Đề cương bài giảng thí nghiệm ô tô

Trong thí nghiệm ôtô thường dùng cảm biến để đo các đại lượng: chuyển dịch, tốc độ, gia tốc, lực, áp suất và ứng suất.. Khi nghiên cứu động cơ đốt trong cũng như những cơ cấu khác của ôt

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: THÍ NGHIỆM Ô TÔ

SỐ TÍN CHỈ: 02

LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

CHƯƠNG I CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG ĐO LƯỜNG KỸ THUẬT

1.1 Mục đích thí nghiệm

Thí nghiệm ôtô chiếm vị trí rất quan trọng trong nền công nghiệp ôtô Mục đích của việc thí nghiệm là để đánh giá hoặc phát hiện các ưu nhược điểm của các chi tiết, các cụm chi tiết và toàn bộ ôtô về các mặt như:

Thông số kỹ thuật và tính năng làm việc cơ bản

Độ tin cậy làm việc

Quy mô và độ phức tạp của thí nghiệm phụ thuộc vào mục đích đề ra ban đầu

Tuỳ theo mục đích và tính chất của thí nghiệm mà đề ra chương trình thí nghiệm bao gồm:

Phương pháp tiến hành và thời gian thí nghiệm

Đối tượng dùng cho thí nghiệm

Trang thiết bị dùng cho thí nghiệm

Vị trí, chế độ và điều kiện thí nghiệm

Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm

Đối tượng thí nghiệm

Cường độ và thời gian thí nghiệm

Theo mục đích thí nghiệm ta có thí nghiệm kiểm tra kiểm tra ở nhà máy sản xuất, thí nghiệm trong điều kiện sử dụng, thí nghiệm trong nghiên cứu khoa học

Theo tính chất thí nghiệm ta có thí nghiệm để xác định tính chất kéo, tính nhiên liệu, tính chất phanh, tính ổn định và điều khiển, tính êm dịu chuyển động, tính cơ động, độ tin cậy làm việc, độ mòn, độ bền…của ôtô

Theo vị trí tiến hành thí nghiệm ta có thí nghiệm trên bệ thử (trong phòng thí nghiệm), thí nghiệm ở bãi thử, thí nghiệm trên đường Thí nghiệm trên bệ thử

có thể tiến hành cho từng chi tiết, cho từng cụm hoặc cho cả ôtô một cách dễ dàng hơn so với khi thí nghiệm trên đường

Theo đối tượng thí nghiệm ta có thí nghiệm mẫu ôtô đơn chiếc, thí nghiệm mẫu ôtô của một đợt sản xuất nhỏ, thí nghiệm ôtô được sản xuất đại trà

Theo cường độ và thời gian thí nghiệm ta có thí nghiệm bình thường theo quy định và thí nghiệm tăng cường Ở thí nghiệm tăng cường thì thời gian thường được rút ngắn và chế độ tải trọng tăng

1.3 Yêu cầu đối với thiết bị đo

Thiết bị đo dùng cho thí nghiệm cần đảm bảo những yêu cầu chính sau đây:

Đảm bảo độ chính xác cần thiết cho thí nghiệm

Không bị ảnh hưởng bởi rung động, điều này rất cần thiết đối với thí nghiệm trên đường

Đặc tính của thiết bị đo cần phải tuyến tính hoặc rất gần với tuyến tính trong suốt phạm vi đo

Trọng lượng và kích thước nhỏ để có thể đặt được ở trong ôtô Điều này rất quan trọng khi thí nghiệm trên đường

Không bị ảnh hưởng bởi khí hậu và thời tiết

Câu hỏi ôn tập

Câu 1: Nêu mục đích của thí nghiệm ôtô?

Câu 2: Các dạng thí nghiệm ôtô?

CHƯƠNG II CÁC LOẠI CẢM BIẾN DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM

2.1 Định nghĩa và phân loại cảm biến

Cảm biến là bộ phận để nhận tín hiệu về trang thái của tín hiệu cần đo và biến đổi nó thành tín hiệu điện tương ứng

Trong thí nghiệm ôtô thường dùng cảm biến để đo các đại lượng: chuyển dịch, tốc độ, gia tốc, lực, áp suất và ứng suất Khi nghiên cứu động cơ đốt trong cũng như những cơ cấu khác của ôtô có thể dùng đến cảm biến loại nhiệt, loại quang và loại hoá, hall, áp suất …

Cảm biến còn phân loại theo nguyên lý biến đổi đại lượng không điện thành đại lượng điện theo hai nhóm lớn:

Nhóm phát điện (gênêratơ): ở nhóm này các đại lượng không điện từ đối tượng cần đo được biến đổi thành sức điện động hoặc cường độ dòng điện, chẳng hạn như cảm biến điện cảm, cảm biến thạch anh, cảm biến quang, cảm biến hall

và những cảm biến khác không cần nguồn điện bởi vì chính các cảm biến ấy là nguồn phát điện

Nhóm thông số: ở nhóm này đại lượng không điện từ đối tượng cần đo sẽ biến đổi thành một hoặc vài thông số điện của cảm biến như điện trở tenxơ, cảm biến điện dung, cảm biến điện từ, cảm biến con trượt

2.2 Cấu tạo các loại cảm biến

2.2.1 Cảm biến điện áp

a Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cảm biến điện áp Hình vẽ

Hiệu ứng áp điện

(piezo-electric):

Ở trạng thái ban đầu các tinh

thể thạch anh là trung hòa về điện, tức

là các ion dương và ion âm cân bằng

như hình 2.1A Khi có áp lực bên

ngoài tác dụng lên một tinh thể thạch

anh làm cho mạng tinh thể bị biến

dạng Điều này dẫn đến sự dịch

chuyển các ion Một điện áp điện (B)

Hình 2.1: Nguyên lý hoạt động của hiệu

ứng áp điện

được tạo ra Ngược lại, khi ta đặt vào

một điện áp, điều này dẫn đến một

biến dạng tinh thể và bảo toàn lực

b Ứng dụng

Cảm biến áp điện được ứng dụng rất rộng rãi trong cơ khí và ngành công nghệ ôtô Chẳng hạn như: cảm biến kích nổ, cảm biến áp suất, cảm biến siêu âm, cảm biến gia tốc

Ứng dụng cảm biến điện áp Hình vẽ

Cảm biến tiếng gõ được đặt

nắp trên động cơ dưới đầu xi lanh

Thành phần áp điện trong

cảm biến kích nổ được chế tạo

bằng tinh thể thạch anh là những

vật liệu khi có áp lực sẽ sinh ra

điện áp Phần tử áp điện được thiết

kế có kích thước với tần só riêng

trùng với tần số rung của động cơ

khi có hiện tượng kích nổ để xẩy ra

hiện tượng cộng hưởng (f=7kHz)

Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể

thạch anh sẽ chịu áp lục lớn nhất và

sinh ra một điện áp

Hình 2.2: Cảm biến tiếng gõ

2.2.2 Cảm biến cảm ứng từ

a Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Những cảm biến này làm việc

trên nguyên lý phát sinh sức điện động

trên mạch khi từ thông thay đổi

Nguyên lý làm việc của cảm

biến này được trình bày trên hình 2.3

Cảm biến cấu tạo bởi khung dây điện

quay trong trường nam châm vĩnh cửu

gây nên bởi hai cực bắc N và nam S

Khi khung dây điện quay như

vậy thì từ thông đi qua dây điện sẽ

thay đổi và sức điện động e (tín hiệu

ra) sinh ra ở hai đầu ra của khung dây

điện sẽ tỷ thuận với tốc độ thay đổi từ

thông đi qua khung dây điện

Hinh 2.3: Sơ đồ nguyên lý làm việc của

Cảm biến này bao gồm: một nam

châm được bao kín bằng một cuộn dây

và các vòng cảm biến

Nam châm và cuộn dây được đặt

cách các vòng cảm biến một khoảng xác

định

Khi răng của vòng cảm biến 4

không nằm đối diện cực từ, thì từ thông

đi qua cuộn dây cảm ứng sẽ có giá trị

thấp vì khe hở không khí lớn lên có từ

trở cao Khi một răng đến gần cực từ của

cuộn dây, khe hở không khí giảm dần

khiến từ thông tăng nhanh Như vậy, nhờ

sự biến thiên từ thông, trên cuộn dây sẽ

xuất hiện một sức điện động cảm ứng

Khi răng vòng cảm biến đối diện cuộn

dây từ thông đạt giá trị cực đại nhưng

điện áp ở hai đầu cuộn dây bằng không

Khi răng của vòng cảm biến di chuyển ra

khỏi cực từ, khe hở không khí tăng dần

làm từ thông giảm sinh ra một sức điện

động theo chiều ngược lại

Việc luân chuyển các bánh xe sẽ

thay đổi khe hở dẫn đến làm thay đổi từ

trường Những thay đổi của từ trường tạo

ra điện áp xoay chiều trong cuộn dây

Các tần số tín hiệu thay đổi như tốc độ

bánh xe tăng hoặc giảm

đặt trên vành đai puly cam hoặc có thể

tích hợp trong bộ chia điện

Bộ phận chính của cảm biến là

một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh

cửu và một rotor dùng để khép mạch từ

có số răng như hình 2.5 Về cơ bản

nguyên lý tương tự như cảm biến tốc độ

Việc luân chuyển trục cam sẽ thay đổi

khe hở dẫn đến làm thay đổi từ trường

Sự biến thiên từ trường tạo ra điện áp

Hình 2.5: Cảm biến vị trí trục cam

1 Cảm biến vị trí trục cam;

2 Vòng cảm biến trục cam

xác định góc chuẩn của trục cam, từ đó

xác định điểm chết trên và kỳ nén của

mỗi xi lanh để đánh lửa

2.2.3 Cảm biến áp suất

a Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất Hình vẽ minh họa

Cảm biến áp suất thường được

sử dụng để đo áp suất trong ôtô

Cấu tạo quan trọng nhất của cảm

biến áp suất là:

Chip silicon 5, trong chip silicon

có màng 1 và các điện trở được mắc với

nhau theo hình cầu Wheatstone

Khi áp suất cao, khi đó màng 5

tác dụng làm các điện trở biến Các điện

trở biến dạng được kết nối với nhau

theo hình cầu mạch Wheatstone Và khi

đó các điện trở thay đổi về giá trị điện

trở dẫn đến thay đổi điện áp trên các

điện trở đo Điện trở um cũng thay đổi

phù hợp Sự thay đổi đó phù hợp với áp

hòa khí Cảm biến MAP được cung cấp

bởi một điện áp tham chiếu 5V Cảm

biến bao gồm một tấm chip silicon Mặt

ngoài của tấm silicon tiếp xúc với áp suất

đường ống nạp Hai mặt của tấm được

phủ thạch anh để tạo thành điện trở áp

điện Khi áp suất đường ống nạp thay

đổi, giá trị của điện trở áp điện sẽ thay

đổi Các điện trở áp điện được nối thành

cầu Wheastone

Hình 2.7: Cảm biến áp suất đường

ống nạp

Cảm biến áp suất nhiên liệu

Cảm biến được lắp đặt ống phân

phối của hệ thống cung cấp nhiên liệu

thay đổi điện trở, việc thay đổi điện trở

này tỷ lên với áp suất nhiên liệu và được

khuyếch đại trong IC khuyếch đại 2

Hình 2.8: Cảm biến áp suất nhiên liệu

Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến áp suất

nhiên liệu

1 Dây kết nối; 2 IC khuyếch đại; 3 Màng ngăn thép; 4 Áp suất nhiên

a Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý cảm biến Hall Hình vẽ

Hiệu ứng Hall ở đây được tạo ra

bởi một tấm bán dẫn (IC hall) Khi

cung cấp một điện áp một chiều U thì

có một dòng điện phân bố đều trên toàn

bộ bề mặt của tấm IC Hall và tạo ra từ

trường xung quang tấm Hall Khi ta

thay đổi từ trường dẫn đến sự thay đổi

các điện tử, các điện tử này bất ngờ

chệch hướng quỹ đạo hiện tại Kết quả

là tấm Hall đưa ra một hiệu điện thế

Cảm biến Hall được lắp gần bánh

đà hoặc Puli trục khuỷu

Cảm biến xác định vị trí của trục

và tốc độ của trục khuỷu

Các tín hiệu từ cảm biến vị trí suất

ra là ở dạng xung Các xung này được

đưa tới ECU

Theo sơ đồ nguyên lý, khí có

nguồn cung cấp đến IC Hall và có từ

thông đi qua nó thì IC Hall sẽ cho một

tín hiệu điện áp Khi cực bắc lại gần IC

Hall thì IC Hall sẽ tạo ra điện áp Còn

cực nam lại gần IC Hall thì sự thay đổi

điệp áp là rất nhỏ so với cực bắc, do đó

Hình 2.11: Cảm biến vị trí trục khuỷu Cặp cực từ; 2 Cảm biến tốc độ động cơ; 3 Khoảng cách giữa cặp cực và cảm biến tốc độ; 4 Khoảng cách giữa các xung; 5 Tín hiệu từ cảm biến tốc

độ

điện áp lúc này là 0V.

