BÁO CÁO TH THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

LỜI NÓI ĐẦU
Học phần “Thực hành thí nghiệm động cơ” không chỉ giúp sinh viên củng cố
lại những kiến thức về lý thuyết đã được học ở các học phần Nguyên lý động cơ,
Thí nghiệm động cơ, Chẩn đoán kỹ thuật động cơ,... mà còn giúp sinh viên được
tiếp cận trực tiếp đến các thiết bị thí nghiệm công nghệ cao. Qua đó giúp sinh viên
trang bị thêm những kiến thức về vận hành và sử dụng các máy móc, thiết bị thí
nghiệm cũng như tiến hành đo đạc, nghiên cứu trên các thiết bị này. Ngoài ra sinh
viên chúng em còn được trang bị thêm những kiến thức chuyên môn và ngành mình
đang theo học cũng như kỹ năng xử lý số liệu và xây dựng các đường đặc tính làm
việc của động cơ từ các kết quả thí nghiệm thực tế.
Được sự hướng dẫn tận tình đi kèm với sự hài hước và biết tạo cảm hứng của
thầy HUỲNH BÁ VANG đã giúp chúng em có những giờ học tập vui vẻ và hoàn
thành bài thí nghiệm của nhóm mình đạt hiệu quả cao nhất. Đây là lần đầu tiếp cận
các trang thiết bị hiện đại nên có lẽ không tránh khỏi sai sót và nhầm lẫn trong quá
trình thực hành. Mong nhận được sự góp ý từ thầy để sinh viên chúng em có thể
khắc phục và hoàn thành tốt hơn nữa.
Cuối cùng nhóm 17B1 xin chân thành cảm ơn thầy! Chúc thầy luôn luôn thành
công trong công việc cũng như cuộc sống.
Đà Nẵng, ngày 22 tháng 05 năm 2018.

Nhóm 17B1

pg. 1


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA PHÒNG THÍ NGHIỆM
ĐỘNG CƠ

Phòng thí nghiệm thuộc quản lý của Khoa Cơ Khí Giao Thông – Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng. Là một trong những Phòng Thí nghiệm hiện đại nhất khu vực miền
trung, Tây Nguyên.
Phòng thí nghiệm gồm hai phần chính:
+ Phòng lắp đặt các thiết bị (Dyno)
+ Phòng điều khiển (Puma)
1.1. Sơ đồ mô hình thí nghiệm.
15

9
31

8

33

12

13

14

27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17

11

34
16
32

29

3

2

28

35

36

10

1

4

5

6

30

7

Hình 1.1 - Sơ đồ phòng thí nghiệm.
Nhóm 17B1

pg. 2

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

* Chú thích:
1 - Thiết bị đo độ khói của động cơ (Opacimeter).
2 - Động cơ mẫu (Động cơ Daewoo A16 DMS).
3 - Băng thử (APA 2004/8).
4 - Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát (AVL 553).
5 - Thiết bị xác định suất tiêu hao nhiên liệu (AVL 733).
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 (hay bộ xử lý).
9 - Đường ống nạp của động cơ.
10 - Đường ống thải của động cơ.
11 - Khớp nối các trục động cơ và 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 đo nhiệt độ của khí nạp.
15 - Cảm biến đo độ ẩm của môi trường không khí trong phòng thí nghiệm.
16 - Thiết bị đo độ lọt khí Cacte (nối thông nắp dàn cò với đường nạp).
17 - Cảm biến đo áp suất phun (gắn ở máy số 4 và đường dầu cao áp).
18 - Cảm biến đo áp suất của quá trình cháy (được gắn ở máy 1).
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 tuyệt 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 nâng kim phun của động cơ.
28 - Cảm biến đo áp suất của khí xả.
29 - Cảm biến đo nhiệt độ khí xả.
30 - Cảm biến đo nhiệt độ của dầu ra (nằm ở thiết bị 6).
Nhóm 17B1

pg. 3


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

31 - Thiết bị đo lưu lượng khí nạp (Air flow metter).
32 - Thiết bị điều chỉnh vị trí thanh răng (Động cơ bước).
33 - Màn hình vi tính.
34 - Bàn điều khiển.
35 - Thiết bị đo tốc độ của động cơ và vị trí trục khuỷu.
36 - Bình tiêu âm.
37 - Thiết bị Visioscop quan sát buồng cháy
1.2. Nguyên lý làm việc tổng quát của mô hình.
Khai báo các thiết bị trong hệ thống, cài đặt các thông số cần đo. Khởi động
động cơ, khi động cơ đã hoạt động thì hệ thống sẽ tự động kiểm tra lỗi, nếu có lỗi
nó sẽ tự động báo cho người điều khiển biết để khắc phục. Sau một lúc, khi động cơ
đã hoạt động ổn định thì ta cài đặt các thông số như: T-553, T-554. Lúc này các thiết
bị AVL 553, AVL 554 tự động điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn
theo các giá trị mà ta đã cài đặt. Lúc này các hệ thống sẽ tự động hiển thị các thông
số sau lên màn hình:
+ Torque (Nm): Mômen động cơ.
+ P (KW): Công suất động cơ.
+ AIR_CON (Kg/h): Lưu lượng khí nạp.

