BÁO CÁO THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ VÀ Ô TÔ

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ5 I.ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ5 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM.5 B.PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ5 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PTI 500HP DYNAMOMETER SYSTEM16 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM28 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM30 II.ĐO HÀM LƯỢNG CÁC THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG31 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM31 B.PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN KHÍ THẢI32 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM41 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM50 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM57 CHƯƠNG 2 THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ61 I.ĐO CÔNG SUẤT Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ CÔNG SUẤT61 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM61 B.PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT CỦA Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ CON LĂN61 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM FPS 270063 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM66 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM66 II.ĐO TRƯỢT NGANG CỦA Ô TÔ68 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM68 B.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRƯỢT NGANG69 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM71 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM73 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM75 III.ĐO QUÁ TRÌNH PHANH CỦA Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ77 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM77 B.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH77 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM79 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM81 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM86 CHƯƠNG 3 THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG90 I.ĐO QUÁ TRÌNH TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ90 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM90 B.PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ90 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM95 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM97 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM98 II.ĐO QUÁ TRÌNH PHANH CỦA Ô TÔ99 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM99 B.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH CỦA Ô TÔ99 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM103 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM105 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM105 III.ĐO QUÁ TRÌNH QUAY VÒNG107 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM107 B.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ QUAY VÒNG CỦA Ô TÔ107 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM111 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM111 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM112 IV.ĐO QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG114 A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM114 B.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ114 C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM117 D.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM117 E.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM117 CHƯƠNG 1 THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ I.ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ A.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM. Kiểm tra công suất ô tô trước khi xuất xưởng hoặc sau bảo dưỡng, sửa chữa, chuẩn đoán tình trạng kỹ thuật ô tô. 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 dử 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. B.PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ Đặc tính tốc độ là đặc tính pe (Me), Ne, ge và Gnl phụ thuộc vào tốc độ vòng quay n với những điều kiện nhất định về vị trí của cơ cấu điều khiển cung cấp nhiên liệu. Những điều kiện đó sẽ được trình bày khi khảo sát từng đặc tính tốc độ cụ thể. Có thể chia đặc tính tốc độ thành hai loại chính là đặc tính ngoài và đặc tính bộ phận ngoài ra động cơ Diesel còn có một số đặc tính đặc thù. 1.Đặc tính ngoài Đặc tính ngoài là đặc tính tốc độ ứng với vị trí cung cấp nhiên liệu cực đại (để động cơ phát ra công suất lớn nhất). Đặc tính ngoài được xây dựng khi van tiết lưu mở hoàn toàn (động cơ xăng) hoặc cơ cấu điều khiển nhiên liệu được cố định ở vị trí giới hạn nhất định (đối với động cơ diesel) và thay đổi tốc độ bằng cách điều chỉnh sức cản của băng thử. Đặc tính ngoài có các dạng sau. a.Đặc tính ngoài tuyệt đối - Là đặc tính tốc độ với công suất có ích Ne luôn đạt giá trị giới hạn lớn nhất mà động cơ có thể đạt được ứng với mỗi chế độ tốc độ n. Điều kiện xác lập đặc tính ngoài tuyệt đối như sau: (1.1) Tại mỗi n xác định Ne đạt max khi pe max. Khi đó phải thỏa mãn đồng thời các điều kiện , max và min . Sau đây ta sẽ phân tích những điều kiện này một cách chi tiết hơn  max Để đạt hệ số nào lớn nhất có thể, động cơ phải có pha phối khí tốt nhất tại mọi tốc độ vòng quay n. Hiện nay đã có một số hãng ô tô sử dụng cơ cấu phối khí thay đổi pha phối khí tùy thuộc chế độ tốc độ của động cơ. Ngoài ra, đối với động cơ xăng để đạt điều kiện này thì van tiết lưu phải mở hoàn toàn.  max Sự phụ thuộc của và vào có thể tóm tắt như sau Động cơ xăng thông thường (trừ động cơ phun xăng trực tiếp) hình thành hỗn hợp bên ngoài xilanh có hỗn hợp đồng nhất có giới hạn cháy hẹp.Quá trình cháy được coi là kinh tế nhất khi đạt max với hệ số dư lượng không khí . Trên cơ sở người ta tìm được max với . Động cơ diesel có hỗn hợp không đồng nhất với trong một giới hạn rất rộng (0,4-0,5 đến 10) , đạt max tại và max tại . Các giá trị nêu trên chính là các giá trị yêu cầu đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ để đạt max.  min Các bề mặt ma sát của động cơ phải được chế tạo sao cho ma sát là nhỏ nhất và chế độ bôi trơn là tốt nhất. Các yếu tố khác Góc đánh lửa sớm hay góc phun sớm, nhiệt độ nước làm mát… đạt giá trị tối ưu - Từ phân tích nêu trên ta đi đến những chất sau đây. Đặc tính ngoài tuyệt đối đối với động cơ xăng là đặc tính có thể gặp trong thực tế, vì nếu thỏa mãn các điều kiện nói trên thì động cơ vẫn làm việc bình thường. Ngược lại, đối với động cơ Diesel, khi trong khí thải có quá nhiều khói đen vì khói đen bắt đầu xuất hiện rõ rệt ngay khi tùy loại động cơ. Về nguyên tắc, động cơ không được phép làm việc trong vùng có khói đen. Vì vậy, đặc tính ngòai tuyệt đối của động cơ Diesel không có ý nghĩa đối với thực tế sử dụng. Về thực chất, đặc tính ngoài tuyệt đối là đặc tính giới hạn những chế độ làm việc có thể có của động cơ (đường 1). Hình 1.1 b.