ hai vào dầu bơi trơn trong các te máy, kế tiếp cho máy chạy (20÷30) giờ, mang tải nhẹ (35÷50)% rồi dừng máy.
Bước 6: Cho Chất Xado lần thứ ba vào dầu bơi trơn trong các te máy. Ở giai đoạn này cĩ thể cho động cơ hoạt động mang tồn tải và chạy với tốc độ định mức.
Cĩ thể xem xét việc chuẩn bị đưa Chất Xado theo các bước trên vào dầu bơi trơn cácte động cơ CA1031K4 trên hình 3.16
3.3.3. Xác định độ đục khí thải Quy trình đo: Quy trình đo:
Trong phần cơ sở lý thuyết, các chất độc hại phát thải ở động cơ diesel trong quá trình hoạt động gồm 3 loại chính NOx, HC và bồ hĩng. Tuy nhiên, do Nhà trường khơng cĩ thiết bị đo, cịn tại Trung tâm Đăng kiểm xe cơ giới Phú Yên chỉ cĩ duy nhất một loại thiết bị đo MDO 2 LON mà cũng chỉ xác định được một thành phần độ đục khí xả (trình bày tại mục 3.1.2) để đo trước và sau khi động cơ sử dụng Chất Xado, bởi vậy xin trình bày quy trình đo trên thiết bị này bao gồm 4 bước như sau:
Bước 1: Khởi động cho động cơ hoạt động đến nhiệt độ ổn định Bước 2: Đạp hết chân ga sau đĩ nhả bàn ga ra làm 3 lần
Hình 3.17: Đạp ga để thực hiện qui trình đo độ đục khí xả của động cơ ơ tơ tải FAW
Bước 3: Đưa đầu đo lắp vào ống xả động cơ, một đầu lắp trên thân động cơ Bước 4: Đọc kết quả thể hiện trên máy vi tính.
- Tiến hành đo và lấy kết quả là trung bình 3 lần đo. Trên thiết bị này, số liệu được xử lý trực tiếp nhờ phần mềm cài đặt sẵn cho máy. Hàng năm thiết bị đo MDO 2 LON được Cục Đăng kiểm Việt Nam kiểm tra, hiệu chỉnh vì vậy số liệu đo đạt độ chính xác, tin cậy rất cao.
- Chỉ tiêu độ đục - K% đối chiếu theo TCVN 6204: 1996 và 6438: 2005 đối với ơ tơ lắp động cơ diesel [K%] ≤ 2,96 (QĐ 249/2005/QĐ 10/10/2005 của TT Chính phủ).
3.3.4. Xác định áp suất cuối kỳ nén
Sử dụng thiết bị đo (hình 3.1) để tiến hành đo áp suất cuối kỳ nén trước và sau khi động cơ sử dụng Chất Xado.
Quy trình đo:
Bước 2: Tháo từng vịi phun ra khỏi động cơ, tắt hết đèn quạt, làm sạch lỗ vịi phun, bảo đảm khơng để vật thể rơi vào trong buồng đốt.
Bước 3: Lắp chân của đồng hồ đo áp lực khí, sau xiết chặt đai ốc của chân đồng hồ đo áp lực vào lỗ vịi phun thứ nhất.
Bước 4: Đưa chân ga về vị trí garanti.
Bước 5: Khởi động lại động cơ cho động cơ chạy ở tốc độ nhỏ nhất ổn định. Bước 6: Đọc và ghi lại giá trị pc lớn nhất trên đồng hồ đo áp suất. (Đơn vị: kG/cm2) Bước7: Nghỉvài phút cho hồi bình accu sau đĩ làm lại tương tự đối với các xylanh khác.
Hình 3.18: Đo áp suất cuối kỳ nén trên động cơCA1031K4
3.3.5. Xác định hàm lượng kim loại mài mịn trong dầu bơi trơn động cơ CA1031K4
3.3.5.1. Quy trình lấy mẫu dầu bơi trơn ở động cơ CA1031K4
Sử dụng thiết bị lấy mẫu (hình 3.19) để tiến hành lấy mẫu dầu bơi trơn động cơ nghiên cứu.
Bước1: Khởi động cho động cơ làm việc đến nhiệt độ ổn định rồi chuyển cho động cơ mang tải và nên giữ ổn định chế độ tải, đồng thời theo dõi quãng đường ơ tơ tải FAW hoạt động được thể hiện trên đồng hồ chỉ báo km.
Bước 2: Định kỳ 500 km, 1000 km và 1500 km tiến hành lấy mẫu.
Bước 3: Mỗi lần lấy 3 mẫu, thể tích mỗi mẫu 50ml và lấy mẫu sau khi dừng máy (nhiệt độ dầu bơi trơn cịn cao). Trước khi lấy phải dùng bơm hút xịt khuấy đảo dầu (7÷8) lần mục đích lấy được lượng dầu cĩ hàm lượng kim loại mài mịn đồng đều.
Bước 4: Bổ sung dầu bơi trơn rồi tiếp tục cho máy làm việc.
Bước 5: Lấy ngẫu nhiên 1 trong 3 mẫu để phân tích xác định hàm lượng sản vật mài mịn cĩ trong dầu.
Để đảm bảo độ chính xác và tin cậy cho số liệu thí nghiệm ta cần chú ý phải làm sạch thiết bị trước và sau khi lấy mẫu, bảo quản mẫu nơi khơ ráo. Mỗi lần lấy mẫu phải ghi rõ ràng số thứ tự để tránh sự nhầm lẫn cho việc phân tích sau này. Và lấy một mẫu dầu ban đầu đưa đến phân tích để biết hàm lượng ban đầu của kim loại Al, Cu, Fe cĩ trong dầu bơi trơn nguyên gốc.
3.3.5.2. Qui trình phân tích mẫu dầu bơi trơn
Cĩ 4 Phương pháp phân tích mẫu để xác định hàm lượng kim loại mài mịn cĩ trong dầu bơi trơn động cơ [4] như: Phương pháp phổ tồn phần; Phương pháp phổ phân tích; Phương pháp phổ phân tích hồn thiện; Phương pháp điện quang. Sau đây xin trình bày phương pháp phổ phân tích được sử dụng trên thiết bị trình bày trên (hình 3.5).
Năm 1948 R.G. Rusel, E. V. Ilina và nhiều tác giả khác đã nghiên cứu phương pháp phổ phân tích tạp chất trong dầu cacte bằng cách đốt mẫu dầu bơi trơn. Mẫu được đốt nĩng sơ bộ lên rồi đem hĩa tro thu được nghiền kỹ và đặt dưới điện cực than hoặc điện cực grafit. Sau đĩ tiến hành phổ PT định lượng bằng cách đốt cháy phần tro đĩ dưới tia lửa điện. Phương pháp này cũng cĩ nhiều ưu điểm nên được áp dụng rộng rãi.
Ở nước ta, Phân viện thiết kế tàu thủy, ơ tơ Bộ Giao thơng vận tải đã phối hợp với Phịng nghiên cứu Quang phổ Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (khoa Lý) bắt đầu nghiên cứu phổ phân tích dầu cacte từ năm 1973 để chẩn đốn trạng thái kỹ thuật động cơ ơ tơ.
Sử dụng thiết bị Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) do Anh Quốc chế tạo, hiện cĩ tại Viện Cơng nghệ sinh học và Mơi trường của trường Đại học Nha Trang
(mục 3.1.5) để phân tích hàm lượng kim loại mài mịn trong dầu bơi trơn. Một số bộ phận của thiết bị trình bày trên (hình 3.5)
Trước khi phân tích lấy 5ml mẫu DBT thí nghiệm đựng vào cốc nhỏ rồi sấy khơ các mẫu thí nghiệm bằng thiết bị nung Fumco 47900 (hình 3.5.) ở 3000C trong vịng 2 giờ, sau đĩ nung nĩng ở nhiệt độ 5500C trong vịng 14 giờ. Lúc này các mẫu thí nghiệm ở dạng tro, đem hịa trộn với HCl nồng độ 10%. Định mức 25ml dung dịch này trên máy. Các mẫu dung dịch chuẩn quốc tế (MERCK) mỗi mẫu chứa một trong các thành phần sau: Cu = 1001 ±2mg/l; Pb = ±2mg/l; Fe = ±2mg/l; Al = 1001 ±2mg/l; Zn = 1002 ±2mg/l; Ni = 1001 mg/l.
