Luận văn thạc sĩ thiết kế thí nghiệm cân bằng nhiệt Động cơ Đốt trong

Với việc dược trang bị những thiết bị hiện đại, cho phép có thể đi sâu nghiên cứu động cơ đốt trong, và thực hiện các thí nghiệm nhằm chứng mình cho lý thuyết Được sự đồng ý của Bộ môn v

BO GIAO DUC VA BAO TAO TRUONG BAI HOC BACH KHOA HA NOL

TANG VAN THANG

THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM CÂN BẰNG NHIỆT

DONG CO DOT TRONG

CHUYÊN NGÀNH: KY THUẬT CƠ KHÍ BONG LUC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUÁT CƠ KHÍ DONG LUC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

GS.TS PHẠM MINH TUẦN

HÀ NỘI ~ NĂM 2014

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam doan day la dé tai nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu kết quả néu trong luận văn là trung thực và chưa từng được di công bồ trong các

TỜI CẮM ƠN

Với tự cách là táo giá cửa bản luận vẫn nảy, tôi xin gửi lời căm ơn sâu sắc đến

ŒS.TS Phạm Minh Tuân, người đã hướng, dẫn tôi hết sức tận tĩnh và chu đáo về mặt

chuyên môn để tôi hoàn thành bản luận vẫn này

Dng thời tối cũng xin chân thành cám ơn các thấy cô trong liộ môn Dộng cơ đốt trong - Viên Co khí Động lực, Viện Dao tạo Sau đại học đã giúp đỡ tạo điền

kiện về cơ sở vật chât Irong suốt thời gian tôi học lập và làm luận van

lặc biết, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thây và các bạn đỏng nghiệp đã tạo

điều kiên cã về thời gian, vật chất lẫn tỉnh thân đế tôi có thế hoàn thánh bân luận

ii Phương phúp nghiên cứu

Hi Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

iv Các nội dung chính trong đề t

CHUONG 1 TONG QUAN

1.1.Thục trạng đảo tạo ngành Động cơ đốt trong tại Trường DIIBK Hà Nội4

1.1.3 Các thi nghiệm sử đụng trong đảo tạo và nghiên cứu 2115 10

1.2.Sự cân thiết phải xây dựng thí nghiệm cân bằng nhiệt

1.2.1 Khái quát chung về thí nghiệm cân bằng nhiệt - - 11

1.2.2 Vai trò của thí nghiệm cân bằng rệt trong đảo tạo ngành động eơ 11

1.2.3 Một số cơ sở dào tạo trên thế giới sử dụng thí nghiệm can bằng nhiệt 12

1.3.Phỏng thí nghiệm động cơ đốt trong và mức độ đáp ứng xây dựng thi

2.3 Kết luận

CHUONG 3 THIET KE THÍ NGHIỆM CAN BANG NHIỆT

3.1 Lựa chọn động cơ thí nghiệm

3.1.1 Giới thiệu về động cơ D2/13 coi

iv

3.1.2 Lý do chọn động cơ 12243 làm dộng cơ thí nghiệm

3.2.4, 86 ên định nhiệt độ nhiên liệu AVL 753 - seein BO

3.2.5 Hộ điều khiển tay ga HA 190 co Xe 3.3 Thiết bị đo

3.3.1 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVT, Fuel Balance 733 33 3.3.2 Xác định nhiệt độ t„ tv, Tu«, Tx bằng các cắm biến đo nhiệt độ 35

3.3.3 Xác định G„ bằng phương pháp đo lưu lượng nước làm mát qua đồng hồ

đo nước kết hợp với đẳng hỗ bắm giây co

3.4 Thiết kế các đường ống và van trong hệ thống đo lưn lượng nước làm

mat

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG QUY TRÌNH V/

4.1.Xây dựng quy trình thí nghiệm

413 Quy trình thí nghiệm

4.2 Các biểu mẫu thí nghiệm

4.3 Kết quả thí nghiệm

KET LUAN CHUNG VA AU

TAL LIEU THAM KHAO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VẢ CHỮ VIẾT TAT

Qo Nhiệt lượng của nhiên liêu đưa vào động co

Qu Nhiệt trị thập của nhiên Hiệu

Ga Tượng Liêu thụ nhiên liệu trên muội đơn vị thor giant

on Nhiệt lượng tướng ứng với gông suất động cơ

Qin Nhiét Iugng truyen che méi chat lam mat

Ca Nhiệt dụng riêng của nước

ter Nhiệt độ nước ra khỏi động cơ

tư Nhiệt độ nước vào động cơ

Qu Nhiệt độ nước do khí thải mang đi

M San phẩm của vật cháy quy vé | kg nhién liệu

Mạ Môi chất mới quy về 1 kg nhiên liệu

Cự Nhiệt đụng riêng đẳng áp trung bình của sản phẩm vật cháy

Clone Nhiệt đung riêng đẳng áp trung bình của không khi

Tk Nhiệt độ khi nạp mới tại đường nạp

Qu Nhiệt lượng đo đâu bôi trơn mang đi

Ga Lam lượng đâu lam mat

Ca Nhiệt dụng riêng của đầu bôi trơn

tá Nhiệt độ đầu ra khỏi động cơ

tác Ninét độ đầu vào động cơ

% Nhiệt lượng trong phẫn nhiên liệu không cháy

À TIệ số đư lượng không khí

vi

Mo Tượng khí lý thuyết cần thiết để đối cháy hết 1 kg nhiên hệ

Qe Nhiệt lượng ứng với động năng của khí (hai

Qr Nhiệt lượng khi thải trong đường ống thải

Qaas Nhiệt lượng do ma sat gitta pit tong va xi lanh

te Số vòng quay cửa động cơ

Tiêm Số vòng quay định mire

D243 Déng co diesel D243

AVLS554 Thiết bi am mat dau bai tron

AVT 533 “Thiết bị lâm mat nude

AVI.733s Thiết bị đo tiểu hao nhiên liệu

AVI.753 Bộ ổn định nhiệt độ nhiên liệu

THA100 Bộ điều khiến tay ga

CABLE BOOM | Hộp chứa các thiết bị chuyên đối

PUMA Hệ thống điều khiến chính

PC Máy tính xứ lý các kết quả đo đạc

KFEM-A “thiết bị chuyển đổi tín hiệu

FEM-DAC “thiết bị chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital

PC-System “thiết bị nhận sử lý tin hiệu vả biển thị kết quá đo đạc

P100 Cam biển kiểu nhiệt điện tr

DANI MUC CAC BANG BIEU

Bang Í.1 Danh mục học phần chưng đảo Iạo cử nhân khối kỹ thuậ T5

Bang 1.2 Danh mục học phần riêng đào tạo cử nhân Kỹ thuật Cơ khí động lực 76

Tiâng 1.3 Danh mục học phản tự chọn tự đo khuyến cáo của chương trình cử nhân

Bang 1.4 Danh mục học phần chỉ tiết của chương trinh dao tạo kỹ sư Ca khí động

Tăng L5 Danh mục học phân dào tạo cử nhân Công nghệ kỹ thuật ôtô 83

Bảng 1.6 Danh mục học phan tự chon tự do khuyến cáo đảo tạo cử nhân Công,

Bang 1.9 Chương trình đạo tạo của chuyển ngành Kÿ thuật Cơ khí động lục - Kỹ

Bang.2.1 Ti 16 các thành phần cân bằng nhiệt à ccc „16

Tăng 4.3 Công thức tính toản " _ 65

viii

dau béi tron AVE 554

Sơ đồ khôi thiết bị làm má

So dé nguyên lý thiết bị làm mát đầu bôi trơn AVL 5%4

TRnh 3.10 Sơ 46 khéi thiết bị làm mát nước làm mát động cơ AVL 553

Hình 3.11

Hình 3.12

Tinh 3.13

Sơ để nguyễn lý thiết bị làm mal nude AVL 553

Hệ thống ổn dịnh nhiệt độ nhiên liệu AVL 753

Sơ để nguyên lý hệ thống làm mát nhiên liệu Tình 3.14 Hệ thống điều khiến lay ga THA 100

