Giáo trình thử nghiệm động cơ ô tô
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.2 MB, 118 trang )
Giáo trình
THỬ NGHIỆM
ĐỘNG CƠ
ĐỖ QUỐC ẤM
ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
2007
Truong DH SPKT TP. HCM
Mục lục
Chương 1
Mở đầ u
1
I.1: Cá c khái niệm chung về thử nghiệm động cơ.
1
I.2: Phân lọai thử nghiệm
2
I.3: Cá c bản g chuyển đổ i đơn vò.
3
Chương 2
Sơ đồ bố trí chung phòng thí nghiệm động cơ
4
II.1: Cách bố trí phòng thử nghiệm động cơ.4
II.2: Các yêu cầu chi tiế t
6
II.3:Thiế t kế củ a mộ t số phòng thí nghiệm điển hình
7
II.4 :Các lưu ý về cấu trú c
12
II.5:Kiểm soát cháy nổ
16
II.6 :Buồ ng điều khiển
16
Chương 3
Phương pháp vậ n hà nh phòng thử nghiệm
18
M
C
H
III.1: Kiểm tra trước và sau khi vận hàn h thí nghiệm
18
P.
uat T
h
t
III.2:Vấn đề nhiễ u điện từ
19
y
am K
h
p
Chương 4
Đo công suất động cơ
24
Su
H
D
g t động cơ
IV.1 Cá c vấn đề chung về đo côrnugonsuấ
24
T
©
n
IV.2 Giớ i thiệu cá c thiế
t ybòe đo công suất động cơ
25
n qu
a
B
IV.3 Vấn đề chọn thiế t bò đo cô ng suất động cơ
30
IV.4 Phương pháp đo công suất động cơ
35
Chương 5
Đo tiê u hao nhiên liệ u
40
V.1
Phương pháp đo theo thể tích
40
V.2
Phương pháp đo bằng cá ch cân trực tiếp
41
V.3
Phương pháp đo dùng thiết bò điệ n tử
42
Chương 6
Đo lượ ng khí nạp vào động cơ
44
VI.1 Cá c vấn đề chung khi đo lượng khôn g khí nạp vào động cơ
44
VI.2 Cá c thiết bò đo lượn g khôn g khí nạp và nguyên lý làm việ c 44
Chương 7
Đo lườ ng chất lượng khí thải
53
VII.1 Vấn đề độ c hạ i của khí thải
53
VII.2 Cá c chỉ tiêu đánh giá và qui trình đo chất lượng khí thả i
56
VII.3 Giớ i thiệu cá c thiết bò đo chất lượng khí thả i
và nguyên lý làm việ c
65
Chương 8
Đo công suất, lượ ng tiê u hao nhiê n liệ u
và chấ t lượng khí thải trên các thiết bò đo
như LPS2000, MDO2, MGT5.
72
VIII.1 Đo công suất
72
VIII.2 Đo tải
86
VIII.3 Đo lượng tiêu hao nhiên liệu
89
VIII.4 Đo khí thải
92
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Chương 1 :
MỞ ĐẦU
I.1 : Các khái niệm chung về thử nghiệm độn g cơ.
Quá trình đưa mộ t loại động cơ mớ i vào sản xuất ổn đònh đều phải trả i qua hai giai đoạn chính là
thiết kế và thử nghiệm (chế thử, chạy thử) để rút ra những điểm cần hoàn chỉnh.
Trong quá trình hoạ t độ ng, có rất nhiề u yế u tố ản h hưởng đến sự làm việ c củ a độ ng cơ. Những ả nh
hưởng này rấ t phứ c tạp, khi thiết kế không thể đánh giá đủ. Vì vậy việc thử nghiệm động cơ là rất cần
thiết. Việc chọn phương án thiết kế sơ bộ, thiế t kế kỹ thuậ t phải kế t hợp chặ t chẽ với quá trình thử
nghiệm mô hình, chế thử, chạy thử , hoàn chỉnh thiết kế rồ i cuố i cùng mớ i chế tạo hàng loạt.
Thử nghiệm độ ng cơ là mộ t công việ c phứ c tạp, nó thay đổ i tuỳ theo mụ c đích thử nghiệm. Tính chấ t
và nhòp độ thử nghiệm hoàn toàn phụ thuộc vào nhòp độ củ a nền sản xuấ t, trạ ng thá i kỹ thuật củ a loạ i
động cơ mớ i đó. Để việ c thử nghiệm đạt chấ t lượ ng cao thì phả i tổ chứ c thử nghiệm thật chu đáo, kể từ
M
giai đoạn xâ y dự ng phương pháp luận thử nghiệm, lập mô hình thử nghiệm
. H, Cxây dựng nộ i dung và đềâø
P
T
cương thử nghiệm, trang thiế t bò đo lường, phương pháp xử lí số tliệ
uuat thốn g kê thu thập đượ c qua thử
y h
K
nghiệm.
am
u ph
S
H
Mẫu thử nghiệm được chế tạo trong phârnuoxưở
ng nDg thử nghiệm củ a nhà máy sản xuất, trong xí nghiệp
T
©
chế thử củ a viện nghiên cứu khoaquhọ
yecn hoặc củ a phòng thiết kế. Tuỳ theo tính chất phức tạp củ a sản
n
a
phẩm, sản phẩm mớ i hoặ c sảnBphẩm cả i tạo , tuỳ theo kinh nghiệm của cán bộ nghiên cứu v v … mà quyết
đònh nộ i dung thử nghiệm, số lượng mẫ u thử, trình tự thử v v … để đánh giá đầy đủ các chỉ tiêu kinh tếkỹ thuật củ a sản phẩm dự kiến sẽ được sản xuất hàng loạ t.
Giai đoạn chế thử đượ c tiến hành nhằm kiểm tra thực tế, các tính năng kinh tế kỹ thuậ t của sản
phẩm, thiết lâïp cá c bướ c công nghệ, hoàn chỉnh thiế t kế kỹ thuật (kết cấu vậ t liệu, dung sai kích thước ,
tính côn g nghệ v v …). Khi đó động cơ được tiến hành sản xuất trê n cơ sở mộ t số tổng thành, bộ phận, chi
tiế t máy có thể được chế tạo trên quy trình côn g nghệ, dây chuyền sả n xuấ t có sẵn. Đồng thờ i, trong quá
trình chế thử này cũn g có thể tìm ra các qui trình cô ng nghệ khá c tiên tiến hơn, giải pháp kỹ thuật tố i ưu
hơn, phương pháp đo, dụ ng cụ đo lường kiểm tra tố t hơn để làm cơ sở cho việ c sản xuất hàng loạ t sản
phẩm đó sau này. Sau giai đoạn chế thử, sản phẩm thể hiện đầy đủ tính năng kinh tế- kỹ thuậ t, ưu
khuyế t điểm, sản phẩm sẽ được hoàn chỉnh về mặt kinh tế và công nghệ sản xuấ t và được đưa vào sản
xuất hàng loạ t, trở thành một mặ t hàng có đầy đủ giá trò thương phẩm trê n thò trường tiêu thụ.
Ngoài việ c thử nghiệm gắn liền vớ i từ ng giai đoạn củ a quá trình cho ra đời mộ t sản phẩm mới, việc
thử nghiệm các loại động cơ sẵn có cũng có mộ t ý nghóa rất quan trọng :
Qua thử nghiệm có thể phá t hiện ra những mặ t mạn h, mặ t yếu, những sai sót trong thiế t kế, kế t
cấ u, công nghệ và vật liệu sử dụng
Giú p thu thập những kinh nghiệm thiết kế thể hiện trên những độn g cơ mà ta thử nghiệm,
Kết quả thử nghiệm cho ta số liệu so sánh sả n phẩm củ a ta sản xuấ t vớ i sản phẩm có sẵn (thử
nghiệm đố i chứn g).
