1. Sơ đồ bố trí phòng thí nghiệm động cơ: Hình 1.1:Sơ đồ bố trí hệ thống thí nghiệm động cơ. 1. Động cơ. 2. Băng thử Froude 3. Trục nối băng thử và động cơ. 4. Vôlăng điều chỉnh tải. 5. Màn hình hiển thị kết quả 6. ECU 7. Thiết bị đọc ô nhiễm. 8. Van cấp nước. 9. Cảm biến tốc độ băng thử. 10. Thùng chứa nước 11. Bơm nước 12. Thiết bị đo ô nhiễm 13. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 14. Bình chứa nước làm mát. 15. Bệ đỡ động cơ. 2. Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm Hình 1.2. Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm Hệ thống thí nghiệm gồm 5 phần chính: (1) Phần chuẩn bị nhiên liệu biogas có thành phần theo yêu cầu (2) Phần băng thử: băng thử thủy lực Froude DPX3 và hệ thống cung cấp nước (3) Phần động cơ thí nghiệm: GX 630 (4) Phần cảm biến: các cảm biến lấy tín hiệu băng thử và động cơ được kết nối với máy tính thông cạc biến đổi AD. (5) Phần điều khiển: điều khiển động cơ, băng thử và đọc ghi số liệu thí nghiệm PHẦN V. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆMTRANG THIẾT BỊ MÔ HÌNH 1. Băng thử thủy lực Froude. • Đặc điểm và nguyên lý làm việc: Băng thử công suất được dùng làm thí nghiệm là loại băng thử công suất thủy lực kiểu FROUDE. Băng thử thủy lực kiểu FROUDE gồm trục nối với trục quay của động cơ cần đo, được cải tiến hệ thống đo điện tử gồm các cảm biến tốc độ động cơ và cảm biến lực. Cảm biến lực được chuẩn bằng các quả cân. Tín hiệu tốc độ động cơ, lực và nhiệt độ nước làm mát động cơ được đưa vào bộ nhớ máy tính thông qua card biến đổi AD. Sự thay đổi lực phanh (tải đặt vào động cơ) phụ thuộc vào việc điều chỉnh hướng dong chất lỏng từ cánh stato tương tác vào cánh roto. Băng thử thủy lực FROUDE dùng để đo công suất động cơ từ 0200 mã lực. Sự tiêu hao công suất trong phanh thủy lực xảy ra một phần để vận chuyển chất lỏng chứa trong phanh, còn một phần để thắng lực ma sát giữa roto và chất lỏng. Chất lỏng trong phanh được sử dụng là nước vì nước có nhiệt dung riêng lớn, độ nhớt ít thay đổi và rẻ. Công thức tính công suất: Công suất = Trong đó: N: Tốc độ quay của trục (xác định trên đồng hồ) vp W: Lực tác dụng (xác định trên đồng hồ) kg Model: DPX3 Hình 2.1: Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE. 1Ống nước ra; 2Ống nước vào; 3Van chỉnh lượng nước vào; 4,11Mặt bích nối trục các đăng; 5Ổ đỡ trục; 6Van điều chỉnh áp lực nước; 7Đồng hồ đo khối lượng; 8Cánh rôto; 9Cánh stato (Điều chỉnh tải); 10Đối trọng; 12Chân đế. 2. Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s AVL Fuel Balance 733s sử dụng nguyên lý đo trọng lượng, do vậy khắc phục được sai số khi nhiệt độ của nhiên liệu thay đổi trong quá trình đo (thường gặp với thiết bị đo theo nguyên lý thể tích). Dải đo thông dụng của AVL Fuel Balance 733s từ 015 kgh, khối lượng nhiên liệu trong bình đo lớn nhất là 1800 (g), độ chính xác 0,1%. Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s là xác định lượng tiêu hao nhiên liệu (Kgh), (gKW.h) 2.1 Giới thiệu +Các thông số làm việc của hệ thống: Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt đến 0,8 bar. Phạm vi ứng dụng cho phép: 080(kgh). Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu:10 +70oC Có thể sử dụng cho 2 loại nhiên liệu xăng pha Methanol và ethanol 20%, hoặc sử dụng 100% là Methanol và Ethanol. Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất: +25(kgh). Mức cấp nhiên liệu bình thường: 150(kgh). Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể: 400(kgh). Độ sai lệch cho phép của kết quả đo: 0,1% Dòng điện điều khiển: 24±0,5 V DC (1,6A) Kích thước hệ thống: 640 x 510 x 280 (mm) Có hai phương pháp đo: + Đo theo Measurement mode (Normand); +Đo theo Stand bymode.
