Chuyên đề thí nghiệm động cơ ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHUN ĐỀ THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Ơ TÔ

GVHD: PGS.TS LÝ VĨNH ĐẠT
SVTH: NGUYỄN THÀNH TRUNG
MSSV: 15145399
SVTH: PHẠM MINH QUÂN
MSSV: 15145329
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT
TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

1. Nguyễn Thành Trung

MSSV: 15145399

2. Phạm Minh Quân

MSSV: 15145329

Ngành: Công Nghệ Kĩ Thuật Ơ tơ.
Khóa: 2015 – 2019

Lớp: 151453

1. Tên đề tài: Chun đề thí nghiệm động cơ ơ tơ.
2. Nhiệm vụ đề tài:
-

Tìm hiểu các vấn đề cơ bản thí nghiệm động cơ.

-

Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị thử nghiệm. Các phương
pháp thử nghiệm và vận hành các thiết bị đo công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, khí
xả,…trong phịng thử nghiệm.

3. Sản phẩm của đề tài:
-

Thuyết minh đề tài.

-

File thuyết minh.

4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 23/3/2019.
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 27/7/2019.

TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

Bộ môn Động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thành Trung

MSSV: 15145399

Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Phạm Minh Quân

MSSV: 15145329

Hội đồng:…………

Tên đề tài: Chun đề thí nghiệm động cơ ơ tơ.
Ngành đào tạo: Công nghệ kĩ thuật ô tô.
Họ và tên GV hướng dẫn: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt.

Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(khơng đánh máy)
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.2 Nội dung đồ án:


(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có
thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


3. Đánh giá:

1.

Hình thức và kết cấu ĐATN

Đ ng
ục

2.

Điểm
tối đa

Mục đánh giá

TT

Điểm đạt
được

30

r at với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức t án học, khoa học và kỹ
thuật, kh a học hội

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc
quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc
thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên
ngành

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2019

Giảng viên hướng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT
TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Bộ mơn Động cơ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thành Trung

MSSV: 15145399

Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Phạm Minh Quân

MSSV: 15145329

Hội đồng:…………

Tên đề tài: Chun đề thí nghiệm động cơ ơ tơ.
Ngành đào tạo: Công nghệ kĩ thuật ô tô.
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV)......................................................................................

Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có

thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


3. Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
6. Đánh giá:

1.

Hình thức và kết cấu ĐATN
Đ ng
ục

2.

Điểm
tối đa

Mục đánh giá

TT

Điểm đạt
được

30

r at với đ y đủ cả hình thức và nội dung của các

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức t án học, khoa học và kỹ
thuật, kh a học hội

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc
quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc
thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mề
ngành

chuyên

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2019

Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Chun đề thí nghiệm động cơ ơ tơ.
Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Thành Trung

MSSV: 15145399

Phạm Minh Quân

MSSV: 15145329

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện và các
thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn thành đúng theo yêu cầu
và nội dung.
Chủ tịch hội đồng:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
Giảng viên phản biện:
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 07 năm 2019


LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là một học phần quan trọng cuối cùng để đánh giá sinh viên có đủ
điều kiện tốt nghiệp hay không. Để thực hiện đồ án sinh viên phải vận dụng những kiến thức
đã học trong suốt những năm đại học và thơng qua đó cũng là cơ hội để sinh viên củng cố và
nâng cao khả năng bản thân trong việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn xã hội.
Do tính quan trọng cũng như phức tạp của đồ án tốt nghiệp, trong quá trình thực hiện,
chúng em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Lý Vĩnh Đạt để hồn thành tốt đồ
án này. Những lời nhận xét góp ý và hướng dẫn của thầy đã giúp chúng em có định hướng
đúng đắn trong quá trình thực hiện để tài, nhận ra ưu khuyết điểm của đề tài và từng bước
khắc phục để có được kết quả tốt nhất.
Chúng em cũng xin cảm ơn đến các thầy cô trong Nhà trường, khoa Cơ khí Động lực
đã tận tình, dạy bảo, truyền đạt những kiến thức chuyên ngành, những công nghệ mới cũng
như cách làm việc nhóm để hồn thành tốt đồ án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn.