Cảm biến mô men:

Khi người lái điều khiển vô lăng,

mô men lái tác dụng lên trục của cảm

biến mô men thông qua trục lái chính

Khi đó làm quay rotor của cảm biến

Trên Stator là đĩa phân đoạn có tác dụng

ngăn IC hall tiếp xúc với từ trường Trên

rotor có các nam châm, do đó khi quay

rotor làm cho IC Hall tiếp xúc với từ

trường Khi tiếp xúc sẽ sinh ra các điện

áp Khi không tiếp xúc thì điện áp mất

Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến mô men

1 IC Hall; 2 Rotor; 3 Stator.

2.2.5 Manheto – điện trở suất

hóa Nếu không có sự ảnh hưởng của

từ hóa bên ngoài, thì sự liên kết của

mỗi lớp từ hóa là ngẫu nhiên Nếu một

từ trường ngoài tác dụng vào vật liệu

sắt từ, thì các thành phần từ hóa sẽ

phù hợp với từ trường bên ngoài

Sự liên kết của các thành phần

từ hóa phụ thuộc trên độ mạnh của từ

trường bên ngoài:

Nếu từ trường yếu, sự liên kết

của thành phần từ hóa đến từ trường

bên ngoài là ngẫu nhiên và do đó

không đồng đều Các vật liệu sắt từ có

điện trở cao

Nếu từ trường đủ mạnh, sự liên

Hình 2.13: Cảm biến Manhêtô

nhất với tù trường ngoài Các vật liệu

trên các bánh xe trước và bánh sau

Cảm biến tốc độ đo tốc độ của

từng bánh xe Tạo ra các sóng vuông

với tần số liên tục và tương ứng với

tốc độ động cơ tăng lên

Cảm biến tốc độ bao gồm hai

magneto-resistive điện trở kết nối với

nhau theo dạng cầu Wheatstone Khi

vòng từ tính quay, từ thông biến thiên

qua các phần tử magneto này làm cho

điện thế tại các điểm giữa của hai

nhánh thay đổi Một bộ so sánh

khuyếch đại căn cứ vào sự chênh lệch

điện áp tại 2 điểm này sẽ tạo ra các

xung vuông Tần số các xung này

bằng số cực các nam châm gắn vào

vòng từ tính

Hình 2.14: Cảm biến tốc độ bánh xe

Hình 2.15: Nguyên lý hoạt động của cảm

biến tốc độ xe

2.2.6 Cảm biến điện dung

a Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Cảm biến điện dung dựa trên

các nguyên tắc của một tụ điện Một

trong những tính chất vật lý của tụ

điện là sự phụ thuộc của điện dung,

tức là khả năng lưu trữ năng lượng,

vào khoảng cách giữa hai tấm kim

loại Các tấm có khoảng cách phù

hợp

Nếu hai mảnh là tương đối xa

nhau, thì khả năng nạp giữa chúng là

tương đối thấp Nếu các tấm di chuyển

lại gần nhau hơn, thì khả năng nạp

Cảm biến đo gia tốc:

Cảm biến gia tốc được lắp trên

khung kết cấu sàn xe theo chiều dọc

và ngang trục

Cảm biến gia tốc đo gia tốc của

xe theo chiều dọc hoặc ngang, tùy

thuộc vào sử dụng

Cảm biến này được dùng để

điều khiển hoạt động của túi khí

Hình 2.18: Cấu tạo cảm biến gia tốc

Cảm biến áp suất phanh:

Cảm biến áp suất phanh có thể

được lắp bên ngoài của xi lanh phanh

chính hoặc có thể tích hợp vào HCU

Cảm biến áp suất phanh dùng

để đo áp suất trong hệ thống phanh

thủy lực

Cảm biến này tạo ra một tín

hiệu điện áp tỉ lệ thuận với áp suất

phanh tạo ra Và gửi tín hiệu này về

ECU

Khi áp suất phanh nhỏ thì

khoảng cách giữa đĩa dung (di động)

và đĩa dung (cố định) ở xa nhau do đó

làm thay đổi điện dung của mạch do

đó tạo ra tín hiệu điện áp tương ứng

Hình 2.19: Cảm biến áp suất phanh

Hình 2.20: Cấu tạo cảm biến áp suất

hướng, người ta đặt điện áp xoay

chiều vào phần rung, điện áp này làm

cho nó rung Sau đó, mức lệch hướng

được phát hiện từ phần phát hiện theo

Hình 2.21: Cấu tạo cảm biến độ lệch của

xe

mức lệch và hướng lệch của miếng

một đĩa phân đoạn (hình vẽ) Các

khoảng trống trên các cạnh của đĩa

phân khúc cho phép các chùm ánh

sang đi qua và đó cũng chính là

khoảng cách dịch chuyển

Hình 2.22: Nguyên lý cảm biến quang

1 Đĩa phân đoạn; 2 Chùm sáng; 3 Bộ

phận phát và nhận.

b Ứng dụng

Cảm biến góc quay tay lái:

Cảm biến góc lái được lắp đặt

trong cụm ống trục lái, để phát hiện

góc và hướng quay

Cảm biến bao gồm 3 bộ ngắt

quang điện với các pha, và một đĩa

xẻ rãnh để ngắt ánh sáng nhằm đóng

ngắt (on/off) tranzito-quang điện

nhằm phát hiện góc và hướng lái

Hình 2.23: Cảm biến góc quay tay lái

Cảm biến này được cấp điện áp

chuẩn thông qua một thanh tiếp xúc

Thanh tiếp xúc này có điện trở rất

thấp và cố định Khi con trượt di

chuyển thì giá trị điện trở tăng hoặc

giảm từ điểm đầu tới điểm cuối

Đồng thời việc sụt giảm điện áp qua

những thay đổi biến điện trở tương

biến vị trí con trượt

1 Góc quay tối đa; B Góc đo hiện tại;

1 Rãnh biến điện trở; 2 Điện trở lớn nhất;

3 Rãnh tiếp xúc; 4 Con trượt tiếp xúc;

5 Điện trở nhỏ nhất.

b Ứng dụng

Cảm biến hao mòn má phanh:

Cảm biến hao mòn má phanh

nằm trong điệm hãm phanh (chỉ cho

phanh đĩa)

Cảm biến hoa mòn má phanh

bao gồm một vòng dây nhỏ mà được

lồng vào trong của các má phanh

Ngay sau khi má phanh bị mòn

xuống đến mức độ dày quy định, điều

Hướng trượt được chia làm

bảy phân đoạn, theo đó mỗi phân

đoạn được kết nối qua điện trở ta có

thể quan sát trên hình vẽ Tại mỗi vị

trí thì điện trở thay đổi hoặc thay đổi

điện áp trên toàn bộ cảm biến

Hình 2.26: Cảm biến vị trí bàn đạp

phanh

Hình 2.27: Cấu tạo cảm biến vị trí bàn

đạp phanh

1 Hướng trượt; 2 Con chạy; 3 Điện trở;

4 Giắc kết nối điện.

Cảm biến vị tri bướn ga:

Cảm biến vị trí bướm ga được

lắp ở trên trục của bướm ga

Khi bướm ga được mở ra, một

vành trượt di chuyển bên trong rãnh

điện trở của cảm biến Điện trở của

cảm biến tăng lên tương ứng là vị trí

bướm ga (hình 2.28)

Hình 2.28: Cảm biến vị trí bướm ga Tương ứng với khoảng 0,5V; B Tương

Cảm biến vị trí bàn đạp ga:

Cảm biến vị trí bàn đạp ga

được tích hợp vào bàn đạp ga

Cảm biến xác định vị trí hiện

tại của bàn đạp ga Khi ta đạp vào bàn

đạp ga, trục và vít trượt được di

chuyển vào vị trí của nó trên các rãnh

trượt, khi đó điện trở thay đổi tỷ lệ

với vị trí của bàn đạp ga Hình 2.29: Cảm biến vị trí bàn đạp ga

cầu này có đặc điểm là hiệu điện

thế tại A và B bằng nhau khi tích

điện trở tính theo đường chéo là

bằng nhau:

[Ra + R3].R1=Rh.R2

Khi dây sấy (Rh) bị làm lạnh

bởi không khí, điện trở giảm kết

quả là tạo ra sự chênh lệch điện thế

giữa A và B một bộ khuyếch đại

hoạt động sẽ nhận biết sự chênh

lệch này và làm cho điện áp cấp

đến mạch tăng (tăng dòng điện

chạy qua dây sấy (Rh)) Khi đó

nhiệt độ của dây sấy (Rh) tăng lên

kết quả là làm điện trở tăng cho đến

khi điện thế tại A bằng B

Hình 2.30: Sơ đồ nguyên lý cảm biến hoạt động theo nguyên tắc dây nóng

b Ứng dụng

Cảm biến đo lưu lượng khí

nạp dùng dây sấy:

Cảm biến được lắp trên

đường ống nạp của động cơ

Cảm biến do lưu lượng khí

nạp vào động cơ Dòng điện chạy

qua dây nóng 2 làm nó nóng lên Khi

không khí chạy qua dây nóng, dây

nóng sẽ được làm mát phụ thuộc vào

khối lượng không khí nạp vào Bằng

cách điều khiển dòng điện chạy qua

dây sấy để giữ cho nhiệt độ của dây

không đổi ta có thể đo được lượng

2.10 Cảm biến ôxy

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Cảm biến oxy loại này có một

phần tử được chế tạo bằng Điôxít

Zirconia (Zro2, một laoij gốm) Phần

thử này được phủ ở cả bên trong và

bên ngoài bằng một lớp mỏng platin

Không khí bên ngoài được dẫn vào

bên trong của cảm biến và bên ngoài

của nó tiếp xúc với khí xả

Nếu nồng độ oxy trên bề mặt

trong của phần tử zirconia chênh

lệch lớn so với bề mặt bên ngoài tại

nhiệt độ cao (4000C hay cao hơn),

phần tử zirconia sẽ tạo ra một điện

áp để báo về nồng độ oxy trong khí

xả tại mọi thời điểm

Khi tỷ lệ không khí – nhiên

liệu là nhạt, sẽ có nhiều oxy trong

khí xả, sẽ có nhiều oxy trong khí xả,

nên chỉ có sự chênh lệch nhỏ về

nồng độ giữa bên trong và bên ngoài

phần tử cảm biến Vì lý do đó, điện

áp nó tạo ra rất nhỏ (gần 0V) Ngược

lại, nếu tỷ lệ không khí – nhiên liệu

đậm, oxy trong khí xả gần như biến

mất Điều đó tạo ra sự chênh lệch

lớn về nồng độ oxy bên trong và bên

ngoài của cảm biến, nên điện áp tạo

ra tương đối lớn (xấp xỉ 1V)

Platin (phủ bên ngoài phần tử

cảm biến) có tác dụng như một chất

xúc tác, làm cho oxy và Co trong khí

xả phản ứng với nhau Nó làm giảm

giảm lượn oxy và tăng độ nhạy của

cảm biến

Hình 2.32: Cấu tạo cảm biến oxy

A Lưu lượng khí thải qua ống;

B Không khí ngoài trời;

C Cảm biến điện áp;

1 Lớp Zirconia; 2 Platin (21 % oxy);

3 Platin (oxy còn lại quá trình cháy);

4 Dòng khí thải

2.2.11 Cảm biến Tenxơ

a Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động Hình vẽ

Trên hình 2.33 trình bày cấu

tạo của cảm biến dây điện trở Nó

được bằng dây điện trở nhỏ có

đường kính 0,020,04 mm được

uốn đi uốn lại nhiều lần và dán

trên giấy hoặc trên lớp nhựa

mỏng.Ở hai đầu cuối có gắn các

dây nối ra Để đo biến dạng người

ta dán cảm biến lên bề mặt của chi

tiết bằng một thứ keo đặc biệt, nhờ

thế dây điện trở của cảm biến sẽ

biến dạng khi chi tiết bị biến dạng

và sẽ làm thay đổi kích thước hình

học của sợi dây điện trở (chiều dài

và diện tích tiết diện ngang), qua

đó làm thay đổi tính chất vật lý của

dây điện trở (điện trở suất) Như

vậy điện trở của cảm biến dây điện

trở là hàm số của biến dạng của chi

tiết được thử, mà biến dạng của chi

tiết là do lực tác dụng lên nó, cho

nên điện trở của cảm biến sẽ thay

đổi tương ứng với lực tác dụng lên

chi tiết đó Khi điện trở của cảm

biến thay đổi thì đòng điện trên

mạch đó sẽ thay đổi tương ứng

Cảm biến dây điện trở có

các ưu điểm:

Có thể dán trực tiếp lên chi

tiết cần nghiên cứu, do có kích

thước bé có thể dán vào chi tiết

R: Điện trở của dây

: Điện trở suất

l: Chiều dài của sợi dây điện trở

S: Diện tích tiết diện của sợi dây điện trở

Do trọng lượng nhỏ nên có

thể dán vào chi tiết quay nhanh

Không có quán tính về điện

cho nên có thể dùng chúng làm

cảm biến đầu tiên trong các máy

ghi rung động và ghi gia tốc với tần

số tới hàng nghìn Hz

Giá thành rất rẻ cho nên có

thể dùng một lần rồi bỏ đi

Cảm biến dây điện trở có

loại tiết diện tròn và loại dây tiết

diện hình chữ nhật.Trên hình (2.34)

trình bày cảm biến loại dẹt

Hình 2.34: Cảm biến dây điện trở loại dẹt

2.3 Mạch chuyển đổi, thiết bị chỉ thị và ghi

2.3.1 Mạch chuyển đổi

Như chúng ta đều biết hầu hết tín hiệu mà chúng ta thường gặp trong khoa học và kỹ thuật là tín hiệu tương tự Tức tín hiệu là các hàm của biến liên tục như thời gian hoặc không gian và thường cho ta giá trị liên tục trên một khoảng