Trang 1PHẦN IV XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
1 Sơ đồ bố trí phòng thí nghiệm động cơ:
Hình 1.1:Sơ đồ bố trí hệ thống thí nghiệm động cơ
1 Động cơ
2 Băng thử Froude
3 Trục nối băng thử và động cơ
4 Vô-lăng điều chỉnh tải
5 Màn hình hiển thị kết quả
6 ECU
7 Thiết bị đọc ô nhiễm
8 Van cấp nước
9 Cảm biến tốc độ băng thử
10 Thùng chứa nước
11 Bơm nước
12 Thiết bị đo ô nhiễm
13 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
14 Bình chứa nước làm mát
15 Bệ đỡ động cơ
ECU
Trang 216 2 Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm
17
18.Hình 1.2 Sơ đồ khối bố trí thí nghiệm
19.Hệ thống thí nghiệm gồm 5 phần chính:
20.(1) Phần chuẩn bị nhiên liệu biogas có thành phần theo yêu cầu
21.(2) Phần băng thử: băng thử thủy lực Froude DPX3 và hệ thống cung cấp nước
22.(3) Phần động cơ thí nghiệm: GX 630
Trang 323.(4) Phần cảm biến: các cảm biến lấy tín hiệu băng thử và động cơ được kết nối với máy tính thông cạc biến đổi A/D.
24.(5) Phần điều khiển: điều khiển động cơ, băng thử và đọc/ ghi số liệu thí nghiệm
Trang 425.PHẦN V XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM-TRANG THIẾT BỊ
MÔ HÌNH 26.
27.
28 1 Băng thử thủy lực Froude.
• Đặc điểm và nguyên lý làm việc:
29 Băng thử công suất được dùng làm thí nghiệm là loại băng thử công suất thủy lực kiểu FROUDE Băng thử thủy lực kiểu FROUDE gồm trục nối với trục quay của động cơ cần đo, được cải tiến hệ thống đo điện tử gồm các cảm biến tốc
độ động cơ và cảm biến lực Cảm biến lực được chuẩn bằng các quả cân Tín hiệu tốc độ động cơ, lực và nhiệt độ nước làm mát động cơ được đưa vào bộ nhớ máy tính thông qua card biến đổi A/D
30 Sự thay đổi lực phanh (tải đặt vào động cơ) phụ thuộc vào việc điều chỉnh hướng dong chất lỏng từ cánh stato tương tác vào cánh roto
31 Băng thử thủy lực FROUDE dùng để đo công suất động cơ từ 0-200 mã lực
32 Sự tiêu hao công suất trong phanh thủy lực xảy ra một phần để vận chuyển chất lỏng chứa trong phanh, còn một phần để thắng lực ma sát giữa roto và chất lỏng Chất lỏng trong phanh được sử dụng là nước vì nước có nhiệt dung riêng lớn, độ nhớt ít thay đổi và rẻ
33 Công thức tính công suất:
34 Công suất =
W
1300
N
35 Trong đó: N: Tốc độ quay của trục (xác định trên đồng hồ) [v/p]
36 W: Lực tác dụng (xác định trên đồng hồ) [kg]
37 Model: DPX3
38
Trang 540 Hình 2.1: Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE
41 1-Ống nước ra; 2-Ống nước vào; 3-Van chỉnh lượng nước vào; 4,11-Mặt bích nối trục các đăng; 5-Ổ đỡ trục; 6-Van điều chỉnh áp lực nước; 7-Đồng hồ đo khối lượng; 8-Cánh rôto; 9-Cánh stato (Điều chỉnh tải); 10-Đối trọng; 12-Chân đế 42