i


MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................................i
MỤC LỤC................................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU............................................................. v
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................................vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................................xii
Chương 1:MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1.1.Lý do chọn đề tài............................................................................................................ 1
1.2.Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 1
1.3.Đối tượng và giới hạn đề tài.......................................................................................... 1
1.4.Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 2
1.5.Nội dung nghiên cứu ..................................................................................................... 2
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ ................................................ 3
2.1.Giới thiệu về phòng thử nghiệm động cơ .................................................................... 3
2.2.Các hệ thống phụ trợ trong phòng thử nghiệm .......................................................... 5
2.2.1. Buồng thử ................................................................................................................. 5
2.2.2.Hệ thống khí thải ....................................................................................................... 7
2.2.3.Hệ thống thơng gió và điều hịa khơng khí ............................................................... 8
2.2.4.Hệ thống nhiên liệu ................................................................................................... 9
2.3. Kích thước và các u cầu chi tiết của tồn bộ phịng thử nghiệm ....................... 11
2.3.1.Kích thước tổng quan .............................................................................................. 11
2.3.2.Cách thiết kế buồng điều khiển ............................................................................... 12
2.3.3.Một số lưu ý của phòng thử .................................................................................... 13
2.4.Một số thiết bị và thông số đo trong phòng thử nghiệm động cơ ........................... 18
2.4.1.Cảm biến đo số vòng quay động cơ ........................................................................ 19
2.4.2.Cảm biến áp suất ..................................................................................................... 20
2.4.3.Bộ điều khiển bướm ga ........................................................................................... 25
ii

2.4.4.Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu ................................................................................ 26
2.4.5.Băng thử .................................................................................................................. 28
2.4.6.Thiết bị đo khí thải .................................................................................................. 31
2.4.7.Thiết bị đo lưu lượng khí nạp.................................................................................. 32
Chương 3: ĐO CƠNG SUẤT ĐỘNG CƠ .......................................................................... 33
3.1. Ngun lí đo cơng suất ............................................................................................... 33
3.1.1.Các phương pháp thử nghiệm động cơ ................................................................... 34
3.1.2.Nguyên lí chung về cách đo mô men xoắn của các loại băng thử .......................... 36
3.2.Thiết bị đo công suất động cơ ..................................................................................... 39
3.2.1.Băng thử thủy lực .................................................................................................... 40
3.2.2.Băng thử sử dụng động cơ điện .............................................................................. 42
3.2.3.Băng thử dùng dòng điện Foucault ......................................................................... 46
3.3.Phương pháp chung vận hành băng thử ................................................................... 50
3.4.Phương pháp xác định các đường đặc tính ............................................................... 56
3.4.1. Phương pháp xác định các đường đặc tính tốc độ động cơ ................................... 56
3.4.2. Phương pháp xác định các đường đặc tính tải động cơ ......................................... 59
3.5.Công suất ma sát và phương pháp xác định ............................................................. 61
3.5.1.Phương pháp Willan’s line ...................................................................................... 61
3.5.2.Phương pháp Motoring (dẫn động bằng động cơ điện) .......................................... 62
3.5.3.Phương pháp Morse (ngắt từng xi lanh) ................................................................. 63
Chương 4: ĐO LƯỢNG KHÍ THẢI ................................................................................... 65
4.1. Thành phần hóa học và tác hại của khí thải đối với mơi trường ........................... 65
4.1.1.Khí

................................................................................................................... 65

4.1.2.Khí CO .................................................................................................................... 66
4.1.3.Khí

(NO,

,

) ...................................................................................... 67

4.1.4.Chất rắn dạng hạt (PM_Particulate Matter) ............................................................ 69
4.1.5.Hydrocarbons THC và một số loại chất thải khác .................................................. 70
4.2.Các tiêu chuẩn khí thải hiện nay ................................................................................ 72
iii


