Báo cáo thí nghiệm máy tàu

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MỤC LỤC
1

2

PHẦN I: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THÍ NGHIỆM ....................................................4
1.1

Mục đích thí nghiệm ..........................................................................................4

1.2

Ý nghĩa thí nghiệm.............................................................................................5

PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT

TRONG............................................................................................................................6
2.1

Giới thiệu chung băng thử Froude và thiết bị ....................................................6

2.1.1

Giới thiệu chung về băng thử Froude ..........................................................6

2.1.2

Giới thiệu về thiết bị động lực: Động cơ EV2600 ......................................6

2.1.3

Giới thiệu về các thiết bị cảm biến ..............................................................8

2.1.4

Giới thiệu về thiết bị tiêu hao nhiên liệu ...................................................13

2.2

Các loại đặc tính. ..............................................................................................13

2.2.1

Đặc tính tốc độ. .........................................................................................13

2.2.2

Đặc tính tải. ...............................................................................................13

2.2.3

Các đặc tính khác. .....................................................................................14

2.3

Đặc tính ngoài động cơ Diesel. ........................................................................14

2.4

Đặc tính tải động cơ Diesel. .............................................................................15

2.5

Giới thiệu và nguyên lý làm việc của thiết bị thí nghiệm ................................16

2.5.1
2.6
3

Giới thiệu về động cơ EV2600 và băng thử FROUDE. ............................16

Nguyên lý làm việc của băng thử FROUDE....................................................18

PHẦN III: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ FROUDE ..............19
3.1

Phân công nhiệm vụ .........................................................................................19

3.2

Quy trình thí nghiệm ........................................................................................19

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 1

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
3.3

Phân tích kết quả thực nghiệm .........................................................................21

3.3.1
3.4

Động lực học. ............................................................................................21

Tiêu hao nhiên liệu. ..........................................................................................23

3.4.1
4

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Nhiệt độ nước làm mát. .............................................................................25

PHẦN IV: KẾT LUẬN ..........................................................................................28

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 2


GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
LỜI NÓI ĐẦU

Thực hành thí nghiệm máy tàu là một môn học quan trọng nó góp phần giúp
chúng ta hiểu rõ và kiểm nghiệm những kiến thức về lý thuyết mà chúng ta đã được
học. Bên cạnh đó nó cũng giúp cho chúng ta xác định các vấn đề trong thực tế, kỹ
thuật và các quy luật của hiện tượng mà lý thuyết chưa hoặc khó đề cập đến.
Sau một thời gian được tiếp thu các kiến thức lý thuyết về động cơ, nhằm giúp
cho sinh viên biết cách thực hiện các thao tác và trình tự của một quy trình thí nghiệm,
trong học kỳ này sinh viên được tiến hành làm thí nghiệm trên động cơ. Việc thí
nghiệm sẽ giúp cho các sinh viên quan sát, đánh giá một cách trực quan về tình trạng
kỹ thuật – kinh tế của một động cụ thể thông qua việc đo đạc trực tiếp các thông số và
xử lý chúng. Từ đó mà sinh viên nắm vững hơn các kiến thức đã được học. Đồng thời
thông qua việc thí nghiệm, sinh viên cũng tìm hiểu được các trang thiết bị hiện đại
được dùng trong quá trình thực hiện.
Để đánh giá tính năng kinh tế - kỹ thuật của động cơ ta cần tiến hành đo đạc và
xử lý nhiều thông số như: công suất có ích Ne, mômen có ích của động cơ Me, lượng
tiêu hao nhiên liệu Gnl, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge, góc phun sớm …. Việc đo
đạc được tiến hành tại phòng thí nghiệm thay thế năng lượng thuộc Khoa Cơ Khí Giao
Thông - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Võ Anh Vũ nhóm chúng em đã cố gắng
hoàn thành nhiệm vụ được giao nhưng do kiến thức còn nhiều hạn chế nên trong quá
trình thực hiện và làm báo cáo này chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong các thầy chỉ dạy thêm.Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo đã
tạo điều kiện, hướng dẫn và giúp đỡ chúng em trong quá trình tiến hành làm thí
nghiệm.
Đà Nẵng, ngày 1tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Nhóm01-20A