43 2 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s
44 AVL Fuel Balance 733s sử dụng nguyên lý đo trọng lượng, do vậy khắc phục được sai số khi nhiệt độ của nhiên liệu thay đổi trong quá trình đo (thường gặp với thiết bị đo theo nguyên lý thể tích) Dải đo thông dụng của AVL Fuel Balance 733s từ 0-15 kg/h, khối lượng nhiên liệu trong bình đo lớn nhất là 1800 (g), độ chính xác 0,1% Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733s là xác định lượng tiêu hao nhiên liệu (Kg/h), (g/KW.h)
45 2.1 Giới thiệu
46 +Các thông số làm việc của hệ thống:
47 -Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt đến 0,8 bar
48 -Phạm vi ứng dụng cho phép: 0-80(kg/h)
49 -Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu:-10 +70oC
50 -Có thể sử dụng cho 2 loại nhiên liệu xăng pha Methanol và ethanol 20%, hoặc sử dụng 100% là Methanol và Ethanol
51 -Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất: +25(kg/h)
Trang 652 -Mức cấp nhiên liệu bình thường: 150(kg/h).
53 -Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể: 400(kg/h)
54 -Độ sai lệch cho phép của kết quả đo: 0,1%
55 -Dòng điện điều khiển: 24±0,5 V DC (1,6A)
56 -Kích thước hệ thống: 640 x 510 x 280 (mm)
57 -Có hai phương pháp đo:
58 + Đo theo Measurement mode (Normand);
59 +Đo theo Stand by-mode
60.
Trang 761 2.2 Nguyên lý hoạt động:
62.
63
64 Trong đó:
65 +Measuring vesel: Buồng đo
66 +Measuring beam: Thanh đo
67 +Blade spring: Thép lá
68 +Tare weight: Đối trọng
69 +Capacitive sensor: Cảm biến
điện dung
70 +Hydraulic damping device: buồn
chứa dầu thuỷ lực
71 +Filling solenoild valve: Van điện
từ bảo vệ
72 +Flexible tubes: Ống dẫn
73 1: Đường cung cấp nhiên liệu cho
bộ đo
74 2: Đường cấp nhiên liệu đến động cơ
75 3: Đường nhiên liệu hồi từ động cơ
76 4: Đường thông với khí trời
Trang 8• Nguyên lý hoạt động
77 Thiết bị đo suât tiêu hao nhiên liệu (The Balance Fuel AVL) hoạt động dựa trên nguyên tắc đo trọng lực Qua đó, nhiên liệu được cung cấp cho các động cơ từ một máy
đo trọng lượng của nó được đo liên tục Khi tiêu hao nhiên liệu thì sẽ mất cân bằng thanh ngang Vì thế hệ thống sẽ có cơ cấu duy trì trạng thái cân bằng nhiên liệu Khi mất cân bằng thì đối trọng sẽ dịch chuyển, khi dịch chuyển sẽ thanh đổi giá trị điện dung và từ giá trị điện dung sẽ quy ra được lượng tiêu hao nhiên liệu là bao nhiêu
78 Đầu tiên nhiên liệu vào bình đo bằng đường số 1, khi bình đo sẽ truyền tính hiệu cho van solenoid ngắt để thực hiện phương pháp đo Khi chúng ta thử nghiệm nhiên liệu sẽ được đưa vào động cơ bằng đường thứ 2 Đường thứ 3 là đường nhiên liệu từ động cơ hồi về Đường thứ 4 là đường thông với khí trời Bình này sẽ gắn với 1 dụng cụ đo, trên bộ đo sẽ có 1 cái đối trọng, đối trọng này sẽ dịch