1
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Ngoài ra, qua việ c thử nghiệm độ ng cơ sẽ giúp xây dựng hay hoàn thiện cá c quy trình, tiêu
chuẩn và các điề u kiện làm việc tố t nhấ t cho việc vận hà nh và khai thá c động cơ
Cá c thông tin có được sẽ rất hưũ ích cho việ c khai thác, sử dụ ng và hoàn thiện động cơ.
Thử nghiệm động cơ sau quá trình sửa chữa hay đại tu cũng đóng mộ t vai trò rấ t quan trọn g. Dựa trên
cá c thô ng số kỹ thuậ t, ngườ i sử dụng và vận hành độ ng cơ có thể đán h giá tình trạn g động cơ và chấ t
lượn g sản phẩm sau sử a chữ a.
Thử nghiệm động cơ còn giúp đánh giá mứ c độ hòan thiện của cá c sản phẩm đượ c sử dụng trê n độ ng
cơ như : cá c loại dầu mỡ bô i trơn, các sản phẩm dùng trong hệ thố ng làm mát, nhiê n liệ u.vv…
I.2 : Phân lọ ai thử nghiệm
Tuỳ theo mụ c đích thử nghiệm ta có thể phâ n loạ i thử nghiệm độ ng cơ như sau :
I.2.1 :Thử nghiệm phục vụ đào tạo
Thử nghiệm động cơ giúp sinh viê n nắm vững chắc và hệ thống hoá các kiến thứ c lý thuyế t đã
được trang bò trong các môn họ c chuyên môn :
Kết cấu động cơ đốt trong.
Nguyê n lý độn g cơ đố t trong.
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
Tính toán thiế t kế động cơ đốt trong.
u
DH S
g
n
uo
Giú p chúng ta làm quen vớ i cá c thiế
© Ttrbò, băng thử, cá ch thực hiện mộ t thử nghiệm, các dụng cụ đo
n
e
y
u
qtrong
và hệ thống các thiế t bò phụatrợ
thử nghiệm động cơ đố t trong.
B n
Tạo điều kiện cho chúng ta tiếp cận vớ i các kỹ thuật đo tiên tiến trong thử nghiệm động cơ đố t
trong. Qua đó ngườ i học có thể hiểu sâu và hoàn thiện hơn về các kiến thứ c đã được họ c.
I. 2.2 :Thử nghiệm động cơ trong nghiê n cứ u
I.2.2.1 : Thử nghiệm chuyên sâ u
Thí nghiệm theo các nội dung nghiên cứ u chuyên sâu liên quan đến động cơ đố t trong như :
Nghiên cứu về đường nạp, đườ ng thả i, buồng chá y, sự phun nhiên liệu, sự đán h lử a, … ả nh
hưởng đến nhiệ t động lực - hoá họ c củ a quá trình cháy nhiên liệu trong xi lanh nhằm nâ ng cao
hiệu suất và công suất động cơ.
Nghiên cứu tố i ưu cá c loạ i nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn sử dụng trong động cơ.
Nghiên cứ u tính thích nghi củ a động cơ hoạt độ ng trong mọ i điều kiệ n mô i trường và đòa lý cụ
thể.
Kết quả nghiên cứu được áp dụ ng nhằm hoàn thiện thiết kế và chấ t lượng động cơ từ đó có
thể nâng cao tính kinh tế, tính hiệu quả, giảm ô nhiễm môi trườ ng do khí thả i và tiếng ồn gây
ra.
I.2.2.2 : Thử nghiệm nghiên cứu cải tiến.
Nhằm tìm ra cá c giả i pháp hoàn thiện kế t cấu động cơ, cải tiến các chi tiế t hay một hệ thố ng trên
động cơ.
2
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Các thử nghiệm này có thể thực hiệ n trên bă ng thử độn g cơ hoặ c trên từng bộ phận riêng biệt
củ a động cơ. Mở rộng hơn, thử nghiệm động cơ còn bao gồm cá c nghiên cứu liên quan đượ c tiến
hành bên ngoài độn g cơ trên các mô hình hoá cá c hệ thống của động cơ như nạp , thải, hệ thố ng
nhiê n liệ u, hệ thống điện …
I.2.2.3 : Thử nghiệm kiểm đònh độ ng cơ.
Nhằm đánh giá các tính năng kỹ thuật và xác đònh chất lượng chế tạo củ a độ ng cơ mới và độn g cơ
sau khi sửa chữa, đạ i tu, hay động cơ sau mộ t khoảng thời gian sử dụng. Qua đó có thể có đượ c mộ t
cá ch tương đố i thờ i hạn sử dụng, thời gian giữa hai kỳ sửa chữ a lớn. Ngoài ra còn có thể đánh giá
chất lượng động cơ sau quá trình sửa chữa hay đạ i tu.
Các thí nghiệm nà y thông thường kiểm tra cá c thôn g số kỹ thuật cơ bản củ a độ ng cơ : momen,
công suấ t động cơ, số vòng quay, suấ t tiêu hao nhiê n liệ u, lượng tiêu hao dầu bô i trơn, thàn h phần
khí thả i.....
I.3 : Các bảng chuyể n đổ i đơn vò.
Bả ng chuyển đổ i đơn vò :
Kilogram (kg)
Metre (m)
1kg =2.205lb
1m = 39.37minKy th
pha
u0.2248
S
H
Newton (N)
1N
=
lbf
ng D
o
u
r
©T
1m2 = 10.764 ft2
Square metre (m2)
yen
u
q
Ban(l)
Cubic metre (m2) litre
m3 = 1000l =35.3 ft3
Metre per second (m/s)
m/s = 3.281 ft/s
Joule (j)
1J =Nm = 0.7376 ft- lbt
Watt (W)
1W = 1J/s
Horsepower(hp)
hp= 745.7 W
Newton metre
1Nm = 0.7376 lbt- ft
o
C : độ celsius ( )
o
K : độ kelvin (T)
M
P. HC
uat T
T= +273,15
1 cal = 4.1868 J
1 kilocalorie (kcal) = 4.1868 kJ.
Áp suấ t (Pa)
1 Pa = 1 Nm2 = 1,450.10-4 lbt/in2
1 bar (bar) = 10 5 Pa = 14.5lbf/in 2
3
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Chương 2 :
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CHUNG PHÒN G THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ
II.1 : Cách bố trí phòng thử nghiệm độ ng cơ.
II.1.1 Tổ ng quan về phòng thử nghiệm động cơ
Phòng thử nghiệm độn g cơ là mộ t hệ thống má y móc, cá c thiế t bò kèm theo và các thiết bò đo rất
phức tạp , tất cả nhữn g công việ c trong phòng thử phải diễn ra như mộ t thể thống nhấ t. Khi nhìn băng thử
ở một khía cạn h riê ng rẽ như một hệ thống nhằm kiểm tra côn g suất, hệ thố ng kiểm tra chất lượng khí
thải hay tiếng ồn, chú ng ta có thể không nhìn thấy đượ c bứ c tranh tổ ng quát. Trong chương nà y sẽ trình
bày những đặc điểm chính của nhữn g loại phòng thử độn g cơ khác nhau, phân loại cá c phò ng thử nghiệm
động cơ. Ngoà i ra trong chương này còn đề cập đến các vấn đề liên quan như : kích thước cù a phòng thử
động cơ, các vấn đề liê n quan đến việ c lắp đặ t, an toàn trong vận hà nh, phòng chá y và cá c vấn đề liên
quan khác.
Buồng điều
khiển
II.1.2 Sơ đồ bố trí phòng thử nghiệm động cơ :
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
Hình 2.1 Phò ng thử
nghiệm độn g cơ sử dụng
máy đo cô ng suấ t thủy
lự c.
4
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
Hình 2.2 Phò ng thử nghiệm động cơ sử dụng máy đo công suất điệ n
5
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Trê n cá c bản vẽ 2.1, 2.2 trình bày sơ đồ bố trí chung của cá c phòng thử nghiệm động cơ sử dụng
thiết bị tạo tải dù ng động cơ điện và thiết bị tạo tải thủ y lực. Từ sơ đồ này ta nhận thấy sự khác biệt trong
bố trí củ a chún g khôn g đáng kể. Ở phòng thử nghiệm sử dụng động cơ điệ n sẽ bố trí thêm các thiết bò để
sử dụn g năng lượn g trong trường hợp động cơ điện hoạt động ở chế độ máy phát. Ở loạ i băng thử thủy
lự c cần phải bố trí cá c thiết bò cấp nướ c và xả nướ c cho băng thử.