Đặc tính ngoài sử dụng Đặc tính ngoài sử dụng là đặc tính tốc độ của động cơ trong điều kiện sử dụng khi cơ cấu điều khiển nhiên liệu ở vị trí sao cho động cơ phát ra công suất định mức Neđm ứng với tốc độ vòng quay định mức nđm . Trong quá trình lấy đặc tính trên băng thử công suất, cơ cấu điều khiển nhiên liệu luôn ở vị trí giới hạn lớn nhất. Các thông số không nhất thiết phải đạt tối ưu tại mọi tốc độ vòng quay n như ở đặc tính ngoài. Riêng với động cơ Diesel, (tùy từng loại động cơ) để đảm bảo không phát thải khói đen. Vậy đặc tính ngoài sử dụng là đặc tính giới hạn các chế độ làm việc bình thường trong thực tế sử dụng của động cơ, từ đây về sau ta gọi vắn tắt là đặc tính ngoài. Đây là đặc tính quan trọng nhất của động cơ. Thông thường, nhà chế tạo động cơ cho đặc tính ngoài trong các tài liệu kỹ thuật đi kèm theo động cơ ở dạng đồ thị pe (Me), Ne, và ge=f(n). 2.Đặc tính bộ phận a.Động cơ xăng Hình 1.2. Hệ số nạp khi thay đổi tải 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ Hình 1.3. khi thay đổi tải 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ Từ đặc tính ngoài giảm tải để chuyển về chế độ tải bộ phận phải đóng nhỏ dần van tiết lưu. Tại mỗi một tốc độ vòng quay xác định, các biến số thay đổi như sau.  : giảm rất nhanh khi càng đóng nhỏ van tiết lưu, (Hình 1.2). Đường 1 là đường đặc tính ngoài ứng với toàn tải, đường 2 ứng với tải trung bình, đường 3 ứng với tải nhỏ. Các đường đều hội tụ về một điểm chung trên trục tung, vì khi tốc độ n bằng 0 thì tiết lưu không còn tác dụng nữa.  : do tăng nhanh khi đóng van tiết lưu nên giảm, trong khi thay đổi ít nên giảm. (Hình 1.3)  : xác định theo .Khi đóng dần van tiết lưu pm tăng, và giảm nên cũng giảm và càng giảm nhanh khi tải càng nhỏ. (Hình 1.4) Trên cơ sở phân tích trên, diễn biến các đặc tính bộ phận của động cơ xăng cụ thể như sau. Hình 1.5. Đặc tính bộ phận động cơ xăng Me 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ Hình 1.6. Đặc tính bộ phận động cơ xăng Ne 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ Me: momen Me giảm nhanh khi càng đóng nhỏ van tiết lưu nên các đường mômen càng dốc, chế độ làm việc càng ổn định, (Hình 1.5) Ne: xây dựng từ Me , (Hình 1.6) ge : do giảm và giảm nhanh khi càng đóng nhỏ van tiết lưu nên các đặc tính bộ phận cao lên và có độ võng càng lớn. Nếu hệ thống nhiên liệu có làm đậm thì hòa khí bớt đậm khi giảm tải nên tăng , do đó tích lớn nhất và ge nhỏ nhất tại đường 1’ sau toàn tải một chút. (Hình 1.7) Gnl: Do thay đổi ít nhưng giảm nhanh khi giảm tải nên các đường bộ phận càng hạ xuống dưới so với đặc tính ngoài (đường 1), (Hình 1.8) b.Động cơ diesel Từ chế độ toàn tải (đặc tính ngoài) giảm tải để chuyển về chế độ tải bộ phận phải dịch chuyển cơ cấu điều khiển nhiên liệu về vị trí giảm cung cấp nhiên liệu và giữ cố định ứng với mỗi đặc tính bộ phận. Tại mỗi một tốc độ vòng quay xác định các biến số thay đổi như sau. Hình 1.9. gct trên đặc tính bộ phận động cơ diesel 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ Hình 1.10. Ƞm trên đặc tính bộ phận động cơ diesel 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ gct : dạng của gct giống như ở đặc tính ngoài nhưng giảm khi giảm tải, (Hình 1.9)  :khi giảm tải, hệ số dư lượng không khí tăng (vì gct giảm). Theo đặc tính , thì tăng một chút rồi giảm nhưng thay đổi không nhiều.  :khi giảm tải gct giảm là nhân tố quyết định làm giảm nhưng giữ dạng giống tính ngoài, (Hình 1.10). Trên cơ sở đó ta đi xây dựng và phân tích đặc tính bộ phận của động cơ Diesel như sau: Me: Me giảm khi giảm tải chủ yếu do gct và giảm còn thay đổi ít. Ngoài ra, do dạng của gct và khi thay đổi tải giống nhau nên dạng Me ở đặc tính bộ phận giống dạng Me ở đặc tính ngoài,(Hình 1). Nói cách khác, đặc tính bộ phận Me của động cơ Diesel đều rất thoải nên tính ổn định với máy công tác kém ở mọi chế độ tải trọng. Vì vậy, động cơ Diesel phải có điều tốc để giữ ổn định tốc độ vòng quay n. Ne: do Me ở chế độ bộ phận cũng rất thoải nên Ne đều tăng nhanh trong vùng tốc độ làm việc và cực đại trong cùng khói đen cách khá xa tốc độ nđm, () Hình 1.12. Đặc tính bộ phận Ne động cơ diesel 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ ge : ge ở chế độ bộ phận lớn hơn so với ở chế độ đặc tính ngoài vì thay đổi ít và giảm. Dạng của ge cũng giống với đặc tính ngoài, (Hình 1.13). Cần lưu ý là khi giảm tải từ toàn tải, tăng và ban đầu tăng một chút , nên có một vị trí cơ cấu điều khiển nhiên liệu tương ứng với tải nhỏ hơn cần tải một chút mà tại đó tích max nên ge thực sự nhỏ nhất đường 1’ trên hình Hình 1.13. Đặc tính bộ phận ge động cơ diesel 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ; 1’. Tải ứng với ge min Gnl : có thể dễ dàng xác định đặc tính của Gnl, (Hình 1.14) Hình 1.14. Đặc tính bộ phận Gnl động cơ diesel 1. Toàn tải; 2. Tải trung bình; 3. Tải nhỏ; 1’. Tải ứng với ge min 3.Sơ đồ tổng quát bệ thử Hình 1.15. Các thành phần chính của bệ thử đông cơ Ngoài ra bệ thử cần có các thiết bị để đo các thông số vận hành như: Số vòng quay trục khuỷu, mức tiêu thụ nhiên liệu, mức tiêu thụ khí nạp, nhiệt đọ của môi chất công tác . C.THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PTI 500HP DYNAMOMETER SYSTEM 1.Thiết bị tạo tải và đo lực bằng phanh thủy lực a.Vị trí lắp đặt và sơ đồ lắp đặt máy Hình 1.17. Sơ đồ cung cấp và xả nước cho hệ thống băng thử động cơ Yêu cầu: Bê tông sàn ít nhất phải dày đến 200 mm, cường độ chịu nén là 20,684 kPa. Vị trí lắp đặt máy: Thiết bị thử tải phải cô lập với các máy khác hoặc thiết bị khác để tránh rung động ảnh hưởng đến máy. Chiều cao trần phụ thuộc vào chiều cao của máy, tối thiểu là 4,9m. Nó được lắp đặt trong phòng cách âm tiếng ồn. Vật liệu cách âm, cách lửa, chống ẩm. Các cửa ra vào nên lắp đặt có tấm đệm tránh tiếng ồn. Lắp đặt cố định máy Hình 1.19. Khoan và chèn bu long neo Sử dụng đúng kích cỡ khoan, khoan lỗ neo bằng cách sử dụng gắn miếng đệm như một bản mẫu. Khoan lỗ đủ sâu để đủ chiều dài thanh neo. Đường kính khoan lỗ đủ để lọt đường kính bu lông neo. Chèn bu lông neo vào các lỗ khoan như hình, đầu của bu lông neo nên điệm các miếng đệm càng tốt. Chèn bu lông kích vào các tấm lót lắp đặt và sử dụng bu lông để lắp. Neo đúng cách, an toàn với sàn nhà hay hàn chúng vào dầm I trong các thiết bị thử nghiệm. Trong hình (bên dưới) hướng dẫn góc độ đã ở vị trí thích hợp và là một phần của một bộ phận lắp đặt cố định. Hình 1.20. Bảng vẽ móng máy b.Lắp đặt hệ thống nước Dòng chảy cung cấp nước phụ thuộc máy bơm, đối với băng thử này thì cần máy bơm cung cấp nước cho băng thử ít nhất là 10HP Một nguồn cung cấp bổ sung nước là cần thiết để làm mát động cơ, dòng chảy cung cấp này cũng phụ thuộc vào lưu lượng nước đi qua động cơ để làm mát. Kết nối các đường ống cung cấp cho hệ thống. Bạn sẽ có trách nhiệm cung cấp kết nối đường nước xả của máy cho chảy tự do đến một đường thoát nước hoặc một hệ thống tuần hoàn nước (nếu có) cho cơ sở của bạn.