Chúng ta hoàn toàn có thể xử lý trực tiếp các tín hiệu này nhờ các hệ thống xử lý tín hiệu tương tự như là bộ lọc hay bộ phân tích tần số tương tự Tuy nhiên có một số điểm hạn chế khi xử lý với tín hiệu tương tự như: Tín hiệu tương

tự khó trong việc điều chỉnh, khó lưu trữ tín hiệu Tuy nhiên thì bộ xử lý tín hiệu số khắc phục được điều này và vì vậy mà thông thường người ta sẽ chuyển một tín hiệu tương tự sang tín hiệu số để xử lý

Hình 2.35: Mô phỏng nguyên lý của bộ chuyển đổi A/D và D/A

Công việc chuyển đổi xảy ra qua 3 quá trình:

Lấy mẫu tín hiệu

Lấy mẫu là quá trình chuyển từ một tín hiệu tương tự liên tục theo thời

gian sang tín hiệu rời rạc theo thời gian bằng cách "lấy mẫu" tức là lấy giá trị của

tín hiệu tại những thời điểm cho trước Lưu ý khoảng thời gian lấy giữa 2 lần lấy

mẫu liên tiếp là như nhau

Như vậy nếu ta có một tín hiệu tương tự liên tục theo thời gian x(t) ta cần

lấy ra các tín hiệu x(n) thỏa:

x(n)=x(nT)

Trong đó: T được gọi là khoảng lấy mẫu hoặc là chu kỳ lấy mẫu

Sau qua trình này ta thu được một mẫu x(n), Đối với tín hiệu tương tự VI thì tín

hiệu lấy mẫu VS sau quá trình lấy mẫu có thể khôi phục trở lại VI một cách trung

thực nếu điều kiện sau đây thỏa mản: fS>= 2flmax (1) Trong đó fS: tần số lấy mẫu flmax: là giới hạn trên của giải tần số tương tự

Hình 2.36: Lấy mẫu tín hiệu tương tự đầu vào

Nếu biểu thức (10) được thỏa mản thì ta có thể dùng bộ tụ lọc thông thấp

để khôi phục VI từ VS

Vì mỗi lần chuyển đổi điện áp lấy mẫu thành tín hiệu số tương ứng đều

cần có một thời gian nhất định nên phải nhớ mẫu trong một khoảng thời gian cần

thiết sau mỗi lần lấy mẫu Điện áp tương tự đầu vào được thực hiện chuyển đổi

A/D trên thực tế là giá trị VI đại diện, giá trị này là kết quả của mỗi lần lấy mẫu

Lượng tử hóa và mã hóa:

số nguyên lần giá trị đơn vị nào đó, giá trị này là nhỏ nhất được chọn Nghĩa là nếu dùng tín hiệu số biểu thị điện áp lấy mẫu thì phải bắt điện áp lấy mẫu hóa thành bội số nguyên lần giá trị đơn vị Quá trình này gọi là lượng tử hóa Đơn vị được chọn theo qui định này gọi là đơn vị lượng tử, kí hiệu D Như vậy giá trị bit

1 của LSB tín hiệu số bằng D Việc dùng mã nhị phân biểu thị giá trị tín hiệu số

là mã hóa Mã nhị phân có được sau quá trình trên chính là tín hiệu đầu ra của chuyên đổi A/D

Mạch lấy mẫu và nhớ mẫu:

Khi nối trực tiếp điện thế tương tự với đầu vào của ADC, tiến trình biến đổi có thể bị tác động ngược nếu điện thế tương tự thay đổi trong tiến trình biến đổi Ta có thể cải thiện tính ổn định của tiến trình chuyển đổi bằng cách sử dụng mạch lấy mẫu và nhớ mẫu để ghi nhớ điện thế tương tự không đổi trong khi chu

kỳ chuyển đổi diễn ra

Nguyên tắc hoạt động:

Sơ đồ khối:

Bộ chuyển đổi tương tự sang số – ADC (Analog to Digital Converter) lấy mức điện thế vào tương tự sau đó một thời gian sẽ sinh ra mã đầu ra dạng số biểu diễn đầu vào tương tự Tiến trình biến đổi A/D thường phức tạp và mất nhiều thời gian hơn tiến trình chuyển đổi D/A Do đó có nhiều phương pháp khác nhau

để chuyển đổi từ tương tự sang số

Hình 2.37: Sơ đồ khối của một lớp ADC đơn giản

Hoạt động cơ bản của lớp ADC thuộc loại này như sau:

Xung lệnh START khởi động sự hoạt động của hệ thống

Xung Clock quyết định bộ điều khiển liên tục chỉnh sửa số nhị phân lưu trong thanh ghi

Số nhị phân trong thanh ghi được DAC chuyển đổi thành mức điện thế tương tự VAX

Bộ so sánh so sánh VAX với đầu vào trương tự VA Nếu VAX < VA đầu

ra của bộ so sánh lên mức cao Nếu VAX > VA ít nhất bằng một khoảng VT (điện thế ngưỡng), đầu dra của bộ so sánh sẽ xuống mức thấp và ngừng tiến trình biến đổi số nhị phân ở thanh ghi Tại thời điểm này VAX xấp xỉ VA, giá dtrị nhị phân ở thanh ghi là đại lượng số tương đương VAX và cũng là đại lượng số tương đương VA, trong giới hạn độ phân giải và độ chính xác của hệ thống

Logic điều khiển kích hoạt tín hiệu ECO khi chu kỳ chuyển đổi kết thúc Tiến trình này có thể có nhiều thay dổi đối với một số loại ADC khác, chủ yếu là

sự khác nhau ở cách thức bộ điều khiển sửa đổi số nhị phân trong thanh ghi

Hình 2.38: Máy hiện sóng oscilloscope

Máy hiện sóngoscilloscope số bao gồm các hệ thống (hình 2.35):

Hệ thống dọc

Hệ thống khởi động

Bộ chuyển đổi A or D

Màn hình hiển thị

Nguyên lý hoạt động của máy oscilloscope số:

Khi bạn nối đầu dò của máy oscilloscope số vào cảm biến: hệ thống dọc

sẽ điều chỉnh biên độ của tín hiệu như trong máy oscilloscope tương tự Tiếp tới,

bộ chuyển đổi tương tự/số trong hệ thống thu thập lấy mẫu tín hiệu ở các thời điểm rời rạc và chuyển đổi điện áp tín hiệu ở các điểm này thành giá trị số, gọi là các điểm lấy mẫu Xung lấy mẫu của hệ thống ngang quy định bộ ADC lấy mẫu bao nhiên lần Tốc độ mà ở đó xung “ticks” được gọi là tốc độ lấy mẫu và được

đo bằng số mẫu trên giây

Các điểm mẫu từ ADC được lưu trữ trong bộ nhớ như là các điểm dạng sóng Có nhiều hơn một điểm mẫu có thể cấu thành nên một điểm dạng sóng

Cùng với nhau, các điểm dạng sóng cấu thành nên một bản ghi dạng sóng

Số điểm sóng được dùng để tạo nên một bản ghi dạng sóng được gọi là độ dài bản ghi Hệ thống kích khởi quy định điểm bắt đầu và điểm kết thúc bản ghi Màn hình nhận các điểm bản ghi này sau khi chúng được lưu trữ trong bộ nhớ

Hình 2.39: Sơ đồ làm việc của máy hiện sóng oscilloscope

2.4 Tổ hợp các cảm biến

Hệ thống đo bao gồm các cảm biến, mạch thích ứng và các thiết bị đầu ra

có thể tổ hợp lại theo các sơ đồ khác nhau Hình (2.40) mô tả các khả năng tổ

hợp của chúng Đường liền nét biểu thị khả năng tổ hợp chính, đường nét đứt biểu thị các khả năng tổ hợp khác Nhờ sử dụng các bộ chuyển mạch để chọn kênh đo, các bộ tính tổng, mô đun hoá, khuếch đại thuật toán, các bộ biến đổi số

- tương tự và tương tự - số chúng ta có thể mở rộng thêm các sơ đồ đo

Hình 2.40: Sơ đồ các thành phần cảm biến, mạch thích ứng và thiết bị chỉ thị, ghi trong

hệ thống đo

Trên hình (2.40), các cảm biến điện trở 1, điện cảm 2, điện dung 3 có tín hiệu ra dạng tương tự Các cảm biến 4, 5 là cảm biến phát điện kiểu cảm ứng và cảm biến kiểu áp điện, tín hiệu ra của chúng là tín hiệu tương tự Phần tử 6 là cảm biến kiểu điện cảm có tín hiệu ra kiểu số (ví dụ cảm biến có cảm kháng thay đổi nhờ các răng và rãnh của các bộ phận quay kiểu bánh xe răng) Phần tử 7 là cảm biến phát điện kiểu cảm ứng có tín hiệu ra là tín hiệu số Trong sơ đồ các cảm biến, góc trên bên trái ký hiệu vào cảm biến có bản chất vật lý không điện Còn góc dưới bên phải ký hiệu các đại lượng điện ở đầu ra của cảm biến

Khi nối ghép các phần tử của mạch đo cần phải đảm bảo điều kiện thích ứng về độ nhạy, về trị số của tín hiệu đo, dòng điện, công suất tiêu thụ, các điện trở đầu vào và ra của mạch đo Các mạch thích ứng thường sử dụng như các tụ

bù 8, các bộ khuếch đại tần số sóng mang (9) khuếch đại điện áp một chiều (10), khuếch đại điện tích (11), khuếch đại điện áp dòng một chiều (12) Các thiết bị hiển thị và ghi cần được chọn phù hợp với dạng tín hiệu và phối hợp đúng với các trở kháng vào ra của thiết bị Thiết bị chỉ thị 13 có thể làm việc với các dạng tín hiệu vào dạng tương tự và số Thiết bị tự ghi 14 và16 kiểu từ điện dùng điện thế kế kiểu gương có thể làm việc với tín hiệu vào có trị số dòng lớn Thiết bị tự

Câu hỏi ôn tập:

Câu 1: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến điện áp? Câu 2: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến cảm ứng từ? Câu 3: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến áp suất?

Câu 4: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến Hall?

Câu 5: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến Manheto? Câu 6: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến điện dung? Câu 7: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến quang?

Câu 8: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến con trượt? Câu 9: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến ôxy?

Câu 11: Nêu nguyên lý hoạt động và ứng dụng của cảm biến Tenxơ?

CHƯƠNG 3 THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ

3.1 Mục đích thí nghiệm động cơ

Nhằm đánh giá các tính năng kỹ thuật và xác định chất lượng chế tạo của động cơ mới và động cơ sau khi sửa chữa, đại tu, hay động cơ sau một khoảng thời gian sử dụng Qua đó có thể có được một cách tương đối thời hạn sử dụng, thời gian giữa hai kỳ sửa chữa lớn Ngoài ra còn có thể đánh giá chất lượng động

cơ sau quá trình sửa chữa hay đại tu

Các thí nghiệm này thông thường kiểm tra các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ: momen, công suất động cơ, số vòng quay, suất tiêu hao nhiên liệu, lượng tiêu hao dầu bôi trơn, thành phần khí thải…

ta dựa vào các đường đặc tính xây dựng trên cơ sở các số liệu đo bằng thực nghiệm

Các đặc tính cơ bản của động cơ ôtô là:

Đường đặc tính tốc độ

Đường đặc tính tải

Đặc tính tốc độ động cơ là hàm số (đường cong) thể hiện sự biến thiên của một trong các chỉ số công tác chủ yếu của động cơ như: Momen quay (Me), công suất có ích (Ne), lượng tiêu hao nhiên liệu (Gnl) và suất tiêu thụ nhiên liệu (ge) theo số vòng quay (ne) khi giữ cơ cấu điều khiển động cơ (tay ga) cố định

a)

Hình 3.1: Đặc tính tốc độ của động cơ

a Động cơ xăng không hạn chế số vòng quay;

b Động cơ xăng có hạn chế số vòng quay;

Hình 3.2: Đặc tính tải của động cơ

a Động cơ diesel; b Động cơ xăng.