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 3


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
1

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

PHẦN I: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THÍ NGHIỆM

1.1 Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm là cách thức giúp sinh viên trực tiếp quan sát và dễ hình dung khi
đã được học qua lý thuyết, tạo cho sinh viên khả năng quan sát và suy nghĩ trong qua
trình thí nghiệm động cơ
Giúp sinh viên nắm vững chắc và hệ thống hóa các kiến thức lý thuyết đã được
trang bị trong các môn học chuyên môn:
+ Kết cấu động cơ đốt trong.
+ Nguyên lý động cơ đốt trong.
Giúp sinh viên làm quen với trang thiết bị , các băng thử và thí nghiệm, các
dụng cụ đo và hệ thống các trang thiết bị phụ trợ trong thí nghiệm động cơ đốt trong.
Tạo điều kiện cho sinh viên tiếp cận các kỹ thuật đo trên các trang thiết bị tiên
tiến trong thí nghiệm động cơ đốt trong.
Sinh viên tập thí nghiệm, nghiên cứu và học tập trong các trường , nhà máy, xí
nghiệp:
+ Thí nghiệm theo các đề tài nghiên cứu khoa học chuyên sâu liên quan đến động
cơ đốt trong như: nghiên cứu về buồng cháy, đường nạp, đường thải , góc đóng,
mở xupap... ảnh hưởng lên nhiệt động lực – hóa học của quá trình cháy trong
động cơ đốt trong.
+ Nghiên cứu tối ưu loại nhiên liệu và dâu mỡ bôi trơn sử dụng trong động cơ.

+ Kết quả nghiên cứu được áp dụng nhằm nâng cao chất lượng thiết kế chế tạo
động cơ nâng cao hiệu suất kinh tế, tính hiểu quả cao, giảm thiểu ô nhiễm môi
trường do khí thải và tiếng ồn của động cơ gây ra.
Các thí nghiệm này có thể thực hiện trên băng thử động cơ tổng thành hoặc trên
từng bộ phân riêng biệt. Mở rộng hơn thí nghiệm động cơ còn bao gồm các nghiên cứu
liên quan được tiến hành bên ngoài động cơ trên các mô hình hóa các hệ thống của
động cơ như nạp, thải, hệ thống nhiên liêu, hệ thống điện...
Thí nghiệm còn nghiên cứu để cải tiến : nhằm tìm ra các giải pháp hoàn thiện
động cơ, cải tiến các chi tiết hay hệ thống trong động cơ.
SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 4


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
-

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Thí nghiệm kiểm định động cơ: nhằm đánh giá các tính năng kỹ thuật và xác
định chất lượng chế tạo của động cơ mới và động cơ sau khi sửa chữa đại tu.

-

Các thí nghiệm này cho phép xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của động
cơ : mômen và công suất động cơ, số vòng quay, tiêu thụ nhiên liêu, tiêu thụ
dầu nhờn,lưu lượng khí nạp ...

-

Đối với bài thí nghiệm này kết quả thí nghiệm kết hợp với lý thuyết để xác
định ảnh hưởng của nhiệt độ nước làm mát đến tính năng kinh tế kĩ thuật của
động cơ.