4.2.1.Tiêu chuẩn và quy trình đo khí thải Mỹ (US EPA) ................................................ 72
4.2.2.Tiêu chuẩn và quy trình đo khí thải châu Âu .......................................................... 76
4.2.3.Tiêu chuẩn và quy trình khí thải Nhật Bản ............................................................. 84
4.2.4.Tiêu chuẩn đo khí thải Việt Nam ............................................................................ 89
4.3.Thiết bị đo nồng độ khí thải ....................................................................................... 93
4.3.1.Thiết bị đo khí thải động cơ xăng ........................................................................... 94
4.3.2.Thiết bị đo khí thải động cơ diesel .......................................................................... 98
4.4.Một số thiết bị đo khí thải trên động cơ xăng và diesel ......................................... 102
4.4.1.Thiết bị đo lượng khí thải động cơ xăng (MGT 5) ............................................... 102
4.4.2.Thiết bị đo khí thải động cơ diesel (MDO 2) ........................................................ 111
Chương 5: ĐO TIÊU HAO NHIÊN LIỆU VÀ KHÍ NẠP .............................................. 126
5.1.Đo tiêu hao nhiên liệu ................................................................................................ 126
5.1.1.Phương pháp đo tiêu hao nhiên liệu bằng thiết bị điện tử .................................... 127
5.1.2.Chu trình đo mức tiêu hao nhiên liệu trên xe ........................................................ 131
5.2.Đo lượng khí nạp ....................................................................................................... 134
5.2.1.Cơ sở đo lượng khí nạp ......................................................................................... 134
5.2.2.Phương pháp đo Ultrasonic transit time................................................................ 134
5.2.3.Phương pháp đo bằng dây nhiệt ............................................................................ 136
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 139

6.1.Kết luận ...................................................................................................................... 139
6.2.Kiến nghị .................................................................................................................... 139
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 140

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
TDC: Top Dead Center
BMEP: Brake Mean Effective Pressure
PM: Particulate Matter
DC: Direct Current
AC: Alternating Current
EPA: Enviromental Protection Agency
FTP: Federal Test Procedure
GVWR: Gross Vehicle Weight Rating
NMOG: Non Methane Organic Gas
IDI: Indirect Diesel Injection
NMHC: Non Methane Hidrocacbons
WLTP: Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure
IARC: The International Agency for Research on Cancer
NEDC: New European Driving Cycle
PWR: Power Weight Ratio
PEMS: Portable Emissions Measurement System
CVS: Constant Volume Sampling
FID: Flame Ioninzation Detector
NIDR: Non-dispersive infrared
THC: Total Hidrocacbons

v

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 2.1: Tổng quan phịng thử nghiệm ................................................................................... 3
Hình 2.2:Sơ đồ khối một phịng thử nghiệm điển hình ............................................................ 5
Hình 2.3:Buồng thử đối với động cơ ........................................................................................ 6
Hình 2.4:Buồng thử xe .............................................................................................................. 6
Hình 2.5: Hệ thống khí thải nằm trên sàn ................................................................................. 7
Hình 2.6: Hệ thống khí thải nằm dưới sàn kết hợp hệ thống thơng gió.................................... 7
Hình 2.7: Ống khí thải động cơ ................................................................................................ 8
Hình 2.8:Hệ thống thơng gió trong phịng thử.......................................................................... 8
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu .......................................................................... 9
Hình 2.10: Bình chứa nhiên liệu ............................................................................................. 10
Hình 2.11:Đường ống cung cấp nhiên liệu ............................................................................. 11
Hình 2.12: Buồng điều khiển .................................................................................................. 12
Hình 2.13:Buồng điều khiển hiện đại ..................................................................................... 13
Hình 2.14: Động cơ nóng lên trong phịng thử ....................................................................... 14
Hình 2.15: Động cơ có kích thước lớn ................................................................................... 14
Hình 2.16: Quan sát động cơ từ buồng điều khiển ................................................................. 15
Hình 2.17: Lắng nghe động cơ từ buồng điều khiển .............................................................. 16
Hình 2.18: Mặt cắt của lớp kim loại và bê tong từ mái của phịng thử .................................. 17
Hình 2.19: Mặt cắt qua một tấm ván bê tong.......................................................................... 17
Hình 2.20: Ánh sáng phịng thử .............................................................................................. 18
Hình 2.21: Sơ đồ bố trí thiết bị trong phịng thử nghiệm động cơ ......................................... 19
Hình 2.22: Cảm biến quang .................................................................................................... 19
Hình 2.23: Cảm biến quang trên động cơ ............................................................................... 20
Hình 2.24: Vị trí cảm biến áp suất .......................................................................................... 21
Hình 2.25: Cảm biến áp suất động cơ xăng ............................................................................ 22