II.2 : Các yê u cầ u chi tiết
II.2.1 Các vấn đề chung.
Phần này trình bày những đặ c điểm chính của phòng thử nghiệm động cơ, từ phòng thử nghiệm đơn
giản nhất đến phòng thử nghiệm phức hợp dùng cho cá c nhà sản xuất ô tô và công ty dầu mỏ lớn. Những
câ u hỏ i cần phải đặt ra là : kích thước của phò ng thử , cá c dòch vụ cung ứng cần thiết, các lưu ý khi gá lắp
động cơ, an toàn và phòng chố ng chá y nổ.
Khi thay đổi về cấu trú c sẽ làm phá t sinh nhiều chi phí. Những câ u hỏ i sau cần phải được xem xé t
cẩ n thận, và phả i đượ c trả lờ i trước khi tiến hành xây dựng phòn g thử.
1. Mụ c đích hướ ng đến củ a phòng thử nghiệm là gì ? Những dự đoán cho nhữ ng mục đích xa hơn
M
nữa ?
. HC
P
T
uat
2. Trong tương lai có đò i hỏ i lắp đặ t thêm các thiết bò mớ K
i khô
y thng và nó sẽ chiếm bao nhiêu không
am
gian ?
u ph
S
H
g D vố i các thiết bò hiệ n có hay khô ng?
uon
3. Các thiế t bò sẽ lắp đặ t sau này có tương
thích
r
T
©
uyen
4. Độn g cơ đượ c bố trí vàBlắ
anp qđặt như thế nào ? Động cơ có thay đổ i thường xuyên không và phải sắp
xếp như thế nào để vận chuyển nó ra và vào phòng thử mộ t cách thuận tiệ n?
5. Có bao nhiê u loạ i nhiê n liệ u thường đượ c sử dụng ? Và phả i sắp xếp như thế nào trong trường
hợp sử dụng những loạ i nhiên liệ u đặc biệ t khá c ?
6. Có đủ điện và nướ c cung cấp cho khu vự c này không? Chấ t lượng nướ c như thế nào ? Điện thế
khu vực đặ t băng thử có ổn đònh hay không? Có sử dụng động cơ điện (trê n băng thử ) ở chế độ
máy phá t hay không ?
7. Tác động đến mô i trường như thế nào ? Tiếng ồn và khó i thải củ a động cơ có phải là vấn đề hiện
tại hay khôn g ?
8. Có các yêu cầu riên g về luật lệ củ a đòa phương về cháy nổ , an toà n lao động, mô i trường, điều
kiện làm việ c?
II.2.2 Các thông số đo đạc.
Tuỳ thuộ c vào quy mô, yêu cầu và chưc năn g củ a một phòng thử nghiệm động cơ thông thườn g các
thông số sau sẽ đượ c tiến hành đán h giá
Momen động cơ
Số vòn g quay động cơ
Lượ ng không khí nạp và o độn g cơ
Tỷ lệ hỗn hợ p
Chấ t lượn g khí thải (thàn h phần các chấ t CO, HC, NO, SO2., muội than...)
6
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Nhiệt độ và áp suấ t của mộ t số thiết bò và một số vò trí trê n động cơ (nhiệ t độ bougie, nhiệt
độ khí thả i, nhiệ t độ và áp suất dầu bôi trơn, áp suất trê n đường ốn g nạ p...)
Cá c thông số về độ ẩm, áp suấ t, nhiệt độ của khí quyển.
Đối vớ i cá c thử nghiệm đặ c biệt, ví dụ các nghiên cứu về chấ t lượng dầ u bôi trơn một số thôn g số
khác sẽ đượ c quan tâm như : độ mòn củ a các chi tiết máy.vv...
II.2.3 Vấn đề an toàn.
Phòng thử động cơ là một môi trường làm việ c nguy hiểm. Phòng thử nghiệm động cơ rấ t nóng và
ồn, sàn trơn và không gian làm việ c có nhiề u nhữ ng ống dẫ n và dâ y cáp .
Âm thanh từ khu vự c điều khiển đến phòng thử phải đủ rõ để người vận hành thự c nghiệm nghe
được nhữn g yêu cầu trợ giú p.
Động cơ dùng trong băng thử có thể không đượ c thiế t kế để lắp trên băng thử nên nó những điề u
kiện khá khá c nhau. Khớp nối giữa động cơ và băng thử độn g lực có thể không chòu đựơc trong điều kiện
quá tải. Ngườ i thiết kế phả i lường trướ c những hư hỏng có thể có đó.
Ngoài ra cò n phải chú ý đế n các chỉ tiêu về thôn g gió, chiếu sáng, tiếng ồn.
M
. HC
P
T
II.3 : Thiế t kế của một số phòng thí nghiệm điển hình
uat
y th
K
am
II.3.1 Kiể u thiế t kế cơ bản
u ph
S
H
D
Có nhiều trường hợp chúng ta chỉ cần thử
uontảgi của động cơ, để đạ t mụ c đích kinh tế nhấ t, phòng thử
r
T
©
yenng thiết bò kèm theo.
cầ n bố trí các khu vự c thích hợp vớqi unhữ
n
a
B
Hệ thống cấp nước và thoá t nước
Hệ thống cung cấp nhiên liệu có thể di chuyển được
Hệ thống thông gió hoàn chỉnh
Hệ thống dẫ n khí thải ra ngoài
Bộ phận giảm âm
Những thiết bò an toàn và phòng chố ng chá y nổ.
Hệ thống làm má t
Hệ thống khí xả
Bảng điều khiể n
7
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
M
Hình 2.3 : Bệ thử cho động cơ và băng thử cô ng suất có thể diTchuyể
. HC n đượ c.
P
uat
y th
K
am
u pchra củ a động cơ, qua mộ t khớ p nố i, trụ c khủy u
Băng thử tả i côn g suất loạ i này đượ c lắp đặ t trêHn Strụ
D
được liên kế t vớ i đóa ly hợp.
uong
r
T
©
yen
Trong một số trường hợpBacầ
nnquthiết băng thử tải công suấ t này có thể lắp đặ t mà khô ng cần thá o
động cơ ra khỏi ô tô.
Hệ thố ng làm mát động cơ bao gồm một khoang chứa nước , nó thích hợp để dẫn nướ c làm mát qua
áo nước.
Bảng điều khiể n cần có những yêu cầu tối thiểu sau :
Hiể n thò đượ c mô men và số vòng quay. Đồng hồ đo áp lự c dầu bôi trơn, đo lượ ng nhiên liệ u,
thiết bò điều khiển đó ng mở độ ng cơ và điều khiển thanh răn g nhiên liệu hoặ c cánh bướm ga.
Cá c ứ ng dụng :
Thử động cơ sau khi đạ i tu
Chỉnh độn g cơ theo các chỉ tiêu
Kiểm tra ô tô dùng trong quân sự
Kiểm tra chấ t lượng khí thả i
II.3.2 Tổ ng quát củ a phòng thử độn g cơ có cô ng suất từ 50 đến 300 KW
Loạ i này có số lượng nhiều nhấ t. Hình 2.4 là hình tổng thể củ a phòng thử, hình 2.5 là bộ gá động cơ
và máy đo công suất. Những phò ng thử như vậy , thường động cơ và máy đocông suấ t đượ c lắp thẳng
hàng. Động cơ vào phòng thử qua cử a lớn ở phía sau, người vận hành đi vào bằng cửa khác gần bàn điều
khiể n. Hầu hế t cá c dụng cụ gắn trê n tường, máy đo khói , đồng hồ tiêu hao nhiê n liệu... được đặ t cùng
một phía ở xa cử a vào phòn g thử. Cửa quan sát phía trướ c bàn điều khiển, thường được lắp kính hai lớp
nhằm giảm tiếng ồn.