1.2 Ý nghĩa thí nghiệm
Đường đặc tính ngoài của động cơ là các đường công suất Ne, momen Me , suất
tiêu hao nhiên liệu ge diễn biến theo tốc độ quay n (v/ph) của động cơ ở chế độ toàn tải
( mở 100% bướm ga ở động cơ xăng hoặc phun nhiên liệu cực đại ở động cơ diesel).
Đây là đường đặc tính quan trọng nhất của một động cơ dùng để đánh giá các
chỉ tiêu công suất Nemax và tiết kiệm nhiên liệu gemin của động cơ.
Nhờ đường đặc tính này người ta cũng đánh giá được sức kéo của động cơ qua
đặc tính momen Me, vùng làm việc ổn định của động cơ và hệ số thích ứng K của nó.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 5


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
2

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

PHẦN II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG

2.1 Giới thiệu chung băng thử Froude và thiết bị
2.1.1 Giới thiệu chung về băng thử Froude
Thay vì để hãm phanh bằng cơ cấu dây đai, dựa trên nguyên lý đó William
Froude đã phát minh ra phanh bằng thủy lực năm 1877 [14]. Cấu tạo băng thử thủy lực

như hình 3.15, gồm trục nối với trục quay của động cơ cần đo, một đồng hồ đo khối
lượng, một đồng hồ đo tốc độ trục quay, một đồng hồ đo áp lực nước và bộgiảm
chấn, đầu nước vào và nước ra, tay điều khiển lực phanh. Sự thay đổi lực phanh (Tải
đặt vào động cơ) này phụ thuộc vào việc điều chỉnh hướng dòng chất lỏng từcánh
stato tương tác vào cánh rôto.Băng thử thủy lực FROUDE dùng để đo công suất động
cơ có công suất đo từ 0 ÷ 200 mã lực.
2.1.2 Giới thiệu về thiết bị động lực: Động cơ EV2600

Hình 2.1 Động cơ Diesel EV2600
+ Động cơ diesel EV2600 là động cơ 4 kỳ,1 xilanh, nằm ngang,
SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 6


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

+ Công suất 25 HP
+ Thể tích thùng nhiên liệu 4.7 lít
+ Dầu bôi trơn Nhớt 30
+ Trọng lượng 200 Kg.

Hình 2.2 Thông số kỹ thuật động cơ
-

-Đặc điểm:
+

Công suất mạnh, mức tiêu hao nhiên liệu thấp

+

Gọn, nhẹ, dễ sử dụng

+

Chạy êm, bền bỉ

Dùng cho:Máy hàn, Bơm nước, máy phát điện, máy nén khí, ghe thuyền, máy
chế biến, máy cày, xới, máy xay xát, máy công nghiệp.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 7


GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
Bảng 2.1 Thông số của động cơ Diesel EV2600

2.1.3 Giới thiệu về các thiết bị cảm biến
 Vị trí các cảm biến

Hình 2.3 Vị trí các cảm biến trên động cơ Diesel dùng bơm cao áp
Chú thích:
1. Cảm biến tốc độ

5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

2. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

6. Cảm biến áp suất tuabin

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 8


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
3. Cảm biến vị trí bàn đạp ga

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ
7. Cảm biến vị trí trục khuỷu

4. Cảm biến nhiệt độ khí nạp
2.1.3.1 Cảm biến tốc độ động cơ

Hình 2.4 Cảm biến tốc độ động cơ
Để xác định tốc độ quay của động cơ, trên động cơ thường sử dụng cảm biến
điện từ để cho ra tín hiệu điện áp từ cuộn dây của cảm biến, phạm vi làm việc của
điện áp tín hiệu cảm biến tốc độ động cơ khá cao (0 ÷ 36) [V] nên không phù hợp với
thiết bị kết nối với máy tính. Bên cạnh đó, trên động cơ cũng dùng cảm biến quang
để thu nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ quay của động cơ, cấu tạo và nguyên lý làm
việc của loại này cũng giống với cảm biến góc quay được dùng rộng rãi trong công
nghiệp đó là encoder. Encoder được dùng để đo tốc độ, đo chiều dài, đo dịch chuyển,
vị trí hay góc quay. Dựa theo tín hiệu phát ra của encoder mà có hai loại encoder khác
nhau.

Encoder tuyệt đối có ưu điểm dùng trong những trường hợp khi góc quay là
nhỏ và động cơ không quay nhiều vòng. Khi đó, việc xử lý encoder tuyệt đối trở nên
dễ dàng cho người dùng hơn, vì chỉcần đọc giá trị là chúng ta biết ngay được vị trí góc
của trục quay.Encoder tương đối có cấu tạo gồm một đĩa mã có khắc vạch sáng tối, đặt
giữa nguồn sáng và transistor quang (phototransistor). Trục encoder được gắn quay
đồng tốc với tốc độ động cơ. Sau đây là cấu tạo và sơ đồ mạch điện của một
encoder tương đối. [20]

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 9


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Hình 2.5 Cấu tạo và sơ đồ mạch điện của encoder tương đối.
1.Trục; 2.Ổ bi; 3.Giá đỡ trục; 4,10. Đĩa mã có khắc vạch; 5.Bộ thu phát hồng
ngoại; 6.Vỏ; 7.Lỗ trống nhỏ; 8.Lỗ trống lớn; 9.Điện trở; 11.Điốt quang;
12.Phototransistor; 13.Tín hiệu ra.
Nguyên lý cơ bản của encoder đó là một đĩa mã có khắc vạch, quay quanh trục,
trên đĩa có các lỗ (Rãnh). Bộ thu phát hồng ngoại gồm một điốt quang (Đèn led) và
một phototransistor (Mắt thu). Cho đèn led chiếu lên mặt đĩa, khi đĩa quay,
chỗkhông có lỗ, đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ, đèn led sẽ chiếu
xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa được đặt một con mắt thu. Với các tín
hiệu có, hoặckhông có ánh sáng chiếu qua tương ứng cho ra tín hiệu mức 1 và tín hiệu
mức 0. Số xung đếm được và tăng lên nó tính bằng số lần ánh sáng chiếu qua các lỗ
mà phototransistor thu nhận được. Như vậy, encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông
và tần số của xung đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của đĩa mã có khắc vạch. Do

đặc điểm của động cơ là quay nhiều vòng nên encoder tương đối được lựa chọn sử
dụng trong đề tài.
2.1.3.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Các động cơ điện tử thường có 2 chế độ làm việc (Normal và Cold). Ở chế độ
Cold động cơ khởi động thuận lợi hơn cũng như giảm khói trắng và thời gian làm ấm
động cơ. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát xác định nhiệt độ hệ thống làm mát động
cơ, giá trị này được gửi đến ECM để thiết lập chế độ khởi động cho động cơ là Normal
hay Cold.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 10


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Hình 2.6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên động cơ diesel.
Nguyên lý hoạt động: Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở
theo nhiệt độ. Nó được làm bằng vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm. Khi
nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại, khi nhiệt độ giảm thì điện trở tăng. Các loại
cảm biến nhiệt độ hoạt động cùng nguyên lý nhưng mức hoạt động và sự thay đổi điện
trở theo nhiệt độ có khác nhau. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện
áp được gửi đến ECU động cơ trên nền tảng cầu phân áp.
2.1.3.3 Cảm biến lực (Loadcell)
a) Cảm biến biến dạng:
-

gồm một sợi dây dẫn có diện trở suất ρ (Thuờng dùng hợp kim của Niken) có

chiều dài l và có tiết diện s, duợc cố dịnh trên một phiến cách diện nhu hình vẽ
2.7.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 11


