Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khai thác hệ thống băng thử và Động cơ thí nghiệm một xilanh của hãng avl Để nghiên cứu và phát triển Động cơ diesel cỡ nhỏ

D-ới đây tác giả xin giới thiệu một số loại động cơ nghiên cứu cũng nh- các cơ sở sử dụng động cơ nghiên cứu để khai thác mà tác giả đ- ợc biết: 1.3 Một số cơ sở sản xuất động cơ mẫu và

Trang 1

LÊ DANH QUANG

Nghiên cứu khai thác hệ thống băng thử và động cơ

thí nghiệm một xilanh của hãng AV1, đê nghiên cứu

và phái triển động cơ diesel cỡ nhỏ

Chuyên ngành: ĐỘNG CƠ ĐÓT TRÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS VO TAN DONG

Hã Nội - 2004

Trang 2

Một số co sé san xuất động cơ mẫu vả ứng dung để nghiên cửu

196i trong vA pham vi tmg dụng của hệ thống băng thử và đông cơ

mộtxilanh tại tường ĐHBK Hà hội

Chương 1ï: TIệ thing thí nghiệm nghiên cứu phát triển động cơ đốt trong

1lé thống băng thử và động cơ mẫu AVL 5402.029 1 xylanh

2.2.1 Động cơ một xylanh

2.2.2 Phanh dién - DYNO AMK

2.2.3 Cân nhiên liệu

224 Thiết bị Throttle actuator (

2.2.5 Hệ thống lam mắt

2.2.6 Digas 4000

2.2.7 Hệ thông thiết bị AVI, VisioScope

3.2.8 Thiết bị do dộ mờ khói: AVI, OPACIMETER

Chương 11!: Nghiên cửu ảnh hưởng của thửi điểm phưn nhiên liệu đến

Hạc viên : Lê Danh Quang — Cao học 2002

Bộ môn Động cơ dốt trong — khoa Cơ khí — tring ĐHBK Hà Nội

Trang 3

3.1 Khai quát về quá trỉnh chay của động co DIESEL

3.4 Thực hiện nghiên cửu ảnh hưởng của thời điếm phun nhiên liêu đến

341 Một số yếu tổ ảnh hưởng dến kết quả nghiên cửu

3.4.5 Ghi va hién thi két qua thi nghiém 56

Chueng IVR qua nghién cứu

s

Chương V-Kết luận và hướng phát triển của đề tài 72

73

Phụ lục 1 Một số kết quả chạy thử nghiệm hệ thông băng thử và động cơ

Phụ lục 2 Một sô hình ảnh của quá trình hình thảnh hoà khí và cháy bên

Hạc viên : Lê Danh Quang — Cao học 2002

Bộ môn Động cơ dốt trong — khoa Cơ khí — tring ĐHBK Hà Nội

Trang 4

Hãng AVL, có trụ sở tại thành phố GRAZ — n- ức cộng hoà Áo, là một hãng

hàng đầu thế giới về nghiên cứu chuyên sâu kỹ thuật động cơ đốt trong Từ khi

thành lập (năm ¡948), đến nay hãng đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công trên 500 mẫu động cơ các loại từ 0.5 đến 10.000 mã lực cho tất cả các hãng

động cơ và ô tô nổi tiếng trên thế giới Trong khuôn khổ của dự án nổi tiên, vừa

qua lộ môn động cơ đốt trong - Ir-ờng ĐHIK Hà Nội đã đ- ợc trang bị một

phòng thí nghiệm hiện đại chuyên dùng để nghiên cứu phát triển động cơ đốt

trong (vào loại hiện đại nhất ở Đông Nam Á) Với các hệ thống thiết bị nh- sau:

-_ llệ thống phân tích khí xả xe máy

-_ lệ thếng phản tích khí xá ô tô

-_ Băng thử và động cơ mẫu thí nghiệm xuột xilamii

- Tlé théng bang thứ thí nghiệm động cơ nhiều xilanh

- _ Các phần mềm mô phỏng nâng cao

+ Phần mềm BOOST tính taán các quá trình nhiệt động trong động cơ

+ Phan mém TYCON tinh todn co cau phối khí

+ Phin mém BRICKS tính toán dộng lực học và dao động của hệ trục

khuÿỷu động cơ

Xuất phát từ những lý do trên cùng với sự gợi ý của Bộ môn động cơ đốt

trong - Khoa cơ khí - Tr-ðng ĐIIBK Hà nội và T§ Võ Tấn Đông tôi đã quyết

dinh chon dé tai:

"Nghiên cứu khai thắc hệ thống băng thử và động co thi nghiém mét xilanh

của hãng AVL để nghiên c- ú và phát triển đông cơ DIESEL cỡ nhỉ”

Với dễ tài này tôi hy vọng sẽ đóng pốp một phần vào việc khai thác có hiệu

quả hệ thống băng thử và động cơ thí nghiệm một xilanh của hãng AVL

Để tài này nhằm mục đích khai thác và đánh giá

băng thử động cơ mẫu một xilanh dựa trên sự so sánh kết

h- ống của góc phun sớm đến quá trình cháy của động cơ với các tài liệu của lác

giả khác mà đã d- ợc thừa nhận Để từ đó ứng dụng vào nghiên cứn va dao tao

cũng nh- sản xuất động cơ diesel cố nhỏ ở n- ớc ta

tin cậy của hệ thống

uả nghiên cứu ảnh

Dé dat đợc mục đích trên, đề tài đã đ- ợc thực hiện qua năm phần chính

nh- sau:

1- Tổng quan

2- Mô tả hệ thống thiết bị của băng thử và động cơ nghiên cứu một xilanh

3- Nghiên cứu ảnh của thời điểm phun nhiên liệu tới quá trình cháy của

động cơ

4 Phan tích kết quả, xử lý số liệu và đánh giá

5- Kết luận và h- ớng phát triển của để tài

Hạc viên : Lê Danh Quang 3 Cao học 2002

Bộ môn Động cơ đốt trong [1 khoa Cơ khí L tr-ờng ĐHBK Hà Nội ww

Trang 5

Hạc viên : Lê Danh Quang [1 Cao học 2002

Bộ môn Động cơ đối trong L1 khoa Cơ khí LŨ tr- ðng ĐHBK Hà Nội 1

Trang 6

dinh chon dé tai:

nh- sau:

1- Tổng quan

động cơ

Trang 7

- Môi chất công tác sử dụng cho động cơ dốt trong (đánh giá chỉ số ốc tan,

xế tan của các hỗn hợp nhiên liệu)

- Nghiên cứu các thông số chỉ thị và có ích cỗa chu trình

- Cúc ph- ơng ấn tăng công suất của động cơ

- Cải thiện quá trình hoà trộn và cháy trong xilanh

-Trao đổi nhiệt và ứng suất nhiệt của động cơ

Hệ thống băng thử và động cơ thí nghiệm một xilanh đ- ợc kết nối các phần

êm, nhờ vậy điều khiển các quá Iình, chế độ hoạt động và hiển thị kết quả

d- ợc thuận lợi và chính xác

* Trong đào tạo, giúp cho học viên, sinh viên cố đ- ợc hình ảnh thực tế, có thể quan sát các hiện t-ơng xảy ra bên trong, c6 thể chụp ảnh, ghi hình bằng kỹ thuật số đ- ợc quá trình cấp nhiên liệu và chấy, l-n vào máy tính từ đó hiểu đ- ợc bản chất động cơ

* "Trong sẵn xuất, rút ngắn thời gian thiết kế, giảm chỉ phí vã số I- gng sẵn phẩm miu trong quá trình thiết kế, tối - u hoá đ- ợc qua trình công tác cũng nh- kết cấu

để động cơ có các tính năng cao

Các động cơ thí nghiệm th- ờng dùng là các động cơ

năng diễn chỉnh tối - u một cách dễ đàng trong thí nghiệm Các động cơ mẫu một

xilanh này đặc biệt rút ngắn đ- gc thời gian nghiên cứu và giẩm các chi phí nghiên cứu

Các động cơ thí nghiệm nhiều xilanh chỉ đ- ợc sử dụng khi cần nghiên cứu

các vấn để liên quan đến mối liên hệ giữa các xilanh và sự ảnh h- ởng qua lại

giữa chúng nh- : ma sát mài mồn: sự phân bố nhiên liệu và không khí piữa các

xilanh; các vấn dễ liên quan đến d- ờng ống nạp , ống thải

Vì vậy, trên thế giới đã có nhiều hãng chuyên sản xuất, cung cấp động cơ thí

nghiệm cho nhiều hãng ô tô nổi tiếng và các cơ sở đặc biệt dùng để nghiên c- ú

nh- : quốc phòng, cơ sở nghiên cứu về môi tr- ờng,

D-ới đây tác giả xin giới thiệu một số loại động cơ nghiên cứu cũng nh- các

cơ sở sử dụng động cơ nghiên cứu để khai thác mà tác giả đ- ợc biết:

1.3 Một số cơ sở sản xuất động cơ mẫu và ứng dụng dể nghiền cứu phát

triển động cơ đốt trong,

a) Mội số kiểu động cơ thí nghiệm

1 Đông cơ nghiên cứu kiểu một xilanh của hing AVL (Ao

AVL, là tội trong số ít! hãng chuyên nghiên cứu sâu về động lực nối chung và

động cơ đốt trong nới riêng, và chuyên sản xuất các thiết bị chuyên dụng cho

việc nghiên cứu và phát triển (R#&D) của ngành động cơ đốt trong Một trong

những sẵn phẩm nổi tiếng của AVL là động cơ nghiên cứu mắu thí nghiệm một

xilanh kiểu RICARDO

Bộ môn Động cơ đốt trong [1 khoa Cơ khí L tr-ờng ĐHBK Hà Nội 5

Trang 8

Do thời gian thực hiện ngắn sơ với tính phức tạp và da dạng của dễ tài nên việc thực hiện đi hông thể tránh khỏi những thiếu sốt và hạn chế Mong Bộ

môn động cơ đốt trong Khoa cơ khí Tr-ờng ĐHBK Hà Nội tiếp tục tạo

điều kiện để tác giá cố cơ bội đầu I- nghiên cứu và hoàn thiện thêm

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp dỡ của TS Võ Tấu Đông và lập thể

thấy cô giáo trong Bộ môn động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - IT-ờng ĐHIK

IIà Nội

NaLời thực hiện

LÊ DANH QUANG

Trang 9

Kiểu động cơ một xilanh của động cơ nhiền xilanh d- ợc sản xuất hàng loạt th- dng d-ge đíng để giảm chỉ phí khảo nghiệm, giảm thời gian thí nghiệm, tiến

hành nghiên cứu chất I- ợng cao và khảo sát nhiên liệu, dầu bôi tron

Hãng AVL có ba cỡ động cơ nghiên cứu một xilanh dùng để bao trùm cả day

từ các loại xe con tới xe tải cỡ trung, cỡ lớn Ba cỡ động cơ này có thể đ- ợc dùng

để nghiên cứu theo yêu cầu của khách hàng hay dùng để nghiên cứu tiêu chuẩn,

Ngoài ra động cơ nghiên cứu một xilanh cỡ nhỗ và động cơ nghiên cứu một

xilanh cho xe tải nhỏ có thể được chuyển hoá thành động cơ nghiên cứu “trong

suốt” Thiết bị quang học cho phép quan sát bên trong buồng cháy thông qua các

chi tiết thạch anh “trong suốt”

Một số đặc điểm của các động cơ thí nghiệm một xilanh kiểu RICARDO của

AVL

* Có thể thay đổi tỷ số nén

* Quan điểm thiết kế theo modul cho phép đễ đàng chuyển đổi sang dộng

cơ chuyên dụng theo yêu cầu khách hàng

* Bộ chuyển đổi cho phép chuyển từ động cơ ởicscl sang động cơ xăng và

ng- de lại

* '[ất cả các động cơ đều có hệ thống cân bằng lực dao động

* Các kiểu phun GDI (Gasoline direcL injection) với khá năng linh hoạt chuyển đổi xoáy l thay lắp đật vôi phun

* Động cơ

*Thiết kế đã đ- ợc kiểm nghiệm cho phép quan sát buồng cháy qua piston,

xilanh, guy lat

* Cho phép lắp đầu đo áp suất trong xilanh đo góc quay trục khuỷu, quan

sát bên trong buồng chấy

ột xilanh cỡ xe tải cố áp suất cháy cao nhất lên tới 280 bar

Trang 10

Trang 11

Trang 12

Ch- ơng I -

TONG QUAN

1.1 Giới thiệu:

Để nghiên cứu quá trình cháy và xác định thông số kết cấu của buồng cháy

đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối -u theo mục đích sử dụng động cơ đốt trong