vi


Hình 2.26: Cảm biến áp suất được làm mát ............................................................................ 23
Hình 2.27: Cảm biến áp suất khơng được làm mát................................................................. 24
Hình 2.28: Đồ thị cơng P-V ................................................................................................... 25
Hình 2.29: Đồ thị P- ............................................................................................................. 25
Hình 2.30: Vị trí bộ điểu khiển bướm ga ................................................................................ 26
Hình 2.31: AVL Fuel Balance ................................................................................................ 27
Hình 2.32: AVL 740 ............................................................................................................... 28
Hình 2.33: Băng thử thủy lực đặt trên giá nổi ........................................................................ 28
Hình 2.34: Băng thử điện đặt trên giá chìm ............................................................................ 29
Hình 2.35: Băng thử dùng dịng Foucault đặt trên xe ............................................................. 29
Hình 2.36: Đồ thị đặc tính tốc độ............................................................................................ 30
Hình 2.37: Đồ thị đặc tính tải ................................................................................................. 31
Hình 2.38: Thiết bị đo và phân tích khí thải ........................................................................... 32
Hình 2.39: Thiết bị đo lượng khí nạp AVL Flowsonix Air .................................................... 32
Hình 3.1: William Froude (1810-1879) .................................................................................. 34
Hình 3.2: Thử nghiệm động cơ trong phịng thử .................................................................... 35
Hình 3.3: Thử nghiệm hệ thống truyền động xe ..................................................................... 35
Hình 3.4: Đo mơ men xoắn (

) ............................................................................................ 36

Hình 3.5: Đo mơ men xoắn bằng load cell ............................................................................. 37
Hình 3.6: Vị trí load cell trên băng thử ................................................................................... 37
Hình 3.7: Đo mơ men xoắn trên trục xoay ............................................................................. 38
Hình 3.8: Cảm biến đo mô men xoắn (Force transducer) ....................................................... 38
Hình 3.9: Cấu tạo transducer .................................................................................................. 39
Hình 3.10: Mạch cầu strain gauge .......................................................................................... 39

Hình 3.11: Cấu tạo băng thử thủy lực ..................................................................................... 40
Hình 3.12: Thiết bị đo thủy lực ............................................................................................... 41
Hình 3.13: Đặc tính của băng thử thủy lực ............................................................................. 42
Hình 3.14: Cấu tạo băng thử sử dụng động cơ DC ................................................................. 43