+ T_Oil (0C): Nhiệt độ dầu bôi trơn.
+ TWO (0C): Nhiệt độ của nước làm mát ra.
+ TWI (0C): Nhiệt độ của nước làm mát vào.
+ T_EXH (0C): Nhiệt độ khí xả.
+ T_INTAKE (0C): Nhiệt độ khí nạp.
+ OPA_OPAC (%): Lượng bồ hóng.
+ Lambda
+ P_Oil (Bar):áp suất dầu bôi trơn.
+ Blow_Val (l/p): Độ lọt khí Cacte.
+ FUELCOSP (g/kW.h).
+ BH (Kg/h): Tiêu hao nhiên liệu trong 1 giờ.
Những thiết bị thử bao gồm: động cơ thử “Động cơ Daewoo A16 DMS”. Động
cơ này được bắt chặt với sàn bằng bốn chân và có thiết bị giảm chấn. Băng thử điện
Nhóm 17B1

pg. 4


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

là thiết bị khởi động và gây tải cho động cơ, nó 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 của khói
(415_Opacmeter).
Việc 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 bước (THA100) để điều khiển vị trí bướm ga và được nối trực tiếp với
phòng PUMA.
Việc điều khiển nhiệt độ nước làm mát được thực hiện bằng thiết bị (AVL553
Coolant Conditioning System). Trên đường vào động cơ có cảm biến nhiệt độ nước
làm mát vào, 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 độ nâng kim
phun, cảm biến áp suất phun nhiên liệu…
Để đo tốc 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.
PUMA là hệ thống tự động hóa thiết bị đo và bệ thử do hãng AVL LIST GmbH
( Áo ) phát triển. Hệ thống này bao gồm các hệ thống máy tính, thiết bị hỗ trợ, phần
mềm, các ứng dụng trên nền Windows, các cơ sở dữ liệu…

Nhóm 17B1

pg. 5


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

Trong quá trình vận hành thí nghiệm cần chú ý cẩn thận. Khi tiến hành thí
nghiệm phải nắm rõ quy trình và phương pháp để tránh xảy ra sai sót vì các thiết bị

trong phòng thí nghiệm rất đắt tiền do đó bất kỳ sai sót nào cũng có thể gây thiệt hại
lớn về mặt vật chất và người.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG
2.1. Các loại đường đặc tính
Khi khảo sát, nghiên cứu các thông số của động cơ hoặc đánh giá động cơ,
điều chỉnh động cơ, nếu chỉ dùng tính toán thì không đủ và khó hình dung đầy đủ
về quá trình làm việc của động cơ. Vì vậy, người ta phải xây dựng các đường đặc
tính bằng tính toán và thí nghiệm để giải quyết các việc nêu trên đầy đủ hơn.
Động cơ đốt trong có các đường đặc tính chính sau đây:
- Đường đặc tính tốc độ:

+ Đường đặc tính tốc độ ngoài
+ Đường đặc tính cục bộ.
- Đường đặc tính tải.
- Các đường đặc tính điều chỉnh.

+ Đặc tính điều chỉnh theo thành phần hỗn hợp (α)
+ Đặc tính điều chỉnh góc đánh lửa sớm.
+ Đặc tính điều chỉnh theo lượng phun nhiên liệu (của động cơ diesel).
Muốn dựng các đường đặc tính cho chính xác phải tiến hành thí nghiệm. Tuy
nhiên bằng tính toán nhiệt ta vẫn xây dựng được một số đường đặc tính.
2.2. Đặc tính tốc độ ngoài
2.2.1. Ý nghĩa, mục đích và cách xây dựng
Đường đặc tính ngoài của động cơ (có khi còn gọi là đặc tính tốc độ ngoài) là
các đường cong công suất (Ne), mô men (Me), suất tiêu hao nhiên liệu (ge) diễn biến
theo tốc độ quay n (vg/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 có đường

Nhóm 17B1

pg. 6


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

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.
Dạng của các đường cong chủ yếu (Ne, Me, ge) của đường đặc tính ngoài nêu ở
ở hình 2-1. Muốn xây dựng nó ta phải tính toán nhiệt ở ít nhất 3 chế độ (3 tốc độ
khác nhau để xác định các thông số của động cơ.

Hình 2-1:

Đường đặc tính ngoài của động cơ.

+ nmin – Tốc độ tối thiếu mà động cơ làm việc ổn định khi phụ tải đạt 100%,
(nmin=(0,15 ÷ 0,2)ne – đối với động cơ xăng và nmin=(0,5 ÷ 0,6)nhe – đối với động cơ
diesel).
+ nM – Tốc độ khi đạt momen lớn nhất Memax.
+ ne – Tốc độ khi đạt Nemax hoặc Nhc hoặc tốc độ khi đạt Nehc ở động cơ có bộ
hạn chế tốc độ.
Sau đó sử dụng công thức thực nghiệm của Lay- đéc- man để tính Ne, Me, ge.
2.2.2. Xây dựng đường đặc tính Lay- đéc- man
a. Đối với động cơ xăng (sử dụng bộ chế hòa khí – Cácbuaratơ)

 n  n 2  n 3 
N e = N e max .  +  ÷ −  ÷ 

 nH  nH   nH  
Nhóm 17B1

[kW]

(2-1)
pg. 7


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ
2

n  n  
M e = M .  0,5 +
− ÷ 
n

H
 nH  
H
e

[Nm]

2

 n  
n
g e = g . 1, 2 −
+ 0,8.  ÷ 

n

H
 nH  

(2-2)

H
e

[g/kW.h]

(2-3)

Gnl = g e .N e
[kg/h]

(2-4)

Trong đó: Ne – Là công suất có ích lớn nhất thu được qua tính toán, (kW).
nH – Số vòng quay ứng với công suất lớn nhất Nemax, (vg/ph).
MeH, geH – Là momen quay có ích (Nm) và suất nhiên liệu có ích
(g/kW.h) ứng với số vòng quay nH.
Kết quả tính toán được thống kê thành bảng. Dựa vào đó để dựng đường đặc
tính ngoài.

Hình 2-2:
Đặc tính ngoài của động cơ xăng.
a) Biến thiên của pe và Me theo n. b) Đặc tính tốc độ

1- Đặc tính ngoài
2 ÷ 4- Các đặc tính bộ phận
b. Đối với động cơ diesel
 Động cơ diesel có buồng cháy thống nhất:

Nhóm 17B1

pg. 8


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ
2
3

 n   n  
n
N e = N edm .  0,5.
+ 1,5. 
÷ −
÷
n
n
n

dm
 dm   dm  

2

n  n  

M e = M edm . 0,5 + 1,5.
−
÷
ndm  ndm  


2

n  n  
g e = g edm . 1,55 − 1,55.
+
÷
ndm  ndm  



[kW]

(2-5)

[Nm]

(2-6)

[g/kW.h]

(2-7)

Trong đó: Nedm – Là công suất định mức thu được trong tính toán nhiệt, kW.
ndm – Tốc độ quay tương ứng với công suất định mức, vg/ph.

Medm, gedm – Là momen quay và suất tiêu hao nhiên liệu có ích ứng với
tốc độ quay định mức.
n – Tốc độ tính toán, vg/ph.
 Động cơ diesel có buồng cháy trước:
2
3

 n   n  
n
N e = N edm . 0, 6.
+ 1, 4. 
÷ −
÷
ndm
n
n

 dm   dm  
2

n  n  
M e = M edm . 0, 6 + 1, 4.
−
÷
n
n

dm
 dm  


n  n  
g e = g edm . 1, 2 − 1, 2.
+
÷
n
n

dm
 dm  

[kW]

(2-8)

[Nm]

(2-9)

[g/kW.h]

(2-10)

2

 Động cơ diesel có buồng cháy xoáy lốc:
2
3

 n   n  

n
N e = N edm . 0, 65.
+ 1,35. 
÷ −
÷
ndm

 ndm   ndm  

Nhóm 17B1

[kW]

(2-11)

pg. 9


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ
2

n  n  
M e = M edm . 0, 65 + 1,35.
−
÷
n
n

dm
 dm  


n  n  
g e = g edm . 1,35 − 1,35.
+
÷
ndm  ndm  



[Nm]

(2-12)

[g/kW.h]

(2-13)

2

Mặt khác ta có thể dùng mối quan hệ sau để kiểm nghiệm lại:

Me =

Ne
.103
ne

g e = 1000.

Gnl
Ne

[Nm]

(2-14)

[g/kW.h]

(2-15)

Kết quả tính toán được thống kê thành bảng, dựa vào đó để xây dựng đường đặc
tính ngoài.

Hình 2-3:
Đặc tính ngoài của động cơ diesel
a) Biến thiên của pe và Me theo n. b) Đặc tính tốc độ

1- Đặc tính ngoài tuyệt đối
2- Đặc tính nhả khói đen (giới hạn khói đen)
3- Đặc tính ngoài
4, 5- Các đặc tính bộ phận

Nhóm 17B1

pg. 10


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

2.2.3. Khảo sát đường đặc tính ngoài
Khi thiết kế động cơ mới ta phải dùng đường đặc tính ngoài để so sánh với
đường đặc tính động cơ mẫu (Memax, gemin) và xem xét giá trị hệ số thích ứng K:

K=

M e max
M eN

(2-16)

Khi cải tiến động cơ cũng phải so sánh với lúc chưa cải tiến để đánh giá chất
lượng của động cơ.
a. Vùng làm việc ổn định của động cơ
Là vùng nằm giữa nm và ne, trong khoảng đó khi Ne giảm thì Me tăng lên
phương tiện vẫn đảm bảo tăng sức kéo và làm việc tốt, chỉ giảm phần nào tốc độ.
Hay nếu Ne tăng, giảm bớt sức kéo nhưng tốc độ tăng. Ngoài vùng trên ra, Ne và Me
đều giảm nên chỉ gặp chướng ngại nhỏ cũng có thể chết máy. Ở vùng làm việc ổn
định nếu gặp chướng ngại sẽ giảm tốc độ, công suất giảm nhưng Me lại tăng giúp
động cơ vượt chướng ngại (không cần phải về số thấp).
b. Hệ số thích ứng K
Hệ số thích ứng K được tính theo (2-16). K dùng để đánh giá khả năng vượt
chướng ngại và khả năng tăng tốc của động cơ. K càng lớn thì khả năng này càng
tốt.
Ở động cơ xăng (cácbuaratơ) có đường cong Me dốc hơn ở động cơ diesel nên
K lớn hơn.
K thấp dưới mức cho phép thì khi gặp chướng ngại nếu không về số thấp để
tăng momen bánh xe thì ô tô sẽ không vượt được.
Ở động cơ xăng: K = 1,25 ÷ 1,35
Ở động cơ diesel: K = 1,1 ÷ 1,15

c. Khảo sát đường cong công suất Ne
Khi tăng tốc độ từ nmin đến nM, Ne tăng nhanh vì cả pe và n cùng tăng. Từ nM đến
ne mức tăng Ne giảm dần vì n tăng nhanh còn pe đã giảm.
Nếu tăng tốc độ quá ne, Ne sẽ giảm vì khi thiết kế ta chỉ tính tiết diện lưu thông
của xupap nạp để đạt Nemax tại ne. Tại ne đủ đảm bảo “thời gian - tiết diện” để nạp đủ

Nhóm 17B1

pg. 11


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

lượng hỗn hợp (hoặc không khí) đạt Nemax. Tăng số vòng quay n lên nữa thời gian –
tiết diện giảm nhiều, giảm hệ số nạp và giảm công suất.
Từ hình 2-1, nếu vẽ trục tung Ne và trục hoành n đều xuất phát từ O, từ gốc tọa
độ O này kẻ các tia cho cắt hoặc tiếp tuyến với đường Ne các tia sẽ tạo với trục
hoành một góc nào đó, góc Ψ lớn nhất ứng với tia tiếp tuyến với Ne lớn nhất.

M e = 716, 2.

Ne
= 716, 2.tan ϕ
n

(2-17)

Vậy Memax = 716,2.tanΨmax. Do đó từ C kẻ 1 đường song song với trục tung cho
cắt đường Me và trục hoành ta sẽ có Memax và nM.
d. Khảo sát đường cong Me

Từ tốc độ nM giảm xuống nmin, Me giảm và Ne giảm vì hệ số nạp giảm. Do sự
hoà trộn nhiên liệu với không khí kém dần do giảm xoáy lốc (vận động dòng khí
nạp giảm theo n) nên cháy kém và chậm, tổn thất nhiệt ra nước làm mát tăng.
Từ nM đến ne, Ne vẫn tăng nhưng Me giảm vì hệ số nạp cũng giảm, mất mát do
công bơm và công cơ học tăng do số chu kỳ tăng (số chu kỳ bằng n/τ) còn Ne vẫn

Ne =
tăng (

M e .n
716, 2
) vì độ giảm của Me kém động tăng của tốc độ n (n tăng hàng

trăm lần mà Me chỉ tăng theo hàng đơn vị). Nhưng nếu tăng quá ne do thời gian - tiết
diện quá bé, hệ số nạp giảm rất nhiều cả Me, pe, Ne đều giảm cho đến khi n = nph (nph
tốc độ phá hủy động cơ, nph = (1,5 ÷ 2)ne) lúc đó Me = 0, Ne = 0 (Ni công suất chỉ thị
dùng hết vào việc thắng ma sát.
Ni = Neh và lúc đó ge tiến tới vô cùng.

ge =

Gnl Gnl
=
=∞
Ne
0

(2-18)

e. Khảo sát đường cong ge

Đường cong thấp nhất đạt gemin tại ng, nếu tốc độ nhỏ hơn ng thì ge tăng (giảm
tiết kiệm nhiên liệu) vì lúc này mức độ xoáy lốc kém nên cháy kém. Tổn thất nhiệt

Nhóm 17B1

pg. 12


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

ra nước làm mát tăng, động cơ bị nóng. Nếu tốc độ lớn hơn ng càng làm tăng công
bơm và công cơ học (số chu kỳ tăng).
Khi đã có đường cong ge ta kẻ một đường song song với trục hoành tiếp tuyến
với đường ge ta sẽ xác định được điểm gemin.
f. Đối với động cơ diesel
Đường Me không cong bằng đường Me của động cơ xăng vì khi tốc độ giảm
(tính từ nhe) hệ số nạp tăng, mức độ tiêu thụ nhiên liệu trong một chu trình giảm làm
hệ số dư không khí tăng (hỗn hợp nhạt dần) nên Me tăng ít (hình 2-4).
Ở động cơ diesel khi tăng tốc độ, hệ thống nhiên liệu làm tăng nhiên liệu cấp,
một phần khi giảm tải, hệ số nạp tăng. Do đó, khi giảm phụ tải ngoài, do tăng hệ số
nạp, còn lượng nhiên liệu không đổi nên sẽ làm cho tốc độ động cơ tăng vọt đến
nph rất nguy hiểm cho động cơ.
Cho nên với động cơ diesel phải có bộ hạn chế tốc độ tại nhc. Khi đó tốc độ tăng
đến một tốc độ cho phép sẽ tự động giảm nhiên liệu phun vào động cơ. Ne, Me = 0
tại nkt = (1,05 ÷ 1,15)ne, ở động cơ xăng (cácbuaratơ) nktmax = (0,85 ÷ 1,15)ne.
Đối với động cơ tăng áp, các đường Me, Ne đều cao hơn các đường của động cơ
không tăng áp, còn ge thấp hơn, đặc biệt là ở tốc độ cao.
Đối với động cơ diesel ta có thể xây dựng được nhiều đường đặc tính ngoài tuỳ
theo mức độ phun nhiên liệu.
Hệ số nạp không thay đổi, nhưng nếu cấp nhiên liệu lớn nhất α < 1 thì động cơ

thải nhiều khói đen và ở mọi chế độ tốc độ ta có Ne lớn nhất. Đường Ne, ge sẽ cao
hơn đường ở hình 2-4 (tức là giảm mức tiết kiệm). Đường đặc tính này gọi là đường
đặc tính công suất cực đại. Nếu giảm mức nhiên liệu đến giới hạn khói đen α = 1
(tăng thêm một ít nhiên liệu sẽ xuất hiện khói đen). đường Ne, ge nằm dưới đường
Ne, ge khi α < 1 nhưng vẫn nằm trên đường Ne, ge ở hình 2-4.
Đường này gọi là đường đặc tính giới hạn khói đen. Thực tế động cơ không
được làm việc ở hai đường đường đặc tính trên, mà làm việc ở đường đặc tính ngoài
sử dụng với α =1,3 ÷ 1,5. Nó sẽ có mức tiết kiệm nhất.

Nhóm 17B1

pg. 13


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

Hình 2-4:

Đường đặc tính ngoài của động cơ diesel.

2.2.4. Đường đặc tính tốc độ cục bộ hay đường đặc tính bộ phần
Thông thường động cơ cácbuaratơ ở ôtô thường làm việc theo đường đặc tính
cục bộ.
Đường đặc tính ngoài dựng với điều kiện mở 100% bướm ga, còn đường đặc
tính cục bộ dựng với từng phần (độ mở bướm ga dưới 100% ví dụ 25%, 30%,….).
Tại mỗi độ mở bướm ga ta phải tiến hành thí nghiệm mới dựng được đường đặc
tính cục bộ.
Ở đây chỉ dựng các đường cong chủ yếu : Ne, Me, và ge (hình 2-5).
Đối với động cơ diesel, người ta thay dần vị trí thanh răng điều chỉnh nhiên liệu
để giảm dần Gnl, giảm dần phụ tải.

Nhóm 17B1

pg. 14


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

Hình 2-5:

Đường đặc tính cục bộ.

Nhận xét:
1. Các điểm đạt công suất cực đại Nemax của các đường cong 1, 2, 3 chuyển dần
về tốc độ thấp (bên trái) vì các lý do sau:
+ Hệ số nạp giảm nhanh (bướm ga đóng dần).
+ Mất mát tương đối công cơ học tăng (Nch =const mà Ne giảm dần).
+ Mất mát tuyệt đối về công bơm tăng ở động cơ cácbuaratơ.
+ Mất mát tương đối về nhiệt tăng.
2. Càng giảm phụ tải, xuất hiện tiêu hao nhiên liệu càng tăng (gemin tăng về phía
trái vì khi tốc độ không đổi, phụ tải càng giảm công suất chỉ thị Ni giảm mà công
suất cơ học Nm = const nên công suất thực tế Ne giảm, ở 100% phụ tải ge = 180 ÷
250 g/kW.h và không tải ge = ∞.
3. Động cơ làm việc ở chế độ toàn tải thì tiết kiệm cao nhất nhưng phụ tải cơ học
và phụ tải nhiệt sẽ rất lớn, động cơ giảm độ bền. Chỉ khi rất cần thiết mới mở 100%
bướm ga, còn thông thường phải làm việc theo các đường đặc tính cục bộ (mở
bướm ga < 100%).

Nhóm 17B1

pg. 15


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

III. THỰC NGHIỆM ĐO CÁC THÔNG SỐ KINH TẾ KĨ THUẬT CỦA
ĐỘNG CƠ

3.1. Giới thiệu trang thiết bị thí nghiệm
3.1.1. Nhiệm vụ
- AVL 442 Blow By Meter là thiết bị đo độ lọt khí các te
- Phạm vi ứng dụng:
+ Giám sát hoạt động động cơ: tình trạng của piston, séc măng, xilanh và van dẫn
hướng.
+ Kiểm tra độ bền và giám sát hoạt động:
+ Diễn biến động cơ: Điều chỉnh piston, bôi trơn.
+ Nghiên cứu động cơ: Kiểm tra dầu động cơ (nhiệt độ piston, ...)
3.1.2. Sơ đồ cấu tạo

Cấu hình thiết bị:

Nhóm 17B1

pg. 16


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

1) Mô hình chuẩn với độ chính xác 1,5%: mỗi đơn vị điện tử có thể được sử dụng
với bất kỳ lỗ nào

2) Mô hình tuyến tính hóa với độ chính xác 1%: mỗi đơn vị điện tử được phân bổ
cho một lỗ cụ thể lỗi được sửa chữa phù hợp với tiêu chuẩn đo lường được bao gồm
trong phần mềm
3) Ống PU với thép xoắn ốc nhúng và miếng PVC kết dính với vòng đệm O-ring
4) Bộ chuyển đổi để chuyển tiếp sang các đường kính khác nhau, ví dụ: ống giữa
lỗ đo ống 600 <=> van điều tiết 1200
5) Lên đến 300 l/min: Một hoặc hai bộ giảm chấn được lắp thẳng đứng trên cùng
với điện tử đơn vị; toàn bộ thiết bị có thể được gắn trên giá đỡ, trên tường hoặc treo
trên động cơ.
6) Lên đến 1200 l/min: Một hoặc hai bộ giảm chấn được lắp trên đế I hoặc II và
bộ phận điện tử có lắp trên van điều tiết (s) (nếu hai bộ giảm chấn được trang bị, có
một tấm kết nối thêm ở trên)
7) Lên đến 2400 l/min: Mô hình van điều tiết hình tàu, với màng ngăn cao su ở
một đầu; đơn vị điện tử là trang bị cho van điều tiết bằng phương tiện của tấm lắp
8) Các mô-đun sưởi ấm ngăn chặn sự hình thành ngưng tụ trong các ống
Nhóm 17B1

pg. 17


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

9) Hiển thị từ xa; các thành phần có thể được lắp đặt trong tủ giá đỡ hoặc tủ
băng.
10) Tất cả các dây cáp trong độ dài có sẵn.
3.1.3. Nguyên lý làm việc

Thiết bị AVL 442 Blow By Meter là một đồng hồ đo lưu lượng hoạt động trên
nguyên tắc chênh lệch áp suất. Dòng chảy được chuyển qua một ống đo lỗ (1) với lỗ
(2) trong đó có làm giảm tiết diện. Điều này gây ra một sự khác biệt áp lực có liên

quan đến tốc độ dòng chảy. Sự chênh lệch áp suất được cảm biến (4) ghi lại và được
xử lý bởi một bộ vi xử lý (6) sau khi chuyển đổi tín hiệu tương tự - số(5). Kết quả
đo lường là cả hai đầu ra qua giao diện RS232 và kênh tương tự.
Để ngăn chặn cảm biến áp suất bị lệch ảnh hưởng đến kết quả đo, hai van
solenoid (3) được lắp đặt giữa ống đo lỗ và bộ cảm biến chuyển đổi các đầu vào
thành áp suất khí quyển trong khoảng thời gian đều đặn, do đó không cho phép tự
động điều chỉnh.
Một cảm biến áp suất thứ hai (7) để đo áp lực cácte, áp lực ống nạp, áp suất
chênh lệch Δp giữa ống nạp và cacte,... là tùy chọn có sẵn.
Nhóm 17B1

pg. 18


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

Có một đầu vào khác để kết nối cảm biến nhiệt độ của hệ thống sưởi ấm.
3.1.4. Chế độ vận hành và bảo dưỡng
1. Vận hành
a. Chuẩn bị khởi động:
- Chọn ống đo lỗ nhỏ nhất có thể vẫn sẽ đo lượng khí thổi lớn nhất được dự đoán
(quy tắc ngón tay cái: lượng khí thổi theo ~ 2% lấy mẫu khối lượng không khí).
- Lắp ống đo lỗ theo hướng dòng chảy chính xác (mũi tên chỉ về bên trái)
và ở vị trí nằm ngang (trục ống đo lỗ khoan phải luôn song song với đơn vị điện
tử)
- Đặt phạm vi đo lường cần thiết với quay số phạm vi bộ chọn lọc (PCB / đơn vị
điện tử, xem nhãn bên trong nắp).
- Nắp của đơn vị điện tử phải được giữ kín vì cảm biến áp suất rất nhạy cảm với
ánh sáng (có thể ảnh hưởng đến kết quả đo lường).
- Bảo vệ thiết bị điện tử chống lại nhiệt độ môi trường quá cao và bức xạ nhiệt

và cách nhiệt nó
- Hai bộ giảm chấn phải được sử dụng nếu khí thổi được tái tuần hoàn
- Các tuyến đường và đường ống dẫn khí vào ống đo lỗ phải có đường nghiêng
tăng dần và đường ống từ ống đo lỗ nghiêng giảm dần để ngăn sự ngưng tụ hình
thành và làm bẩn thiết bị.
- Đảm bảo rằng toàn bộ đường dẫn khí không có rò rỉ, đặc biệt là giữa động cơ và

ống đo lỗ và giữa thiết bị điện tử và ống đo lỗ.
b. Các bước vận hành:
- Biện pháp phòng ngừa an toàn
- Chuẩn bị đo lường
- Vận hành đồng hồ thông qua đầu ra Analog
- Hoạt động sử dụng giao diện nối tiếp (RS232C)
- Hiệu chỉnh đồng hồ đo độ sáng 442
- Ảnh hưởng của nhiệt độ lên giá trị được hiển thị
- Ảnh hưởng của áp suất lên giá trị được hiển thị
- Kết hợp ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ trên giá trị được hiển thị
Nhóm 17B1

pg. 19


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

- Hiệu chỉnh tính toán của giá trị được hiển thị
- Kiểm tra 442 Thổi bằng đồng hồ với Bộ kiểm tra 442.PR
- Hệ thống sưởi
2. Bảo dưỡng
a. Làm sạch ống đo orifice:
Lưu ý: + Không bao giờ làm sạch ống đo lỗ hoặc tấm lỗ bên trong nó bằng vật

sắc nhọn hoặc cứng.
+ Không bao giờ làm sạch ống đo lỗ nếu không ngắt kết nối đầu tiên khỏi
thiết bị điện tử.
 Tháo tấm lỗ đo:

- Nếu ống đo lỗ khoan bị bẩn nặng, nó có thể được làm sạch bằng xăng tinh khiết
- Khi vệ sinh thiết bị, đừng quên vệ sinh hai lỗ khoan áp lực cùng một lúc.
- Sau khi vệ sinh, làm khô ống đo lỗ bằng khí nén.
- Cẩn thận tháo ống ra khỏi cảm biến áp suất vi sai.
- Vệ sinh vòi.
- Thay thế các ống và van solenoid bị bẩn nặng nề.
- Che nắp van bằng một miếng vải.
Lắp ráp lại theo thứ tự ngược lại.
b. Làm sạch các bộ giảm chấn:
- Các bộ giảm chấn cũng có thể bị bẩn do hình thành ngưng tụ.
- Có thể xả nước ngưng bằng cách mở vít hoặc vòi thoát nước.
c. Thời gian sử dụng – Bảo quản:
Tất cả các bộ phận tiếp xúc với khí thổi phải được làm sạch.
- Đảm bảo không có ngưng tụ trong kết nối giữa van solenoid và bộ chuyển đổi
áp suất.
- Làm sạch ống đo lỗ thật kỹ, nghĩa là vệ sinh kênh chảy, ống nối áp lực và van
solenoid.
- Ống đo lỗ phải được tháo rời khỏi thiết bị điện tử và các kết nối được làm sạch
và bôi trơn.
- Đóng tất cả các lỗ hở (để tránh bụi xâm nhập).
- Làm sạch bộ giảm chấn.
Nhóm 17B1

pg. 20

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

Khi công cụ được sử dụng lại, tiến hành như sau:
- Loại bỏ tất cả mỡ từ ống đo lỗ.
- Lắp ống đo lỗ trên thiết bị điện tử.
- Kiểm tra đèn LED màu xanh lá cây trong thiết bị đi ện tử có được chiếu
sáng không.
- Kiểm tra xem van solenoid có chuyển đổi đúng cách không (bạn sẽ nghe
thấy tiếng "click" cứ sau 10 giây):
+ Cẩn thận tháo hai ống ra khỏi cảm biến áp suất.
+ Kiểm tra xem van solenoid có chuyển đổi luân phiên sang đường 2-1 và
2-3 không bằng cách thổi qua chúng.
3.2. Giới thiệu thông số kỹ thuật động cơ thí nghiệm
Động cơ thực nghiệm là động cơ “DAEWOO Nubira 16A-DMN” có thông số
kỹ thuật đặc trưng như sau:
- Nhiên liệu sử dụng : Xăng.
- Động cơ 4 Xylanh thẳng hàng.
- Thứ tự làm việc : 1-3-4-2.
- Đường kính piston : 79 (mm).
- Hành trình piston :81 (mm).
- Dung tích : 1598 (cm3).
- Momen cực đại : 145 (N.m) / 3400 (vòng/phút).
- Công suất cực đại : 76 (kW) / 5800 (vòng/phut).
- Tỷ số nén 9.5:1.
Trên đây là các thông số cơ bản của động cơ thí nghiệm, trong quá trình làm thí
nghiệm cần nắm rõ để trong quá trình thí nghiệm không để cho động cơ hoạt động
ngoài phạm vi cho phép như quay quá số vòng quay…

Nhóm 17B1

pg. 21


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

Hình 3-1:

Động cơ Daewoo Nubira 16A-DMN

3.3. Quy trình thí nghiệm
Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ các trang bị cho quá trình thí nghiệm ta tiến hành
thí nghiệm.
Quá trình thí nghiệm được thực hiện qua các bước sau.
Nhóm 18C2 gồm 6 thành viên chia thành 2 nhóm nhỏ: 3 người quan sát và ghi
kết quả , 1 người ở phòng PUMA điều khiển quá trình thực nghiệm.2 người giám
sát bên ngoài đề phòng các trường hợp ngoài ý muốn xảy ra.
- 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

Nhóm 17B1

pg. 22

Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

- 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.
- 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.
- Cài đặt nhiệt độ nước vào và ra theo tiêu chuẩn qui định (Nhiệt độ nước vào:
30oC, nhiệt độ nước ra: 100C).
- Lưu ý thường xuyên kiểm tra mức nước trong bồn dự trữ. Nếu thấy thiếu
phải châm ngay vào hệ thông 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.
- Nếu bị air thì có thể RESET trực tiếp trên hệ thống này.
4.Vận hành hệ thống điều hòa nhiệt độ nước làm mát cấp cho động cơ
- Bật công tắc nguồn trên hệ thống và kiểm tra tình trạng của hệ thống.
- Lúc này đèn vàng và đèn xanh sẽ sáng.