Trên thế giới đã có nhiều cơ sở sản xuất động cư mẫu một xilanh kiểu

RICARDO (Kiểu động cơ có tỷ số nén thay đổi, ban đầu chuyên dùng để xác

định chỉ số ốc tan), nh- hãng ÁVL của cộng hoà Áo, hãng CUSSON của Anh

các động cơ này có thể dễ dàng thay đổi kết cấu và các thông số kỹ thuật nh- tỷ

số nén, từ không tăng áp thành có tăng ấp, từ không phun mồi thành có phun mồi

và các chế độ phun mỗi khác nhau ; rất thuận tiện cho quá trình nghiên cứu và

phẩt triển động cơ đối trong

‘Trong thực tế cũng đã có nhiều cơ sở đã dùng kiểu động cơ mẫu một xilanh

để phục vụ cho mục đích nghiên cứu của mình nh- : tại Trung tâm nghiên cứu và

phát triển của Bộ t- lệnh ôtô - tăng thiết giáp của quân đội Mỹ - U.§.Amny Tank- automotive and Armaments Command Research, Development, and Rngineering

Center (TARDEC) da sit dung dong co mét xilanh AVL 521 (Single 0 Cylinder,

Direct U Injected Diesel Engine) vie cOng hoa Áo để nghiên cứu cho mục đích

quân sự Tại cục an toàn giao thông và bảo vệ ¡nôi 1r- ðng Nhật Bản dã sử dựng động cơ một xilanh (Single _l Cylinder Lest Engine and laser Measurement

System) dé nghién citu cho mục đích bảo vệ xuôi Ir- ững

Ngoài ra, để nghiên cứu cải tiến quá tình cháy ở động cơ cố sẵn ng- ời ta cũng

c6 thể sử dụng ngay những động cơ đó và hiệu chỉnh để hoại động với một xilanh (đối với động cơ nhiễn xilanh) nh- hãng VOI.VO của ' huy Điển, hãng

GM cla Mỹ

1.2 Tính thiết thực của vi

Nghiên cứu quá trình công tác xảy ra bên trong xilanh động cơ đốt trong

kiểu piston đối cháy nhiên liệu do nén và hệ thống phục vụ cho động cơ cũng

nh- các quy luật thay đổi các thông số công tác

Để thực hiện đ- ợc công tác đồ đồi hói phải c6 các thiết bị nghiên cứu hiện

đại Hiện nay, trên thế giới nạ- ðời ta dã chế tạo ra các dộng cơ cùng hệ thống băng thử để nghiên cứu

* Trong thí nghiệm, nghiên cứu và phát triển động cơ đốt trong, động cơ thí

nghiệm một xilanh có thể cho phép thay đổi một số kết cấu một cách dé ding để

dap ứng các nhu cầu và mục đích thí nghiệm khác nhau nh- : Cho phép thay đổi

tý số nén, có thể lắp đặt các thiết bị đo các thông số hoặc thiết bị quan sát chụp ảnh diễn biến các hiện t- ợng xảy ra trong xilanh, để từ đó nghiên cứu cải tiến:

ứ dụng động cơ mâu trong nghiên cứu:

Trang 13

Ch- ơng I -

TONG QUAN

1.1 Giới thiệu:

GM cla Mỹ

Trang 14

IIà Nội

LÊ DANH QUANG

Trang 15

dinh chon dé tai:

động cơ

Trang 16

AVL

ng- de lại

* Động cơ

xilanh, guy lat

Trang 17

Trang 18

Ch- ơng I -

TONG QUAN

1.1 Giới thiệu:

GM cla Mỹ

ứ dụng động cơ mâu trong nghiên cứu:

Trang 19

Trang 20

AVL

ng- de lại

* Động cơ

xilanh, guy lat

Trang 21

Ch- ơng I -

TONG QUAN

1.1 Giới thiệu:

GM cla Mỹ

Trang 22

dinh chon dé tai:

nh- sau:

1- Tổng quan

động cơ

Trang 23

Trang 24

LỜI MỞ ĐẦU

Động cơ đốt trong luôn có vị trí đặc biệt trong nên kinh tế quốc dân cũng nh- trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, dây là nguồn động lực quan trọng

và thông dụng nhất cho các ph- ơng tiện vận tải, máy công tác lo vậy, nghiên

cứu và hoàn thiện hơn nữa các quá trình công tác của động cơ đốt trong để đạt

đ- ợc các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, môi fr- ờng, đang đ- ge nhiều nhà khoa học