8
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Đối vớ i nhữ ng băng thử có cô ng suất lớn hơn 150 KW, có mộ t đường ray lắp cần trụ c đượ c đặt bê n
trên bệ thử để có thể nhấ c, giữ độ ng cơ và máy đo cô ng suấ t động cơ. Thông tin về điều kiện làm việc
củ a độn g cơ đượ c truyề n về mộ t bảng thô ng tin (có thể di chuyể n đượ c). Cáp nhiều lõ i đượ c sử dụn g để
dẫn tín hiệu đến bàn điề u khiển .
Khó i thả i từ độn g cơ có thể dẫn lê n phía trên. Trong một số trường hợp khí thả i có thể dẫn xuốn g
phía dưới nề n nhà. Đường dẫn khí thải đôi khi đượ c bố trí cả hai bên của băng thử . Mỗ i mộ t đường khí xả
nên có mộ t van mộ t chiều (dạng cánh bướm) không cho khí xả hồ i về.
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
Hình 2.4 Phò ng thử động cơ có công suất từ 50 đế n 300 KW
Hình 2.5 : Bệ thử độ ng cơ và máy đo công suấ t.
9
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Phòng thử có thể dễ dà ng thay đổ i với nhữn g độn g cơ khác nhau, nhưng số lần thay đổ i thườn g
không quá một tuầ n mộ t lần . Một bệ đỡ động cơ được chỉ ra trên hình 2.5 có thể lắ p cho nhiều độ n g cơ
khác nhau, tuy nhiê n gá lắp động cơ tốn thờ i gian khá lâu.
Một hệ thố ng kiểm soát đi kèm vớ i phòng thử nghiệm độn g cơ có nhiều mục đích có thể rấ t phứ c
tạ p, phụ thuộ c vào các loại phép thử mà lự a chọn cho phù hợp.
Có nhiều cách lắp đặ t khác nhau. Trên hình 2.4, bệ thử đồng trụ c vớ i phòng, kiểu này thường đượ c
sử dụng. Mộ t lự a chọn khác là bệ thử nằm lệ ch vớ i trụ c củ a phòng, như hình 2.6, điề u này giúp việc
quan sát dễ dà ng hơn nhưng phải đặc biệ t chú ý đến vấn đề an toàn và khả năng chòu lự c củ a cử a sổ
quan sát, loạ i này thích hợp cho những phòng thử kề nhau sử dụng chung bàn điều khiển.
Cá c ứ ng dụng :
Phát triển cá c bộ phận củ a động cơ và các tổn g thành
Các phò ng nghiên cứu phát triển và các kiểm tra độc lập
Phát triển nhiên liệu, dầu bô i trơn và các quá trình kiểm tra
Phụ c vụ cho huấn luyện và giáo dục
Dùng trong mụ c đích quân sự
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
Hình 2.6 Phò ng thử nghiệm bệ thử nằm lệ ch với trục củ a phòng
II.3.3 Nhữn g phòng thử đặc biệt dù ng cho nghiên cứ u và phát triển
Thử nghiệm và phát triển động cơ là nhân tố quan trọn g củ a các nhà sản xuấ t ô tô và cá c công ty
dầu bôi trơn.
10
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Phòng thử thường có quy mô lớn và được thiết kế thành nhiều buồng giống nhau như hình vẽ
(hình2.7). Cá c động cơ đượ c thử nghiệm thường được lắp trên bàn trượ t đã đượ c tiêu chuẩ n hoá và được
đưa đến cá c vò trí quy đònh bằng cá ch trượt trên các thanh ray. Ở đây nó dễ dàn g được liê n kế t với những
băng thử qua những khớp nố i.
Các thự c nghiệm tại đây thườn g thường phụ c vụ cho cá c yêu cầu sau :
Nâng cao hiệu suấ t trong việ c sử dụng nhiện liệu.
Cải thiện chất lượng khí thải.
Nâng cao khả năng ổn đònh và khả năng điề u khiển động cơ.
Cá c ứ ng dụng :
Thường dùng ở các bộ phận nghiên cưú và phát triển của cá c côn g ty ô tô hay tại các công ty dầu
nhờn.
Các phò ng thí nghiệm và kiểm tra có quy mô quốc gia.
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
Hình 2.7 phòng thử đặc biệt dùng cho nghiê n cứu và phát triển
II.3.4 : Băn g thử có trục nghiê ng
Trong thự c tế có nhiều trường hợp động cơ gắ n trên ô tô, phả i hoạ t động trong các vò trí có độ dố c
lớn. Để nghiê n cứu ản h hưởng củ a độ dốc đến tình trạng hoạ t độ ng củ a động cơ. Ngườ i ta thiết kế những
băng thử có thể giữ cho động cơ hoạt động ở mộ t độ dố c nhất đònh. Cá c băng thử loại nà y thườ ng dùng
cá c động cơ tạo tả i là động cơ điện (DC hay AC).
11
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
II.3.5 Phòng thử nghiệm dù ng trong sản xuất
Những phòng thử loại này khá đặc biệ t. Đố i tượng để kiểm tra là nhữn g động cơ hoàn thà nh và
chạy thử trong một thờ i gian rất ngắn, thờ i gian hoạt động cho động cơ xăng là 6.5 phút, và động cơ
diesel là 20 phút.
Toàn bộ quy trình điều khiể n độn g cơ, lắp đặ t ống dẫn và ống thoát nước làm mát và các trang
thiết bò khá c, trình tự kiểm tra đề u phải được tự độn g hóa, sự can thiệp bở i ngườ i điều khiển được giớ i
hạn, chỉ để giải quyế t nhữ ng hư hỏng và kiểm tra những rò ró, tiến g ồn khác thườ ng. Phòng thử được
trang bò những chương trình để nhận ra các sai khác so vớ i động cơ tiêu chuẩn, mức độ hoà n thiệ n củ a
cá c tiêu chuẩn đã đặ t ra nhằm khắ c phục những sai só t.
Cá c ứ ng dụng :
Phòng thử dùn g trong sả n xứ at nhằm kiểm tra các thông số sau
Thờ i gian khở i độn g động cơ
Mômen xoắn của trục khuỷ u
Khoảng thờ i gian để áp suấ t dầu đạt đến mứ c cầ n thiết
Chấ t lượng khí thải
II.4 Các lưu ý về cấ u trúc.
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
II.4.1 Quy mô thự c hiện phòn g thử
n©T
quyneg thử mộ t số yếu tố về tiệ n ích cơ bản cần phả i chú ý :
Trong quá trình thiế t kế mộan
t phò
B
Cách bố trí, phương tiện vận chuyển, đường vận chuyển ứng vớ i từn g giai đoạ n củ a côn g việ c.
Những cô ng việc sữa chữ a gì, cá ch mang thiế t bò ra vào khi kiểm tra.
Quy trình điề u chỉnh củ a động cơ.
Hệ thống gá lắp độn g cơ, chiều cao băng thử, phương tiện vận chuyển bệ đỡ, thiế t bò móc, xe
chuyên chở tự động.
Lắp đặ t và tháo động cơ ngay tạ i băng thử hay điều khiển từ xa.
Những thuậ n lợi trong bảo trì và hệ thống phá t hiện lỗ i.
Phương pháp đo, cách điề u khiển và lưu trữ dữ liệu.
Quy mô kiểm tra sẽ trở nên khó khăn hơn, đặ c biệt là trên nhữn g động cơ đượ c trang bò nhiều bộ
phận và những bộ phậ n đó có thể gây khó khăn cho việc bảo trì. Kết cấu theo cụm củ a các thiết bò cho
phép dễ dàng cho việ c sửa chữa (thay thế theo cụm ).