3.2.1.2 Thiết bị gây tải để do công suât động cơ

Nhằm tạo ra các chế độ làm việc khác nhau cho động cơ, giúp thí nghiệm

có kết quả chính xác nhất đó chính là các thiết bị gây tải cho động cơ thí nghiệm, các thiết bị gây tải cũng là thiết bị chính trong thí nghiệm động cơ

a Thiết bị gây tải thủy lực

Thiết bị gây tải bằng thủy lực Hình vẽ

Một trục mang rotor có bố trí các

cánh có chứa nước và được quay tròn

khi rotor quay Nước từ các cánh của

rotor sẽ được tát vào những cách được

bố trí trên stator Như hình 3.3.a Tác

động này sẽ làm cho stator quay theo

Một đồng hồ đo lực và cánh tay đòn

được bố trí trên stator Momen cản đo

được trên stator bằng mô men tác động

từ động cơ

Hình 3.3: Thiết bị đo thủy lực

Chẳng hạn ta xét thiết bị đo kiểu

“Bolt_on” Những thiết bị này được sử

dụng nhiều ở Mỹ, và được gá trên phần

sau vỏ ly hợp hoặc trên khung ôtô Việc

tạo tải loại này bằng cách phối hợp điều

chỉnh các vanvào và ra trên thiết bị

Hình 3.4: Thiết bị đo kiểu “Bolt_on”

b Thiết bị dây tải bằng động cơ điện

Thiết bị gây tải bằng động cơ điện Hình vẽ

Đặc tính chung của loại này,

động cơ được tạo tải, được sử dụng là

động cơ điện (AC hay DC) có thể thay

đổi số vòng quay được Động cơ điện

(kể cả AC hay DC) trong thiết bị đo có

thể hoạt động được cả ở chế độ máy

phát để tạo tải (khi được động cơ thử

nghiệm dẫn động) hay ở chế độ động

cơ, để dẫn động động cơ thử nghiệm

Để thay đổi số vòng quay, ở động cơ

AC người ta thường sử dụng biện pháp

thay đổi tần số dòng điện Ở động cơ

DC người ta dừng biện pháp thay đổi vị

trí chổi than, thay đổi điện áp…

Nhược điểm của loại này là giá

thành cao vì kết cấu phức tạp

Thiết bị đo sử dụng động cơ DC:

Những thiết bị này được gắn

động cơ điện một chiều Điều khiển

hoàn toàn bằng thysistor dựa trên bộ

chuyển đổi AC/DC, để điều khiển, có

khả năng khởi động và tạo mô men cản

tốt Nhưng khuyết điểm của nó là hạn

chế tốc độ tối đa và có quán tính lớn, có

thể tạo ra sự dao động xoắn và đáp ứng

Hình 3.5: Thiết bị đo sử dụng động cơ

điện DC

với sự thay đổi tốc độ chậm

Thiết bị đo sử dụng động cơ AC:

Sự phát triển của kỹ thuật, điều

khiển động cơ xoay chiều đã cho phép

sử dụng động cơ xoay chiều thay cho

động cơ DC cho các thiết bị đo Dụng

cụ này có các tính năng và hiệu suất

hơn hẳn động cơ DC Ưu điểm của loại

này là không sử dụng chổi than và lực

quán tính thấp Loại này có cấu tạo như

là động cơ cảm ứng, tốc độ được điều

khiển từ sự thay đổi tần số của dòng

điện Khi hoạt động ở chế độ máy phát

nó tạo ra mô men cản

Thiết bị đo sử dụng dòng điện

Foucault:

Sử dụng nguyên tắc cảm ứng

điện từ tạo ra momen Rotor có răng ở

mép và được làm mát bằng nước Từ

trường song song với trục của máy

được sinh ra ở hai cuộn dây và sự

chuyển động của rotor làm phát sinh

những thay đổi từ thông trên các răng

của rotor và điều này làm phát sinh ra

dòng Foucault trong Rotor Dòng điện

này sẽ tạo ra từ trường có khuynh

hướng chống lại từ trường sinh ra nó

Hay nói cách khác nó sẽ tạo ra một mô

men cản Việc thay đổi công cản sẽ tạo

ra một cách nhanh chóng bởi việc thay

đổi cưỡng độ dòng điện qua các cuộn

dây Loại này có cấu tao dơn giản và có

hiệu quả cao Hệ thống điều khiển đơn

giản và nó có khả năng tăng momen

13 Join; 14 Dòng nước ra

c Thiết bị gây tải kiểu ma sát

Thiết bị gây tải kiểu ma sát Hình vẽ

Thiết bị này có nguyên lý làm việc

như hệ thống phanh, bao gồm

phanh nhiều đĩa ma sát làm mát

bằng nước Nó được ứng dụng cho

tốc độ thấp, ví dụ đo đạc công suất

từ ôtô ở bánh xe Ưu điểm của loại

máy này là có thể đo được momen

từ những số vòng quay rất nhỏ

Hình 3.7: Thiết bị đo kiểu ma sát

3.2.1.3 Quy trình thí nghiệm đo công suất động cơ

a Thí nghiệm xác định đặc tính

Ứng với từng thiết bị đo công suất động cơ, người ta sẽ quy định các quy trình đo khác nhau Tuy nhiên tổng quát nhất ta có thể tiến hành theo các bước sau:

Cho động cơ hoạt động và bướm ga mở hoàn toàn hoặc thanh răng ở vị trí cung cấp nhiên liệu tối đa Ngắt bỏ hệ thống diều chỉnh đánh lửa của động cơ xăng hoặc cơ cấu điều tốc của động cơ diesel

Đối với động cơ xăng:

Cho động cơ chạy ở số vòng quay nhất định (chẳng hạn n = 900 vòng/ phút) bằng cách dùng các thiết bị tạo tải, đồng thời thay đổi thời điểm đánh lửa cho tới một một vị trí mà động cơ làm việc ổn định nhất và để động cơ nổ ở trạng thái nhiệt độ ổn định

Ta tiến hành đo các chỉ số: Mô men phanh của các thiết bị tạo tải, chi phí nhiên liệu, số vòng quay động cơ

Ta tiến hành giảm tải cho động cơ, tức là tăng số vòng quay lên thêm 200 vòng/ phút, khi đó ta lại điều chỉnh thời diểm đánh lửa cho tới khi động cơ chạy

ổn định ở số vòng quay đã chọn Ta lại tiến hành đo và ghi các chỉ số: Mô men phanh của các thiết bị tạo tải, chi phí nhiên liệu, số vòng quay động cơ

Cứ làm như thế cho tới khi ta có được điểm uốn của đường cong công suất

Đối với động cơ diesel cách tiến hành tương tự nhưng thay vì điều bướm

ga mở hoàn toàn thì ta kéo thanh răng nhiên liệu tối đa

b Thí nghiệm để xác định đặc tính tải trọng

Theo đường đặc tính ngoài ta xác định công suất động cơ Ne tương ứng với các số vòng quay khi đó ta có thể xác định được đường đặc tính tải trọng