TRƯỜNG SỸ QUAN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

2 Nguyễn Tiến Anh

3 Đinh Hữu Công

4 Nguyễn Trần Thành Đạt

5 Cung Trung Dũng

6 Đoàn Nam Hải

7 Nguyễn Phước Hảo

8 Phạm Ngọc Hiếu

Giáo viên hướng dẫn: 3/ Ks Nguyễn Minh Nhật

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ 5

I ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ .5 A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 5

B PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ .5 C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PTI 500HP DYNAMOMETER SYSTEM 16

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 28

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 30

II ĐO HÀM LƯỢNG CÁC THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 31

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 31

B PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN KHÍ THẢI 32

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 41

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 50

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 57

CHƯƠNG 2 THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ 61

I ĐO CÔNG SUẤT Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ CÔNG SUẤT 61

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 61

B PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT CỦA Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ CON LĂN 61

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM FPS 2700 63

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 66

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 66

II ĐO TRƯỢT NGANG CỦA Ô TÔ 68

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 68

B PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRƯỢT NGANG 69

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 71

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 73

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 75

III ĐO QUÁ TRÌNH PHANH CỦA Ô TÔ TRÊN BỆ THỬ 77

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 77

B PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PHANH 77

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 79

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 81

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 86

CHƯƠNG 3 THỬ NGHIỆM Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 90

I ĐO QUÁ TRÌNH TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ 90

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 90

B PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĂNG TỐC CỦA Ô TÔ 90

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 95

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 97

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 98

II ĐO QUÁ TRÌNH PHANH CỦA Ô TÔ 99

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 99

B PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH CỦA Ô TÔ 99

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 103

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 105

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 105

III ĐO QUÁ TRÌNH QUAY VÒNG 107

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 107

B PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ QUAY VÒNG CỦA Ô TÔ 107

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 111

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 111

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 112

IV ĐO QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG 114

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 114

B PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ÊM

DỊU CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ 114

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 117

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 117

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 117

CHƯƠNG 1 THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ

I ĐO CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRÊN BỆ THỬ CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ

B PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ

 Đặc tính tốc độ là đặc tính pe (Me), Ne, ge và Gnl phụ thuộc vào tốc độvòng quay n với những điều kiện nhất định về vị trí của cơ cấu điều khiển cung cấpnhiên liệu Những điều kiện đó sẽ được trình bày khi khảo sát từng đặc tính tốc độ

a Đặc tính ngoài tuyệt đối

 - Là đặc tính tốc độ với công suất có ích Ne luôn đạt giá trị giới hạn lớnnhất mà động cơ có thể đạt được ứng với mỗi chế độ tốc độ n

 Điều kiện xác lập đặc tính ngoài tuyệt đối như sau111Equation Chapter(Next) Section 1:

212\* MERGEFORMAT (.)

 Tại mỗi n xác định Ne đạt max khi pe max Khi đó phải thỏa mãn đồng

thời các điều kiện , max và min Sau đây ta sẽ phân tích những điều kiệnnày một cách chi tiết hơn

 Để đạt hệ số nào lớn nhất có thể, động cơ phải có pha phối khí tốt nhấttại mọi tốc độ vòng quay n Hiện nay đã có một số hãng ô tô sử dụng cơ cấu phốikhí thay đổi pha phối khí tùy thuộc chế độ tốc độ của động cơ Ngoài ra, đối vớiđộng cơ xăng để đạt điều kiện này thì van tiết lưu phải mở hoàn toàn

 Sự phụ thuộc của và vào có thể tóm tắt như sau

 Động cơ xăng thông thường (trừ động cơ phun xăng trực tiếp) hìnhthành hỗn hợp bên ngoài xilanh có hỗn hợp đồng nhất có giới hạn cháy hẹp.Quátrình cháy được coi là kinh tế nhất khi đạt max với hệ số dư lượng không khí

Trên cơ sở người ta tìm được max với

 Động cơ diesel có hỗn hợp không đồng nhất với trong một giới hạn

rất rộng (0,4-0,5 đến 10) , đạt max tại và max tại

 Các giá trị nêu trên chính là các giá trị yêu cầu đối với hệ thống cung

cấp nhiên liệu của động cơ để đạt max

 - Từ phân tích nêu trên ta đi đến những chất sau đây Đặc tính ngoài

tuyệt đối đối với động cơ xăng là đặc tính có thể gặp trong thực tế, vì nếu thỏa mãncác điều kiện nói trên thì động cơ vẫn làm việc bình thường Ngược lại, đối vớiđộng cơ Diesel, khi trong khí thải có quá nhiều khói đen vì khói đenbắt đầu xuất hiện rõ rệt ngay khi tùy loại động cơ Về nguyên tắc, động

cơ không được phép làm việc trong vùng có khói đen Vì vậy, đặc tính ngòai tuyệtđối của động cơ Diesel không có ý nghĩa đối với thực tế sử dụng Về thực chất, đặctính ngoài tuyệt đối là đặc tính giới hạn những chế độ làm việc có thể có của động

cơ (đường 1) Error: Reference source not found

b Đặc tính ngoài sử dụng

 Đặc tính ngoài sử dụng là đặc tính tốc độ của động cơ trong điều kiện

sử dụng khi cơ cấu điều khiển nhiên liệu ở vị trí sao cho động cơ phát ra công suấtđịnh mức Neđm ứng với tốc độ vòng quay định mức nđm Trong quá trình lấy đặc tínhtrên băng thử công suất, cơ cấu điều khiển nhiên liệu luôn ở vị trí giới hạn lớn nhất

 Các thông số không nhất thiết phải đạt tối ưu tại mọi tốc độ vòng quay

n như ở đặc tính ngoài Riêng với động cơ Diesel, (tùy từng loại độngcơ) để đảm bảo không phát thải khói đen

 Vậy đặc tính ngoài sử dụng là đặc tính giới hạn các chế độ làm việcbình thường trong thực tế sử dụng của động cơ, từ đây về sau ta gọi vắn tắt là đặctính ngoài Đây là đặc tính quan trọng nhất của động cơ Thông thường, nhà chế tạođộng cơ cho đặc tính ngoài trong các tài liệu kỹ thuật đi kèm theo động cơ ở dạng

đồ thị pe (Me), Ne, và ge=f(n)

2 Đặc tính bộ phận

a Động cơ xăng

Hình 1.1 Hệ số nạp khi thay đổi tải

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

Hình 1.2 khi thay đổi tải

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

 Từ đặc tính ngoài giảm tải để chuyển về chế độ tải bộ phận phải đóngnhỏ dần van tiết lưu Tại mỗi một tốc độ vòng quay xác định, các biến số thay đổinhư sau

 : giảm rất nhanh khi càng đóng nhỏ van tiết lưu, (Hình 1.1).Đường 1 là đường đặc tính ngoài ứng với toàn tải, đường 2 ứng với tải trungbình, đường 3 ứng với tải nhỏ Các đường đều hội tụ về một điểm chung trên trụctung, vì khi tốc độ n bằng 0 thì tiết lưu không còn tác dụng nữa

 : do tăng nhanh khi đóng van tiết lưu nên giảm, trongkhi thay đổi ít nên giảm (Hình 1.2)

 : xác định theo .Khi đóng dần van tiết lưu pm

tăng, và giảm nên cũng giảm và càng giảm nhanh khi tải càng nhỏ.(Error: Reference source not found)



Hình 1.7 Đặc tính bộ phận động cơ xăng ge

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

Hình 1.4 Đặc tính bộ phận động cơ xăng N e

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

 Me: momen Me giảm nhanh khi càng đóng nhỏ van tiết lưu nêncác đường mômen càng dốc, chế độ làm việc càng ổn định, (Hình 1.3)

 Ne: xây dựng từ Me , (Hình 1.4)

 ge : do giảm và giảm nhanh khi càng đóng nhỏ van tiết lưu nên các đặctính bộ phận cao lên và có độ võng càng lớn Nếu hệ thống nhiên liệu có làm đậmthì hòa khí bớt đậm khi giảm tải nên tăng , do đó tích lớn nhất và ge nhỏ nhấttại đường 1’ sau toàn tải một chút (Error: Reference source not found)

 Gnl: Do thay đổi ít nhưng giảm nhanh khi giảm tải nên cácđường bộ phận càng hạ xuống dưới so với đặc tính ngoài (đường 1), (Error:Reference source not found)

b Động cơ diesel

 Từ chế độ toàn tải (đặc tính ngoài) giảm tải để chuyển về chế độ tải bộphận phải dịch chuyển cơ cấu điều khiển nhiên liệu về vị trí giảm cung cấp nhiênliệu và giữ cố định ứng với mỗi đặc tính bộ phận Tại mỗi một tốc độ vòng quay xácđịnh các biến số thay đổi như sau

Hình 1.5 gct trên đặc tính bộ phận động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

Hình 1.6 Ƞm trên đặc tính bộ phận động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

 gct : dạng của gct giống như ở đặc tính ngoài nhưng giảm khigiảm tải, (Hình 1.5)

 :khi giảm tải, hệ số dư lượng không khí tăng (vì gct giảm).Theo đặc tính , thì tăng một chút rồi giảm nhưng thay đổi không nhiều

Hình 1.11 Đặc tính bộ phận Me động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

 :khi giảm tải gct giảm là nhân tố quyết định làm giảm nhưng giữ dạng giống tính ngoài, (Hình 1.6)

Trên cơ sở đó ta đi xây dựng và phân tích đặc tính bộ phận của động cơDiesel như sau:

 Me: Me giảm khi giảm tải chủ yếu do gct và giảm còn thayđổi ít Ngoài ra, do dạng của gct và khi thay đổi tải giống nhau nên dạng Me ởđặc tính bộ phận giống dạng Me ở đặc tính ngoài,(Hình 1) Nói cách khác, đặctính bộ phận Me của động cơ Diesel đều rất thoải nên tính ổn định với máy côngtác kém ở mọi chế độ tải trọng Vì vậy, động cơ Diesel phải có điều tốc để giữ

ổn định tốc độ vòng quay n

 Ne: do Me ở chế độ bộ phận cũng rất thoải nên Ne đều tăng nhanh trong vùng tốc độ làm việc và cực đại trong cùng khói đen cách khá xa tốc độ nđm, ()

Hình 1

Hình 1.7 Đặc tính bộ phận N e động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

 ge : ge ở chế độ bộ phận lớn hơn so với ở chế độ đặc tính ngoài vìthay đổi ít và giảm Dạng của ge cũng giống với đặc tính ngoài, (Hình 1.8).Cần lưu ý là khi giảm tải từ toàn tải, tăng và ban đầu tăng một chút , nên cómột vị trí cơ cấu điều khiển nhiên liệu tương ứng với tải nhỏ hơn cần tải mộtchút mà tại đó tích max nên ge thực sự nhỏ nhất đường 1’ trên hình

Hình 1.8 Đặc tính bộ phận ge động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ; 1’ Tải ứng với ge min

 Gnl : có thể dễ dàng xác định đặc tính của Gnl, (Hình 1.9)

Hình 1.9 Đặc tính bộ phận G nl động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ; 1’ Tải ứng với g e min

3 Sơ đồ tổng quát bệ thử

Hình 1.10 Các thành phần chính của bệ thử đông cơ

 Ngoài ra bệ thử cần có các thiết bị để đo các thông số vận hành như: Sốvòng quay trục khuỷu, mức tiêu thụ nhiên liệu, mức tiêu thụ khí nạp, nhiệt đọ củamôi chất công tác

Hình 1.16 Sơ đồ lắp đặt hệ thống băng thử

C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM PTI 500HP DYNAMOMETER SYSTEM

1 Thiết bị tạo tải và đo lực bằng phanh thủy lực

a Vị trí lắp đặt và sơ đồ lắp đặt máy

Hình 1.11 Sơ đồ cung cấp và xả nước cho hệ thống băng thử động cơ

Hình 1.18 Độ dày lớp bê tông nền cần thiết

 Chiều cao trần phụ thuộc vào chiều cao của máy, tối thiểu là 4,9m

 Nó được lắp đặt trong phòng cách âm tiếng ồn Vật liệu cách âm, cáchlửa, chống ẩm

 Các cửa ra vào nên lắp đặt có tấm đệm tránh tiếng ồn

 Lắp đặt cố định máy

Hình 1.12 Khoan và chèn bu long neo

 Sử dụng đúng kích cỡ khoan, khoan lỗ neo bằng cách sử dụng gắnmiếng đệm như một bản mẫu Khoan lỗ đủ sâu để đủ chiều dài thanh neo Đườngkính khoan lỗ đủ để lọt đường kính bu lông neo

 Chèn bu lông neo vào các lỗ khoan như hình, đầu của bu lông neo nênđiệm các miếng đệm càng tốt

 Chèn bu lông kích vào các tấm lót lắp đặt và sử dụng bu lông để lắp

 Neo đúng cách, an toàn với sàn nhà hay hàn chúng vào dầm I trong cácthiết bị thử nghiệm Trong hình (bên dưới) hướng dẫn góc độ đã ở vị trí thích hợp và

 Kết nối các đường ống cung cấp cho hệ thống Bạn sẽ có trách nhiệmcung cấp kết nối đường nước xả của máy cho chảy tự do đến một đường thoát nướchoặc một hệ thống tuần hoàn nước (nếu có) cho cơ sở của bạn

Hình 1.16 Sơ đồ hệ thống nước xả tuần hoàn

Chú ý: khi lắp đặt hệ thống tuần hoàn nước thì :

 Bể chứa nước hồi phải thấp hơn đường ống xả nước ra

 Phải có bộ phận giảm nhiệt độ nước từ băng thử và động cơ xả ra

 Van điều khiển nước cần phải được cài đặt gần với băng thử Cài đặtvan với một khoảng cách gần với băng thử để kiểm soát tối ưu của hệ thống Kết nốicác ống nước từ van điều khiển nước đến cổng đầu vào hệ thống cung cấp nước

Hình 1.17 Van điều khiển

 Kết nối đường nước vào ra cho bộ phận làm mát và động cơ thử tải

Hình 1.18 Đường nối

c Lắp đặt đường khí

Khí cung cấp cho bộ điều khiển lưu lương nước vào băng thử:

 Các băng thử được cung cấp với một bộ lọc khí nhỏ gọn và điều chỉnhlượng khí cung cấp vào, thường thì khoảng 4 đến 5 PSI

Hình 1.19 Cung cấp khí cho bộ điều chỉnh lưu lượng nước

Hình 1.20 Lắp đặt đường khí cho bộ điều chỉnh lưu lượng nước

 Kết nối một đầu của áp suất không khí điều chỉnh với một ống và cuối

đó vào hệ thống điện khí nén điều khiển thiết bị truyền động phù hợp (bên phải).Lắp đặt vị trí các ống càng ngắn càng tốt để tạo điều kiện cho khí đi qua đủ để cungcấp khí cho bộ phận kẹp thời điểm Kết nối đầu kia của máy áp suất khí với mộtống, mà ống kết nối đó phải có khóa phù hợp kiểm soát quá trình cung cấp khí

2 Cảm biến

a Lắp đặt bộ phận cảm biến nhiệt

 Bộ phận cảm biến nhiệt độ dùng để truyền tín hiệu nhiệt độ củanước trước khi và và nhiệt độ nước xả ra của băng thử tải:

 Vị trí số 1 là lắp cảm biến đo nhiệt độ nước trước khi vào băng thử tải

 Vị trí số 1 là lắp cảm biến đo nhiệt độ nước xả ra từ băng thử tải

Hình 1.21 Vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ

b Lắp đặt cáp truyền tín hiệu điều khiển

 Cáp điều khiển lưu lượng nước vào băng thử Vị trí A là lắp dây tínhiệu điều khiển lưu lượng nước

Hình 1.22 Vị trí lắp đặt cáp tín hiệu

 Kết nối cáp cảm biến đo áp lực nước vào ở vị trí B như hình

 Kết nối cảm biến đo áp lực dầu trên động cơ

 Kết nối cáp cảm biến đo sức căn mô men xoắn với tủ điều khiển

 Kết nối cáp cảm biến từ đo tốc độ của băng thử với tủ điều khiển

 Lắp đặt động cơ vào vị trí lắp đặt chuẩn bị cho quá trình thử tải

3 Điều khiển

a Lắp đặt bộ phận xử lý và điều khiển thử tải

 Bộ phận xử lý và xuất dữ liệu từ băng thử bao gồm: bộ máy tính, máy in

Hình 1.23 Lắp đặt bộ phận xử lý và xuất dữ liệu

 Lắp đặt cáp truyền tín hiệu từ tủ hệ thống thu nhận tín hiệu đến bộ phận

xử lý dữ liệu(máy tính) ở vị trí A2 như hình

Hình 1.24 Vị trí lắp dây tín hiệu

b Lắp đặt bộ điều chỉnh ga cho động cơ

 Lắp bộ điều chỉnh ga lên thân băng tải (hình ở vị trí số 3)

 Vị trí lắp đặt thích hợp là vị trí đường dây ga tương đối và không bịvướn so với cần ga trên động cơ thử

 Chú ý:

 Khi lắp dây ga thì đưa cần ga về vị trí 0

 Kéo dây ga đến bộ điều chỉnh ga (trước khi cố định dây ga trên bộ điềuchỉnh ga thì dây ga phải được vòng 2 vòng trên trục cố định dây)

Hình 1.25 Lắp đặt bộ điều chỉnh ga

 Kết nối dây ga cho động cơ và bộ điều chỉnh ga

Hình 1.26 Lắp đặt bộ điều chỉnh ga với động cơ

 Kết nối cáp tín hiệu bộ điều chỉnh ga với tủ điều khiển

Hình 1.27 Lắp đặt cáp tín hiệu bộ điều chỉnh ga

D TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

 Khi động cơ đã được chuẩn bị để sẵn sàng cho việc kiểm tra, bao gồm

gá đặt động cơ lên giá, lắp đặt các bộ phận như cánh quạt, trục dẫn động, hệ thốnglàm mát động cơ, v.v…thì có thể sẵn sàng các bước tiếp theo cho quá trình kiểm tra.Khi đã chuẩn bị đầy đủ và an toàn hệ thống, kiểm tra các kết nối, nguồn điện vàđộng cơ thì có thể sẵn sàng cho hệ thống hoạt động

1 Các bước thông thường để kiểm tra

a Nối dây ga cho cho động cơ

Nếu thiết bị kéo ga được sử dụng, đặt thiết bị kéo ga ở vị trí thấp nhất (Dây kéo hơi lỏng ở vi trí này)

b Khởi động bộ điều khiển LT`

Để khởi động bộ điều khiển LT, nhấn nút xanh phía bên ngoài hộp điều khiển

c Khởi động máy tính điều khiển

Khởi động máy tính, màn hình hiển thị và máy in đi kèm Hệ thống thu thập

dữ liệu PowerNet LT và phần mềm điều khiển sẽ được khởi động tự động

d Đăng nhập mật khẩu

Đăng nhập hệ thống của bạn từ menu trên giao diện chính Nhập tên truy cập

và mật khẩu

e Tải mẫu ứng dụng

Tải mẫu ứng dụng bằng cách chọn File - Open - Template từ giao diện chính.

Mẫu ứng dụng được lấy theo điều kiện làm việc bình thường từng kiểu động cơ Nếu một mẫu ứng dụng không tồn tại sẵn thì người quản lý chính phải tạo một mẫu ứng dụng mới

f Hiệu chuẩn thiết bị kéo ga

Trước khi khởi động động cơ, thiết bị kéo ga phải được hiệu chuẩn với mỗi kiểu động cơ mới được kiểm tra Điều này là quan trọng để đảm bảo sự vận hành chính xác Việc vận hành đúng được thể hiện ở khoảng cách giữa động cơ mới và thiết bị kéo ga Cách thức để hiệu chuẩn được thể hiện ở chương 4, LT Controller Interface

g Khởi động các hệ thống phụ trợ

Khởi động hệ thống nước tuần hoàn như cột làm mát, bơm, v.v… Ngoài ra các hệ thống thông gió cũng phải được kiểm tra đảm bảo khả năng hoạt động Khởi động hệ thống cấp nhiên liệu (Khi tay ga đã được hiệu chuẩn và các hệ thống phụ trợ đã khởi động) Động cơ đã có thể bắt đầu hoạt động

h Bắt đầu đo kiểm tra kết quả

Sau khi tay ga đã được hiệu chuẩn và các hệ thông phụ trợ đã được bật lên Nếu chu trình kiểm tra khép kín bắt đầu hoạt động, nhấn nút Play trên giao diện

Chạy chương trình mẫu Nếu không thấy xuất hiện chương trình mẫu để chạy, chọn một mẫu từ File hoặc hỏi ý kiến của người quản lý chính.

2 Sau khi hoàn thành quá trình kiểm tra

d Lưu trữ kết quả đo

Từ giao diện chính, chọn File - Save as - Data Space Để in báo cáo kết quả

đo, chọn File - Print từ menu trên giao diện chính.

e Tắt máy tính điều khiển

Tắt máy tính điều khiển bằng cách chọn File - Shut Down System.

f Tắt hệ thống điều khiển LT

Để tắt hệ thống điều khiển LT, nhấn nút đỏ trên hộp điều khiển

E ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Bảng giá trị kết quả đo

Hình 1.28 Đặc tính bộ phận M e động cơ diesel

1 Toàn tải; 2 Tải trung bình; 3 Tải nhỏ

 Đường Me ở thí nghiệm giảm mạnh hơn so với đường Me lý thuyết

II ĐO HÀM LƯỢNG CÁC THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

A MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

 Hiện nay, giới hạn về hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thảiĐCĐT đuợc quy định rất chặt chẽ ở nhiều quốc gia Chúng ta ngày càng có nhậnthức rõ ràng hơn về tác động tiêu cực của khí thải đối với con người, môi trườngsinh thái và đã có những biện pháp tích cực nhằm hạn chế tác động này

 Tuy nhiên, việc xác định hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thảikhông chỉ nhằm đáp ứng yêu cầu của các điều luật mà còn nhằm cung cấp thông tinrất hữu ích cho việc đánh giá và phân tích quá trình cháy diễn ra trong động cơ.Hàm lượng HC và CO trong khí thải là một thông số đánh giá hiệu suất của quátrình cháy Các sản phẩm này phụ thuộc rất mạnh vào mức độ chính xác của việc

định lượng lượng nhiên liệu cấp cho 1 chu trình, mức độ hoà trộn giữa không khí vànhiên liệu, cũng như lượng và chất của không khí nạp mới vào xi lanh dưới nhữngđiều kiện vận hành khác nhau.