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Hình 2.7 Cảm biến biến dạng.
b) Cảm biến lực (Loadcell):
Gồm một vật chứng dàn hồi, là một khối nhôm hoặc thép không rỉ duợc xử lý
dặc biệt, trên vật chứng có dán 4 strain gage. Khi vật chứng bị biến dạng duới tác dụng
của trọng luợng tác dộng vào loadcell thì có thể có 2 hoặc 4 strain gage bị tác dộng.
Tùy vào dạng của vật chứng mà loadcell có nhiều loại khác nhau nhu loadell chịu nén,
chịu kéo, chịu uốn, chịu xoắn…Sau dây là kết cấu và nguyên lý của loadcell chịu kéo
duợc sử dụng trong dề tài.
Các strain gage trong loadcell duợc kết nối thành một mạch cầu Wheastone,
các strain gage trong mạch cầu có tác dụng bù ảnh huởng của nhiệt dộ.
Khi không bị tác dộng, diện trở của các strain gage bằng nhau cầu ở trạng thái
cân bằng. Khi bị tác dộng, vật chứng bị biến dạng, các strain gage thay dổi diện trở
làm cầu lệch cân bằng và làm xuất hiện ở ngõ ra một điện áp.

Hình 2.8 Hình dạng của Loadcell

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 12


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

2.1.4 Giới thiệu về thiết bị tiêu hao nhiên liệu.

Hình 2.9 Máy đo suất tiêu hao nhiên liệu AVL733-Fuel Balance.
2.2

Các loại đặc tính.

2.2.1 Đặc tính tốc độ.
Đặc tính tốc độ của động cơ là đồ thị biểu diễn mối quan hệ mô men có ích Me,
công suất có ích Ne, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge… và các chỉ tiêu khác của động
cơ theo tốc độ ne của động cơ khi giữ tay điều khiển động cơ ở vị trí quy định.
Ở 100% tải thì ta gọi là đặc tính tốc độ ngoài
Các mức tải còn lại được gọi là đặc tính bộ phận
2.2.2 Đặc tính tải.
Các động cơ dẫn động máy phát điện, máy nén, bơm nước … phải đáp ứng đòi
hỏi của các máy công tác là khi thay đổi tải của máy công tác, tốc độ động cơ chỉ được
thay đổi trong một phạm vi rất hẹp. Vì vậy chất lượng hoạt động của động cơ ấy được

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 13

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

đánh giá theo đặc tính khi không thay đổi tốc độ động cơ. Đặc tính ấy được gọi là đặc
tính tải.
2.2.3 Các đặc tính khác.
-

Đặc tính tổng hợp

-

Đặc tính không tải

-

Đặc tính điều tốc

-

Đặc tính chân vịt

-

Đặc tính điều chỉnh

Các đặc tính trên chỉ là trường hợp đặc biệt của đặc tính tốc độ.
2.3 Đặc tính ngoài động cơ Diesel.

Bảng 2.2 Đặc tính ngoài động cơ Diesel
-

Ở động cơ Diesel quyết định công suất là số nhiên liệu cấp cho xylanh trong
một chu trình, do đó không quyết định  v mà là gct.

-

Đường đặc tính tốc độ của động cơ Diesel ít dốc do ảnh hưởng của gct luôn
tăng.
+ Hệ số thích ứng KM nhỏ : KM = 1,1

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 14


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

+ Khi chuyển từ đường đặc tính ngoài vào đặc tính bộ phận các đường
song song nhau (nghĩa là độ dốc không thay đổi và KM cũng không thay
đổi)
+ Các đường đặc tính bộ phận không cắt trục hoành trong tốc độ sử dụng
của động cơ từ (nMin¸nđm)
2.4 Đặc tính tải động cơ Diesel.
Trong động cơ Diesel được thực hiện nhờ thay đồi độ dài của thời gian cấp
nhiên liệu, trong nhiều trường hợp còn làm thay đổi cả áp suất và chất lượng phun.
Ở chế độ không tải Ne = 0 và  m= 0, nên ge = ∞. Tăng tải khi giữ nguyên số

vòng quay sẽ làm tăng  m, do đó ge giảm dần. Tuy nhiên mức giảm của động cơ diesel
là chậm hơn động cơ xăng vì  i của động cơ Diesel giảm chậm hơn so với mức tăng
của của  m.
Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất gemin xuất hiện ở vị trí tải tương ứng với giá trị
cực đại của  e =  i.  m. Tăng tải trong động cơ Diesel được thực hiện bằng cách tăng
gct qua đó giảm  . Do đó khi tăng tải,  i được tăng lên chút ít ở khu vực tải nhỏ, vì áp
suất và chất lượng phun tăng dần, sau đó  i sẽ giảm khi tiến gần chế độ toàn tải. Vì
vậy suất tiêu hao nhiên liệu sau khi đạt cực tiểu, tại phụ tải tương ứng với giá trị cực
đại của

 e =  i.  m, sẽ tăng dần lên.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 15