Tính các trị số 0,25Ne; 0,5Ne; 0,75Ne; 0,85Ne; 0,95Ne, rồi làm cho động

cơ chịu những tải theo thứ tự đó

Mỗi lần thử nghiệm ta giữ cho số vòng quay n không đổi

Đối với động cơ diesel cách tiến hành cũng tương tự nhưng lức này thay đổi vị trí bướm ga ta sẽ thay đổi vị trí thanh răng nhiên liệu

3.2.2 Đo tiêu hao nhiên liệu

Thử nghiệm xác định mức độ tiêu hao nhiên liệu của động cơ trong một đơn vị thời gian, nhằm xác định chi phí tiêu hao nhiên liệu giờ GT (Gnl) hay suất tiêu hao nhiên liệu ge và hệ số dư lượng không khí α

Để xác định mức tiêu hao nhiên liệu của động cơ người ta có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau

nhiên liệu chảy vào bình thóp cổ

Cho động cơ khởi động và làm

việc ổn định ở một chế độ nhất

định Vặn khóa ba ngả 4 cho

nhiên liệu từ các bình thóp cổ

chảy vào động cơ, đồng thời ta

tiến hành dùng đồng hồ đo thời

gian để tính thời gian tiêu hao

nhiên liệu t Biết thời gian t tính

bằng giây mà động cơ đã tiêu thụ

hết lượng nhiên liệu đã qui định là

V tính bằng dm3, ta có thể tính

được chi phí nhiên liệu giờ GT và

chi phí nhiên liệu riêng ge:

.3600

T

v G

e

G g

N

 (g/nl.h)

Khi đo lượng tiêu hao

nhiên liệu bằng những bình thóp

cổ áp suất trong bình luôn luôn

Hình 3.8: Dụng cụ đo tiêu hao nhiên liệu sử

thay đổi Thiếu sót này có thể

khắc phục được nếu đo bằng

những bình có vạch

Sơ đồ cấu tạo nguyên lý

hoạt động của bình có vạch trình

bày ở hình 3.9(a, b) Hình vẽ a

trình bày trường hợp nhiên liệu

được cung cấp cho động cơ từ

bình nhiên liệu, hình b trình bày

trường hợp được cung cấp từ bình

dưới của bình có vạch Lượng

nhiên liệu được cung cấp tới động

cơ cũng chịu một áp suất như thế,

bởi vì lượng khí của bình trên

thông với lượng khí của bình

dưới Khi mức nhiên liệu của bình

dưới giảm chừng nào thì mức

nhiên liệu của bình trên giảm

chừng ấy Khi khóa ở vị trí khóa

không có nhiên liệu xuống bình

dưới, nếu lượng không khí trong

bình trên giảm sẽ làm mức nhiên

liệu tăng lên Khi hoạt động bình

thường thì khóa 3 đóng, khóa này

a Phương pháp đo bằng cách cân trực tiếp

Phương pháp cân trục tiếp Dụng cụ thí nghiệm

Phương pháp đo bằng cách

cân trục có độ chính xác cao và

không bị ảnh hưởng các sai số do

thay đổi tỷ trọng nhiên liệu khi

nhiệt độ thay đổi Muốn thực hiện

phương pháp này thùng nhiên liệu

phải đặt trên cân và dùng ống dẫn

cao su, hay tốt hơn, bằng xiphông

để dẫn nhiên liệu tới động cơ

Sau hiệu lệnh bắt đầu thử

nghiệm các đĩa cân bằng và thời

điểm cân bằng phải bấm đồng hồ

bấm giây, sau đố lấy bớt quả cân

(Gon) và ở thời điểm cân bằng lần

Phương pháp thứ hai đòi

hỏi thời gian tiến hành lâu hơn và

do đó một vài trường hợp việc thử

nghiệm kéo dài Khi thử nghiệm

những động cơ mà việc cung cấp

nhiên liệu thực hiện bằng việc tự

chảy thì phải lưu ý thực hiện sao

cho áp suất của nhiên liệu gần

bằng áp suất của thùng nhiên liệu

của máy khi cung cấp cho động

cơ

Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý phương pháp đo

bằng cân trực tiếp

1 Thùng chứa; 2, 3 Các van; 4 Bình đo; 5

Cảm biến đo; 6 Quả cân

b Phương pháp đo dùng thiết bị điện tử

Phương pháp dùng thiết bị điện

tử

Dụng cụ thí nghiệm

Băng thử sử dụng phương

pháp cân kết hợp với bộ chuyển

đổi kết quả đo nhiên liệu tiêu thụ

(Gnl) điện tử trên cơ sở thay đổi

điện dung

Phương pháp này dựa trên

nguyên lý thay đổi điện tích tích

điện của hai bản cực khi khoảng

cách tiếp xúc giữa hai bản cực

thay đổi Giá trị điện dung ban

đầu (C0) tính theo công thức sau:

0

0 0 0 0

a

l b

C 

Khi hai điện cực tiếp xúc

lên nhau khoảng cách l thì lúc này

điện cực sẽ thay đổi đến C và giá

trị này được tính theo công thức :

0 0 0

0 0 0 0

l

l C a

l b

Trên cơ sở quan hệ giữa

mức tích điện và lượng nhiên liệu

trung bình đo giảm dần, thiết bị đo

hiển thị trực tiếp giá trị nhiên liệu

mà động cơ tiêu thụ Q

Hình 3.12: Sơ đồ thiết bị cân nhiên liệu theo nguyên lý điện dung

1 Đối trọng; 2 Lò xo lá; 3 Cần đo; 4 Bình đo; 5 Cảm biến; 6 Giảm chấn thủy lực

Lúc này, giá trị lượng

nhiên liệu động cơ tiêu thụ trong 1

giờ:

3, 6

nl

Q G

e

G g

N

 (kg/kW.h)

3.2.3 Do lương khí nạp vào trong động cơ

3.2.3.1 Các vấn đề chung khi đo lưu lượng không khí nạp

Động cơ đốt trong là một động cơ dùng không khí làm môi chất công tác Chức năng của nhiên liệu là cung cấp nhiệt Bất kì trở ngại nào, xảy ra ở kỳ nạp hỗn hợp nhiên liệu hay không khí vào trong xy lanh, dều ảnh hưởng đến công suất phát ra của động cơ Tuy nhiên, công suất phát ra của động cơ bị giới hạn bởi lượng không khí hút vào trong động cơ

Việc nâng cao hiệu quả trong quá trình nạp là một mục tiêu quan trọng, trong việc nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ Thiết kế của đường ống nạp, thải, hình dạng kích thước các xu-páp hút, thải và các đường dẫn không khí trong động cơ là nhũng vấn đề cần được quan tâm đến…

Không khí là một hỗn hợp bao gồm các thành phần sau:

Bảng 3.1: thành phần các loại khí trong không khí tính theo khối lượng và theo thể tích: