báo cáo thực hành thí nghiệm động cơ

Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
I. LỜI NÓI ĐẦU
Thế giới ngày nay đang phát triển rất mạnh về khoa học kỹ thuật, việc áp
dụng khoa học công nghệ vào thực tế là điều tất yếu. Ngành công nghiệp sản
xuất ô tô, động cơ cũng vậy, đã có những bước phát triển vượt bậc, bằng
chứng là sự ra đời của hàng trăm công nghệ mới trên xe như hệ thống phun
xăng điều khiển điện tử, hệ thống common rail, hệ thống điều khiển ABS điều
khiển điện tử, công nghệ đèn pha Viba…. Để có được những thành công vượt
bậc như vậy tất nhiên phải trải qua quá trình nghiên cứu, thực nghiệm, thực
hành lâu dài nhằm kiểm chứng lại lý thuyết, việc này đòi hỏi nhiều thời gian và
công sức. Trong khuôn khổ chương trình học, chúng ta được học môn “Thí
Nghiệm Động Cơ”, môn học củng cố cho chúng ta những kiến thức về lí thuyết
đã được học, biết cách nghiên cứu và tìm hiểu vấn đề kỹ thuật bằng thực
nghiệm, sử dụng được các dụng cụ thiết bị đo hiện đại, Cùng với đó là học
phần “ Thực Hành Thí Nghiệm Động Cơ” giúp cho chúng ta có thể:
+ Tiếp xúc với thực tế một thí nghiệm cụ thể
+ Làm quen và hiểu qua về các trang thiết bị thí nghiệm hiện đại
+ Kiểm chứng lại lí thuyết đã học từ đó có cái nhìn tổng quan giữa lí thuyết và
thực tế
+ Nắm rỏ được trình tự và cách tiến hành một thí nghiệm hoàn chĩnh trên cơ sở
những trang thiết bị hiện đại.
+ Xây dựng các đường đặc tính động cơ ( tải, tốc độ) từ kết quả đo được từ
thực nghiệm.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy HUỲNH BÁ VANG và sự cố
gắng của cả nhóm 17B1, chúng em đã hoàn thành bài thí nghiệm của nhóm
mình. Tuy vậy do bước đầu tiếp cận các trang thiết bị hiên đại nên không tránh
khỏi sai sót, nhầm lẩn. Do đó, mong thầy thông cảm và chỉ bảo cho chúng em.
Cuối cùng nhóm 17B1 xin chân thành cảm ơn thầy!
Đà Nẵng, ngày 23 tháng 4 năm 2013
Nhóm thực hiện: 17B1 1
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang

II. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG PHÒNG THÍ NGHỆM.
Phòng thí nghiệm động cơ AVL là một trong những phòng thí nghiệm
hiện đại nhất Việt Nam. Được đầu tư xây dựng từ năm 2000 và hoàn thành đưa
vào sử dụng năm 2003, phòng thí nghiệm đã là nới thực hiện nhiều thí nghiệm,
thực nghiệm quan trong phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập và nghiên
cứu sinh của giảng viên và sinh viên khoa Cơ Khí Giao Thông.
2.1 Hệ thống trang thiết bị phòng thí nghiệm động cơ:
Hình 1: Sơ đồ chung khu vực thí nghiệm
2.2 Sơ đồ bố trí thiết bị tại phòng thí nghiệm
Nguyên lý và hoạt động của phòng thí nghiệm được mô tã chung như sau:
Nhóm thực hiện: 17B1 2
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
- Phòng thí nghiệm gồm hai phần:
+ Phòng lăp đặt các thiết bị ( Dyno)
+ Phòng điều khiển ( Puma)
Hình 2: Sơ đồ phòng thí nghiệm
- Thiết bị phòng thí nghiệm bao gồm:
1: Thiết bị đo độ khói của động cơ ( opacimeter)
2: Động cơ mẩu Daewoo 1.6
3: Băng thử APA
4: Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát ( AVL 553)
5: Thiết bị xác định suất tiêu hao nhiên liệu ( AVL 733 )
Nhóm thực hiện: 17B1 3
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
6:Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, áp suất dầu bôi trơn cho động cơ (AVL
554 )
7: Thiết bị làm mát các cảm biến
8: Thiết bị thu nhận các tín hiệu từ cảm biến ( bộ xử lí )
16: Thiết bị đo lọt khí cacte
9,10: Đường ống nạp, thải của động cơ

11: Khớp nối trục động cơ với băng tải
12: Cảm biến đo áp suất tương đối của khí nạp
13: Cảm biến đo áp suất tuyệt đối của khí nạp
14: Cảm biến đó nhiệt độ khí nạp
15: Cảm biến đo độ ẩm của môi trường khong khí trong phòng thí
nghiệm
17: Cảm biến đo áp suất phun
18: Cảm biến áp suất của quá trình cháy
19: Cảm biến đo nhiệt độ nước vào
20: Cảm biến đo nhiệt độ nước ra
21: Cảm biến đo tốc độ động cơ
22: Cảm biến đo nhiệt độ dầu vào ở động cơ
23: Cảm biến đo nhiệt độ nhiên liệu
24: Cảm biến đo áp suất tuyệ đối của dầu bôi trơn
25: Cảm biến đo áp suất tuyệt đối của nhiên liệu
26: Cảm biến đo độ rung của động cơ
27: Cảm biến đo độ nhấc kim phun động cơ
28: Cảm biến đo áp suất khí xả
29: Cảm biến đo nhiệt độ khí xả
30: Cảm biến đo nhiệt độ của dầu ra
31: Thiết bị đo lưu lượng khí nạp
32: Thiết bị xác định, điều chỉnh vị trí thanh răng
33: Màn hình vi tính
34: Bảng điều khiển
35: Thiết bị đo tốc độ động cơ và vị trí trục khuỷu
Nhóm thực hiện: 17B1 4
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
36: Bình tiêu âm
37: Thiết bị Visioscop quan sát buồng cháy
Những thiết bị thử bao gồm: động cơ thử ( ở đây chúng ta dung động cơ

Daewoo A16DMS, 4 xylanh. Động cơ này được bắt chặt với sàn băng bốn
chân và có thiết bị giảm chấn. Băng thử điện là thiết bi chủ yếu gây tải cho
động cơ và được nối với động cơ thông qua khớp nối.
Ngoài ra để đo các thông số trên đường nạp của động cơ người ta lắp
các cảm biến áp suất khí nạp tương đối, cảm biến áp suất khí nạp tuyệt đối,
cảm biến đo lưu lượng khí nạp, cảm biến đo nhiệt độ khí nạp. Trên đường thải
ngoài hai cảm biến đo nhiệt độ và áp suất thì còn có thiết bị tiêu âm và thiết bị
đo độ đen khói (415_Opacmeter).
Để điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ người ta dùng
thiết bị cung cấp và đo tiêu hao nhiên liệu (733_ Fuel balance) nối thông với
động cơ bằng hai đường cấp và hồi. Để điều khiển cung cấp nhiên liệu cho
động cơ người ta dùng động cơ bướcc (THA100) để điều khiển thanh răng bơm
cao áp và được nối trực tiếp vơi phòng PUMA.
Việc điều khiển nhiệt độ nước làm mát được thực hiên bằng thiết bị
(AVL553 Coolant Conditioning System). Trên đường vào động cơ có cảm biến
nhiệt độ nước làm mát, trên đường ra có cảm biến nhiệt độ nước ra.
Việc điều khiển nhiệt độ dầu bôi trơn được thực hiện bằng thiết bị (AVL
554 ,Oil Conditioning System ). Thiết bị này được nối với động cơ bằng hai
ống vào và ra trên đó có gắn hai cảm biến nhiệt độ dầu vào và ra.
Ngoài ra ở động cơ còn có các loại cảm biến khác như: cảm biến nhấc
kim phun, cảm biến áp suất phun nhiên liệu, thiết bị quan sát buồng cháy.
Để đo ốc độ động cơ người ta gắn thiết bị đo tốc độ vào vị trí trục khuỷu
trên buli đầu trục khuỷu.
Để đo lọt khí cacte người ta dùng thiết bị (442 Blow By Meter), thiết bị
này nối với động cơ qua hai đường ống, một từ động cơ đến 442 và một từ 442
về đường nạp động cơ.
Tất cả các tín hiệu từ cảm biến được đưa vào trạm chuyển đổi, được
khuếch đại rồi nối với PUMA. Tại đó các số liệu được đo đạc và xử lí.
Nhóm thực hiện: 17B1 5
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang

PUMA là hệ thống tự động hóa thiết bị đo và bệ thử do hảng AVL LIST
GmbH ( Áo ) phát triển. Hệ thống này bao gồm các hệ thống máy tính, thiết bị
hổ trợ, phần mềm, các ứng dụng trên nền Window, các cơ sở dử liệu…
Trong quá trình vận hành thí nghiệm cần chú ý cẩn thận. Khi tiến hành
thí nghiệm phải nắm rỏ quy trình và phương pháp để tránh xảy ra sai sót. Vì
các thiết bị trong phòng thí nghiệm rất đắt do đó bất kỳ sai sót nào củng có thể
gây thiệt hại lớn về mặt vật chất và người.
III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG
3.1.Các loại đặc tính.
Chế độ làm việc của động cơ được thể hiện bằng tổ hợp các thông số
làm việc của nó như công suất Ne hay mô men Me và tốc độ vòng quay n.
Trong miền làm việc của động cơ, tốc độ n thay đổi từ n
min
ứng với giới hạn ổn
định của động cơ đến n
max
ứng với giới hạn ứng suất cơ, ứng suất nhiệt và diễn
biến bình thường của chu trình công tác.
Người ta dùng đặc tính để đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ, hoạt
động trong các điều kiện khác nhau của động cơ. Đặc tính của động cơ là các
hàm thể hiện sự thay đổi các chỉ tiêu công tác chính theo chỉ tiêu công tác khác
hoặc theo nhân tố nào đó ảnh hưởng đến chu trình công tác.
Các loại đặc tính được sử dụng nhiều trong động cơ bào gồm các loại
đặc tính sau:
+ Đặc tính tốc độ ( có đặc tính ngoài và đặc tính bộ phận );
+ Đặc tính tải
+ Đặc tính tổng hợp
+ Đặc tính không tải
+ Đặc tính điều tốc

+ Đặc tính chân vịt
+ Đặc tính điều chỉnh
Các đặc tính tổng hợp, điều tốc, không tải, chân vịt chỉ là các trường
hợp đặc biệt của đặc tính tốc độ. Các đặc tính của động cơ được xác định bằng
thực nghiệm trên băng thử động cơ.
Nhóm thực hiện: 17B1 6
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
3.2. Đặc tính ngoài động cơ xăng.
Đặc tính ngoài của động cơ xăng là các hàm của Ne, Me, Gnl…theo số
vòng quay n khi ta mở hoàn toàn bướm ga, tức là 100% ví trí tay ga.
Ở vị trí mở 100% bướm ga, sụ biến thiên của các hàm Ne =f(n), Me =
f(n)… phụ thuộc vào sự thay đổi của η
v
, η
m
, η
i
/α,ρ
k
theo số vòng quay n. Biến
thiên của động cơ theo η
v
khi động cơ chạy đặc tính ngoài phụ thuộc vào sự
thay đổi của tốc độ dòng khí qua xupap nạp, pha phấn khí của các xupap và độ
mở bướm ga. Càng tăng tốc độ dòng khí qua xupap nạp và xupap thải thì hệ số
nạp càng thấp. Điều này đúng với động cơ không tăng áp cũng như động cơ
tăng áp. Trong vùng tốc độ thấp cũng diển ra hiện tượng giảm của hệ số nạp
theo mức giảm tốc độ n vì lúc đó pha phân phối thực tế không còn phù hợp với
tốc độ động cơ lúc đó.
Lưc cản trên đường nạp của động cơ diezen nhỏ hơn so với động xăng,

vì vậy đặc tính ngoài về η
v
của động cơ xăng hơi dốc so với η
v
của động cơ
diezen.
Trong các động cơ tăng áp, do có giảm tổn thất tương đối về tổn thất áp suất
trên đường nạp nên khi tăng n thì đường hệ số nạp theo n của động cơ tăng áp
phẳng hơn so với động có không tăng áp. Mối quan hệ giũa hệ số nạp tương
đối và tốc độ tương đối thay đổi trong phạm vi +- 50%n
m
( n
m
là tốc độ động
cơ tại thời điểm có η
v
max )
Số lượng môi chất nạp vào xylanh chẳng những phụ thuộc vào η
v
mà
còn phụ thuộc vào khối lượng riêng của không khí ρ
k
. Động cơ không tăng áp
có ρ
k
= ρo. Trông động cơ tăng áp ρ
k
phụ thuộc vào mức độ tăng áp hiệu suất
đoạn nhiệt của máy nén và mức độ làm mát trung gian cho khí nén trước khi
vào động cơ. Mức độ tăng khối lượng riêng tương đối của không khí đi vào

động cơ theo mức độ nén khác nhau, với các giá trị của hiệu suât đoạn nhiệt
η
kdm
của máy và không làm mát trung gian cho khí nén.
Tăng π
κ
, do T
k
tăng theo nên làm cho khối lượng riêng tương đối tăng chậm, vì
vậy đã làm giảm ảnh hưởng tăng áp tới mức độ tăng khối lượng môi chất nạp
vào động cơ, thể hiện qua tích số η
v
ρ
k
. Vì vậy làm mát trung gian cho không
Nhóm thực hiện: 17B1 7
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
khí tăng áp chẳng những làm giảm hiệu suất nhiệt của động cơ mà còn làm
tăng lượng môi chất nạp vào động cơ. Nếu làm mát trung gian bảm đảm cho T
k
= T
0
thì lượng không khí nạp vào động cơ tỷ lệ với mức độ tăng áp trong máy
nén.
Khi động cơ tăng áp hoạt động theo đặc tính ngoài nếu giảm số vòng
quay n sẻ làm giảm π
κ
và do đó làm giảm ρ
k
. Trong trường hợp tăng áp bằng

máy nén ly tâm dẫn động cơ khí và dẫn động bằng tua bin khí thải thì π
κ
và ρ
k
sẻ giảm nhanh làm cho lượng không khí nạp vào xy lanh η
v
ρ
k
giảm theo mức
giảm của n.
Giá trị η
i
củng động cơ xăng với ε = const, trên đặc tính ngoài sẻ phụ thuộc
biến thiên của alpha theo n. Tỷ số nén ε
κ
của động cơ xăng tăng áp, trong điều
kện giữ không đổi chỉ số octan của nhiên liệu phải nhỏ hơn εο của động cơ
chưa tăng áp để tránh kích nỗ. Nếu vẩn giữ nguyên như tĩ số nén của động cơ
chưa tăng áp thì cần dùng nhiên liệu có số octan cao hơn. Thông thường tăng
số octan lên 6 – 8 lần thì tĩ số nén có thể tăng lên 1 đơn vị.
Khi động cơ xăng hoạt động theo đặc tính ngoài thì hệ số dư lượng
không khí alpha sẽ giảm khi giảm n. Đặc tính trên của alpha vẩn tiêp tục duy trì
khi chuyển sang các đặc tính bộ phận. Tuy nhiên khi điều chỉnh bộ chế hòa khí
ở vị trí gần mở hết bướm ga người ta sẽ điều chỉnh để hẹ số alpha nhỏ hơn đặc
tính ngoài để tiết kiệm nhiên liệu xăng.
3.3. Đặc tính ngoài động cơ Diesel.
Đặc tính ngoài của độngc ơ diezen bao gồm các loại sau:
Đặc tính ngoài tuyệt đối – là các đặc tính mà thông số bên phải của các
biểu thức xác định Me, Ne ( công thức 11-8 và 11-10 trang 410 Nguyên lý
động cơ – Nguyễn Tất Tiến ) đều đạt giá trị cực đại tại mổi số vòng quay n. Đó

chỉ là đặc tính được xác đinh khi khảo nghiệm động cơ trên băng thử. Trong
thực tế sử dụng động cơ không cho phép động cơ hoạt động tói mức này, nhằm
bảo vệ không để máy bị hư hỏng. Mặt khác củng không đảm bảo mọi điều kiện
tối ưu về gốc phun sớm, về nhiệt độ môi chất làm mát động cơ ở đầu vào củng
như đầu ra trong mọi vòng quay của động cơ qua đó đảm bảo giá trị cực đại
của ηv, ηm, ηi/α,ρk…
Nhóm thực hiện: 17B1 8
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Đặc tính giới hạn bơm cao áp là đặc tính ngoài mà ta điều khiển bơm
cao áp được kéo tới vị trí giới hạn lớn nhất. Khi thiết kế bơm cao áp người ta
để một phần dự trử về thể tích nhiên liệu để đảm bảo cho nó có thể cung cấp
cho xylanh lượng nhiên liệu lớn hơn so với nhu cầu của chu trình. Vì vậy khi
sử dụng phải đặt trên bơm một chốt tỳ nhằm hạn chế lượng nhiên liệu cực đại
cấp cho chu trình.
Đặc tính ngoài theo công suất thiết kế là đặc tính tốc độ trong đó cơ cấu
điều khiển được giử ở vị trí đạt công suất thiết kế Nen tại số vòng quay thiết kế
n
n
. Đặc tính ngoài theo công suất thiết kế là đặc tính mang tính chất pháp lý
được nhà chế tạo đảm bảo khi xuất xưởng.
Đặc tính ngoài sử dụng( gọi tắt là đặc tính ngoài) là đặc tính tốc độ trong
đó cơ cấu điều khiển được giử ở vị trí tương ứng với công suất Ne
d
tại số vòng
quay sử dụng n
d
. Người ta sử dụng Nd để lựa chọn động cơ phối hợp với máy
công tác.
Đặc tính khói đen là đặc tính tốc độ trong đó với mổi số vòng quay n, cơ cấu
điều khiển bơm cao áp đều nằm ở vị trí bắt đầu nhã khí đen trong khí xả.

Hiệu suất chỉ thị η
I
của động cơ diezen khi chạy theo đặc tính ngoài phụ
thuộc vào hệ số dư lượng không khí alpha, tỹ số tăng áp suất khi cháy λ, khối
lượng riêng của không khí nạp vào động cơ ρk và tốc độ n của động cơ. Ảnh
hưởng của bản thân tốc độ n và khối lượng riêng của không khí ρk đến η
I
thường không nhiều mà chủ yếu ảnh hưởng đến alpha và λ. Ở trên đã thấy
tăng alpha sẽ làm tăng η
i
.
Động cơ diezen không tăng áp, hệ số nạp η
v
khi tăng giảm tốc độ n.
Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình của bơm BOSCH lại hơi tăng khi tăng tốc
độ n. Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình g
ct
bị giảm khi giảm n sẻ kéo theo
giảm p
i
, gây ảnh hưởng tới đặc tính tốc độ.
Động cơ diezen tăng áp, sự thay đổi của khối lượng không khí nạp vào
động cơ phụ thuộc vào khối lượng riêng không khí ρk. khi giả tốc độ n, giá trị
của ρk sẻ giảm càng nhanh nếu ρk ở chế độ định mưc càng lớn. Vì vậy động cơ
diezen tăng áp sẽ làm cho tăng alpha khi tăng n. Còn tỹ số tăng áp suất khi
Nhóm thực hiện: 17B1 9
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
cháy λ sẽ tăng khi giảm n vì khi đó sẽ làm tăng thời gian cháy trễ. Thực
nghiệm chỉ ra rằng ap suất ρk càng giảm mạnh khi giảm n sẽ làm cho λ tăng
càng nhiều. Ảnh hưởng tổng hượp của alpha và λ khi động cơ diezen chạy theo

đặc tính ngoài như sau: η
I
sẽ tăng khi tăng nhưng tỹ số η
i
./α sẽ giảm.
Hiệu suất cơ khí η
m
khi độngco chạy ở đặc tính ngoài sẽ giảm khi tăng n
vì lúc đó C
m
tăng còn η
i
/α và η
v
lại giảm. Đối với động cơ tăng áp, khi tăng n
thì η
m
sẽ giảm chậm hơn so với động cơ không tăng áp vì lúc ấy ρksẽ tăng, η
m
giảm càng chậm khi tăng n nếu động cơ tăng áp càng cao.
* Đặc tính tải động cơ:
Các động cơ dẫn động máy phát điện, máy nén, máy bơm nước… phải
đpá ứng đồi hỏi của các máy công tác là khi thay đổi tải của máy công tác, tốc
độ động cơ chỉ được phép thay đổi trong phạm vi hẹp. Vì vậy chất lượng hoạt
động của động cơ ấy được đánh giá khi động co hoạt động với các tốc độ khác
nhau. Đặc tính ấy gọi là đặc tính tải của động cơ.
Trên đồ thị của đặc tính tải, hoành độ đặt một trong các thông số tải của
động cơ, còn tung độ là chỉ tiêu công tác của động cơ. Người ta có thể dung chỉ
tiêu công suất Ne, momen có ích Me, hoặc áp suất có ích trung bình p
e

làm các
thông số đặc trung cho tải. Thường dung giá trị tương đối của các thông số so
với giá trị tương ứng ở chế độ định mức thay cho giá trị tuyệt đối của thông số
đó.
Thông số chính đánh giá tính kinh tế chế đọ hoạt động của động cơ là
suất tiêu hao nhiên liệu g
e
. Trên đồ thị còn có các thông số bổ sung như suất
tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g
i
, hiệu suất có ích η
ε

, hiệu suất có khí η
h
, lưu lượng
nhiên liệu giờ Gnl. Đối với động cơ tăng áp còn có them thông số, suât tiêu hao
không khí, hiệu suất tua bin, máy nén và bộ tua bin máy nén… Nếu đặc tính
không được xác định trong điều kiện đẻm bảo n = const, mổi điểm đo ở tốc độ
do bộ điều tốc điều khiển thì đò thị có thêm mối quan hệ tốc độ và tải.
Khi động cơ chạy theo đặc tính tải, nhân tố tác động từ bên ngoài tới
chu trình công tác là số lượng nhiên liệu hoặc hòa khí cấp cho xylanh trong
mổi chu trình.
Nhóm thực hiện: 17B1 10
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
3.4. Đặc tính tải động cơ xăng.
Đối với động cơ xăng khi chạy theo đặc tính tải cần tăng hoạc giảm
lượng hòa khí nạp vào động cơ. Khi động cơ đống nhỏ bướm ga sẽ làm tăng hệ
số khí sót và do đó làm thay đổi điều kiện thực hiện quá trình công tác, công
suất và tính kinh tế của động cơ. Suất tiêu hao nhiên liệu g

e
thay đổi theo. Ở
chế độ không tải Ne = 0 và η
m
= 0 nên g
e
= vô cùng. Tăng tải khi giữ n = const
sẽ làm tăng η
m
dó đó mà g
e
giảm dần. Tuy vậy so với động cơ diezen thì ge của
động cơ xăng giảm nhanh hơn do ηi và ηm của động cơ xăng đều tăng.
Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất g
emin
xuất hiện ở vị trí tải tương ứng với
giá trị cực đại của η
e
= η
i
η
m
. Trong động cơ xăng nếu hòa khí được điều chỉnh
theo thành phần tiết kiệm thì η
I
sẽ tăng khi tải tăng vì lúc ấy làm tăng α, chất
lượng cháy tốt hơn. Vì vậy gemin sẽ xuất hiện ở vị trí toàn tải. Nếu trong bộ
chế hà khí có hệ thống làm đậm thì khi mở gần hết bướm ga sẽ làm cho hòa khí
đậm lên. Kết quả sẽ làm tăng công suất nhanh chống nhưng lại làm tăng suất
tiêu hao nhiên liệu ge.

3.5. Đặc tính tải động cơ Diesel.
Tăng tải trong động cơ diezen được thực hiện bằng cách tăng g
ct
qua đó
làm giảm alpha. Do đó khi tăng tải, η
i
được tăng lên chút ít ở khu vực tải nhỏ,
vì áp suất và chất lượng phun tăng dần, sau đó η
I
sẽ giảm khi tiến gần đến chế
độ toàn tải. Vì vậy suất tiêu hao nhiên liệu ge sau khi đạt giá trị cực tiểu, tại
phụ tải tương ứng với giá trị cực đại của η
e
= η
i
η
m
. Trong thực tế sử dụng động
cơ thì nghiêm cấm không đê động cơ chạy tới mức giới hạn lớn nhất của công
suất tai tốc độ thử.
Đặc tính tải của động cơ diezen tăng áp củng tương tự như động cơ
diezen không tăng áp, chỉ khác ở chổ alpha của động cơ tăng áp phj thuộc vào
g
ct
theo quy luật phức tạp hơn.
Với động cơ diezen không tăng áp khi chạy theo đặc tính tải có thể coi
ηv = const và α =(g
ctn
* α
n

)/g
ct
, biểu thức này có thể dung cho động cơ tăng áp
dẫn động cơ khí
Nhóm thực hiện: 17B1 11
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Động cơ diezen tăng áp cao khi chạy theo đặc tính tải ηv có thể thay đổi
từ 10 – 20 % hoặc lớn hơn, không cần quan tâm tới ảnh hưởng của alpha
tới η
i
/ η
imax
vì giá trị alpha rất lớn, thông thường alpha α >= 1,7 – 1,9.
Biến thiên của ρ
κ
/ρ
κν
phụ thuộc g
ct
.
3.6. Tính toán và xây dựng đặc tính ngoài động cơ Daewoo A16DMS (tính
theo các thông số kỹ thuật cho trước bằng phần mềm matlab, Excell…).
IV. THỰC NGHIỆM ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC
ĐỘNG CƠ
4.1. Giới thiệu trang thiết bị thí nghiệm.
4.1.1 Băng thử công suất động cơ APA
APA 204 /E/0943:
*Công suất cực đại Ne(max) : 220 (Kw)
*Mômen quay cực đại Me(max) : 934 (Nm)
*Số vòng quay cực đại ne(max) : 8000 (v/p)

APA có thể làm việc ở hai chế độ.
* Máy phát: khi tạo tải cho động cơ thí nghiệm.
* Động cơ : khi kéo động cơ hay khởi động động cơ.
Hình 4.1: Băng thử công suất APA
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của băng thử:
Nhóm thực hiện: 17B1 12
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
• Cấu tạo gồm:
-Roto (1) làm bằng lá thép mổng cách điện, roto quay theo trục động cơ.
-Stato (2) có các cuộn dây cảm ứng, stato gắn một thanh đòn, đầu thanh đòn
gắn cảm biến đo lực.
Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý băng thử công suất APA
1- Roto; 2-Stato; 3- Bộ phận làm mát; 4- Cảm biến
-Từ băng thử công suất dung để gây tải cho động cơ, nó được nối với động cơ
qua khớp nối.
• Nguyên lý đo momen và công suất của băng thử:
Hình 4.3: Nguyên lý xuất hiện dòng Fuco
-Khi đĩa quay trong từ trường xuất hiện dòng Fuco chống lại chiều quay của
dĩa.
-Khi Roto quay, trong các đĩa xuất hiện Fuco, dòng Fuco tạo ra từ trường
chống lại chiều quay Roto, từ trường này kéo Stato quay theo.
Nhóm thực hiện: 17B1 13
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
-Để cân bằng ta phai dùng lực F:
M
ĐC
= M
TT
= F.L
M

ĐC
: Momen động cơ phát ra
M
TT
: Momen của lực từ
L: Cánh tay đòn
Kết hợp cảm biến đo tốc độ ta xác định công suất động cơ:
N
đc
= M
đc
.ω
4.1.2 Giới thiệu thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 733
*Mô tả thiết bị:
-Hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733 là hệ thống phổ biến
nhất trên thế giới để đo lượng tiêu hao nhiên liệu không liên tục.
-Hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733 chủ yếu được dùng
để đo trọng lực với độ chính xác cao theo yêu cầu. Việc xây dựng các thiết bị
hiệu chuẩn cho phép hiều chuẩn các hệ thống trong thực tế theo những điều
kiện sàn
-Hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733 cho phép đo lượng
tiêu thụ nhiên liệu với độ chính xác cao ngay ở mức tiêu thụ thấp,thời gian đo
ngắn.
-Việc giảm tiêu thu nhiên liệu của động cơ,làm cho yêu cầu đo ngày càng nhỏ
về sự khác biệt trong dòng chảy của nhiên liệu. Hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu
AVL Fuel Balance 733 cho phép đo những khác biệt nhỏ đó với độ tin cậy lớn
nhất
Nhóm thực hiện: 17B1 14
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.4: Thiết bị cấp và đo tiêu hao nhiên liệu 733

*Tính năng và phạm vi sử dụng:
-Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt đến 0.8 bar
- Phạm vi ứng dụng cho phép : 0…80( Kg/h)
- Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu : -10… 700C
-Có thể sử dụng cho loại nhiên liệu xăng pha Methanol và Ethanol 20%. hoặc
sử dụng 100% là Methanol và Ethanol.
- Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất : +25 (kg/h)
- Mức cấp nhiên liệu bình thường : 150 (kg/h)
- Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể : 400 (kg/h)
- Độ sai lệch cho phép của kết quả đo : 0.1%
- Dòng điện điều khiển : 24 ±0.5 V DC ( 1.6A)
- Kích thước hệ thống : 640 x 510 x 280 (mm)
*Tính tương thích:
Hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance có thể được kết hợp với
các hệ thống sau:
-AVL Fuel Temperature Control:Hệ thống điều khiển nhiệt độ nhiên liệu
-AVL Fuel Conditioning System:Hệ thống điều hòa nhiên liệu
a. Bộ phận cấp và đo tiêu hao nhiên liệu (Avl Fuel Balance)
Nhóm thực hiện: 17B1 15
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
- Thiết bị 733 làm việc theo nguyên lý cân trọng lượng nhiên liệu, theo
nguyên lý này nhiên liệu cung cấp cho động cơ từ một bình đo lường ( cốc đo)
và đo liên tục nếu chọn chế độ đo là Stand by.
- Đầu tiên nhiên liệu từ bồn chứa được rót vào cốc đo, được cấp theo
đường số 1 và khi đã đầy cốc thì van điền đầy sẽ đóng nhiên liệu lại. Từ cốc đo
nhiên liệu sẽ được cung cấp cho động cơ qua đường số 2.
- Phần nhiên liệu hồi từ động cơ sẽ theo đường số3 trở về cốc đo. Hệ
thống cốc đo được đặt trên một cân, có quả cân là đối trọng trong hình vẽ dưới.
Trong thiết bị 733 sử dụng quả cân có trọng lượng là 900g
- Khi động cơ hoạt động, nhiên liệu trong cốc đo sẽ giảm xuống làm cho

cán cân nghiên dần về đối trọng. Nhờ cảm biến điện dung, sẽ ghi nhận được sự
dịch chuyển cơ học của cán cân, sự dịch chuyển này làm thay đổi giá trị điện
dung của cảm biến. Tín hiệu được đưa về bộ xử lý để tính toán lượng nhiên liệu
đã tiêu thụ cho động cơ.
Trong quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ, hệ thống cốc đo và đối
trọng bị giao động liên lục. Do vậy nhờ bộ phận giảm chấn sẽ làm triệt tiêu dao
động này và tăng độ chính xác của phép đo.
Do nguyên lý đo lưu lượng bằng phương pháp cân không nhạy cảm với
sự thay đổi của nhiệt độ.

Nhóm thực hiện: 17B1 16
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.5- Bộ cấp và đo nhiên liệu của AVL-733
1- Đường cấp nhiên liệu cho bộ đo; 2- Đường cấp nhiên liệu cho động
cơ; 3-Đường nhiên liệu hồi về hệ thống từ động cơ ; 4- Đường thông với khí
trời.
* Yêu cầu đối với hệ thống:
+ Mạch nhiên liệu phải được hoàn toàn rút khí(không có bọt khí).
+ Nhiệt độ trong mạch đo phải không thay đổi.
+ Thể tích mạch đo không thay đổi.
Trong điều kiện bình thường thì thiết bị 733 có thể làm việc với mức lưu
lượng là 0 150 (kg/h). Trong những trường hợp đặc biệt có thể cấp tới mức 400
(kg/h). Thiểt bị này có thể dùng để cấp nhiên liệu và đo đạc cho hầu hết các ôtô
chạy theo chu trình của quốc tế như FTP75, ECE…
b. Bộ phận điều hòa nhiệt độ nhiên liệu (AVL Fuel Temprature
Control):
- Ở sơ đồ (hình 4.6), nhiên liệu từ bộ đo qua bộ điều hòa nhiệt độ theo
đường A vào bộ điều khiển nhiệt độ. Tại đây, bộ phận trao đổi nhiệt dùng mạch
nước làm mát được cấp bên ngoài ở khoảng 100C, qua hệ thống đường ống E
và F vào trong bộ trao đổi nhiệt. Nhờ cảm biến nhiệt độ được gắn bên trong nên