Các mẫu này được pha lỗng với nước cất tỷ lệ 1:1000 lần làm mẫu chuẩn để so sánh với mẫu DBT thí nghiệm đã lấy được khi động cơ hoạt động (hình 3.19).
Hình 3.20: Pha chế các mẫu thí nghiệm để tiến hành phân tích
Các mẫu thí nghiệm sau khi xử lý cho vào các ống nghiệm bằng thủy tinh cĩ dung tích 50ml, các dung dịch cĩ màu của Fe2O3. Mẫu được đem phân tích trên thiết bị phân tích quang phổ hấp thụ nguyên tử từ AAS (hình 3.5). Điều chỉnh ngọn lửa C2H2 cháy trong lị đốt (hình 3.5), trong quá trình cháy mẫu thí nghiệm sẽ được hút vào vùng cĩ ngọn lửa qua ống dài cĩ lỗ nhỏ một đầu nhúng vào mẫu thí nghiệm.
Mẫu được đốt cháy tại đây và iơn hĩa thành các nguyên tử máy quét quang phổ sẽ ghi lại thành phần của nguyên tử đang được đo. Thời gian đo hàm lượng một nguyên tố trong một mẫu khoảng 15 giây. Kết quả đo được sẽ được phần mềm của thiết bị xử lý cho kết quả hàm lượng cụ thể và vẽ đồ thị biểu diễn (hình 3.5).
Tiến hành đo lần lượt nguyên tố đĩ trong 18 mẫu, rồi đến nguyên tố khác. Tiến hành đo quét một lượt các nguyên tố cĩ trong thành phần hợp kim chế tạo các bộ phận
chính của động cơ, tìm ra nguyên tố cĩ hàm lượng cao nhất trong mẫu thí nghiệm, đĩ là: Fe, Al, Cu.
Chú ý:
-Đo lần lượt các mẫu thí nghiệm theo thứ tự.
-Để đảm bảo kết quả đo chính xác khi xong hàm lượng một nguyên tố ở một mẫu máy tính sẽ tự động dừng để cho ra kết quả và vẽ đồ thị. Nhúng ống dẫn mẫu thí nghiệm vào một cốc nước cất để làm sạch đường ống trước khi nhúng sang mẫu tiếp theo. Nhúng ống dẫn vào mẫu tiếp theo cho chương trình máy tính đo mẫu tiếp theo chạy.
- Khi đo hàm lượng nguyên tố này xong để tiến hành đo hàm lượng nguyên tố tiếp theo phải chọn nguyên tố đo trong bảng tuần hồn nguyên tố hĩa học cĩ trong chương trình để máy tiến hành đo nguyên tố đo và nhúng ống dẫn vào cốc nước cất trước khi đo sang nguyên tố khác (hình 3.20).
- Ưu điểm của thiết bị là phân tích mẫu thí nghiệm nhanh kết quả chính xác. Do đốt mẫu thử đã được xử lý nên khơng làm bẩn thiết bị thí nghiệm. Hơi độc hại được hút ra ngồi qua phễu hình nĩn.
- Nhược điểm của phương pháp này là phải nung mẫu thử trong thời gian dài. Người sử dụng phải thành thạo và cĩ kinh nghiệm.