vii


Hình 3.15: Băng thử dùng động cơ DC .................................................................................. 44
Hình 3.16: Băng thử sử dụng động cơ AC ............................................................................. 45
Hình 3.17: Đặc tính băng thử sử dụng động cơ DC/AC ......................................................... 46
Hình 3.18: Cấu tạo băng thử dùng dịng Foucault .................................................................. 47
Hình 3.19: Băng thử dùng dịng Foucault............................................................................... 48
Hình 3.20: Đặc tính băng thử sử dụng dịng Foucault ............................................................ 49
Hình 3.21: Kiểm tra băng thử ................................................................................................. 50
Hình 3.22: Kiểm tra kết nối hệ thống điện ............................................................................. 51
Hình 3.23: Màn hình mở File ................................................................................................. 52
Hình 3.24: Màn hình chọn bảng dữ liệu ................................................................................. 52
Hình 3.25: Màn hình chọn kiểu test ........................................................................................ 53
Hình 3.26: Màn hình tạo file mới ........................................................................................... 53
Hình 3.27: Màn hình nhập tên file .......................................................................................... 54
Hình 3.28: Màn hình bắt đầu thử nghiệm ............................................................................... 54
Hình 3.29: Màn hình nhập giá trị áp suất và độ ẩm ................................................................ 55
Hình 3.30: Màn hình xuất đồ thị ............................................................................................. 56
Hình 3.31: Nút khởi động ....................................................................................................... 57
Hình 3.32: Bướm ga mở hồn tồn......................................................................................... 57
Hình 3.33: Điều chỉnh tải băng thử ......................................................................................... 58
Hình 3.34: Kết quả đo ............................................................................................................. 58
Hình 3.35: Đồ thị đặc tính ngồi............................................................................................. 59
Hình 3.36: Điều chỉnh bướm ga.............................................................................................. 60

Hình 3.37: Đặc tính tải của động cơ ....................................................................................... 61
Hình 3.38: Đồ thị phương pháp Willan’s line ........................................................................ 62
Hình 3.39: Băng thử điện ở chế độ động cơ ........................................................................... 63
Hình 4.1: Khí thải từ động cơ đốt trong.................................................................................. 65
Hình 4.2: Hiện tượng băng tan................................................................................................ 66
Hình 4.3: Chất rắn được chụp dưới kính hiển vi .................................................................... 70

viii


Hình 4.4: Chu trình đo khí thải FTP 75 .................................................................................. 75
Hình 4.5: Chu trình thử nghiệm WLTP Class 1 ..................................................................... 80
Hình 4.6: Chu trình thử nghiệm WLTP Class 2 ..................................................................... 81
Hình 4.7: Chu trình thử nghiệm WLTP Class 3b ................................................................... 83
Hình 4.8: Hệ thống đo khí thải di động trong quy trình RDE ................................................ 84
Hình 4.9: Quy trình 10-15 chế độ ........................................................................................... 87
Hình 4.10: Quy trình 11 chế độ .............................................................................................. 88
Hình 4.11: Quy trình JCO8 ..................................................................................................... 89
Hình 4.12: Đo trực tiếp ........................................................................................................... 93
Hình 4.13: Sơ đồ hệ thống CVS ............................................................................................. 94
Hình 4.14: Thiết bị đo nồng độ

...................................................................................... 95

Hình 4.15: Thiết bị đo nồng độ HC ........................................................................................ 96
Hình 4.16: Bước sóng

.................................................................................................... 97

Hình 4.17: Thiết bị đo nồng độ NDIR cơ bản ........................................................................ 98

Hình 4.18: Đo độ mờ khói ...................................................................................................... 99
Hình 4.19: Thiết bị đo tồn dịng .......................................................................................... 100
Hình 4.20: Thiết bị đo cuối dịng .......................................................................................... 101
Hình 4.21: Thiết bị đo lấy mẫu ............................................................................................. 102
Hình 4.22: Mặt trước thiết bị MGT5 .................................................................................... 102
Hình 4.23: Mặt sau thiết bị MGT5 ....................................................................................... 103
Hình 4.24: Mặt bên trái thiết bị MGT5 ................................................................................. 104
Hình 4.25: Mặt bên phải thiết bị MGT5 ............................................................................... 104
Hình 4.26: Màn hình điều khiển ........................................................................................... 105
Hình 4.27: Màn hình chọn xe ............................................................................................... 106
Hình 4.28: Màn hình kiểm tra rị rỉ ....................................................................................... 106
Hình 4.29: Màn hình hiệu chỉnh zero ................................................................................... 107
Hình 4.30: Màn hình kiểm tra nồng độ HC .......................................................................... 108
Hình 4.31: Màn hình kết quả nồng độ HC ............................................................................ 108