Nhóm thực hiện: 17B1 17
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
ta có thể biết được nhiệt độ nhiên liệu. Qua đó để cài đặt giá trị cho hợp lý.
Nhiên liệu sau khi làm mát xong được cấp cho động cơ qua đường D.
12
7
10
11
9
8
G
A
B
J
P
5
CDE
F
I
4
2
P
F
E
3
P
1
13
14
6

a dcbe
Hình 4.6- Sơ đồ nguyên lý và bố trí chung giữa AVL 753 và AVL 733S
1, 4, 8, 11- Van; 2- áp kế đo áp suất nước làm mát ra; 3- áp kế đo áp suất
nước làm mát vào; 5- áp kế đo áp suất nhiên liệu hồi; 6- AVL Fuel
Temperature Control 753; 7- AVL Fuel Balance 733S; 9- Bầu lọc thô; 10- Bầu
lọc tinh; 12- Thùng chưa nhiên liệu; 13- Lọc nhiên liệu; 14- Động cơ thử; A-
Nhiên liệu đến AVL 753; B- Nhiên liệu hồi về AVL 733S; C- Nhiên liệu hồi từ
động cơ; D- Nhiên liệu đến động cơ; E- Nước làm mát vào; F- Nước làm mát
ra; G- Đường cấp nhiên liệu từ thùng chứa; H, J- Nhiên liệu thừa; a- Nhiên
liệu hồi từ động cơ; b- Nhiên liệu đến động cơ; c- ống thông hơi; d- Đường
nhiên liệu cấp đến AVL733S; e- Nhiên liệu thừa.
- Đường nhiên liệu trở về từ động cơ có nhiệt độ khá lớn, do vậy hệ thống
sẽ tự kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo không thay đổi.
Nhóm thực hiện: 17B1 18
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Như vậy, việc cấp và đo tiêu hao nhiên liệu động cơ thí nghiệm bằng
thiết bị 733 cho phép ta xác định giá trị tiêu hao chính xác nhất. Đồng thời cho
phép ta khống chế và hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu cung cấp cho động cơ với
nhiều chế độ khác nhau. Điều này rất quan trọng trong các bài thí nghiệm xét
ảnh hưởng của nhiệt độ nhiên liệu đối với động cơ thí nghiệm. Hệ thống điều
khiển từ Puma cho phép ta tìm lổi của thiết bị trong quá trình vận hành và xử lý
kịp thời. Các tín hiệu và giá trị đo được đều hiển thị trên máy tính, nhờ các số
liệu này mà ta có thể xây dựng được các đường đặc tính tiêu hao nhiên liệu cho
động cơ thí nghiệm.
- Như trình bày ở trên, để đảm bảo chính xác cho phép đo của thiết bị thì
nhiệt độ trong mạch nhiên liệu phải không đổi. Do vậy, trước khi cấp nhiên liệu
cho động cơ, nhiên liệu được đưa qua bộ phận điều khiển nhiệt độ, nhằm ổn
định nhiệt độ nhiên liệu.
4.1.3 Thiết bị đo tốc độ động cơ và vị trí trục khuỷu ( AVL 364C và 364X
encoder).

Nhiệm vụ: Dùng để đo tốc độ động cơ và vị trí trục khuỷu dựa trên nguyên lý
biến đổi góc quay của trục khuỷu thành tín hiệu số sau đó đưa về PUMA xử lý.
Thiết bị đo tốc độ và vị trí trục khuỷu của động cơ gồm:
+Cảm biến xác định vị trí trục khuỷu và số vòng quay
+Bộ AVL 364C và 364X Angel encoder.
Thiết bị đo tốc độ nói trên kết hợp thiết bị ghi nhận tín hiệu chuyên dụng AVL
Indiset 620.
AVL Indiset 620: Là thiết bị được thiết kế chuyên dụng để ghi nhận dữ liệu
khi đo một thông số có tần số biến đổi nhanh theo góc quay trục khuỷu như: áp
suất trong xilanh, áp suất trên đường ống cao áp của hệ thống nhiên liệu, độ
nhấc kim phun.
Nhóm thực hiện: 17B1 19
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.7: Sơ đồ bố trí Indiset 620, cảm biến QL61D và Encoder 364X
- Bộ AVL 364C Angel Encoder
Nhiệm vụ: Angel Encoder 364C là thiết bị chuyển tín hiệu góc quay thành tín
hiệu số, tín hiệu này được PUMA xử lý và xác định chính xác số vòng quay
trục khuỷu.
Hình 4.8: Sơ bộ mã hóa góc AVL 364C lên động cơ.
1-Ống cáp truyền thông tin; 2- Dụng cụ kẹp; 3,4- Bulong; 5- Đai ốc siết;
6- Mặt bích; 7- Trục khuỷu.
Nhóm thực hiện: 17B1 20
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
-Đặc điểm cấu tạo và sơ đồ khối của Encoder 364C: Encoder 364C là sự kết
hợp giữa Cơ học- Quang học- Điện tử.
Hình 4.9: Sơ đồ khối đo vận tốc động cơ của AVL 364C
Gồm có:
1. Bộ chuyển đổi xung
2. Đĩa trung tâm được khoan lỗ đều đặn
3. Cơ cấu mang đĩa, mặt bích để bắt đĩa