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Hình 2.10 Đặc tính tải động cơ Diesel.
2.5 Giới thiệu và nguyên lý làm việc của thiết bị thí nghiệm
2.5.1 Giới thiệu về động cơ EV2600 và băng thử FROUDE.
a) Sơ đồ thí nghiệm.

Hình 2.11 Sơ đồ thí nghiệm động cơ EV2600 và băng thử FROUDE
Chú thích:
1.

Bệ đỡ động cơ.

8. Van cấp nước.

2.

Băng thử Froude

9. Cảm biến tốc độ băng thử

3.

Trục nối băng thử và động cơ.

10. Thùng chứa nước

4.

Vô-lăng điều chỉnh tải.

11. Bơm nước

5.

Màn hình hiển thị kết quả

12. Thiết bị đo ô nhiễm

6.

ECU

13. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

7.

Thiết bị đọc ô nhiễm

14. Bình chứa nước làm mát.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 16


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Hình 2.12 Tổng quan băng thử Froude

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 17


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

2.6 Nguyên lý làm việc của băng thử FROUDE.

Hình 2.13 Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE
1.Ống nước ra; 2. Ống nước vào; 3. Van chỉnh lượng nước vào; 4,11. Mặt bích nối trục
các đăng; 5. Ổ đỡ trục; 6. Van điều chỉnh áp lực nước; 7. Đồng hồ đo khối lượng; 8.
Cánh roto; 9. Cánh stato(Điều chỉnh tải); 10. Đối trọng; 12. Chân đế
Nguyên lý làm việc: Nước được bơm với áp suất cao từ thùng nước đi qua van
điều chỉnh lượng nước vào đến tác động vào cánh roto của băng thử tạo ra momem
làm quay trục của băng thử từ đó đo momen của động cơ. Cánh stato băng thử có thể
điều chỉnh được để thay đổi hướng của cánh roto qua đó thay đổi lực tác dụng lên cánh
của roto.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 18


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

PHẦN III: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM TRÊN BĂNG THỬ FROUDE

3

3.1 Phân công nhiệm vụ
Bảng 3.1 Phân công nhiệm vụ
STT

Tên thành viên

Nhiệm vụ

1

Lê Xuân Dương

Điều chỉnh tải

2

Võ Văn Dũng

Xử lý số liệu

3

Huỳnh Lê Đông

Ghi chép số liệu

4

Lưu Trường Giang

Khởi động, điều chỉnh vị trí thanh răng

5

Nguyễn Văn Hiền

Phát hiệu lệnh điều chỉnh tải

6

Hồ Viết Thuật

Đọc số liệu

Ghi chú

Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ các trang bị cho quá trình thí nghiệm ta tiến hành thí
nghiệm và quá trình thí nghiệm được thực hiện qua các bước sau:
3.2 Quy trình thí nghiệm
Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm
Lắp đặt động cơ cần tiến hành thí nghiệm lên băng thử, lắp đặt các thiết bị phụ
trợ như các cảm biến trên động cơ, hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống cung cấp
nước, hệ thống khí nén, hệ thống quạt hút và thổi, hệ thống làm mát, hệ thống đo, đầu
nối các thiết bị, khai báo lập trình…
Bước 2: Thí nghiệm
Vận hành các thiết bị chính trong phòng thí nghiệm động cơ
1. Vận hành các thiết bị phụ trợ
Bật các công tắc khởi động các quạt hút, thổi, quạt làm sạch và quạt hút khí xả
động cơ.
-

Bật công tắc vận hành bơm nước lên tháp, bơm bổ sung, quạt tháp làm mát
nước.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 19


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
-

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

Lưu ý kiểm tra thường xuyên sự làm việc ổn định của quạt tháp và các máy
bơm, đồng thời kiểm tra các lọc nước theo định kỳ.