 Ngoài ra, trong quá trình phân tích khí thải, người ta còn quan tâm đếnhàm lượng O2 và CO2 nhằm phục vụ việc xác định tỷ số A/F của hỗn hợp cháytrước đó đã xảy ra trong xi lanh Đây là tín hiệu điều khiển ngược quan trọng đốivới các động cơ có hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử dùng vòng lặp kín

B PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN KHÍ THẢI

1 Các phương pháp lấy mẫu

a Lấy mẫu thể tích không đổi

 Khi thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu ĐCĐT và PTCGĐB thường

sử dụng phương pháp Lấy mẫu thể tích không đổi-CVS (Constant Volume

Sampling) (

 Phương pháp CVS đã được thông qua tại Châu Âu vào năm 1982 Vớiphương pháp này, khí thải được làm loãng với không khí môi trường (đã được lọcsạch) nhằm duy trì mức lưu lượng tổng (khí thải + không khí pha loãng) là khôngđổi trong mọi điều kiện vận hành Công việc này nhằm mô phỏng điều kiện phaloãng của khí thải trong không khí bao quanh tại đầu ống thải Một hệ thống bơmđặc biệt được sử dụng để duy trì lưu lượng khí thải và không khí pha loãng theo một

tỷ lệ nhất định (lượng không khí pha loãng được điều chỉnh tuỳ theo thể tích khí thảinhất thời của phương tiện) Trong quá trình thử, một phần không đổi của hỗn hợpkhí (khí thải đã được pha loãng) sẽ được trích và thu thập trong các túi chứa Ở cuốiquá trình thử, hàm lượng các chất ô nhiễm trong túi chứa khí mẫu sẽ tương ứng vớihàm lượng trung bình của tổng lượng hỗn hợp (khí thải + không khí pha loãng) đãđược trích Do thể tích tổng của hỗn hợp được giám sát nên chúng ta có thể dùnghàm lượng các chất ô nhiễm (trong khí mẫu) làm cơ sở tính toán khối lượng của cácchất ô nhiễm phát thải từ phương tiện (hoặc ĐCĐT) trong quá trình thử Ưu điểmcủa phương pháp này là tránh được sự ngưng tụ của hơi nước có trong khí thải (do

Hình 1.37 Hệ thống lấy mẫu khí kiểu CVS dùng cho quá trình thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu.

vậy tránh được hiện tượng giảm đáng kể lượng NOx trong khí mẫu) Ngoài ra, sự

pha loãng còn ngăn chặn có hiệu quả hiện tượng các hợp chất (nhất là các loại

hydrocarbon) trong khí thải phản ứng với nhau Tuy nhiên, quá trình pha loãng cũng

sẽ làm cho hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí mẫu giảm với tỷ lệ tương ứng (so

với khí thải của phương tiện thử) Do vậy, cần phải sử dụng các thiết bị phân tích có

độ nhạy cao hơn

 Với động cơ diesel, để tránh nguy cơ ngưng tụ của các sản phẩmhydrocarbon nặng, trong túi chứa khí thải cần bố trí một đường ống sấy nóng (với

nhiệt khoảng 190oC), để phân tích liên tục lượng thải HC Khí mẫu cần chuyển

động trong đường ống pha loãng có chiều dài đủ lớn trước khi được lấy mẫu để

phân tích hàm lượng PM Sơ đồ hệ thống lấy mẫu khí kiẻu CVS của hãng AVL List

GmbH được trình bày trên (

Hình 1.38 Hệ thống lấy mẫu khí kiểu CVS của hãng AVL List GmbH, [8]

 Đối với trường hợp thử nghiệm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nặng(Heavy-duty Engine) và các động cơ phi đường bộ (Off-road Application Engine),việc xác định hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thải thường được tiến hành trên

bệ thử động cơ Khi đó, khí thải có thể được lấy mẫu trực tiếp (từ hệ thống thải củađộng cơ) và phân tích ngay mà không qua quá trình pha loãng (Hình 1.30)

Hình 1.30 Sơ đồ bố trí thiết bị và hệ thống lấy mẫu khí thải khi thử nghiệm

ô nhiễm công nhận kiểu ĐCĐT trên PTCGĐB hạng nặng, [8].

1- Phanh thử; 2- Thiết bị đo lưu lượng khí nạp tiêu thụ;

3-Thiết bị đo mức tiêu thụ nhiên liệu; 4- Tủ phân tích hàm lượng các chất ô nhiễm; 5- Hệ thống thiết bị phục vụ việc pha loãng và lấy mẫu khí để xác định hàm lượng PM; 6-Thiết bị đo độ mờ khí thải diesel; 7-Đường ống thải; 8-Động cơ thử nghiệm

b Phương pháp lấy trực tiếp

 Đối với các PTCGĐB và ĐCĐT đang sử dụng, phương pháp lấy mẫukhí và quy trình kiểm tra để xác định mức ô nhiễm đơn giản hơn khá nhiều Với cáctrường hợp này, khí mẫu thường được lấy trực tiếp trên đường ống thải của động cơ(nhờ bơm hút đã được tích hợp sẵn trong thiết bị), sau đó qua một số bầu lọc (đểloại trừ nước và các tạp chất) trước khi được dẫn vào khoang đo của thiết bị Khímẫu sau khi phân tích có thể được thải trực tiếp ra môi trường (do lượng khí lấymẫu là khá nhỏ) hoặc được dẫn quay về đường thải của động cơ