II.4.2 Kích thước tổ ng thể củ a phò ng thử
Kích thước củ a mộ t phòn g thử phải đủ rộng để tạo sự thoải mái khi thao tác và an toà n khi di
chuyển vào vàra cá c thiết bò. Thể tích phò ng càn g nhỏ thì càng khó để kiểm soá t việ c thông khí dưới
những điều kiện thử tải khác nhau. Mộ t nguyê n tắ c là phả i có mộ t lố i đi rộng chừ ng 1m xung quanh bệ
thử và trần nhà củ a phòn g thử phả i đủ cao để có thể nhấ c má y đo công suất vï t qua đỉnh củ a độ ng cơ.
Trong những bệ thử động cơ gắ n trên ô tô phải có đủ khô ng gian để lắp hệ thống xả, nó gọ i là chiều dài
phụ của phòng thử.
12
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Cần nhớ rằ ng những chi tiế t trong phòng thử phải có nhữ ng tính toán dự phòng cần thiết để phù hợp
với những độn g cơ và những phụ kiệ n của nó có kích cỡ khác nhau. Một vấn đề nữa là phải chú ý đến
kích cỡ củ a máy đo công suấ t (có kể đến kích cỡ củ a cánh tay đòn đo momen và các thiế t bò kèm theo).
II.4.3 Quan sá t và nghe trong quá trình kiểm tra động cơ
Thô ng thườ ng những phòng thử có phòng điều khiển nằm riêng rẽ. Từ đó ngườ i điều khiển khó có
thể quan sá t toàn diện động cơ từ bàn điều khiể n. Nhưng nhờ vào những thiết bò hiện đạ i như mộ t hệ
thốn g quan sát bằn g hình ảnh, ngườ i điều khiển có thể kiểm soát đượ c sự vận hàn h của phòn g thử. Một
hệ thống cảnh báo toàn diệ n cũng cần thiết để đề phòng trong những trường hợp khẩn cấp.
Điề u quan trọng ảnh hưở ng đến khả năng quan sát phòng thử là trả lờ i cho câ u hỏ i : Phả i sắp xếp
phòng thử như thế nào ? Thông thường ngườ i ta quan sá t hệ thống lắp đặ t động cơ từ phía sau, gần cử a
vào phòng thử. Nhưng từ điểm này khả năng quan sát rấ t kém.
Ngườ i vận hành cá c thí nghiệm thôn g thường chỉ chú ý đến các chỉ dẫn trên thiế t bò hay màn hình
hiển thò vì vậy mà không thấy đượ c nhữ ng thay đổi ở trong phò ng thử, ví dụ như : trong cá c góc củ a
phòng thử nằm ngoà i mắt quan sá t theo hướng thẳng. Để khắc phụ c điề u đó, có thể treo những nhãn hay
tín hiệu mà có thể lay độn g nhờ vào luồng gió thông khí.
M
. HC
P
T
Việ c nghe cũng đóng vai trò quan trọng đố i vớ i những ngườ itvậ
unat hành có kinh nghiệm. Âm thanh
y h
K
sẽ giúp cho ngườ i vận hành biế t được nhữn g hư hỏng nhanh,
amđô i khi khôn g kòp hiển thò trên cá c thiế t bò
u ph
S
H
kiểm soá t.Trong các phòng thử hiệ n đạ i, cách âmg tố
D t, người điều khiển rấ t khó nghe đượ c âm thanh phát
uon
r
T
ra từ trong phòng thử. Vì vậy, có thể lắepn micro
trong phòn g thử và truyền âm thanh đó ra ngoà i loa (được
©
quy
n
lắ p gần bàn điều khiển) hoặc tai
nghe.
a
B
II.4.4 : Cấ u trúc của sà n và nền móng
Bên dướ i sàn nhà phải đượ c thông khí để tránh sự tích tụ những chất khí có thể gây cháy nổ. Thỉnh
thoảng phả i có thiết bò kiểm soát lượng thô ng khí này . Nhiên liệ u sử dụng cho thử nghiệm tránh để chảy
ra trên sàn nhà. Tốt nhất nên chia nền nhà hai bên bệ thử bằng những đườ ng ngăn để có thể dẫn nước
hay chất bẩn ra ngoà i.
Sàn nhà nên đượ c thiế t kế bở i những tấm vật liệu (thường bằ ng gang) chế tạo sẵn, khố i lượn g trung
bình mỗi tấm khoảng 20Kg. Mỗi tấm sẽ có lỗ để có thể nhấ c lên đượ c. Điều này giúp dễ dàng cho việc
lắ p đặt mới các thiế t bò khá c.
Sàn nhà nên đượ c thiế t kế theo dạng các tấm vậ t liệ u đú c sẵn và có dự trù cho việc lắp đặ t cá c thiết
bò khá c như băng thử và động cơ Trên sàn nền bố trí cá c rãnh dạng chữ T. Cá c rã nh này sẽ giúp gá lắp
băng thử và bệ đỡ độ ng cơ dễ dàng. Bề mặt làm việc củ a cá c rãnh nà y cần phải đượ c cân chỉnh về mức
độ thẳ ng hàng,(các sai lệ ch do vặn xoắ n có thể gây ra các tác hạ i lớn ) Tuy nhiên vớ i kế t cấu này các
chất lỏn g (nhiên liệu, nướ c…) có thể bò giữ lại trong các rãnh này và nó còn gây phả n xạ lạ i tiế ng ồn khi
động cơ và băng thử hoạt động. Ngoà i ra, nó còn mộ t nhược điểm : hệ số ma sát kém dễ gâ y trượt cho
ngườ i sử dụng.
II.4.5 : Cửa ra vào
Cửa ra và o đạ t được những đò i hỏ i về cá ch âm và chòu nhiệ t có trọng lượng kha ù lớn, cần một lự c
lớn hơn bình thường mớ i có thể di chuyển chúng, đây là mộ t nguyên tắ c an toàn nên nhớ khi thiết kế
13
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
phòng thử. Chú ý , lự c do tá c động từ quạt thô ng gió gây ra làm tăng sự chê nh lệ ch áp suất giữ a bên
trong và bên ngoài cử a, có thể gây ra nguy hiểm hay không thể mở đượ c cử a.
Tất cả những cử a đều phả i thiế t kế là loại cử a trượt hay mở ra phía ngoài. Tuy nhiên, ở loạ i cử a
trượt có một nhược điểm là tạo ra một khoảng không gian chế t trên bứ c tường khi cử a đượ c mở, trên cử a
nên có mộ t cửa sổ quan sát nhỏ và có thể có những chỉ dẫn cho việc đi lại.
II.4.6 : Tường
Tườ ng phả i đạt đượ c một vài đò i hỏ i khá c hơn là mộ t tường bình thường sử dụng trong cá c tò a nhà
công nghiệ p. Tường phải đủ cứ ng vững để có thể chòu đượ c nhiều thiết bò gắn lên nó. Tường cũng phải
đạ t đượ c nhu cầu về cách âm và chống cháy .
Thêm vào đó, tường cũng phải dễ lau chù i, được sơn các màu sáng và không bò chó i khi chiếu á nh
sán g vào. Chú y,ù khi lắp vào tườ ng các tấm cách âm, sẽ gâ y khó khă n cho việc lau chùi và lắp đặ t các
thiết bò lên tường. Vì vậy , chỉ nên sử dụn g nhữn g loạ i vậ t liệu dùng riêng cho phò ng thử.
II.4.7 : Cách bố trí ánh sán g
Trần nhà của một phò ng thử đặ c thù thường có treo hệ thố ng báo cháy, đườ ng ra củ a khí thả i, ố ng
M trọng số ng còn. Đèn
thôn g gió và xà nâng. Ánh sáng thườ ng là xem xét sau cùng nhưng là điề
quan
. uHC
P
T
t
chiếu sáng phải đượ c lắp an toàn sao cho không bò đung đưa do
thut athôn g gió và cho ánh sáng tố t, ổn
yquạ
K
am
đònh mà không gây chó i cho phò ng điều khiển . Vì đènSchiế
u phu sáng có thể hoạ t độn g trong mộ t mô i trường
H
D
có đầy hơi xăng dầu nên nó phả i đạt đượ c tiê
uoungchuẩn an toàn, dễ lau chù i và hoạt động ở nhiệt độ bề
r
T
n©
mặt vừ a phải.
quye
n
a
B
Những thiết kế cho hệ thống chiếu sáng là kiế n thứ c chuyê n sâu. Liê n quan đến độ chiếu sáng, kích
thướ c tương đố i củ a phòng, độ phản xạ củ a tường và trần nhà.
Từng bộ phận chiế u sáng trong hệ thống quố c tế gọ i là Lux (đơn vò chiếu sáng), đượ c xem như mộ t
cườn g độ sáng. Cường độ tỏ a sáng của nguồn gọi là độ sá ng, được xá c đònh như nguồn phá t ra cừơng độ
sán g đáng tin cậy. Hiệu quả của nguồn sáng phụ thuộ c vào từ ng loại nguồn sán g khá c nhau cũng như
tầm rộng mà nó phát đi.
Mã IES đò i hỏ i mứ c độ chiếu sán g phải phù hợ p vớ i từ ng phạm vi chiếu sáng khá c nhau. Một mứ c
khoả ng 500 luxơ (đơn vò chiếu sáng) phát ra mặt phẳng ngang 500mm trên sàn, đó cũng là sự cung cấp
hợp lý. Trong tình trạng khẩn cấ p ánh sán g từ acquy phải kéo dà i khoảng mộ t giờ và độ sán g từ 30-80
luxơ nên cung cấp cho cả phòng thử và buồng điều khiể n.
Đèn chiếu sá ng có điều khiển tắ t ngay từ bàn điều khiển, nhằm có thể phát hiện các tia lửa , nhữ ng
bề mặ t nóng đỏ mà ở ánh sáng thường khô ng thể quan sát đượ c. Để đảm bả o an toàn cho ngườ i sử dụng
nguồn cung cấp cho nhữn g bóng đèn không quá 110V.
II.4.8 : Hệ thố ng đỡ động cơ
Mức độ phứ c tạp củ a hệ thống dùn g để lắp đặ t và tháo giỡ động cơ phụ thuộ c vào sự thường xuyên
thay đổ i động cơ thử nghiệm. Động cơ tàu thủy loại lớ n đượ c lắp mộ t hệ thống thử nghiệm tại vò trí củ a
nó ở khâu kiểm tra chấ t lượng cuố i cùng. Trong mộ t số phòng thử phục vụ nghiên cứu , độ ng cơ có thể có
nhiề u hoặ c ít các bộ phận cố đònh, nhưng phòng thử động cơ trong dây chuyền sả n xuất thờ i gian thử một
động cơ có thể tính bằng phú t và thờ i gian để thay đổi động cơ phả i giảm xuống ngắn nhất.
14
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Với nhữn g sự thay đổi khôn g thườn g xuyên :
Động cơ đượ c lắp trên những bệ đỡ thích hợp sau đó sẽ được cần cẩu đưa vào lắp trong phòng thử
nghiệm độn g cơ. Các liên kế t giữ a động cơ và bă ng thử sẽ được tiến hành sau đó .
Động cơ sẽ đượ c lắp trên những xe đẩy. Độ ng cơ sẽ đượ c lắp vớ i khớp nố i trướ c khi đưa vào phò ng
thử.
Đối vớ i nhữn g băng thử dùng trong sản xuấ t, những liên kế t đối vớ i động cơ thường đượ c lắp trướ c
khi đưa vào phòng thử nghiệm. Động cơ thường đượ c lắp trên một giá đỡ và đượ c đưa vào phòng thử
nghiệm trê n các thanh ray, ở đâ y sẽ có những ụ tự độ ng cho phép liê n kết giữ a động cơ và băng thử
trong thờ i gian ngắn. trường hợp này thường sử dụn g độn g cơ vớ i mộ t số động cơ nhấ t đònh.
II.4.9 : Lắp đặt động cơ
Khi lắp động cơ trê n băng thư cần phải thự c hiện mộ t số liên kế t sau : Các khớp nố i và trụ c, nhiên
liệu, nước làm mát, các ốn g dẫ n khí thải và các thiết bò. Tất cả các ống nối phải dễ uốn , chú ý ốn g khí xả
có thể hỏng vì tuổ i thọ thấp khi hoạt độ ng ở nhiệ t độ cao. Các dây truyền dẫn tín hiệu về hộp hiển thò
cầ n phải đượ c bố trí có thứ tự và tránh xa khỏ i cá c nguồn nhiệt.
M
II.4.10 : Bảo đảm an toàn
. HC
P
T
uat
y th
Hư hỏng củ a trụ c và khớp nố i có thể gây ra những tai nạn nghiê
m trọng, thông thườn g phải có nhữ ng
K
phnam
u trê
bộ phận cách ly giữa ngườ i làm việc và các chi tiế t quay
băng thử.
S
H
D
g
n
uo
Cá c thiế t bò che chắn các chi tiết quay
© Trcần phả i đượ c kiểm tra việc cọ xát khi chạ y cầm chừ ng, khi
n
e
y
qu
khởi động và cả khi độ ng cơ hoạ
Bant động
II.4.11 : Những điều chỉnh
Có một số công việc mà ngườ i thự c hiện thử nghiệm cầ n phải làm khi độn g cơ hoạt động trong
phòng thử nghiệm ví dụ : thay đổ i tố c độ động cơ, điều chỉnh số vòng quay cầm chừng hay kiểm tra rò rỉ
nhiê n liệ u…Để bảo đảm an toàn cá c thao tá c này thườ ng được thực hiệ n từ bàn điều khiển.
Tuy nhiên trong phò ng thử thường có một tủ điều khiển để ngườ i vận hành có thể vừ a điề u khiển
động cơ, vừ a có thể quan sát cá c đáp ứng khác như tốc độ, sự rò rỉ. Hệ thống điều khiển phải bả o đảm
phối hợp chặ t chẽ để bảo đảm trong cùng mộ t thờ i gian động cơ chỉ bò tá c độ ng từ một vò trí duy nhất (ở
trong phò ng thử hay ở buồng điều khiển)
II.4.12 : Cảnh báo khẩ n cấ p
Phòng thử nghiệm động cơ thường bố trí cá c nú t tắt khẩn cấ p, cá c nú t này thường có kích thướ c lớn
và bố trí ở những vò trí dễ thấy. Chú ng thường đượ c bố trí cả trên bàn điều khiển và ngay trê n băng thử.
Các nú t này có chứ c năng : Ngắt cung cấp nhiên liệu, đán h lửa, nguồn điện cung cấp cho bă ng thử.
II.5. : Kiểm soá t chá y nổ
Cá c hệ thố ng phòng cháy, chữa cháy luô n phải có trong cá c phò ng thử nghiệm. Thô ng thườ ng
chún g ta có các chấ t liệ u chống cháy như :
Khí CO2
CO2 có thể sử dụ ng để dậ p tắ t những đám cháy chất lỏng. CO2 nặn g gấp 1.5 lần so với khôn g khí và
nó có khuynh hướng chìm xuốn g mặt đấ t. Nên nhớ rằng, CO2 được dùng để bao phủ không gian rộng,
15
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
nếu như nồng độ củ a nó khoảng 10% hay cao hơn, nó có thể gây nguy hiểm cho con ngườ i, gây khó thở
và có thể gây tử vong nếu tiếp xúc lâu.
Bột khô
Bột đượ c dùng để dập tắt nhanh cá c đám cháy như xă ng dầu , sơn, cồn. Chúng cũn g có thể dù ng
trong các đám cháy điện .
Bọt
Bọt dập tắt lửa có thể dù ng trong các đám cháy động cơ. Nếu bọ t phủ lên các bề mặt củ a ngọn lử a
chất lỏ ng, nó sẽ tạo nên mộ t lớp bảo vệ .
II.6 Buồng điề u khiể n :
Trê n hình.2.8 trình bày sơ đồ bố trí mộ t buồ ng điề u khiển . Ngườ i điều khiển hoạt độn g củ a phò ng
thử động cơ sẽ làm việc chủ yế u tại đây. Từ buồng điều khiển, ngườ i thực hiện thử nghiệm sẽ quan sát
sử làm việc của động cơ qua mộ t cửa kiếng. Trong buồng điề u khiển thôn g thường đượ c bố trí thêm các
thiết bò khá c như các thiết bò hiển thò kế t qua,û kiểm tra chất lượng khí thải, kết quả đo tiê u hao nhiên
liệu.
M
. HC
P
T
uat
y th
K
am
u ph
S
H
D
uong
r
T
n©
quye
n
a
B
Hình 2.8 : Bố trí buồn g điều khiển
Thiết kế củ a buồng điề u khiển cần phả i chú ý :
Cá c yêu cầu về an toàn lao độ ng
Mức độ tự động hó a củ a phòng thử nghiệm động cơ
Hiể n thò cá c thông số thể hiệ n cá c chế độ làm việ c củ a động cơ như : tốc độ, momen
Hiể n thò và cảnh báo củ a các thô ng số về đặc tính làm việ c của động cơ như : nhiệ t độ nướ c làm
mát, á p suất dầu bô i trơn, nhiệ t độ khí thả i,...
Kích thướ c và vò trí của cửa sổ quan sát đón g mộ t vai trò quan trọng. Cử a sổ quan sá t không đượ c
phép bố trí đố i diện trực tiếp với trục động cơ nhằm bảo đảm an toà n cho người điều khiển. Cử a sổ nên
được bố trí hai lớp kính để bảo đảm các yêu cầu : cách âm, cách nhiệt và an toàn. Kích thướ c củ a cử a sổ
phải đủ cho người điều khiển quan sát phần lớn phòng thử nghiệm
16
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Một số thiết bò hiển thò cá c thông số không thường xuyên sử dụng như : lượ ng nhiên sử dụ ng, cá c
thôn g số về chất lượng khí thải sẽ được lằp đặt vào phía trên của bàn làm việ c.
Hình 2.9 Buồng điều khiển
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
17
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Chương 3 :
PHƯƠNG PHÁP VẬN HÀNH PHÒNG THỬ NGHIỆM
Phòng thử nghiệm động cơ là nơi nguy hiểm, những lỗ i trong quá trình bảo dưỡng và sử dụng
có thể làm hỏng thiế t bò. Vì vậy, việ c khở i động và kết thúc quá trình làm việc, khi vận hành băn g
thử đều phả i theo mộ t số quy đònh. Ngoà i ra cò n phải bố trí hệ thống báo động và hệ thống an toàn ,
tự động dừng hoạt động của hệ thống khi có sự cố sả y ra. Hệ thống này phải đượ c bố trí tá ch biệ t
khỏi hệ thống điều khiển độn g cơ và bă ng thử và dễ tá c động vào nó khi cần thiế t.
Cần phả i kiểm tra kỹ trướ c khi bắ t đầ u khởi động, tuy nhiên việc thiế t lập một quy trình kiểm
tra không nên quá phức tạp, vì có thể dẫn đến những sai só t trong quá trình kiểm tra và có thể dẫ n
tớ i tai nạn xảy ra.
III.1 :Kiể m tra trước và sau khi vận hành thí nghiệm
III.1.1 Kiểm tra trước khi vận hành
Tiến trình thực kiểm tra trước khi vận hành phải tuân theo nhữ ng nguyên tắc sau :
Tất cả cá c hệ thống liên quan đều ở chế độ dừng.
HCnMkết các trục phả i đượ c
. liê
P
Động cơ và băng thử đã đượ c lắp thẳ ng hà ng và các bu alô
n
g
T
u t
y th
K
xiế t đúng lự c.
am
u ph
S
H
Những thiế t bò bảo vệ trục đặ t đúng
nơi
D qui đònh tránh cho trục khi hoạt động không có sự
uong
r
T
©c (các ố ng nối dẫn nhiên liệ u, khí thải phả i được bố trí ngă n
va chạm và o các chi tiết khá
uyen
q
n
a
nắp, trán h va chạmB vào các chi tiế t quay).
Tất cả nhữ ng dụng cụ, bu lông vương vãi phả i được lấ y ra khỏ i nơi khu vực làm thử
nghiệm.
Cá c thiết bò gá đặ t động cơ phải được xiế t chặ t xuố ng nền.
Hệ thống nhiên liệu phả i được kết nối và bảo đảm khô ng có rò rỉ nhiên liệu.
Dầu bôi trơn động cơ đượ c đổ đúùng mứ c và hệ thống cả nh báo áp suấ t dầu phải đượ c kết
nối.
Bộ phận cung cấp nước làm má t thì phả i hoạ t động tốt.
Hệ thống chữa cháy phả i được chuẩ n bò kỹ lưỡng.
Hệ thống thông gió tố t và sẵn sà ng hoạ t động để hơi nhiên liệu dễ cháy nổ có thể thoát ra
ngoà i.
Kiểm tra cá c cửa vào phòn g thử từ bàn điều khiển và kiểm tra bảo đảm khô ng có sự cả n
trở ở lố i vào trong suốt quá trình kiểm tra.
III.1.2 Kiểm tra ngay sau khi vận hành
Kiểm tra áp lự c dầu liên tụ c để nhận ra ngay sự tăng vọt á p lực để tắ t máy kòp thời.
Khi động cơ đã ở tình trạn g cầm chừng, và o phò ng và đi quanh mộ t vòng để thực hiện việ c
kiểm tra nhanh. Đặ c biệ t tìm xem nhiên liệu động cơ có bò rò rỉ hay không, hệ thống hút
khí thải có đượ c lắp đặt chưa, có sự rò rỉ từ hệ thống thả i hay không và lắng nghe nhữn g
tiếng ồ n bất thường.
18
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Kiểm tra khả năng dừng hoạ t động củ a băng thử và động cơ (trong các trường hợp khẩ n
cấ p).
Nếu không có gì bấ t thường, khởi động toàn hệ thống và có thể tiến hàn h thử nghiệm.
III.1.3 Kiểm tra khi kế t thú c vậ n hành
Cho phép hệ thống nướ c làm mát và hệ thống thông khí phòng thử tiế p tụ c hoạ t động sau
một khoả ng thời gian nhấ t đònh.
Ngắ t hệ thống cung cấp nhiên liệu.
Ghi, lưu lạ i các thông tin trong quá trình kiểm tra, gửi đi hay xá c nhậ n cá c số liệu trên.
III.2 : Vấn đề nhiễu điện từ
Nhiễu giữ a mạ ch công suấ t và mạ ch tín hiệu có thể là mộ t vấ n đề chính đượ c đưa ra thảo luậ n.
Ngà y nay bấ t kỳ một thiế t bò điện tử nà o muốn hoạt động tốt, ổn đònh và độ chính xác cao,thì vấ n đề
chống nhiễu điệ n từ cho sự hoạ t động củ a cá c thiế t bò là hết sức quan trọng. Nhiễu điện từ, từ lâu đã
trở thành nguyên nhân chính, gây nhiễu và ảnh hưởng đến kết quả củ a các máy cũng như cá c cuộ c
thử nghiệm.
p suất động cơ (bar)
Cá c tín hiệ u trong cá c dâ y thông tin có giá trò nằm trong khoản g 0-10V
MDC hay 0-5 mA giá trò
. HC
P
T
này rấ t nhỏ nếu so sánh với điện thế và cường độ dòng điện trongthcá
uact dây cấ p nguồn cho cá c thiế t bò
y
K
am
u ph
S
H
D
uong
r
T
n©
quye
n
a
B
Góc quay trục khủyu
Hình 3.1 nh hưởng củ a nhiễ u điện từ đến đường cong
áp suấ t theo gó c quay trục khủyu củ a động cơ
Trong quá trình thiế t kế, các nhà thiết kế cần hạn chế tớ i mức thấp nhất ả nh hưởn g củ a nhiễu
điện từ. Phòng thử động cơ là vùng chiụ ảnh hưởng lớn bởi nhiễu điện từ . Tác động củ a quá trình
đánh lử a từ bougie, ả nh hưởn g hoạ t động do các động cơ điện sẽ làm ả nh hưởn g đến kết quả củ a các
phép đo và vậ n hàn h củ a các thiết bò. Giố ng như bệnh tật, nhiễu không thể loạ i trừ hoàn toàn mà chỉ
có thể phò ng ngừa, làm giảm ả nh hưởng của chúng và việ c khắ c phục đòi hỏi nhiều biện pháp tổng
19
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
hợp. Ta có thể phân nhiễu thàn h hai loạ i : nhiễu nội tạ i và nhiễ u tá c động trên mạch truyền dẫn tín
hiệu.