quan tâm

Nghiên cứu phất triển và hoàn thiện hơn nữa các quá trình làm việc của

động cơ đối trong là mục tiêu quan trọng hiện nay nhằm nâng cao hiệu suất và

giảm mức độ gây ô nhiễm mdi i ờng do khí thải động cơ gây ra Các quá trình

và hiện tợng xây ra bên trong động cơ đốt trong là vấn rất phức tạp, vì vậy

nghiên cứu và hoàn thiện nó đồi hỏi phải có thiết bị nghiên cứu hiện đại và kiến

thức tổng hợp của nhiều ngành khoa học khác

Nhờ sự phát triển nhanh của nhiều ngành khoa học khác nh- : tin học, diện

tử, lý hoá, vật liệu học, đã lạo ra những công cụ quan trọng cho nghiên vứu và phát triển động cơ đết trong Đặc biệt, với sự phát triển nhảy vot của lĩnh vực tin

học đã trợ giúp đắc lực cho việc nghiên cứu (ngày nay kỹ thuật tin học th- ờng

đ- ợc vận dụng để mô hình hoá, mô phỏng và đ- ợc kết nối với động cơ đốt trong

thí nghiệm)

Việc nghiên cứu phát triển tại các cơ sở nghiên cứu và sẵn xuấi có các mục

đích khác nhau:

~ Ở cấc nhà máy sản xuất, việc thí nghiệm động cơ chủ yếu để phục vụ kiểm

tra, diễu chỉnh dộng cơ sau lấp ráp và nghiệm thu hoặc phục vụ cho việc thiết kế

cải tiến ( ở đây là cải tiến động cơ sắn có ) Công việc thí nghiệm này giúp nhà

máy đánh giá đ- ợc chất l- ợng động cơ xuất x- ởng hoặc đánh giá đ- ợc thành quả

của công việc nghiên cứu cải tiến áp dụng vào sân xuất

- Õ các cơ quan nghiên cứu, giảng dạy, việc thí nghiệm động cơ ngoài mục

đích đánh giả các chỉ tiêu kinh tế — kỹ thuật của động cơ nh- ở các cơ sở sản xuất còn phục vụ việc nghiên cứu sâu hơn về các quá trình chảy, quá trình truyền

nhiệt, nhiệt động học, trong động cơ để phục vụ mục đích hoàn thiện và phát triển động cơ đốt trong nói chung Do đó phòng thí nghiệm và phát triển ở những

cư sở này đồi hỏi trang thiết bị phái phong phú và chính xác hơn ở các các cơ sở

sẵn xuất

Độ môn động cơ đốt trong - Khoa cơ khí - Ir-ờng đại học lách khoa (ĐIIBK) Hà Nội là một trong những cơ sở đầu ngành trong đào tạo đại học và

sau đại học cũng nh- công tác nghiên cứu động cơ đốt trong ở n- đc ta Bộ môn

đã được nhà nước phê duyệt đự án: “Nóng cấp phòng thí nghiệm động cơ đốt

trong và chuyển giao công nghệ” bằng nguồn vốn ODA của chính phủ Ấu với dối tác trực tiếp là hãng A VI và đã d- ợc triển khai thực hiện trong năm 2002

Trang 25

IIà Nội

LÊ DANH QUANG

Trang 26

IIà Nội

LÊ DANH QUANG

Trang 27

Ch- ơng I -

TONG QUAN

1.1 Giới thiệu:

GM cla Mỹ

Trang 28

AVL

ng- de lại

* Động cơ

xilanh, guy lat

Trang 29

dinh chon dé tai:

động cơ

Trang 30

IIà Nội

LÊ DANH QUANG

Trang 31

Ch- ơng I -

TONG QUAN

1.1 Giới thiệu:

GM cla Mỹ

Trang 32

LỜI MỞ ĐẦU

quan tâm

thí nghiệm)

đích khác nhau:

sẵn xuất

Trang 33

Trang 34

dinh chon dé tai:

nh- sau:

1- Tổng quan

động cơ

Trang 35

LỜI MỞ ĐẦU

quan tâm

thí nghiệm)

đích khác nhau:

sẵn xuất

Trang 36

Trang 37

AVL

ng- de lại

* Động cơ

xilanh, guy lat

Tiêu đề	Nghiên cứu khai thác hệ thống băng thử và động cơ thí nghiệm một xilanh của hãng AVL để nghiên cứu và phát triển động cơ diesel cỡ nhỏ
Tác giả	Lê Danh Quang
Người hướng dẫn	TS. Võ Tấn Đông
Trường học	Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Động cơ
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2004
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	792,52 KB