chuyển qua lại nếu bị mất cân bằng Ở đây sẽ có 1 lò xo để hấp thụ dao động cho thanh không bị rung Giảm chấn thủy lực để giảm sự rung động khi dịch chuyển nhanh quá
79 Phần quan trọng là cảm biến điện dung (màu đỏ) Khi trượt lên hay xuống thì sẽ làm thay đổi giá trị điện dung Do giá trị điện dung phụ thuộc vào khoảng cách, chiều dài tiếp xúc, chiều rộng tiếp xúc và cuối cùng chất trong điện dung (không khí, điện môi,…)
80 3 Card NI-USB 6009
81 Card NI-USB 6009 là một sản phẩm của hãng National Instruments, là thiết
bị giao tiếp đa năng giữa máy tính và thiết bị thông qua cổng USB
82 + 8 ngõ vào analog tại 14 bits, 48 kS/s
83 + 2 ngõ ra analog tại12 bits, software-timed
84 + 12 TTL/CMOS digital I/O lines
85 + Một bộ đếm 32-bit, 5 MHz
86 + Trigging số
87 + Bus-powered
88 - Tương thích HĐH:
89 + Mac OS X
90 + Windows 2000/XP
91 + Windows 7 Windows CE
92 + Windows Mobile
Trang 993 + Windows Vista 32-bit
94 + Windows Vista 64-bit
95 4 Cảm biến tốc độ quay Encoder
96 Tối đa độ phân giải: IP65
97 Cung cấp hiệu điện thế
10-30DVC
98 Kích thước khung hình: Ф58
100 Chế độ đầu ra : SSI và cảng
song song
101 5 Cảm biến lực Loadcell PST
KELI
102 – Có các tải trọng : 20kg, 30kg, 50 kg, 75kg, 100 kg, 150kg, 200 kg, 250kg, 300kg, 500 kg, 700kg, 1t, 1.2t, 1.5t, 2t, 2.5t, 3t, 5t, 7.5t, 10t
– Cấp chính xác : OIML R60 C3
– Điện áp biến đổi : (2 ± 0.003 cho tải trọng 20kg-7.5t ) và (1.8± 0.002) mV/V cho tải trọng 10t
– Sai số lặp lại : (≤ ± 0.01) %R.O
– Độ trễ : ≤ ± 0.02 ( ≤ ± 0.03 cho 5 tấn) %R.O
– Sai số tuyến tính: ≤ ± 0.02 (≤ ± 0.03 cho 5 tấn) %R.O
– Quá tải (30 phút) : ( ≤ ± 0.02 ) %R.O
– Cân bằng tại điểm : (“0” ≤ ± 1) %R.O
– Bù nhiệt : ( -10 ~ +40) °C
– Nhiệt độ làm việc : (-30 ~ +70) °C
– Nhiệt độ tác động đến tín hiệu ra: (≤ ± 0.002 )%R.O/°C
– Nhiệt độ tác động làm thay đổi điểm “0” : (≤ ± 0.002 ) %R.O/°C
– Điện trở đầu vào : (400 ± 20) Ω (200 – 300kg, 1.2 – 10 tấn)
– Điện trở đầu ra : (352 ± 3) Ω
– Điện trở cách điện: ≥ 5000 (ở 50VDC) MΩ
– Điện áp kích thích: 6 ~ 15 (DC/AC) V
– Điện áp kích thích tối đa : 20 (DC/AC) V
– Quá tải an toàn: 150 %
– Quá tải phá hủy hoàn toàn: 300%
Trang 10– Tuân thủ theo tiêu chuẩn: IP67
– Chiều dài dây tín hiệu: 2m
103 6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
104 Nhiệt độ bảo quản: -40 đến +130 ° C
105 Dải đo: -40 đến +130 ° C
106 Điện áp định mức: 5 ± 0,15 V
107 Thắt mô men xoắn: 20 Nm
108 Tối đa đo lường : 1 mA
109 Số lượng pin: 2-pin
110 Một phần vật liệu: đồng
111
112