 Cần chú ý đảm bảo độ kín của đường ống dẫn khí mẫu (từ đầu lấymẫu đến thiết bị đo) cũng như đảm bảo độ cắm sâu của đầu lấy mẫu trong đườngống thải của động cơ (thường yêu cầu 30 cm) để tránh làm pha loãng khí mẫu (do

sự lọt khí từ môi trường và sự dao động dạng mạch đập trên đường thải) có thểgây sai lệch nhiều kết quả đo

2 Phương pháp đo hàm lượng CO, CO 2

 Để đo hàm lượng CO, CO2 (và cả HC) thường sử dụng phương pháphấp thụ tia hồng ngoại Nguyên lý đo dựa trên sự hấp thụ bức xạ hồng ngoại của cácloại khí này Ví dụ, CO hấp thụ tia hồng ngoại với bước sóng khoảng 4,6 mm; CO2với bước sóng 4,2 mm và HC với bước sóng khoảng 3,3 mm (Hình 4) CO và CO2được tính theo % thể tích còn HC được tính theo ppm

Hình 1.40 Biểu đồ hấp thụ tia hồng ngoại của CO, CO2 và HC, [8].

 Tổng số bức xạ bị hấp thụ được xác định bởi công thức Beer, [8]:

trong đó : Ci là hàm lượng của loại khí thứ i

Ql là hệ số hấp thụ

L là độ dài đường dẫn quang học

 Ngoài phương pháp hấp thụ tia hồng ngoại, có thể dùng phương phápđốt cháy để phân tích hàm lượng CO trong khí thải ĐCĐT

 Thiết bị đo hàm lượng CO, CO2

Hình 1.31 : Theo phương pháp hấp thu tia hồng ngoại

Hình 1.42 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị phân tích hồng ngoại không phân tán

3 Phương pháp đo hàm lượng HC

 Hàm lượng HC trong khí thải có thể đo bằng phương pháp hấp thụ tiahồng ngoại như đã trình bày trong mục 1 Tuy nhiên, việc đo hàm lượng HC theonguyên lý hấp thụ tia hồng ngoại gặp phải một trở ngại lớn là rất khó phân tách tínhiệu đầu ra (vì trong khí mẫu chứa nhiều loại HC có dải hấp thụ hồng ngoại khácnhau)

 Do vậy, hiện nay thường sử dụng phương pháp i-ôn hoá ngọn lửa đểxác định hàm lượng HC trong khí thải Với phương pháp này, khí thải mẫu đượcphun vào ngọn lửa hyđrô, các phần tử HC sẽ cháy và bị i-on hoá Cường độ dòng i-

ôn đo được sẽ tỷ lệ với hàm lượng HC chưa cháy trong mẫu thử

Hình 1.43 Thiết bị đo hàm lượng HC

4 Phương pháp đo hàm lượng Nox

 Hàm lượng NOx trong khí mẫu được đo dựa theo nguyên lý phát quang

do phản ứng hoá học (một số loại nguyên tử/phân tử sẽ phát ra ánh sáng khi bị kíchthích điện bởi phản ứng hoá học) Phản ứng được dùng để đo hàm lượng NOx là:

NO + O3 + NO2 + O2 ==> NO2 + O2 + hn (4.2)

 Theo phản ứng (4.2), NO2 (Nitrogen Dioxide) được tạo thành ở trạngthái bị kích thích và sẽ phát ra ánh sáng (hn) khi trở về trạng thái điện tử cân bằngcủa nó Lượng ánh sáng được phát ra sẽ tỷ lệ với hàm lượng NO (tính theo ppm)nếu phản ứng xảy ra ở một nhiệt độ cố định

 Thiết bị đo:

Hình 1.32 Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo hàm lượng NO x bằng kỹ thuật phát quang do

PƯHH

 Ô zôn được sinh ra nhờ sự phóng điện cao áp vào khí O2 ở nhiệt độthấp, ánh sáng phát ra trong phản ứng trên được đo bằng bộ nhân quang và sau đóđược khuếch đại trước khi nó được chuyển đổi thành số liệu chỉ thị hàm lượng Nox.Trong khí thải động cơ còn có NO2 được phân tích bằng cách cho khí mẫu cần đoqua bộ xúc tác để chuyển đổi NO2 thành NO sau đó bằng cách đóng hoặc ngắt mạch

bọ chuyển đổi vào đường chứa khí mẫu cần phân tích ta có thể xác định được hàmlượng tương ứng NO và NOx

5 Phương pháp đo hàm lượng PM và độ khói

a Đo kích thước hạt PM

 Sử dụng thiết bị phân tích kích cỡ hạt PM kiểu va chạm xếp tầng, PMđược thổi qua một gic-lơ vào đĩa va chạm, làm cho dòng chảy thay đổi hướng độtngột 90 độ, những hạt PM có khối lượng lớn (quán tính lớn) sẽ không thể tiếp tụcchuyển động theo dòng chảy và bị va đập vào đĩa, trong khi đó các hạt PM có khốilượng nhỏ hơn có thể tiếp tục chuyển động qua các gíc-lơ nhỏ hơn, các hạt PM nhỏhơn sẽ bị giữ lại ở đĩa thứ 2 Bằng cách sử dụng một vài tầng va chạm liên tục, có

thể phân lượng thải PM thành các phần có kích thước hạt giảm dần Lượng PM trênmỗi đĩa ở các sẽ được cân.

Hình 1.33 Bộ quét di động xác định kích cỡ hạt PM

 Dòng khí thải được chuyển qua bộ va chạm quan tính để loại bỏ PMlớn, sau đó chuyển qua bộ trung hòa i-on, cuối cùng đi vào bộ phân tích lưu động visai- DMA, các hạt PM được phân tích theo tính lưu động điện của chúng, trườngđiện từ trong DMA tác động đến quỹ đạo của dòng khí mẫu chứa PM, chỉ những hạt

PM có quỹ đạo chính xác mới chuyển động vào được khe hẻ gần cửa ra của DMA.Sau khi thoát khỏi DMA, các hạt đã được phân loại đi vào bộ phận đo hàm lượngPM-CPC Như vậy thiết bị cung cấp thông tin về sự phân bố cỡ hạt và hàm lượngứng với mỗi cỡ hạt