2. Vận hành hệ thống làm mát nhiên liệu.
-

Bật công tắc cầu dao nguồn.

-

Bật công tắc khởi động trên hệ thống và ấn liên tục trong 5s.

-

Lưu ý thường xuyên kiểm tra mức nước trong bồn dự trữ. Nếu thấy thiếu phải
châm ngay vào hệ thống qua phễu trên bình nước dự trữ.

-

Kiểm tra tình trạng làm việc của đầu lạnh và quạt gió.

3. Vận hành hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu.
-

Kiểm tra mức nhiên liệu trên bồn chứa và các van được mở.

-

Bật công tắc khởi động nguồn điện cấp cho hệ thống.

-

Kiểm tra độ mở của cụm van điều chỉnh áp suất nhiên liệu cung cấp cho động
cơ. Kiểm tra tình trạng rò rỉ nhiên liệu trên hệ thống đo và động cơ trên băng
thử.

-

Kiểm tra tình trạng của hệ thống đo nhiên liệu, khi bật công tắc nguồn thì đèn
xanh ở khu vực dưới sẽ nhấp nháy liên tục. Nếu thấy đèn xanh ở trên nhấp nháy
liên tục thì hệ thống đã bị lỗi. Lúc này cần phải tìm lỗi.

4. Kiểm tra động cơ và nối kết điện ắcquy cho hệ thống điều khiển động cơ
-

Kiểm tra tình trạng động cơ trước khi vận hành cho chạy.

-

Kiểm tra các cảm biến trên động cơ.

-

Kiểm tra trục nối động cơ và APA.

-

Nối bộ sạc acqui vào bình điện và đấu nguồn cung cấp cho hệ thống.

-

Kiểm tra cầu chì trên hộp kết nối điện điều khiển đánh lửa cho hệ thống.

-

Bật công tắc khởi động hệ thống bơm nước làm mát cảm biến áp suất trên
đường nạp và thải của động cơ, kiểm tra lượng nước làm mát trong bình chứa.

5. Chuẩn bị công tác PCCC và an toàn
-

Chuẩn bị sẵn các bình cứu hỏa khi cần thiết có thể xử lý kịp thời và nhanh
chóng khi mà trung tâm chưa trang bị hệ thống chữa cháy tự động bằng khí
CO2.

6. Vận hành
-

Bật công tắc điện nguồn cấp cho hệ thống tủ điều khiển.

-

Bật công tắc nguồn cung cấp điện.

-

Khởi động hệ thống máy tính.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 20


GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
-

Vận hành hệ thống

Bước 3: Khởi động động cơ
-

Trước khi nổ động cơ, ta cần cung cấp nhiên liệu cho động cơ.

Bước 4: Vận hành đo đạc cho bài thí nghiệm
-

Điều chỉnh % α sao cho đến vị trí thanh răng là 20 %

Bước 5: Ghi và lưu kết quả đo:

-

Đọc giá trị từ các bảng giá trị của thiết bị đo ô nhiễm, thiết bị đo tiêu hao nhiên
liệu, thiết bị đo công suất,…

Bước 6: Kết thúc và tắt máy
-

Trước khi cho động cơ dừng, ta phải tiến hành giảm ga và giảm tải.