3.4. Kết quả, xử lý và thảo luận
3.4.1.Độ đục khí thải, áp suất cuối kỳ nén và hàm lượng kim loại mài mịn (Al, Cu, Fe) trong dầu bơi trơn động cơ lắp trên ơ tơ FAW 78B-0814 (5,3ml Chất Xado diesel/1 lít DBT)
3.4.1.1. Độ đục khí thải
Bảng 3.5: Độ đục khí thải động cơ ơ tơ FAW78B-0814 khi chạy được quãng đường 500km trước khi sử dụng chất Xado (số liệu đo trên máy MDO 2 LON)
Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Tốc độ cầm chừng khơng tải (nmin) Vịng/phút 830 840 840 Tốc độ cực đại khơng tải (nmax) Vịng/phút 3650 3670 3670
Giá trị K (Độ đục) % 2.45 2.46 2.48
Thời gian gia tốc s 1.12 1.06 1.08
Sai lệch giữa các lần đo s 0.05
Bảng 3.6: Độ đục khí thải động cơ ơ tơ FAW78B-0814 khi chạy được quãng đường 1000km trước sử dụng chất Xado (số liệu đo trên máy MDO 2 LON)
Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Tốc độ cầm chừng khơng tải (nmin) Vịng/phút 850 860 870 Tốc độ cực đại khơng tải (nmax) Vịng/phút 3640 3630 3640
Giá trị K (Độ đục) % 2.48 2.48 2.50
Thời gian gia tốc s 1.13 1.05 1.09
Sai lệch giữa các lần đo s 0.06
K trung bình % 2.49
Bảng 3.7: Độ đục khí thải động cơ ơ tơ FAW78B-0814 khi chạy được quãng đường 1500km trước sử dụng chất Xado (số liệu đo trên máy MDO 2 LON)
Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Tốc độ cầm chừng khơng tải (nmin) Vịng/phút 860 870 870
Tốc độ cực đại khơng tải (nmax) Vịng/phút 3620 3620 3630
Giá trị K (Độ đục) % 2.51 2.49 2.53
Thời gian gia tốc s 1.18 1.09 1.09
Sai lệch giữa các lần đo s 0.09
K trung bình % 2.51
Bảng 3.8: Độ đục khí thải động cơ ơ tơ FAW78B-0814 khi chạy được quãng đường 500km sau sử dụng chất Xado (số liệu đo trên máy MDO 2 LON)
Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Tốc độ cầm chừng khơng tải (nmin) Vịng/phút 800 810 830
Tốc độ cực đại khơng tải (nmax) Vịng/phút 3660 3680 3670
Giá trị K (Độ đục) % 2.47 2.45 2.47
Thời gian gia tốc s 1.11 1.07 1.08
Sai lệch giữa các lần đo s 0.035
Bảng 3.9: Độ đục khí thải động cơ ơ tơ FAW78B-0814 khi chạy đượcquãng đường 1000km sau sử dụng chất Xado (số liệu đo trên máy MDO 2 LON)
Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Tốc độ cầm chừng khơng tải (nmin) Vịng/phút 790 790 820
Tốc độ cực đại khơng tải (nmax) Vịng/phút 3670 3670 3690
Giá trị K (Độ đục) % 2.40 2.42 2.46
Thời gian gia tốc s 1.10 0.79 0.78
Sai lệch giữa các lần đo s 0.315
K trung bình % 2.43
Bảng 3.10: Độ đục khí thải động cơ ơ tơ FAW78B-0814 khi chạy được quãng đường 1500km sau sử dụng chất Xado (số liệu đo trên máy MDO 2 LON)
Thơng số kỹ thuật Đơn vị đo Lần đo 1 Lần đo 2 Lần đo 3 Tốc độ cầm chừng khơng tải (nmin) Vịng/phút 750 720 620 Tốc độ cực đại khơng tải (nmax) Vịng/phút 3680 3690 3700
Giá trị K ( Độ đục) % 2.40 2.40 2.43
Thời gian gia tốc s 0.98 0.85 0.80
Sai lệch giữa các lần đo s 0.16