Xác định lượng tiêu thụ không khí của động cơ diesel bằng thực nghiệm

Bài báo trình bày về hệ thống thí nghiệm động cơ trên bệ thử KI-2139B, các trang thiết bị thực nghiệm để đo lưu lượng khối lượng không khí nạp của động cơ diesel DSC-80, cũng như kết quả thực nghiệm đo lưu lượng không khí nạp của động cơ này khi sử dụng thiết bị đo lưu lượng khí nạp Mostek MF100 hiện đại.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định lượng tiêu thụ không khí của động cơ diesel bằng thực nghiệm THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 Xác định lượng tiêu thụ không khí của động cơ diesel bằng thư ̣c nghiêm ̣ Experimental determination of air flow of diesel Nguyễn Hà Hiệp, Lương Đình Thi, Vũ Đình Độ Học viện Kỹ thuật Quân sự, hahiepshippower@gmail.com Tóm tắt Bài báo trình bày về hệ thống thí nghiệm động cơ trên bệ thử KI-2139B, các trang thiết bị thực nghiệm để đo lưu lượng khối lượng không khí nạp của động cơ diesel DSC-80, cũng như kết quả thực nghiệm đo lưu lượng không khí nạp của động cơ này khi sử dụng thiết bị đo lưu lượng khí nạp Mostek MF100 hiện đại. Kết quả tính toán lý thuyết hệ số nạp và kết quả xác định bằng thực nghiệm hội tụ và trong giới hạn thích hợp. Từ khóa: Không khí, lưu lượng, động cơ diesel, bệ thử, thiết bị Mostek MF100, hệ số nạp. Abstract This paper presents an experimental system KI-2139B engine test, experimental equipment for measuring the mass air flow of the diesel engine DSC-80, as well as the air flow measurement results by using mass flow meter model Mostek MF100. Actual results of measurement of the intake air flow are compared with the theoretical calculation results through the filling ratio. The filling in suitable ratios are within limits. Keywords: Air, air flow, diesel, mass flow meter model Mostek MF100, filling ratio. 1. Đặt vấn đề Trong quá trình nghiên cứu về động cơ đốt trong (ĐCĐT) nói chung và động cơ diesel nói riêng, đặc biệt là khi tính toán chu trình công tác của ĐCĐT, một trong những thông số quan trọng cần xác định là lượng tiêu thụ không khí nạp của động cơ diesel trên một đơn vị thời gian, hay lưu lượng không khí nạp. Việc xác định chính xác lưu lượng của không khí nạp đi vào trong xy lanh động cơ có vai trò quan trọng, trên cơ sở thông số này có thể xác định được hệ số nạp, hệ số dư lượng không khí, tỷ số không khí/nhiên liệu - A/F, xác định lượng khí thải tuần hoàn trong các động cơ có hệ thống tuần hoàn khí thải - EGR,... Lưu lượng không khí nạp vào ĐCĐT có thể được đo bằ ng phương pháp trực tiếp theo khối lượng hoă ̣c thể tích, hoặc đo gián tiếp thông qua giá trị nhiệt độ, tỷ trọng, chênh lệch áp suất trên ống nạp. Phương pháp đo trực tiếp lưu lượng khối lượng không khí nạp được sử dụng phổ biến. Mục đích của nghiên cứu này là thực nghiệm trên bệ thử động cơ để đo trực tiếp lượng tiêu thụ không khí nạp trong các chế độ khác nhau, khi sử dụng thiết bị đo lưu lượng khối lượng khí hiện đại Mostek MF100 [1], từ đó đánh giá độ chính xác của phép đo và chất lượng nạp của động cơ. 2. Phương pháp, đối tượng và trang thiết bị nghiên cứu 2.1. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, bao gồm: - Tính toán lưu lượng khối lượng khí nạp lý thuyết đi vào trong xy lanh động cơ; - Thực nghiệm đo lưu lượng khối lượng khí nạp đi vào trong xy lanh động cơ; - Xác định hệ số nạp ηv để đánh giá độ chính xác của phép đo và chất lượng nạp của động cơ. HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI 2016 69 THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2016 2.2. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là động cơ diesel DSC-80, đây là động cơ diesel 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng, không tăng áp, các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ được trình bày trong bảng 1 [2]. Bảng 1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ DSC-80 TT Thông số Đơn vị đo Giá trị 1 Mã hiệu động cơ DSC-80 2 Số xy lanh động cơ 4 3 Đường kính xy lanh mm 110 4 Hành trình pit tông mm 125 5 Thể tích công tác của toàn bộ xy lanh động cơ dm3 4,75 6 Tỷ số nén 16 7 Công suất định mức kW (ml) 58,88 (80) 8 Tốc độ quay của trục khuỷu ứng với công suất định mức vg/ph 2200 9 Tốc độ quay của trục khuỷu ổn định nhỏ nhất vg/ph 600 10 Suất tiêu hao nhiên liệu g/kW.h 226 11 Mô men xoắn cực đại N.m 272 12 Tốc độ quay của trục khuỷu ứng với mô men xoắn cực đại vg/ph 1385 2.3. Trang thiết bị thực nghiệm Hệ thống thí nghiệm. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm được thể hiện trên hình 1. Các trang thiết bị phục vụ thí nghiệm gồm có: Bệ thử động cơ KI-2139B [4]; Động cơ diesel DSC-80 [2]; Thiết bị đo lưu lượng không khí Mostek MF100 [1]; Các đồ gá, giá treo; Các cảm biến kèm theo hệ thống thí nghiệm. Do đặc tính của bệ thử KI-2139B chỉ cho phép đo phụ tải khi tốc độ quay trục khuỷu động cơ lớn hơn 1500 vg/ph (lúc này động cơ điện chuyển sang chế độ máy phát), qua thử nghiệm nhận thấy, với tình trạng kỹ thuật của động cơ DSC-80 hiện nay chỉ cho phép hoạt động với tốc độ tối đa 1700 vg/ph và công suất không quá 50%. Do đó không thể tiến hành thử nghiệm theo đặc tính ngoài, hoặc đặc tính tải mà chỉ có thể đo theo một đoạn của đường đặc tính chân vịt hoặc đường đặc tính chân vịt đồng dạng với đường đặc tính chân vịt này, các chế độ đo đư ...