Hình 3.15 Hệ thống do tiêu thụ nhiên liệu AVL 7338

Hình 3.16 Sơ đỏ nguyên lý hệ thếng đo tiêu thụ nhiên liệu AVL 7338

Hình 3.17 Sơ đỗ dâu nói thiết bị do tiêu thụ nhiên liệu với đông cơ va Puma

Hình 5.18 Cầu tạo cảm biến đo nhiệt độ

TRnh 3.19 Sơ đỏ tín hiệu cảm biển P,I00 -

Hình 3.20 Sơ đỗ tin hiệu cảm biến Thermocouple P106

Hình 5.21 Sơ đỗ kết nồi các cám biển với Puma

Hình 3.22 Cầu tạo của đồng hề đo thể tích nước thông qua động cơ

Tình 3.23 Sơ đỏ nguyễn lý đo khối lượng mước thông qua động cơ

Tĩnh 3.24 Cầu tạo cảm biến đo lưu lượng khí nạp

Tình 3.25 Sơ để nguyên lý lâm việc của cảm biến đo hm lượng khí nạp

Hình 3.26 Màn hình luển thị kết quả do lưu lượng khi 1ạp

‘Hinh 4.3 Hép thoai AVL PUMA Application Manager 30

Hinh 4.4, So dé trinh wz boat déng của Puma „51

Tình 4.5 Các bước khi chuyển từ MƠNITOR sang MANUAL 54

Fink 4.6 Man hình kiếm tra các thiết bị của hệ thống - - 35 Hình 4.7 Kết quả thông báo lỗi trong bảng kiểm tra các thiết bị S6 Tĩnh 4.8 Cửa số đặt các tham số giới hạn 56

Tình 4.9 Cửa số thông báo giá Irị vượt quá giới hạn 56

Hình 4.10, Thanh công cụ dễ chuyên từ trạng thái Monitor sang Mianual và ngược

Hình 4.11 Màn hình dễ lựa chọn các thông số cần do đạo, 2 Hình 4.12 Màn hình manual của Puma hiển thị kết quả đo thí nghiệm 52

Tĩnh 4.13 Dé thi biéu diễn kết quả thí nghiệm cân bằng nhiệt - 66

Hình 4.14 Tï lệ thành phản nhiệt lượng của động cơ D243 _

Hình 4.15 Dỏ thị biểu diễn kết quá thí nghiệm cân bằng nhiệt 2

MO DAU

Động ca đốt trong đóng một vai trà quan trọng và không thé thay thể trong nên

kinh tê loàn cầu Với lắm quan Irọng, đó thì đối với t

i6i noi chung va Việt Nam

của chứng ta nói riêng, công tác nghiên cứu đề cải tiến động cơ đốt trong cho pha hop voi tinh trang nguồn nhiên liệu của đu mỏ đang đân đản cạn kiệt, đó là vẫn dé quan tâm của các nhà sẵn xuất động cơ

Củng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của ngảnh động cơ ỏ các nước trên thê gới, Bộ môn động cơ đốt trong — Viện cơ khí động lực — Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội rất quan tâm đến vấn dễ dào tao thạc sỹ Cơ khi dệng lực và công tác nghiên cửu ngành động ca đốt trong,

Chính vì lý đo đó mà phòng thí nghiệm AVI, Bộ môn động cơ đốt trong đã

dược xây dựng với sự tài trợ của chính phú Áo Với việc dược trang bị những thiết

bị hiện đại, cho phép có thể đi sâu nghiên cứu động cơ đốt trong, và thực hiện các thí nghiệm nhằm chứng mình cho lý thuyết

Được sự đồng ý của Bộ môn và của thầy hướng dẫn mả em đã chọn đẻ tài

“Thiết kể thí nghiệm cân bằng nhiệt động cơ đốt trong” (Design heat balance

experiment for internal busion cngine} với việc xây dựng được một bài thí

=ghiệm cụ thể dựa trên những thiết bị sẵn có của phòng thí nghiệm và xây dựng rô

tình đo lưu lượng nước lâm mát thông qua động oơ Mục đích của bài thí nghiệm

aay giúp học viên có được những kiến thức thục tế để chứng màn cho lý thuyết cân bằng nhiệt trong raôn học lý thuyết động cơ đốt trong Không những thế qua thí nghiệm này ta có thể nghiên cứu sự thay đối các thành phân nhiệt lượng của đồng,

eø theo từng chế độ làm việc từ đó có những biện pháp Hết kế, khắc phục các hạn: chế ở các hệ thủng phụ trợ nhằm làm giảm tối da những tôn thất đồng thoi ting công suất của động co, tắng liệu quả kinh tế của động cơ

Tuy nhiên do thời gian và trình dộ còn hạn chế nên trong luận văn mới chỉ ở

dạng tìm hiểu xây dựng về mặt lý thuyết chưa có thời gian chế tạo và các số liệu có được thì cứng chủ yếu tham khảo các số liệu ở phòng thí nghiêm Động cơ đốt Irong

Trong thời gian làm luận văn nảy không thê tránh khỏi những, thiết sót Em mong, rắng sau này để tài sẽ tiếp tục được phát triên sâu hơn

Qua đây em xin chân thành căm ơn sự hướng đẫn tan tình của GS.TS Phạm

Minh Tuần cùng các thầy cô trong trong Bộ môn động cơ đốt trong, và các thấy cô khác trong Viện Cơ khí động lục trường Dại lạc Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

i Muc dich, đổi tượng và nhạm vi nghiên cứu của để tải

*) Mục dịch nghiên cứu

'thiết kề thí nghiệm cân bằng nhiệt phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Kỹ thuật

động cơ nhiệt của Viện Cơ khí Động lực, Trường ĐHBK Hà Nội nói riêng hay các

đơn vị có dào tạo Cơ khí Đông lưc nói chung trên toàn quốc,

*) Dỗi tượng và phạm vị nghiÊn cứu

thí nghiệm cân bằng nhiệt

ii Phương pháp nghiên cứu

Tổ tài sử dựng phương pháp tổng hợp các kết quả nghiên cứu vẻ phương pháp tinh Loan va thi nghiệm cân bằng nhiệt của động cơ để đưa ra giải pháp xây đựng thí nghiệm cân bằng nhiệt cho động, cơ 11243 phục vụ cho công tic dao tao

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

-_ Lần đầu tiên ở việt nam thiết kế đi đến có thể chế tạo các hệ thông phục vụ

cho thí nghiệm cân bằng nhiệt

-_ Thí nghiệm xảy đựng để phục vụ cho đảo tạo dại học và lrên đại học cho ngành Dộng cơ đốt trong, Trường DIIBK Tả Nội và các Trường Dại học có

giảng đạy về động cơ đốt trong,

iv Cac nội dung chính trong để tài

Thuyết mình của đề tài được trình bay theo các phần như sau:

Mỡ dầu

+ Chương 1 Tổng quan

Ww

o

Chương 2 Cơ sở về cân bang nhiét trong déng co dét trong

Chương 3 Thiết kế thí nghiệm cân bằng nhiệt

Chương 4 Xây đựng quy trình và các biểu mẫu thí nghiệm

kết luận clrung và hướng phát triển của đề tài

CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN

1.1 Thực trạng đào tạo ngành Động cơ đốt trang tại Trường ĐHBK Hà

LLL Cac loại hình đào tạo

Viện cơ khi dộng lực với lên giao dich quéc 14 ld STE (School of Transportation

Engineering), ‘rung Dai Hoe Bach Khoa Hà Nội tiên thân là khoa động lực từ nam 1966 và được thành lập ngày 27/06/2006 theo quyết định số 3236/QD-BGĐDT của Bộ giáo dục và đảo tạo, bao gồm 4 bộ môn, một phòng thí nghiệm vá một trung,

tâm tư vấn thuộc lĩnh vực động lực được tách ra từ khoa cơ khi Viện có chúc năng,

ca ban là nghiên cứu khoa hoc và chuyển giao céng nghệ vẻ lĩnh vựo khoa học và công nghệ cơ khí động lực Ngoài ra, viện còn liên hành đảo tạo, bổi dưỡng nhiên

tực trình độ đại học, cao học và tiến sỹ ngành cơ khí động lực

Với nhiều thành tựu dat được trong dào tạo, nghiên cứu và chuyển giao công, nghệ, với đội ngũ giảng viên nhiều kinh nghiệm và hệ thông trang thiết bị hiện đại, Viên Cơ khi động lực xứng đáng với vị trí đẫn đầu ở Việt Nam và đang dan tiép cận với tim khu vực trong lĩnh vực cơ khi dộng lực

Các loại bình đảo lạo tại tà Viện Cơ khi động lực đang dao tao rất đa đạng gồnt

có 5 chuyên ngành dảo tạo Động cơ, Ôtô, Kỹ thuật tảu thủy, Kỹ thuật hàng không,

và Máy thủy khi Trong những năm gần đây, Viện tiếp nhận đảo tạo hàng năm 280 sinh vién Dai hoo, 15 học viên Cao học và 6 Ngiên cứu sinh

Ngoài ra Viện còn đảo tạo Kỹ sư chất lượng cao ngành Hàng không theo

chương trình hợp tác của hai Chính phú Việt-Pháp, giảng đạy môn Kỹ thuật thấy

khí cho gân 1500 sinh viên của Trường, giảng dạy môn Động cơ dốt trong cho sinh viên Khoa Cơ khí, đám nhiệm một số môn về Máy và Tự động Thúy lực cho các Khoa Kinh té va May hóa Bên cạnh đó Viên còn tổ chúc và tham gia bồi dưỡng, chuyên đẻ cho cán bộ kỹ thuật ở các cơ sỡ sẵn xuất

1.1.2 Chương trinh dao tao dai hue vé sau dai hoe

1.1.2.1 Chương trình đào tạo đại học

+ Chương trình Cử nhân Kỹ thuật Cơ khí động lực:

‘Trinh dé dao tao: Đại học

Ngành đảo tạo: — Kỹ thuật Cơ khí động lực

Bằng tốt nghiệp: Cử nhân kỹ thuật

(Ban hành tại Quyết định số 561 /QD-DIIBRK-DTDII ngày 2504/2011 của

Tiện trưởng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội)

*“ Mục tiêu chương trình,

Mục tiêu của Chương trình cử nhần Kỹ thuật Cơ khí Đóng lực là trang bi cho

Trgười tốt nghiệp:

-_ Kiến thức cơ sở chuyên môn vững chắc dễ thich ửng tốt với những công,

việc khác nhan trong lĩnh vực rộng của ngành Kỹ thuật Cơ khi Động lục;

-_ Kỹ năng chuyên nghiệp và phẩm chất cá nhân cần thiế dễ thành công trong nghề nghiệp và có thể học tiếp các chương trình đảo tạo kỹ sư, thạc sĩ và tiến

sĩ trong và ngoài nưác

- KY ning xã hội cẩn thiết để làm việc hiệu quả trong nhóm da ngành và

trong môi trường quốc tế

-_ Năng lực phát triển sản phẩm và giải pháp kỹ thuật Cơ khí Động lực trong, bồi cảnh kinh tẻ, xã hội vả môi trường

-_ Phẩm chất chính trị, đạo đức, có ý thức phục vụ nhân đân, có sức khoẻ, đáp

vig yêu cầu xây đựng và bảo vệ Tổ quốc

+“ Thời gian đào tạo và khối lượng kiến thức toàn khỏa

-_ Thời gian đào tạo theo thiết kế: 4 năm (8 học kỳ chính)

~ Khối lượng kiến thúc toán khoá: 132 tín chỉ (TC),

v Đối tượng tuyến sinh:

Học sinh tốt nghiệp phổ thông trúng tuyến kỷ thi đại học khổi A vào nhóm

tgảnh phủ hợp của Trường ĐHBK Hà Nội theo quy chế chung của Bộ Giáo dục và Đảo tạo

Người đã tốt nghiệp đại học các ngành khác có thể học chương trinh thứ hai

thơo quy chế chúng của Bộ Giáo dục và Đảo lạo và theo những quy định cụ thể của

Trường ĐHBK Hà Nội

+“ Quy trình đảo tạo, diêu kiện tốt nghiệp:

Quy trình đào tạo và điều kiện tết nghiệp áp dụng Quy chế daa tao dai hoc, cao đẳng chính quy theo học chẻ tín chỉ của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội được

thể hiện trong Bang 1.1, Bang 1.2, Bang 1.3

Chương trình Kỹ sư Cơ khí Động lực:

Trinh dé dao Đại học

Ngành đảo tạo: — Kỹ thuật Cơ khí (Doug luc)

Bang tit nghiện: KY sur

Yˆ Mục liêu chương trình

Mục tiêu của chương trinh Kỹ sư Cơ khi Déng lực là trang bi cho người tốt

nghiệp

-_ Kiến thức cơ số chuyên môn vững chắc dễ thích ứng tốt với những công việc khác nhau trong lĩnh vực Cơ khi nói chung và Cơ khi động lực nói riêng; kiến

thức chuyên sân của một chuyên gia thuộc mội rong các chuyên ngành hẹp sau:

Động co đốt trong, Ô tô và xe chuyên dụng, Máy và Tự động thấy khí

-_ Kỹ năng chuyên nghiệp va phẩm chất cá nhân cẩn thiết để thành công trong nghề nghiệp,

-_ Kỹ năng xã hội cân thiết dẻ làm việc hiệu quả trong nhỏm da ngành và

trong môi trường quốc tế

- Wang lực lập đự ản, thiết kế, thực hiện và vận hành các thiết bị, hệ thống do

lường, điều khiển và tự động hoá phủ hợp bối cảnh kinh tế, xã hội vả môi trường,

- Pham chat chính trị ý trúc phục vụ nhân đân, có sức khoẽ, đáp ứng yêu

cầu xây dựng và bão vệ Tổ quốc

Người tốt nghiệp chương trình Kỷ sư Cơ khi Dộng lực cỏ thé đăm nhiệm công

việc với vai trò là:

=_ Kỹ sư thiết kế, phái triển

+ KY su van hành, bảo dưỡng, + Ky sukiém dinh, danh gia

"Tư văn Khôi kê, giảm sái

~_ Kỹ sư quản lý dự ân

Tại cáo cơ sử sản xuất, kinh doanh và dich vụ kỹ thuật trong cáo lĩnh vực Kỹ Thuật Động cơ đốt trong, Ở tô và Xe chuyên dụng, Máy va Tu đông thủy khí

*ˆ_ Thời gian đảo tạo và khối lượng kiến thrức toản khỏa:

-_ Chương trình chính quy:

“Thời gian đào tạo theo thiết kế: 5 năm

~_ Khối lượng kiến thức toàn khoá: 162 tín chỉ (TC) -_ Chương trình chuyến hệ từ CNKT:

Áp dựng cho sinh viên đã tốt nghiệp Cữ nhân kỹ thuật Cơ khí động lực (4 năm) hoặc các ngành gắn gũi Thời gian dào tạo và khỏi lượng kiến thức phụ thuộc dịh

hướng sinh viên lựa chọn ở chương trình Cử nhân kỹ thuật:

“Thời gian đảo tạo theo thiết kế: 1-1,5 năm

~_ Khối lượng kiến thức toàn khoá: 36 - 54 tín chí (TC)

*“ Dôi tượng tuyển sinh:

- Hoe sinh tốt nghiệp phê thông trúng tuyển kỷ thị đại học vào nhóm ngành

phù hợp của Trường DIH3K lIà Nội sẽ theo học chương trinh 5 nằm hoặc chương trình 4l 1 năm

- Người tốt nghiệp Cử nhân kỹ thuật Cơ khí theo chương trình dao tạo Kỹ

thuật Cơ khí Dộng lực của Trường DITBK IIà Nội được tuyên thẳng vào học

chương trình chuyến hệ 1 năm theo đúng định hưởng chuyên ngảnh Người tốt

nghiệp Cử nhân Cơ khí theo chương trình đào tạo Kỹ điuật Cơ khí Động lực của Trường DIIRK 1à Nội được tuyển thắng vào học chương trình chuyển hệ 1 năm

khác định hướng chuyên ngành nhưng phải học bổ sung một số học phân

-_ Người tốt nghiệp Cử nhân Công nghệ Kỹ thuật Ô tô của Trường ĐHBK Hà Tội được xét tuyến vào họo chương trình chuyễn hệ 1 năm sau khí hoàn thành một học kỳ chuyên đổi, bỗ sưng

-_ Người dang học chương trình Cứ nhân hoặc Kỹ sư các ngành khác tại

Trường DIIBK Tả Nội có thể học chương trình song bằng theo Quy định về học

nganh thik Hai hệ đại học chính quy của Trường ĐHBK Hà Nội

-_ Người tốt nghiệp đại học các ngành khác của Trường ĐHBK Hả Nội hoặc

của các trường dại học khác cỏ thể học chương trình thứ hai theo quy chế chung của

Tộ Giáo dục và Dào tạo và theo những quy định cụ thể của Trường DIIBK Hà Nội

*_ Quy trình đảo tạo, điển kiện tốt nghiệp:

Quy trình đào tạo và điều kiện tốt nghiệp áp dụng Quy chế đảo tạo đại học, cao

đẳng chính quy theo học chế tín chỉ của Trường DIIBK Hà Nội Những sinh viên

theo học chương trình song bằng con phải luận theo Quy định về học ngành thứ hai

hệ dại học chính quy của Trường ĐHBK Hà Nội

Phân danh mục chỉ tiết của chương trình đào tạo được thế hiện trong Bảng 1.4

Chương trình cử nhân Công nghệ kỹ thuật ô tõ:

"Trình độ dào tạo: Đại học

“Ngành đảo tạo: Công nghệ kỹ thuật õ tô

Loại hình đào tạo: Chỉnh quy

Bằng tốt nghiệp: Củ nhân Công nghệ

7 thức phục vụ nhân đân, có sức khoẻ, đắp

từng yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc

Cử nhân tết nghiệp ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô có thể học bd sung các hoc phan để tương đương cử nhân tốt nghiệp ngành Kỹ thuật co khí động lực và học bố

sung thêm 01 dễ được nhận bằng Kÿ sư của Irưởng ĐHHK Hà Nội hoặc học tiếp

lên trình độ Thạc sĩ (theo chương trình Thạo sĩ kỹ thuật)

*⁄ Thời gian đào tạo và khôi lượng kiên thức toàn khỏa:

~_ Thời gian đảo tạo theo thiết kế: 4 năm (# học kỳ chỉnh) Theo quy chế đảo

tạo, để hoàn thành chương trình sinh viên có thể rút ngắn tôi đa 3 học kỳ hoặc kéo

đại tôi đa 5 học kỳ

~ Khối lượng kiến thức toàn khod: 133 tin chi (TC), không kế khối lượng, kiến thức Giáo dục thế chất và Giáo đục quốc phòng — an ninh

⁄“ Đối lượng Huyễn sinh:

'Thi sinh trùng tuyển ky thi dai hoc khéi A vào nhỏm ngành Công nghệ kỹ thuật

của Trường ĐHBK Hà Nội theo quy chế chung của Bộ Giáo dục và Đảo tạo

+“ Quy trình dào tạo, điều kiện tốt nghiệp:

Quy trình đào tạo và điều kiện tốt nghiệp áp dụng Quy chế đảo tạo đại học, cao

đẳng chỉnh quy theo học chế tin chỉ của Trường Dại học Bách khoa Tả Nội

Danh mục học phần chủ tiết được thể hiện trong Bảng 1.5 và Bảng 1.6

2.1.2.2 Chương trình đảo tạo sau đại học

+ Mục tiêu đào tạo thạc sĩ:

Chuyên ngành Kỹ thuật Máy và thiết bị thủy khí: Dào tạo thạc sĩ chuyên ngành

Kỹ thuật máy và thiết bị thủy khí có trình độ chuyên môn sâu tết, có thế làm chủ

các lĩnh vực khoa học và công nghệ liên quan đến kỹ thuật máy vả thiết bị thủy khi,

có phương pháp tư duy hệ thông, có kiến thúc khoa học cơ bản và kỹ thuật cơ sở

vững chắc, kiến thức chuyên môn trình độ cao và tăng thực hành tỏi, khả nắng,

nghiên cứu khoa học dộc lập và sáng †ạo, khả năng thích ứng cao với môi trường

kinh tế-xã hội, giải quyết tết những vấn dé khoa học và kỹ thuật của ngành máy và thiết bị thủy khí

Chuyên ngành Kỹ thuật dộng cơ nhiệt: Đào tạo thạc sĩ cluyên ngành Kỹ thuật

động cơ nhiệt có trình độ chuyên môn sâu tốt có thế làm chữ các lĩnh vực khoa hoc

và công nghệ liên quan đến Kỹ thuật động cơ đốt trong, có phương pháp tư duy hệ thống, có kiến thức khoa học cơ ban va kỳ thuật cơ sở vững, chắc, kiến thức clruyên

xnôn trinh độ cao vả kỹ năng thục hanh tốt, khả năng nghiên cứu khoa học độc lập

và sảng tạo, khả năng thích ứng cao với môi trưởng kinh tế - xã hội, giải quyết tốt những vẫn dé khoa học và kỹ thuật của chuyên ngành

Chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô và Xe chuyên đụng: Đảo tạo thạc sỹ chuyên ngành Kỹ thuật ô tô và xe chuyên dụng có trình độ chuyên môn sâu tốt, cỏ thể lắm

chủ các lĩnh vực khoa học và công nghệ liên quan đến kỹ thuật ô tô và xe chuyên

dụng, có phương pháp tư duy hệ thông, có kiến thức khoa học cơ bản và kỹ thuật cơ

sở vững chắc, kiến thức chuyên môn trinh dộ cao và kỹ năng thực hành tốt, khả

nang nghiên cứu khea học độc lập và sáng tạo, khả năng thích ứng cao với môi

trường kinh tê-xã hội, giải quyết tốt những vẫn để khơa học và kỹ thuật của ngành

công nghiệp ô tô vẻ xe chuyên đụng,

Chương trình đào tạo cung cập kiến thức lý thuyết nâng cao, hiện đại về kỹ thuật ô Lô, kỹ năng thực hành tốt, có nắng lực phát hiện vẫn dé va ứng dụng kiến thức lý tuyết và kỹ năng thực hảnh để giải quyết các vẫn đẻ thực tiền thuộc lĩnh

vực kỹ thuật ô tô và xe chuyên dụng, đảm bảo tính hội nhập với các nước trong khu vực và tỉnh liên thông giữa các bậc học

+ Chương trình đão Lạo thạp sĩ:

lọc phân chỉ tiết của chương trinh đạo tạo thạc sĩ được thể hiện trong láng,

1.7, Bảng 18 và Bảng 1 9

1.1.3 Các thí nghiệm sử dung trong dao tạo và nghiên cửu

Như đã trình bày ở trên, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội có các chương trình dào tạo với nhiều dịnh hướng chuyên sâu Mỗi định hưởng chuyên sâu đều cẻ các bải thí nghiệm phục vụ cho đảo tạo và nghiên cứu Do giới

lưm về khuôn khổ luận văn nên ở đây chỉ trình bảy giới bạn trong định hướng

chuyên sâu Động cơ đốt trong,

Các bài thí nghiệm hiện có cho định hướng Dộng cơ đốt trong gồm:

- Thí nghiệm lẫy đặc Linh ngoài động cơ dược Ihực hiện trên bằng thử động cơ

nhiều xylanh APA 100, băng thứ động cơ cỡ nhỏ Didacta, hoặc băng thứ điện cỡ

trung dùng biển trở mước Các thang sé do gdm có: công suấi, suất tiêu thụ nhiên liệu, lưu lượng khí nạp đẻ xác dịnh hệ số dư lượng không khi lambda

- Thí nghiệm quả trình nghiên cửu phun, chảy trong động cơ diesel trên động cơ nghién cins | xylanh AVL-5402 stt dung Visoscope AVL 513D để quay phim, chụp

anh các quá trình điễn ra trong buông cháy,

- Thi nghiệm xác định diễn biển áp suất trong xylanh sử dụng hệ thdng Indicating

System trén déng co thí nghiệm là điesel D243

- Thí nghiệm điểu khiển các thông số quá trình phun déng co Common Rail trén động cơ nghiên cứu | xylanh AVL-5402 st: dung phan mém INCA

- Thí nghiệm xác định phát thãi theo chu trình thử Châu Au cho xe con, xe tai nhẹ

và xe máy được (hực liệu trên các băng thử Chassisdynanornoler 48” và 20” có hệ

thống đo khi thái lấy mẫu kiểu thể tích không, đôi (Constant Volume Sampling)

- Ngoài ra còn các thí nghiêm co ban khác như đo áp suất nén trong xylanh, lưu lượng khi lọi xuống các te, ôn định nhiệt độ nhiên liệu và rhuệt độ nước làm mái

động cơ

Tuy nhiên chưa có thí nghiệm cản bằng nhiệt phục vụ cho đào tạo và nghiên cứu

1.2 Sự cần thiết phải xây dựng thí nghiệm cân bằng nhiệt

1.21 Khúi quái chàng về thí nghiệm cân bằng nhiệt

Tinh toán cân bằng nhiệt là giai đoạn cuối của tỉnh toán nhiệt dôi với động cơ đốt trong nhằm mục đích xác định các thành phần năng lượng phần bố trong động

cø, trên cơ sở dé tim các biện pháp giâm các lỗn thái để dùng nhiệt vào việc có íclu Ngoài ra, kết quả cân bằng nhiệt làm cơ sở tỉnh toàn vả thiết kế các hệ thông, phụ trợ thư hệ thông làm mát, hệ thẳng bôi trơn và hệ thắng tăng áp đùng tuốcbin khí thải

Cân bằng nhiệt được xác định bằng thực nghiệm trên băng thử công suất động

cơ nhằm xác định tất cá các thành phần năng lượng như: công suấi có ích, nhiệt do

khi thải mang đi, nhiệt do nước làm mát mang đi, nhiệt trong nhiên liệu không

chảy để từ dó xác định dược lượng nhiệt còn lại ứng với nhiệt đối lưu, bức xạ

của động cơ trao đổi với môi trường Dây là đại lượng rất khó xác định trực tiếp

122 Vai trò của thí nghiệm cân bằng nhiệt trong dào tạo ngành động cơ

Thí nghiệm cân bằng nhiệt có vai trỏ phục vụ cho sinh viên trong việc học tập môn Lý thuyết động cơ đốt trong,

Phục vụ cho công tác nghiên cứu dễ cải tiến khả năng làm việc cửa động cơ đốt

Như vậy: Thí nghiệm cân bằng nhiệt rất quan trọng trong quá trình đào tao

chuyên ngành vì nó giúp cho người học có được xuột cái nhìn toàn cônh và trực giác

vẻ phân bố năng lượng trona dộng cơ Tuy nhiên, hấu hết các cơ sở đáo tạo về dòng,

ea đốt trong ở Việt Nam hiện nay đến không có thí nghiệm nay

ĐỂ xây đựng thí nghiệm cân bằng nhiệt căn có dộng cơ thí nghiệm lắp trên băng, thứ công suất plrù hợp củng với các thiết bị phụ trợ dé do lưu lượng của nhiên liệu,

không khí, mước làm mát và đâu bôi trơn, đo nhiệt độ của nước làm mát, đản bôi trơn và khí thai,

Phỏng thí nghiệm động eơ đốt trong của Viện Cơ khí Dộng lực, Trường

ĐHBK Hà Nệi có đầy đủ cáo trang thiết bị nêu trên, tuy nhiên chưa được ghép nồi với nhau tạo thành một thi nghiệm cân bằng nhiệt dộng cơ hoản chỉnh để phục vụ

cho đảo tạo đại học và sau đại học theo hường chuyên sâu Kỹ thuật động cơ nhiệt

Chính vì vậy, việc thực hiện để tài “Thiết kế thí nghiệm cân bằng nhiệt động cơ đốt trong” cụ thể © Phòng thí nghiệm động cơ đối rong, Trường ĐHBK Hà Nội là

cân thiết và có ý nghĩa học thuật cũng như ý nghĩa thực tiễn rõ nét

1.23 Một số cơ sẽ dào tạo trên thể giới xử dụng thí nghiêm cân bằng nhiệt

Một số trường đại học kỹ thuật ở nước ngoài chủ trọng vải trỏ của cân bằng,

thiệt trong đào lạo và nghiên cứu nên đã đầu tư xây dựng thí nghiệm cân bằng nhiệt một cách bái bản, Xin nêu một ví dụ, dó lá Trường Đại học khoa hoc img dung Bremen (Hochschule Bremen) Tai day, thi nghiém cân băng nhiệt được xây đựng

và thực hiện tại Phòng thú nghiệm nắng lượng thuộc Viện kỹ thười Năng lượng (Lustitut fir Hnergietechnil:) mang t8n Julius Robert Mayer, [14] Thí nghiệm này

phục vụ cho sinh viên ngành Chế tạo máy khi học môn học Dộng co đốt trong

Động cơ thử nghiệm lá dộng cơ diesel công suất 240 mã lực, tóc độ vỏng quay 2000 víph lắp trên băng thử động cơ ding phanh thủy lực (nước) Chế độ thí nghiệm để

1800 vính và công suất 200 mã lực Đo lưu hưng nước làm mát bằng phương pháp

hở và bằm giấy, do lưu lượng khí nạp bằng tắm tiết lưu, đo nhiệt độ rước vào, ra

‘bang nhiệt kế và đo nhiệt độ khí thải bằng cặp nhiệt ngẫu Miỗi một ca thí nghiệm có

5 sinh viên tham gia Cán bộ hướng dẫn phổ biến phương pháp và thao tác thí nghiệm trong 1 tiết Trong 1 tiết còn lại, sinh viên làm thí nghiệm với sự phân công,

chỉ tiết cho từng vị trí: nhóm trưởng phát lệnh và gạt van đo nước, điều khiến tai, do

xiệt độ, đọc kết quả đo rô men, lốc độ vòng quay và ghỉ kết quả vào bằng theo

mẫu Thí nghiệm được thực hiện với 5 lần do lặp lại và kết quá cuối củng nhận

được là trung binh cộng của 5 lần đo

1.3 Phỏng thí nghiệm động cơ đốt trong và mức độ đáp ứng xây dựng thí

nghiệm cân bằng nhiệt

Phỏng thí nghiêm động cơ đốt trong Trường, Dại học Bách khoa IIA Nội được

thê hiện trên hình 1.1, bao gồm một phỏng điều khiển chúng và 4 phòng thí nghiện:

sau

- Băng thử động cơ một xy lanh

- Bằng thô động lực học: Thủ nghiệm động cơ nhiều xy lanh

- Tăng thử xe con và ôtô tải hạng nhẹ

- Bảng thữ xe máy

Hai bằng thử cuối có kèm hệ thống lây mẫu CVS và hệ thống phân tích khí thải

theo tiếu chuẩn Châu Âu

Phòng điền khiến có thể điều khiển rực tiếp

ác thiết bị Irong phòng thí nghiệm: qua một hệ thống các máy tỉnh được trang bị các phần mểm chuyên dung kết nỗi với các thiết bị đo vá các thiết bị phụ trợ thông qua hộp kết nối Các phòng thí nghiệm được trang bị cáo loại máy móc thiết bị hiện đại và có nhiêm vụ riêng, đặc trưng cho các máy móc thiết bị dược thi nghiệm