ix


Hình 4.32: Màn hình kiểm tra khí thải.................................................................................. 109
Hình 4.33: Màn hình đo giá trị khí thải ................................................................................ 110
Hình 4.35: Sơ đồ thiết bị MDO 2 ......................................................................................... 112
Hình 4.36: Biểu đồ chu trình đo ở chế độ gia tốc tự do ........................................................ 112
Hình 4.37: Mặt trước thiết bị MDO 2 ................................................................................... 113
Hình 4.38: Thiết bị cầm tay MDO 2 ..................................................................................... 113
Hình 4.39: Màn hình chương trình ....................................................................................... 114
Hình 4.40: Màn hình chính chương trình ............................................................................. 115
Hình 4.41: Chọn xe kiểm tra ................................................................................................. 115
Hình 4.42: Thơng tin của MDO 2 ......................................................................................... 116
Hình 4.43: Màn hình chính MDO 2 ...................................................................................... 117
Hình 4.44: Xác nhận việc kiểm tra khí xả ............................................................................ 117

Hình 4.45: Khai báo thơng tin phương tiện .......................................................................... 118
Hình 4.46: Nhập giá trị chuẩn của động cơ .......................................................................... 119
Hình 4.47: Kiểm tra bằng mắt .............................................................................................. 120
Hình 4.48: Kiểm tra tốc độ động cơ ..................................................................................... 120
Hình 4.49: Thơng báo khơng có tín hiệu tốc độ ................................................................... 121
Hình 4.50: Làm nóng động cơ đến giá trị chuẩn .................................................................. 122
Hình 4.51: Kiểm sốt tốc độ cầm chừng động cơ................................................................. 123
Hình 4.52: Kiểm sốt tốc độ cực đại của động cơ ................................................................ 124
Hình 4.53: Đạp ga làm sạch .................................................................................................. 124
Hình 4.54: Kết quả đo khí xả của phương tiện ..................................................................... 125
Hình 5.1: Sơ đồ thiết bị đo theo phương pháp Fuel Balance ................................................ 128
Hình 5.2: Sơ đồ thiết bị đo theo phương pháp PLU ............................................................. 129
Hình 5.3: Thiết bị đo theo phương pháp PLU ...................................................................... 130
Hình 5.4: Sơ đồ thiết bị đo theo phương pháp Mass Flow ................................................... 131
Hình 5.5: Phương pháp đo Ultrasonic transit time ............................................................ 135
Hình 5.6: Thiết bị đo theo phương pháp Ultrasonic transit time ....................................... 136

x


Hình 5.7: Cảm biến kiểu dây nhiệt ....................................................................................... 137
Hình 5.8: Ngun lí hoạt động kiểu dây nhiệt ...................................................................... 137
Hình 5.9: Sơ đồ mạch điện kiểu dây nhiệt ............................................................................ 138

xi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Một số kích thước của phòng thử nghiệm động cơ ở Anh ..................................... 12

Bảng 4.1: Tiêu chuẩn khí thải EPA Tier 1, FTP 75, g/mile ................................................... 73
Bảng 4.2: Tiêu chuẩn khí thải EPA Tier 2, FTP 75, g/mile ................................................... 74
Bảng 4.3: Tiêu chuẩn khí thải Tier 3 (FTP 75, 150000 mile) ................................................ 74
Bảng 4.4: Tiêu chuẩn khí thải EU dành cho xe khách ............................................................ 76
Bảng 4.5: Tiêu chuẩn khí thải EU dành cho xe thương mại hạng nhẹ ................................... 77
Bảng 4.6: Phân loại chu trình thử nghiệm WLTP .................................................................. 79
Bảng 4.7: Tham số chu trình thử nghiệm WLTP Class 1 ....................................................... 80
Bảng 4.8: Tham số chu trình thử nghiệm WLTP Class 2 ....................................................... 81
Bảng 4.9: Tham số chu trình thử nghiệm WLTP Class 3 ....................................................... 82
Bảng 4.10: Tiêu chuẩn khí thải Nhật Bản dành cho ô tô khách, g/km ................................... 84
Bảng 4.11: Tiêu chuẩn khí thải Nhật Bản dành cho xe thương mại, g/km............................. 86

xii


Chương 1:MỞ ĐẦU
1.1.Lý do chọn đề tài
Ngành công nghiệp ô tơ ngày càng phát triển, các vấn đề như tính kinh tế nhiên liệu,
mức độ ảnh hưởng đến môi trường cũng như độ bền, độ tin cậy của động cơ đốt trong rất
được chú trọng. Muốn đánh giá một động cơ, ta cần quan tâm đến những thông số như: công
suất, mô men xoắn, suất tiêu hao nhiên liệu, lượng khí xả,…nhờ các thơng số này, ta có thể
biết được tình trạng của động cơ như sức mạnh của động cơ, lượng nhiên liệu tiêu thụ và khí
thải có đạt tiêu chuẩn về môi trường hay không. Để làm được điều đó người ta sử dụng các
phần mềm mơ phỏng để tính tốn tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là khơng chính
xác. Do đó, người ta dùng phương pháp thử nghiệm động cơ để đạt kết quả chính xác hơn. Ở
nước ta hiện nay, phòng thử nghiệm động cơ chỉ có ở một số học viện, trường đại học, nhà
máy sửa chữa ô tô. Tài liệu nghiên cứu còn hạn chế phụ thuộc khá nhiều vào tài liệu nước
ngồi, gây khó khăn trong tìm hiểu cách thức hoạt động của một phịng thử nghiệm. Ngồi
ra, một thực trạng đang tồn tại mà phần lớn các sinh viên trong những lĩnh vực khoa học kĩ
thuật mắc phải là khả năng tìm tài liệu tiếng anh để phục vụ cho học tập.

Để giải quyết vấn đề trên, sinh viên đã chọn để tài: “CHUN ĐỀ THÍ NGHIỆM
ĐỘNG CƠ Ơ TƠ”.
1.2.Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là có cái nhìn tổng quan một phịng thử nghiệm, biết được các hệ
thống phụ trợ, các vận hành các thiết bị, băng thử, cách thực hiện một thử nghiệm.
Giúp sinh viên nắm vững và hệ thống hóa kiến thức lý thuyết đã được học trong các
môn học chuyên môn.
1.3.Đối tượng và giới hạn đề tài
 Đối tượng đề tài
 Tìm hiểu các hệ thống hỗ trợ và thiết bị trong phòng thử nghiệm động cơ.
 Nguyên lí hoạt động, cấu tạo, cách vận hành các thiết bị đo cơng suất, lượng khí
thải, suất tiêu hao nhiên liệu, lượng khí nạp.
 Giới hạn đề tài
Đề tài được thực hiện trong vòng 5 tháng, với nội dung nghiên cứu được tổng hợp từ
các tài liệu khác nhau nên đề tài chỉ dừng lại ở mức tìm hiểu các thành phần của phịng thử
nghiệm và tìm hiểu cấu tạo, ngun lí, chức năng của các thiết bị đo cơng suất, khí thải, tiêu
hao nhiên liệu và khí nạp là chủ yếu. Ngồi ra, đề tài còn cho ta thấy được tầm quan trọng
của việc thử nghiệm động cơ trong công nghiệp ô tô cũng như trong thực tế.
1


1.4.Phương pháp nghiên cứu
 Tìm hiểu thu thập thơng tin trong và ngoài nước.
 Phân loại dữ liệu cần thiết phục vụ cho đề tài.
 Tổng hợp dữ liệu, nội dung liên quan đến từng phần trong đề tài.
1.5.Nội dung nghiên cứu
Đồ án được chia làm 6 chương với nội dung như sau:
 Chương 1: Mở đầu.
 Chương 2: Tổng quan về thử nghiệm động cơ.
 Giới thiệu về phòng thử nghiệm động cơ.

 Giới thiệu một số hệ thống phụ trợ, thiết bị đo kiểm.
 Chương 3: Đo công suất động cơ.
 Tìm hiểu cấu tạo, ngun lí hoạt động, đặc tính băng thử đo cơng suất.
 Cách vận hành thiết bị đo kiểm.
 Chương 4: Đo lượng khí thải.
 Tìm hiểu những tiêu chuẩn, quy trình đo khí thải trên thế giới.
 Tìm hiểu một số thiết bị đo khí thải.
 Chương 5: Đo tiêu hao nhiên liệu và khí nạp.
 Tìm hiểu các phương pháp đo tiêu hao nhiên liệu và khí nạp.
 Chương 6: Kết luận và kiến nghị.

2


Chương 2: TỔNG QUAN VỀ THỬ NGHIỆM ĐỘNG CƠ
2.1.Giới thiệu về phòng thử nghiệm động cơ
Phòng thử nghiệm động cơ là một tổ hợp các máy móc, thiết bi đo kiểm và hỗ trợ, tất
cả được đặt trong khu vực phù hợp để phục vụ cho việc thử nghiệm. Muốn cho phịng thử
hoạt động một cách chính xác và hiệu quả, những bộ phận phải liên kết với nhau để đáp ứng
yêu cầu của người sử dụng và tuân thủ các quy định kĩ thuật. Một phòng thử nghiệm hiện đại
địi hỏi phụ thuộc khá nhiều vào các cơng cụ và thiết bị tiên tiến. Những thiết bị này khá
phức tạp, nhưng quan trọng là nó cung cấp những thơng tin cần thiết và tiệc ích cho người
kiểm tra.

Hình 2.1: Tổng quan phịng thử nghiệm
 Mục đích của việc thử nghiệm động cơ
 Quá trình thử nghiệm một động cơ khá phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn khác
nhau nhằm đảm bảo các yêu cầu đưa ra của nhà sản xuất. Việc thử nghiệm giúp
rút ra những điểm cần chỉnh sửa mà q trình thiết kế khơng đáp ứng được.
 Quy trình thiết kế một động cơ

3


Mơ phỏng đặc tính
ơ tơ
- Sự tăng tốc động
cơ
- u cầu đầu ra của
động cơ
Mô tả sơ
lược sản
phẩm

Thiết kế ý
tưởng sản phẩm

Phân tích động lực học
- Động lực học bộ truyền
động xupap
- Động lực học trục khuỷu
Thiết kế
chi tiết

Sản phẩm
mẫu

Mô phỏng và
phân tích động
cơ

Phân tích
thiết kế cơ
bản

Phân tích các
thơng số giới
hạn

Phân tích hiệu
suất: nạp, cháy,
cơ khí.
Xác định thơng
số bộ phận:

Kích thước,
ứng suất, sự
biến dạng, độ
bền của các
chi tiết:
- Xupap

Sự truyền nhiệt,
ứng suất, sự dao
động của các chi
tiết:
- Nắp máy

- Hệ thống
thải

- Thanh
truyền

- Pit tơng

khí

Phát triển
động cơ

- Thân máy

- Buồng đốt

- Pit tông

- Thanh truyền

- Chi tiết quay

- Trục khuỷu

- Trục khuỷu

Cung cấp dữ liệu
cho kĩ sư: Nhiệt
độ và áp suất xi
lanh
 Thực hiện việc thử nghiệm để chứng minh độ cải tiến của động cơ so với ban

đầu.
 Thử nghiệm để kiểm tra q trình sửa chữa có hồn thiện hay không và định ra
khoảng thời gian hoạt động của động cơ.
 Nhằm phát triển các sản phẩm khác trên động cơ như dầu bôi trơn, nhiên liệu,
xem xét hiệu quả của sản phẩm.
 Nhờ việc thử nghiệm động cơ ta có thể:
4