4. Cánh tay trợ giúp giữ bộ phận quang học
5. Thiết bị giữ kẹp
6. Giá treo để treo thiết bị phát ánh sang
7. Cáp kết nối bộ phận AVL
8. Vị trí đo hướng kim quang học của cảm biến quang học
9. Cáp kết nối với 3064V04 gồm 6 lớp
10.Ống đèn điện tử
Nhóm thực hiện: 17B1 21
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.10: Kết cấu và sơ dồ nguyên lý của Encoder 364C
-Nguyên lý hoạt động: Dựa vào hình 4.9, khi động cơ hoạt động thì đĩa (2) lắp
trên Buli trục khuỷu quay theo. Lỗ khoan trên đĩa mỗi lần đi qua được thiết bị
phát ánh sang lắp trên (6) chiếu qua, khi đó kim quang học của cảm biến quang
học (8) nhận sự thay đổi tần số ánh sáng và truyền tới ống đèn điện tử (10).
Ống đèn điện tử nhận sự thay đổi và thực hiện phóng ánh sáng và đưa tín hiệu
đến bộ chuyển đổi xung (1), bộ chuyển đổi sẽ chuyển đổi xung quang thành
xung điện. Tại nơi bộ chuyển đổi xung có gắn cáp (7) và chính nhờ cáp này
đưa xung điện về PUMA của phòng AVL.
-Thông số kỹ thuật AVL 364C:
+ Phạm vi vận tốc: 10-15000 [rpm]
+ Lực chịu rung: Max 100x9,81 (m/s
2
) 100 (g) cho 10mio.Rev
Max 200g cho bảng tóm tắt từng giai đoạn.
+ Nhiệt độ cho phép xung quanh: -30 – 70
0
C
+ Cho phép nhiệt độ tại bề mặt tăng lên: -30 – 100
0
C

Nhóm thực hiện: 17B1 22
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
+ Tuổi thọ vận hành dưới giới hạn phụ tải: Với ít nhất 10 triệu vòng quay ở đó
cho phép dao động lớn nhất.
+ Khối lượng phụ tải trên khuỷu: 530 -630g phụ thuộc vào vị trí bệ máy của
Encoder.
- Ống đèn điện tử: Phạm vi sử dụng : -30 – 60
0
C
Hình 4.11: Kết cấu của ống đèn điện tử
-Đĩa khoan lỗ: được bắt lên mặt bích trục khuỷu, đĩa được khoan lỗ đều nhau.
Bộ AVL 364X Angel Encoder
-Nhiệm vụ: Encoder 364X là thiết bị chuyển tín hiệu góc quay dạng tương tự
thành tín hiệu số. Sau khi tín hiệu qua bộ đếm, mạch vi xử lý và thiết bị xử lý
số liệu sẽ giúp xác định được chính xác vị trí và số vòng quay trục khuỷu.
Nhóm thực hiện: 17B1 23
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.12: Sơ đồ lắp đặt bộ mã hóa góc AVL 364X
-Đặc điểm cấu tạo và sơ đò khối của Encoder 364X: dựa trên nguyên lý hiện
tượng quang dẫn.
1. Đĩa chuẩn khắc dấu.
2. Ống đèn điện tử
3. Cáp nối từ đèn điện tử đến bộ chuyển đổi xung
4. Cáp nối với bộ phận AVL
5. Bộ chuyển đổi xung
6. Bộ quang học DDAATSSIC364G03 ( cũng chính là cảm biến quang)
-Nguyên lý hoạt động: Chỉ khác với bộ AVL 364C là đĩa khoan lỗ bây giờ là
đĩa khắc giấu. Khi trục khuỷu quay thì đĩa khắc dấu (1) quay theo. Ánh sáng
phản chiếu từ đĩa (1) được thiết bị thu nhận ánh sáng (6) thu nhận. Sự thay đổi
tần số ánh sáng phản chiếu từ đĩa (1) ứng với mỗi dấu cho ra xung ánh sáng

thay đổi. Sự kết hợp giữa nguồn sáng từ ống đèn (2) và bộ quang học (6) ứng
Nhóm thực hiện: 17B1 24
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
với mỗi dấu cho ta một tín hiệu quang, sau đóvtín hiệu này được đưa đến bộ
chuyển đổi xung (5). Như vậy, từ tín hiệu góc quay biến thành tín hiệu quang
rồi biến thành xung điện. Thông qua cáp kết nối (4) đưa xung điện đến PUMA
của phòng điều khiển AVL.
Hình 4.13: Sơ đồ khối đo tốc độ động cơ của bộ mã hóa góc AVL 364X
Thiết bị quang học ĐATSSIC364G03:
Đặc điểm: Chịu rung Max = ( 100x9,8 – 1200x9.8).10
-3
[N]
Nguyên lý làm việc của ĐATSSIC364G03: Thực chất là một tế bào quang dẫn.
ĐATSSIC364G03 thu tín hiệu quang từ ống đèn điện tử (2). Sự ngắt quãng của
xung ánh sáng từ đèn điện tử phát tới khi chiếu qua các lỗ khoan trên đĩa (1) sẽ
được phản ánh trung thực qua xung điện của bộ chuyển đổi xung (5).
Đĩa quang vạch dấu:
+ Đĩa quang vạch dấu 364G72: đĩa được gắn liền với một đầu của trục khuỷu
và cùng quay theo trục khuỷu.
Đĩa được vạch dấu đều nhau, như vậy sẽ được cảm biến quang nhận biết và kết
hợp với các bộ phận của Encoder364X mã hóa tín hiệu quay trục khủy thành
tín hiệu số.
Nhóm thực hiện: 17B1 25