III.2.1 : Nguyên nhân sinh ra nhiễ u điện từ
III.2.1.1 Nhiễ u nội tại
Nhiễu nội tai phá t sinh do sự không hoàn thiện trong việ c thiết kế, công nghệ chế tạo, tính chấ t
vậ t liệu của các bộ cảm biến…, do đó đáp ứng có thể bò méo so với dạ ng lý tưởng. Sự méo củ a tín
hiệu ra có thể có tính hệ thống hoặ c tính ngẫu nhiê n.
Điệ n áp lệ ch đầu vào và dòng điện phân cự c có thể bò trôi. Tín hiệu nhiễu ( điệ n áp và dòng
điện) do cơ chế vậ t lý xảy ra trong các điện trở và tranzito sử dụng để chế tạo mạ ch. Mộ t nguyê n
nhân gâ y nhiễu là do tính chấ t rời rạc củ a dòng điệ n, bỡi vì dòng điện là dòng củ a các điện tích
chuyển động, chuyển động của chúng phụ thuộc vào nhiệ t độ. Giá trò quân phương của điện áp nhiễ u
có thể đượ c tính theo công thức :
e 2 4.k .T .R.f V 2 / Hz
trong đó k là hằng số Boltzman = 1,38.10-23 (J/K)
M
T là nhiệ t độ (K); R là điện trở ( )
P. HC
uat T
h
Ky t
m
a
u ophnên có thể tính bằng e 0,13 R tính bằn g
Ở nhiệt độ phòng mậ t độ nhiễu do điệ n trở
Stạ
H
D
g
uoncó
Tr
nv/ Hz , vớ i dãi tần 100 Hz, điệ n trở 10
M
điện áp nhiễu bằng 4 V.
©
n
ye
u
q
n
Ban
III.2.1.2 Nhiễ u do truyề
dẫn
Sơ đồ khố i của nguồn nhiễu và mạch phố i ghép với máy thu đượ c cho trên hình 3.1
f là độ rộng dả i tần (Hz).
-
Nguồn nhiễ u
Do nguồn nuôi
Từ trường- tó nh điện
Trường điệ n từ tần số radio
Biến thiê n nhiệ t
Lự c hấp dẫn
Dao động
Độ ẩm
Bức xạ ion hoá
Tác nhân hoá họ c
Mạch ghép
- điện dung
- Từ trường
- Môi trườn g
dẫn
- Đóng gói
Máy thu
- Phầ n tử
cảm nhận
- Điệ n trở
- Điệ n dung
- Bộ tiền
khuế ch đai
Hình 3.1 : Cá c nguồn nhiễu và ghép truyền dẫn nhiễu
Để chống nhiễ u ta thường dùng kỹ thuậ t vi sai phối hợp bộ cảm biến từng đôi, trong khi tín hiệu
ra là hiệu củ a hai tín hiệu ra củ a từng bộ. Mộ t bộ cảm biến gọi là cảm biến chính và bộ kia là cảm
biến chuẩ n đượ c đặ t trong màn chắn (hình 3.2)
20
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Hình 3.2
Để giảm nhiễu trên đườn g truyền ta có thể sử dụ ng cá c biện pháp trình bày trong bảng 3.1
Nguồn bên ngoài
Độ lớn
điển hình
Nguồn 50 Hz
100 pA
Nguồn 100 Hz
3 V
150 Hz do máy biến á p bò bão hoà
Đà i phá t thanh
Dao động cáp nối
Bảng mạ ch
1mV
Cá ch ly nguồn nuô i, mà n, nố i đấ t
Lọ c nguồn
Bố trí các linh kiện hợ p lý
Màn chắ n
M
HCchắ
Lọ c, mối đấtt,Tmà
n
P. n
ua
h
t
y
am Ký ghép nối cơ khí, không để dây
10pA u phChú
cao á p gần đầu vào và cảm biến
DH S
g
n
100pA
o
u
r
©T
Sử dụng cáp ít nhiễu (điệ n mô i tẩm
yen
u
q
0,0110
n
a
B
cacbon).
pA/ Hz
Lau sạch, sử dụng cá ch điện Teflon
Tia lử a do chuyể n mạ ch
Dao động
0,5 V
Biện pháp khắc phục
1mV
III.2.2 : Các biện pháp phòng chố ng nhiễ u điện từ
III.2.2.1 Mà n chắn, vỏ bọc về điện
Nhiễu có nguyên nhân điệ n trường và tónh điện có thể giảm đáng kể bằn g cách làm màn chắ n,
bọc bộ cảm biến và mạ ch. Từng vấn đề màn chắn phải được phân tích riêng mộ t cá ch tỷ mỷ. Điề u
quan trọng là nhậ n dạn g đúng nguồn nhiễu và mố i liên hệ nhiễ u với mạch. Màn chắn có hai mụ c
đích, đầu tiên là giới hạ n nhiễu trong miền nhỏ trán h nhiễu lây lan sang mạch lân cận. Mụ c đích thứ
hai củ a màn chắn là nếu có tồn tại nhiễu trong mạ ch thì mà n chắn bố trí xung quanh cá c bộ phậ n
nhạy cảm củ a bộ cảm biến sẽ ngăn nhiễ u ảnh hưởng tớ i các phần này. Màn có thể là hộp kim loạ i
hay bọc kim loạ i cho cá c cáp tín hiệu.
Hình 3.3 a: Trình bà y cá ch nố i các màn bọc cáp với dây đẳ ng thế chuẩn.
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
21
Truong DH SPKT TP. HCM
Hình 3.3 b: Cho thấy cầøn phả i nối cá c màn bọ c cáp với nhau và nối với dây đẳng thế chuẩ n.
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
Hình 3.3 c : Cho thấ y cá ch nố i màn bọc bộ cảm biế n vớ i dây đẳng thế chuẩ n.
Hình 3.3 d: Cho thấy màn bọ c cáp nối vào phía tải
Chý ý không đượ c nối màn bọc cáp ở phía tải như hình 3.3 d vì trong trường hợp này nhiễu sẽ
theo màn bọc cáp lan truyền từ tả i đến bộ cảm biến.
III.2.2.1 Mà n từ
Chống ản h hưởng của từ trường khó hơn chống ảnh hưởn g củ a điệ n trườ ng và trườn g tỉnh điện
bỡi vì từ trườ ng thâm nhậ p vào vật dẫn . Việ c bọc kim quanh dây dẫn và nối đấ t mộ t phía ản h hưởn g
ít đến điệ n á p cảm ứng do từ trường. Từ trường thâm nhậ p vào mà n, biên độ của nó giảm theo hàm số
mũ.
Một số giả i pháp chống ảnh hưởng củ a từ trườ ng như sau :
22
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Truong DH SPKT TP. HCM
Bố trí mạ ch thu xa nguồn gây ra từ trường
Trá ch cá c dây song song vớ i từ trườ ng, nên thay bằng dây vuông góc với từ trườn g.
Làm màn từ bằ ng vật liệu thích hợp, tuỳ theo tầ n số và cường độ từ trường.
Sử dụng đôi dây xoắn để dẫ n dòng điện lớn, nếu cá c dòng điện trong đôi dâ y bằn g nhau
về trò số và ngược dấ u trong mỗi chu kỳ xoắn từ trường củ a nó bằ ng không.
u
DH S
g
n
ruo
K
pham
M
P. HC
uat T
y th
©T
yen
u
q
an
B
23
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