3.3 Phân tích kết quả thực nghiệm
3.3.1 Động lực học.
a) Kết quả đo
Bảng 3.2 Bảng động lực học của động cơ
STT

N (v/p)

Ne (HP)

Me (N/m)

1

1080

9

47

2

1105

11

57

3

1189

12

60

4

1201

13

65

5

1250

14

71

6

1266

12

62

7

1281

13

68

8

1293

11

58

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 21

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU
9

1315

10

50

10

1333

8

44

11

1341

7

38

12

1313

4

22

b) Đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.
Dựa vào số liệu trong quá trình thí nghiệm ta vẽ được đồ thị sau:

Hình 3.1 Đồ thị đặc tính đặc tính công suất- momen động cơ EV2600
Từ đồ thị lấy xấp xỉ ta được hàm số:
Me = f(n) = y = f(x) = -3.10-6.x2 – 0,0091.x + 55,335 với R2 =0,9929
Thay các giá trị của n vào hàm Me = f(n) ta có bảng số liệu sau:
(n = 1050 1313 (vòng/phút); n = 200 (vòng/phút))
(

SVTH: NHÓM 01-20A

)

(

)

Trang 22


GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

 Nhận xét:

Ở chế độ 20% thanh răng và số vòng quay thí nghiệm thay đổi từ 1050 1313
(vòng/phút) nhìn vào các đường đặc tính trên đồ thị ta có nhận xét về sự thay đổi của
các thông số như sau:
Công suất có ích của động cơ Ne tăng trong khoảng số vòng quay từ 1050
(vòng/phút) đến 1313 (vòng/phút). Nghĩa là trong khoảng số vòng quay này ứng với
mức tải  = 20%, công suất của động cơ tăng sau đó giảm dần. Tiếp tục tăng tốc độ
động cơ thì Ne giảm.
Mômen có ích của động cơ Me giảm theo số vòng quay và giá trị cực đại của
Me đạt được tại số vòng quay nM nằm trong khoảng n = 1050 ÷1313(vòng/phút).
3.4 Tiêu hao nhiên liệu.
a) Kết quả đo
Bảng 3.3 Bảng đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ
ntb
1080

1105

0.61

0.63

(vòng/phút)

118

120

125

9

1

0

0.77

0.80

0.89

1266

1281

1293

1313

0.97

1.06

1.17

1.31

Getb

(g/h)
b) Đường đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu
Dựa vào số liêu trong quá trình thí nghiệm ta vẽ được đồ thị sau:

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 23


GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

Hình 3.2 Đồ thị suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ EV2600
Từ đồ thị lấy xấp xỉ ta được hàm số
y = f(x) = -0,0003.x2

1,687.x

9,2738 với R² = 0,9964.

Thay các giá trị của n vào hàm Ge = f(n) = y = f(x) ta có bảng số liệu sau :
(n = 1200

3000 (vòng/phút); n = 200 (vòng/phút))
(kg/KW.h)

Bảng 3.4 Bảng đặc tính tiêu hao nhiên liệu của động cơ
n

Ge

ge

(vòng/phút)

(g/h)

(g/KW.h)

1313

1143,33

66,94

1293

1554

71,51

1281

1683,6

76,95

1266

1979,3

94,84

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 24


MÔN HỌC: TH THÍ NGHIỆM MÁY TÀU

GVHD: Th.S VÕ ANH VŨ

1250

2186

116,06

1201

3453,6

202,32

1189

4801

331,1

1105

4905

365,86

1080

5234

378,01

Đồ thị đặc tính tiêu hao nhiên liệu

Bảng 3.5 Đồ thị đặc tính tiêu hao nhiên liệu
Nhận

t: Lượng tiêu hao nhiên liệu tăng và sau đó tăng mạnh khi tốc độ động cơ

tăng.
3.4.1 Nhiệt độ nước làm mát.
3.4.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ nước làm mát.
Hệ thống làm mát & nước làm mát đối với động cơ là vô cùng quan trọng. Kinh
nghiệm cho thấy 50% trường hợp hỏng động cơ sớm là do hỏng & sự cố với hệ thống
làm mát.

SVTH: NHÓM 01-20A

Trang 25