TIệ thống phụ trợ đổi với băng thử động cơ bao gồm các hệ thống chiều sáng,

hệ thống thông giỏ, quạt gió để bảo cha quá trinh thí nghiệm đâm bảo tính chỉnh

xác

ĐÔNG Cô MỘT contains

trơn, tăng áp cũng như nghiên cứu thiết kế các bộ phận phụ trợ để tăng công suất

động cơ và làm giâm tiêu hao nhiện liệu Đồng thời xây đựng thí nghiệm câu bằng nhiệt nhằm phục vụ cho đảo tạo tại kỹ sư, thạc sĩ, tiên sĩ cũng như các công việc

nghiên cửu khác cúa Viện Cơ khí Dòng lực, Trường DLIBK Hả Nội, do đó việc xây

đụng thí nghiệm cân bằng nhiệt thực sự là cần thiết

Phòng thí nghiệm Điộng cơ đốt của Viện Cơ khi Động lực, Trưởng ĐHBK Hà Nội hoàn toàn đáp ứng được điều kiện xây dụng thí nhiệm cân bằng nhiệt nói trên

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ VẺ CÂN BẰNG NHIỆT TRONG ĐỘNG CƠ

DOT TRONG

2.1 Cân bằng nhiệt trong động cơ đốt trong

311 Phương trình cân bằng nhiệt trong động cơ dỗt trong

Với nhiên ligu diescl Ớ„ 42500 (I/kg), nhién liệu xăng Óg 44000 (1kg)

Ø,: Nhiệt hượng tương ứng với công suất động cơ:

Ở chế độ làm việc dịnh mức Q, — N, —80.0,7355— 58,84(K") — 58840(7/ 3)

Da đó @, được đa đạc trực tiếp từ động cơ khi lắp trên hệ thống băng thứ

@„ : Nhiệt lượng truyền cho môi chất làm mái Đối với hệ thống làm mái bằng,

Trước:

Qn Gy Cy Coy = He, (Tis) (2-4)

Với G, là lưu lượng khối lượng của nước làm mát qua động cơ trong 1 giây

(ke/s), C„la nhiệt dung riêng của mước, có thể lấy C„—4.186 J/&g°C; 1, là nhiệt độ

ước ra khỏi động cơ và z„„ là nhiệt độ nước vào đồng cơ,

@¿: Nhiệt lượng do khí thải mang, đi Nếu bỏ qua entanpi của nhiên liệu trong,

khi mạp mới MỊ đổi với động cơ xăng 1a có công thức chung cho c& dong co diesct

và dòng cơ xăng nÌ ư sau:

—M,.P,

On ~ Gg, ante ave Ts) (is) (2-5)

Với 7„ là nhiệt độ khí thải Œ) trong đường thải; 7,(K) là nhiệt độ khi nạp mới

tại đường nạp; AZ, ,Ä⁄, là sản phẩm của vật chảy va môi chất mới quy vé 1 kg nhién liệu (kmolkgnl); C„„,C*„„„ là nhiệt dụng riêng đẳng áp trưng bình của sản phẩm

vật cháy và không khí (động cơ đioael) (/kgmol®C)

Do đó Ø¿ được tính toán với các thành phần do dược thực tế trên động cơ

Ø;: nhiệt lượng do dẫu bồi tron mang đi, tỉnh tương tự như (2 „

Ø@„: Nhiệt lượng trong phan nhiền liệu không chảy được Khi A > 1 thi Q.,

được tính vào @, con khi A< 1 thì Ợ„ tỉnh như sau:

Voi AQ, — 126.10 — ACF ig)

Ø„: Nhiệt lượng cén Iai bao gém nhiét trac déi bing déi lưu và bức xạ với môi

trường và lượng nhiệt Lương ứng với động năng của khí thải Sau khi đo các đại

lượng cần thiết và tính tát cã các thành phần ở trên Q„ có thể được lính như sau:

Hãng 21 Ty lệ của các thành phần cân bằng nhiệt

2.1.3 Phân tích tựa chọn phương án thí nghiệm cân bằng nhiệt

Đề thục hiện được các thí nghiệm cân bằng nhiệt trên động cơ một cách tương, đổi chinh xác thì ta phái được trang bị những thiết bị đo đạc tương đối hiện đại và

chính xáo Chính vỉ thé ma Phong thí nghiệm Dộng cơ đốt trong - Trường Dại học

Bách khoa Hà Nội được xây đựng để đáp ứng các vẫn để trên

Muốn thục hiện dược chính xác các thí nghiệm cân bằng nhiệt ta phải tiến hành xác định các thành phân chưa biết ở về trái của phương trình cản bằng nhiệt, qua đó

gó thê xác định được thời điểm làm việc nào của động cơ là có tỉnh liệu quả, tĩnh

kinh tế nhất Từ đó cô phương pháp diễu chính hợp lý dễ dạt dược yêu câu dặt ra

Qua sơ đồ cân bằng nhiệt (hình 2 1), ta có

ấy rõ mỗi quan hệ của các

thành phần nhiệt lượng trong động cơ Từ đó có những phương pháp phân tích thích

hợp để xác định chính xác các thành phần nhiệt lượng đỏ trong tỉnh toán cân bằng,

thiệt

Hinh 2.1 So dé can bang nhiét ciia dộng cơ

Q.: Nhiệt lượng do nhiên liệu đưa vào động cơ; Œ¡: Nhiệt lượng tương đương với

công chỉ thị của động cơ; Q.' Nhiệt lượng tương đương với công suất có ích của động cơ; Quán: Nhiệt lượng truyền qua vách qua thế tích xỉ lanh,Quu: Nhiệt lượng

tôa ra cho mỗi trường làm mát; Q>: Nhiệt lượng tổng cộng chứa trang khí thải; Qo:

Nhiệt lượng tương đương với công tiêu hao cho ma sái và cho việc dẫn động các cơ

ra cho hệ thông làm mái; Qu: Nhiệt lượng do khi thái mang theo ra ngoài

Từ phương trình cân bằng nhiệt:

Qo = Qe + Qim + Qa- Qart Qat+Qa (/s)

Đổ tiến hanh tỉnh toản cân bằng nhiệt ta phải xác định các thành phản nhiệt lượng ở cả hai về của phương trình trên Tức là ta phải tiễn hành thí nghiệm đề xác định các thành phân sau:

Gái: Lượng nhiên liệu động cơ tiêu thụ trong 1 giây (kg/s)

Gu: Luong nude qua động cơ trong thời gian 1 giây (ke/s)

te, bye Nhiệt độ nước ra, vào động cơ (2C)

Tạ, Tí: Nhiệt dộ khí xã và nhiệt dộ khí nạp di vào dộng cơ (K)

Ga Luong dâu bôi trơn qua động cơ trong thời gian L giây (kg/8)

Me: Céng s của động cơ (KW)

ta, tas: Nhiệt độ dâu ra vả vào dang co (°C)

Để xác định:

Gái: Dùng thiết bị do tiêu bao nhiên liệu AV17335 lại phòng thí nghiện:

tar, tae, tav, tar, ‘Ta, Ts Dung các cảm biển đo nhiệt độ tại phòng thí nghiệm; và

ban chất cấu tạo nguyên lý làm việo là giống nhau, tuy nhiên dai đo cảm biến cho

mỗi loại, muỗi môi trường là khác nhau nên vật liệu chế tạo khác nhau

Ne: Dược xác định thông qua Me va ne la mémen và số vòng quay của động cơ

được hiến thị bằng hệ thống điều khiến báng thử Puma

Kết luận: Như vậy tất cả các thành phân trên déu dược do bằng những thiết bị sẵn có và được xác định thông qua Puma

Tuy nhiên phòng thí nghiệm chưa có đũ thiết bị để đo Gụ, Ga Chin vi thé dé

hoàn chỉnh một bài thí nghiệm về cân bằng nhiệt chúng ta phải xây dựng mô hình

do ha lượng mước vả đầu thục tế qua động ca

Ching ta có thể do lưu lượng née Fan mat (G;) theo mach kin, voi dung cu do

là dễng hỗ do lưu lượng nước kết hợp với dễng hỗ bẩm giây

Đo lưu lượng đâu bôi trơn (Ga): ta có thế làm tương tự như da Gp Dé dam bao

an loàn cho hoạt động cũa động cơ, mặt khác nhuệt lượng do dầu bôi trơn mang di không lớn (1,5 + 3%)Qe ), do do ta khong xác định lượng của dầu bôi trơn theo

cách trên Lượng dâu bôi trơn qua động cơ sẽ được xác định thông qua lưu lượng

Tam mat dau AVT.S54

bơm đầu (bơm dién) Tip tréu thiết

Vị vậy chủ yếu nghiên cửu cách đo lưu lượng nước Ga thông qua động cơ

Qạ: được tỉnh sau khi đã xác dịnh dược thành phan nhiệt lượng trong phương trình cân bằng nhiệt

2.2 Ý nghĩa của cân bằng nhiệt trong động cơ đốt trong

Nhằm xác định các dại lượng đặc trưng cho quá trình làm việc cũng như các

thông số đặc trưng cho chu trình công tác của dộng cơ và các dại lượng liên quan Qua đó để đánh giá các chỉ tiêu kỳ thuật chung của động cơ phục vụ sản xuất để đánh giá tính hoản thiện về kết cầu của các cụm, hệ thông phục vụ cêng tác nghiên cứu phát triển động cơ

Cac cơ sở sản xuất và trung tâm nghiên cứu phát triển có mục dịch khác nhau:

- Ở gác cơ sở sản xuất, thí nghiệm động cơ chủ yếu lả dễ phục vụ kiểm tra, diễu chính động, cơ sau lắp rắp và đánh giá nghiệm thu động, cơ theo yêu cầu sửa chữa,

chế tạo nó giúp nhả máy đánh giá được chất lượng xuất xưởng,

- Ở các trưng tâm nghiên cứn phát triển động cơ, thí nghiệm động cơ ngoài việc

dánh giá cáo chỉ tiêu kinh kế kỹ thuật của dộng cơ như ở các cơ sở sản xuất, còn

phải nghiên cửu sâu hơn các vẫn dễ liên quan như quả trình cháy, quá trình truyền

nhiệt, nhiệt động học, thủy khi động học

2.3 Kết luận

- Qua phương trình cân bằng nhiệt ta có thể đo được các thóng số trực tiếp trên động cơ thông qua các hệ thông như bằng thử, các cầm biến, các dường ông van tại

một thời điểm nào đỏ, ta có thể xác định được tỉ lệ thành phản cân bằng nhiệt từ đỏ

có những phương pháp diều chính hợp lý các thành phần dé dat dược yêu cầu đặt ra

- Dễ thực hiện được chính xác cáo thí nghiệm ta phải xác định được thời điểm

lam việc hiệu quả của động cơ từ đó có những, phương pháp điều chỉnh hợp lý để

đại dược yêu cầu đặt ra

- Tất cả các thành phần déu dược do bằng các thiết bị có sẵn và dược xác dịnh

thông, qua puma

- Dễ đánh giá được cáo chỉ tiêu kỹ thuật chung của động cơ phục vụ sản xuất để

đánh giá tính hoàn thiện về kết câu của các cụm, hệ thẳng phục vụ nghiên cứu phát

triển động eơ

- Nhằm xác dịnh các dại lượng đặc trưng cũng như các thông số dặc trưng cho chữ trình công tác của động cơ và các dại lượng liên quan

CHUONG 3 THIET KE THI NGHIEM CAN BANG NHIET 3.1 Lựa chọn động cơ thí nghiệm

41.1 Giới thiện về động cơ D243

Động cơ D243 là động cơ Diesel do Belarus sin xuất Với công suất 80 mã lực,

số vòng quay định mức 2200 (vỏng/nhút), động co D243 được dùng chủ yếu để lắp

đặt trêu máy kéo Về kết cầu D243 tương bự như D240, tuy nhiên kết cầu buồng cháy của D243 được thiết kế tạo xoáy lốc tốt hơn 12240 và số vòng quay định mức lớn hơn Mặt cắt ngang và dọc của động cơ D243 được thế hiện trên hình 3.1 và

312 Lý do chọn động cơ D243 làm động cơ thỉ nghiệm

Động cơ D243 được Bộ môn Động cơ đết trong sử dụng đề phục vụ cho các thi

nghiệm và lắp đặt trên băng thử tỉnh năng động lực học cao Trên nắp xilanh được

khoét đề lắp cảm biên đo áp suất buồng cháy

Việc xây dung các thí nghiệm cân bằng nhiệt dùng động cơ D243 sẽ trợ giúp

cho học viên trong việc tìm hiểu và xây dựng các thí nghiệm tương tự trên động cơ

nảy một cách thuận loi, dé dang hon

3.2 Xây dựng mô hình thí nghiệm

Đề xác định các thành phản trên ta tiến hành xây dựng các thí nghiệm cân bằng nhiệt bằng cách tìm hiểu các cầu tạo, nguyên lỷ hoạt đông của từng loại thiết bị đo

đạc và vị trí lắp đặt chúng trong hệ thông băng thử của phỏng thi nghiệm Việc

22

nghiên cứu thí nghiệm dễ hoàn thiện các đặc tính cúa động cơ đỏi hỏi sự phối hợp

của nhiều ngành khoa học với nhau Nhờ sự phát rainh mới trong lĩnh vực hóa lý,

công nghệ thông tin, điện tử đã tạo ra những công cụ quan trọng cho việc nghiên

cứu Phòng thì nghiệm động cơ nhiều xy lanh được trang bị nhiều thiết bị hiện đại

và bề trí như sơ đồ hình 3.3 đưới đây:

Para ok acre forts)

Hình 3.3 So dồ kết nối các thiết bị của hệ thống băng thứ

iệ thống băng thử bao gồm các thiết bị sau:

- Động ca D243

~ Cụm phanh điện APA1 00

- Cụm lâm mát đầu bôi trơn AVL, S54

- Cum làm mát nước làm mát AVT.553

- Cân nhiên liệu AVL7338

- Lam mắt nhiên liệu AVL 753

- Bộ kéo ga THAI] 00

- CABLE BOOM, FEM, PUMA, K5?, PC

CABLE BOOM lả hộp chứa các thiết bị chuyên đổi các tín hiệu thu nhân

được từ các cảm biến lắp trên động cơ Puma và chuyên các tín hiệu điều khiển từ

Puma đền các cảm biên đó

FEM (Front And Modul) hay thiết bị đầu cuối: Thiết bị này có nhiệm vụ

chuyển các tỉn hiệu tương tự (Analog)_ thu được từ các cảm biển thành tin hiểu số

(Digital), tín hiệu số này sẽ được chuyên ve Puma

PUMA là hệ thông điều khiển chính cho sự hoạt động của toàn bộ băng thử

Puma như một hệ điều hành, người điều khiên có thể can thiệp trực tiếp trên hệ điều hành này để điều khiến băng thử

K57 là bảng điều khiển, trên bàng này có các phím Người điều khiển có thể tác động vao dé diéu khien sự làm việc của đông cơ

PC là máy tính đề xử lý các kết quả đo đạc

Hình 34 Băng thử động lực học động cơ nhiều xy lanh

321 Phanh điện APA 100

Phanh điện APA 100 được thẻ hiện trên hình 3.5 có thẻ hoạt động được ở chế

tao ra tai trọng cho động cơ hoặc kéo động cơ đốt trong quay Vỏ stato do được đặt trên hai gối đỡ nên cũng cỏ xu hướng quay theo Một câm biên lực (loadcell) giữ vỏ stato ở vị trí cân bằng và xác định giả trị lực tương hỗ này Thay đôi giả trị của lực

này bằng cách thay đổi cường độ dòng điện vảo băng thử Tốc độ quay của băng, thử được xác định bằng cảm biển tốc độ kiêu đĩa quang Công suất lớn nhất của băng thử ở chế độ động cơ điện là 200kW, ở chẻ độ phanh điện là 220kW trong dai tốc độ từ 2250 dén 4500 vòng/phút, tốc độ cực đại 8000 vòng/phút Băng thử được trang bị các hệ thông điều khiên, xử lý số liệu tự động vả hiển thị kết quả, mô hình

hoá như PUMA, EMCON 300, Coneerto và ISAC 300, giúp cho quá trình điều

khiển được dễ dang va bao dam kết quả thử nghiệm chính xác

Hinh 3.5 Phanh dién APA 100

Từ trường tương hỗ giữa rotor va stator tao ra mé men can với rotor va can

bing voi momen dan déng tir rotor (rotor la cum phanh được nổi với trục dẫn động

từ dộng cơ) Cường độ tử trường tương hỗ giữa rotor vả s†ator dược diều chỉnh dễ tăng hoặc giảm mô men cản trên trụe dẫn động từ động cơ Khả năng thay đối mô

nen phanh thích hợp cho việc điều khiẩn nự đông ở các chế độ thử của động cơ

Cụm phanh có chức năng làm việc ở chế độ máy phát (phanh đổi với động cơ)

và chế độ động cơ (kéo động cơ quay) nẻn có thế đùng để chạy rà nguội và thí

nghiệm động cơ trên cùng một băng thử Đặc tỉnh phanh ở chế độ mí

thể hiện trên hình 3.6 và hình 3.7 thể hiện đặc tỉnh phanh ở chế độ động cơ

Ngoài ra công suất động cơ được hắp thụ va biến đối thành năng lượng điện

phát được

trong tiết bị (phanh) Dòng điện này quá bộ biển tần và được đưa ra ngoài

Phanh APA 100 còn có chức năng mô tả các sức cản lên động cơ như động cơ

đang lắp trên ôtô chạy trên đường bằng phan mém ISAC

RE TOR tn) ĐH -Đường ev rite Thường giá tắc

4 1

WN

tr

t

3.2.2, Thiét bj lam mắt đầu bôi tron AVL 554

'Theo tiểu chuẩn thử nghiệm về động cơ cũng như về khi thải đều có yêu câu về nhiệt độ đảu bôi trem phải nằm trong giới han cho phép Cụm làm mát đâu có chức ning giữ ôn định nhiệt độ dâu bôi trơn Hình 3.8 giới thiệu sơ đồ khối tết bì làm

mat d4u béi tron AVLS54

Khi động cơ làm việc một phân nhiệt sẽ truyền cho đầu bôi trơn, sẽ làm nóng, dầu bồi trơn, do đó ảnh hưởng đến chất hượng bồi trơn (nh tăng lý hoá của dầu bôi trơn) nên cần làm mát đầu bởi trơn Và khi động cơ bắt đầu lắm việc ở môi trường,

có nhiệt độ thấp, lúc này nhiệt độ động cơ thập (độ nhớt của dầu cao) anh hưởng,

đến chất lượng béi trơn (tính lý hoá của dâu bôi trơn) cũng như lảuu tắng thời gian hâm nóng động cơ (có thể động cơ không thể làm việc được) đo vậy cần làm nóng,

Đường œ của nước làm mất

Hình 3.8 Sơ đồ khối thiết bị làm mat dau béi tron AVL 554

Hình 3.9 giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thông lảm mát dầu bôi trơn, dâu từ các

te được bơm 3 hút qua dau nối nhanh 1 vả loc dau 2 Dau sau khi qua bơm được

đưa tới bộ làm mát dầu 4 vả bộ sây 5 Tủy theo nhiệt độ dâu mả van ba ngả 7 sẽ cho

dầu đi qua bộ làm mát hay đi qua bộ sấy Dầu từ van ba ngả đi qua đầu nồi nhanh

để trở vẻ các te đầu Van 6 sử dụng trong trường hợp dâu bôi trơn được lấy đẳng

sau bơm dâu của động cơ vả không có bộ sảy dâu, trong trường hợp nảy nếu nhiệt

đô chưa đạt van 6 sẽ mở ra đẻ dâu không qua hệ thống làm mat mà trực tiếp đi bôi trơn

Hình 3.9 Sơ đô nguyên lý thiết bị làm mát dau bdi tron AVL 554

:: Bơm dâu; 4: Bộ trao đối nhiệt với nước làm mát

1: Đầu nỗi nhanh; 2: Lọc dâu;

bên ngoài; 5: Bộ sẩy đâu; 6: Van điều chỉnh nhiệt; 7: Van 3 ngả; 8: Cảm biễn

nhiệt; 9: Cảm biến áp suất

3.2.3 Thiết bị làm mát nước AI7L 553

độ nước lảm mát động cơ được thẻ hiện trên hình 3.10

Khi động cơ làm việc một phân nhiệt được truyền cho các chỉ tiết động cơ, do

đó gây ra các ứng suất nhiệt cho các chỉ tiết nên cần phải làm mát động cơ

Khi động cơ bắt đầu lam việc, nhiệt độ động cơ còn thấp, đo đó rất khó khởi

động nên làm nóng nước vòng ngoài dé hâm nóng động cơ, khi động cơ đã làm việc

nhiệt độ động cơ tăng khi đỏ cụm AVL 553 sẽ điều chỉnh nhiệt độ nước vỏng ngoài phủ hợp đề làm mát nhiệt độ nước làm mát động cơ

Hình 3.11 giới thiệu sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị làm mát nước AVL

553, Đường nước ra tử động cơ được nói vào đâu B, nước đi qua bộ trao đôi nhiệt 3 nhiều hay it phụ thuộc vảo độ mở của van 2, độ mở van 2 được điều khiên từ tủ 7,

tủy theo nhệt độ nước quay vẻ động cơ cửa A Nước vòng ngoài được bơm đây qua

đầu nổi nhanh 5, qua lọc 4 đi vào bộ trao đổi nhiệt với nước vòng trong, sau đó nước đi ra theo đường đầu nôi nhanh 6

ngoài; 3,6: Đầu nổi nhanh; 7: Tủ điều khiển

3244 Bộ ôn định nhiệt độ nhiên liệu AIL 753

Nhiệt độ nhiên liêu trong hệ thông không giống như nhiệt độ nhiên liệu trên

đường cung cấp do có đường nhiên liệu hồi mang nhiệt từ động cơ Do đó mật độ

nhiên liệu thay đổi làm sai lệch kế quả đo Hình 3.12 giới thiêu hệ thống ồn định

nhiệt độ nhiên liêu AVL 753 có nhiệm vụ điều hoả nhiệt độ nhiên liệu đồng thời

đảm bảo lưu lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ, AVL 753 dùng nước vỏng ngoài làm mát lượng nhiên liệu đã được định sẵn từ cân nhiên liệu Lưu lượng nhiên

liệu được đảm bảo bằng một bơm trên đường nhiên liệu cung cấp cho động cơ

Hình 312 Hệ thống ồn định nhiệt độ nhiên liệu 4IL 753

30