- Kiểm tra lượng nước làm mát trong hệ thống bằng ống thủy bên ngoài hệ
thống.
- Thường xuyên súc hệ thống theo định kỳ đã qui định, đặc biệt là các lọc
nước trong hệ thống.
Nhóm 17B1

pg. 23


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

5. Vận hành hệ thống điều hòa nhiệt độ dầu bôi trơn động cơ (554)
- Kiểm tra mức dầu bôi trơn trong động cơ và đường nước vào trong hệ thống.
- Bật công tắc nguồn điện trên hệ thống, lúc này đèn vàng sáng.
- Kiểm tra tình trạng rò rỉ dầu bôi trơn trên hệ thống và động cơ.
- Kiểm tra áp suất dầu và nhiệt độ dầu bằng đồng hồ báo trên hệ thống.
- Có thể kiểm tra lỗi hệ thống trên taplo của hệ thống.
6. Vận hành hệ thống đo bồ hóng khí xả động cơ
- Kiểm tra bộ lọc khói trong bộ đo, dùng khí nén thổi sạch bồ hóng bám trên
lọc. Nếu thấy quá bẩn thì thay lọc mới.
- Bật công tắc điện trên bộ đo OPACIMET trong phòng thí nghiệm.
- Cắm hai đầu đo vào trong đường ống xả đã định sẵn.
7.Kiểm tra động cơ và nối kết điện acqui 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.

8. 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 CO 2.
- Khi vận hành hệ thống, người vô phận sự cấm không vào trong khu vực
Phòng thí nghiệm, chỉ có các chuyên viên mới vào trong khu vực Phòng thí nghiệm.
9. Vận hành PUMA
- Bật công tắc điện nguồn cấp cho hệ thống tủ điều khiển.
- Bật công tắc nguồn cung cấp điện cho PUMA (xoay núm đỏ trên tủ điện theo
chiều kim đồng hồ ở vạch ứng với dấu “I”)
- Vận hành hệ thống máy tính trên bàn điều khiển, ấn vào nút khởi động máy
tính trên tủ điện (vị trí dưới cùng của tủ điện có dấu “I”).
- Bật công tắc khởi động hệ thống INDICATING.
Nhóm 17B1

pg. 24


Báo cáo Thực hành Thí nghiệm Động cơ

- Khởi động hệ thống máy tinh.
- Khởi động máy tính phần Indicating trước, sau đó khởi động máy tính chính
trên bàn điều khiển để tránh lỗi thao tác vận hành hệ thống.
- Vận hành hệ thống PUMA.
Bước 3: Kích hoạt chế độ bằng tay:
Chuẩn bị chương trình chạy thí nghiệm:
- Lập nhật ký chạy theo giờ chạy để kiểm soát hệ thống.
- Lập chương trình chạy với các chế độ theo yêu cầu gồm các bước chạy và
thao tác trên hệ thống.
- Lập trình và khai báo các chương trình chạy theo yêu cầu thí nghiệm.Yêu
cầu của hệ thống là phải chạy hâm nóng trước khi tiến hành đo để đạt kết quả chính

xác. Ta tiến hành chạy hâm nóng hệ thống như sau:
- Khởi động màn hình máy tính.
- Nhấp vào “PUMA Aplication Manager”.
- Nhấp vào “StartPUMA”.
- Chờ cho hệ thống tự chạy.
- Sau khi hệ thống tự chạy xong thì hệ thống đang ở trạng thái Monitor. Ta tiến
hành cài đặt tên nhóm, tên bài thí nghiệm.
- Trên Pano bàn điều khiển nhấp vào phím “Manual”.
- Các chương trình sẽ tự chạy và Check các lỗi đồng thời sẽ thông báo các
chương trình chạy.
- Sau khi hệ thống đã ổn định, ta cần Reset liên tục bằng phím Reset trên Pano
bàn điều khiển. Lúc này đèn vàng trên hệ thống 553, 554 sẽ nhấp nháy và tắt đi,
đồng thời đèn xanh trên hệ thống 733 sẽ sáng liên tục. Như vậy thì hệ thống đã ổn
định và sẵn sàng chạy.
- Dấu hiệu hệ thống đã khởi động xong chế độ Manual thì trên thanh công cụ
phần màn hình Manual không còn dấu 3 chấm và khi nhấp Reset trên Pano xuất
hiện dòng chữ “System OK”.
Bước 4: Khởi động động cơ

Nhóm 17B1

pg. 25