Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống chẩn đoán động cơ Diesel dùng trong nông nghiệp, nông thôn Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ðÀO CHÍ CƯỜNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO HỆ THỐNG CHẨN ðOÁN ðỘNG CƠ DIESEL DÙNG TRONG NÔNG NGHIỆP, NÔNG THÔN VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ðÀO CHÍ CƯỜNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO HỆ THỐNG CHẨN ðOÁN ðỘNG CƠ DIESEL DÙNG TRONG NÔNG NGHIỆP, NÔNG THÔN VIỆT NAM Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA NÔNG NGHIỆP VÀ NÔNG THÔN Mã số: 62 52 14 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Bùi Hải Triều 2. GS.TS Phạm Minh Tuấn HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực. Những kết luận của luận án chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các tài liệu trích dẫn trong luận án ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Mọi sự giúp ñỡ ñã ñược cảm ơn. Tác giả luận án ðào Chí Cường Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. ii LỜI CẢM ƠN Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn: PGS.TS Bùi Hải Triều - Bộ môn ðộng lực - Khoa Cơ ñiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, GS.TS Phạm Minh Tuấn - Viện Cơ khí ñộng lực - Trường ðại học Bách khoa Hà Nội, ñã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp ñỡ ñể tôi hoàn thành bản luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo Bộ môn ðộng lực, Khoa Cơ - ðiện, Viện ñào tạo sau ðại học, Ban giám hiệu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Xin cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo Khoa Cơ khí ðộng lực, Ban giám hiệu Trường ðại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên và các phòng, ban trong trường, ñã giúp ñỡ về chuyên môn cũng như tạo ñiều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn GS TSKH Phạm Văn Lang - Viện Cơ ñiện và CNSTH, PGS.TS Nguyễn Khắc Trai - Bộ môn ô tô - Viện Cơ khí ñộng lực - Trường ðại học Bách khoa Hà Nội, PGS.TS Lại Văn ðịnh - Học viện kỹ thuật quân sự ñã ñóng góp những ý kiến quí báu cho tôi trong quá trình thực hiện luận án, cảm ơn Ths. Hàn Trung Dũng - Bộ môn ðộng lực - Khoa Cơ ñiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình triển khai thí nghiệm. Xin chân thành cảm ơn Ban giám ñốc và tập thể Cán bộ CNV Trung tâm ñăng kiểm xe cơ giới Hưng Yên ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện thí nghiệm tại trung tâm. Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạn ñồng nghiệp trong và ngoài cơ quan. ðặc biệt, xin cảm ơn các thành viên trong gia ñình, ñã giúp ñỡ, ủng hộ, ñộng viên ñể tôi hoàn thành bản luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả luận án ðào Chí Cường Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. iii MỤC LỤC Nội dung Trang phụ bìa Lời cam ñoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, ñồ thị MỞ ðẦU CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 1.1. ðặc ñiểm kết cấu và sử dụng ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và phát triển nông thôn ở Việt Nam 1.1.1. Tình hình sử dụng ñộng cơ diesel trong nông nghiệp, nông thôn 1.1.2. ðặc ñiểm về kết cấu của ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và phát triển nông thôn 1.1.3. ðặc ñiểm sử dụng của ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và phát triển nông thôn 1.1.4. Ảnh hưởng của kết cấu và sử dụng ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và phát triển nông thôn ñến công tác chẩn ñoán, bảo dưỡng và sửa chữa 1.2. Chẩn ñoán kỹ thuật ñộng cơ diesel 1.2.1. Khái niệm chung về chẩn ñoán kỹ thuật ñộng cơ 1.2.2. Thông số chẩn ñoán và yêu cầu của các thông số chẩn ñoán 1.2.2.1. Thông số chẩn ñoán 1.2.2.2. Yêu cầu ñối với các thông số chẩn ñoán 1.2.3. Các phương pháp nhận biết hư hỏng 1.2.3.1. Phân tích nhiệt ñộ Trang i ii iii viii xii xiii 1 5 5 5 6 7 7 8 8 10 10 10 11 11 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. iv 1.2.3.2. Phân tích dao ñộng 1.2.3.3. Phân tích lan truyền âm thanh 1.2.3.4. Phân tích công suất ñộng cơ 1.2.3.5. Phân tích mức tiêu thụ nhiên liệu và dầu bôi trơn 1.2.3.6. Phân tích dầu bôi trơn 1.2.3.7. Phân tích thành phần khí thải và ñộ khói khí thải 1.2.3.8. Phân tích lưu lượng khí lọt xuống các te và áp suất các te 1.2.3.9. Nhận biết hư hỏng ñộng cơ bằng cách ngắt lần lượt các xi lanh 1.2.3.10. Phân tích áp suất cháy, áp suất phun trong xi lanh 1.2.3.11. Nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình trợ giúp 1.2.3.12. Chẩn ñoán OBD 1.2.4. Các phương pháp chẩn ñoán hư hỏng 1.3. Các công trình nghiên cứu về chẩn ñoán ñộng cơ diesel 1.3.1. Các công trình nghiên cứu ngoài nước 1.3.2. Các công trình nghiên cứu trong nước CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẨN ðOÁN ðỘNG CƠ DIESEL TRONG ðIỀU KIỆN Dà NGOẠI 2.1. Phương pháp chẩn ñoán ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại 2.1.1. Tính chất và yêu cầu của chẩn ñoán trong ñiều kiện dã ngoại 2.1.2. Lựa chọn phương pháp chẩn ñoán ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại 2.1.3. Nhận biết hư hỏng ñộng cơ diesel trong chế ñộ hoạt ñộng bình ổn 2.1.4. Nhận biết hư hỏng ñộng cơ diesel trong quá trình tăng tốc tự do 2.2. Cơ sở lý thuyết phân tích quan hệ hư hỏng - triệu chứng trong hệ thống chẩn ñoán 2.2.1. Ảnh hưởng của các thông số và trạng thái kỹ thuật ñến quá trình biến ñổi năng lượng trong ñộng cơ diesel 2.2.2. Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật ñến thành phần hóa học và năng lượng hàm chứa trong dòng khí thải 12 12 13 14 15 16 16 17 18 18 20 20 23 23 27 31 31 31 31 32 37 40 40 43 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. v 2.2.2.1.Tính chất hàm chứa thông tin của dòng khí thải 2.2.2.2.Các thông số ảnh hưởng ñến thành phần hoá học và năng lượng hàm chứa trong dòng khí thải 2.2.3. Ảnh hưởng của trạng thái hư hỏng trong hệ thống nhiên liệu và cơ cấu biên tay quay ñến quá trình phun và quá trình cháy 2.2.3.1. Ảnh hưởng của trạng thái hư hỏng trong hệ thống nhiên liệu 2.2.3.2. Ảnh hưởng của trạng thái hư hỏng cơ cấu biên tay quay 2.2.4. Phân tích lọt khí qua khe hở pít tông - xéc măng - xi lanh 2.2.4.1. ðánh giá hao mòn tất cả các xi lanh 2.2.4.2. ðánh giá hao mòn cho từng xi lanh riêng biệt 2.2.5. Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật ñến phát thải muội than 2.2.5.1. Ảnh hưởng của góc phun sớm 2.2.5.2. Ảnh hưởng của tình trạng hệ thống phun 2.2.5.3. Ảnh hưởng của tình trạng buồng ñốt 2.2.5.4. Ảnh hưởng của trạng thái ñường nạp, thải 2.2.6. Phân tích quá trình tăng tốc tự do của ñộng cơ diesel 2.2.6.1. Phân tích quá trình chuyển tiếp. 2.2.6.2. Xác ñịnh và phân tích các thông số ñộng lực. 2.2.6.3. Xây dựng và phân tích ñặc tính công suất, ñặc tính mô men và ñặc tính khói. 2.3. Chẩn ñoán ñộng cơ theo phương pháp suy luận xấp xỷ. 2.3.1. Phân tích ñồ họa nhánh cây hư hỏng – triệu chứng. 2.3.2. Chẩn ñoán ñộng cơ theo lý thuyết logic mờ 2.4. Hệ thống chẩn ñoán dã ngoại 2.4.1. Phác thảo hệ thống chẩn ñoán 2.4.2. Các thành phần của hệ thống chẩn ñoán CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU CHO MÔ HÌNH THAM CHIẾU TRONG HỆ THỐNG CHẨN ðOÁN KỸ THUẬT ðỘNG CƠ DIESEL 43 44 47 47 49 52 52 54 57 57 58 58 58 59 59 62 63 64 65 65 70 70 71 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. vi 3.1. Mục ñích xây dựng cơ sở dữ liệu cho mô hình tham chiếu 3.2. ðối tượng nghiên cứu 3.3. Xây dựng hệ thống ño và xử lý tín hiệu 3.3.1. Lựa chọn cảm biến cho hệ thống chẩn ñoán 3.3.2. Kết nối hệ thống ño và xử lý tín hiệu 3.4. Lựa chọn, thiết kế chế tạo thiết bị ño khói 3.4.1. Một số thiết bị ño khói ñộng cơ diesel 3.4.2. Cơ sở lựa chọn cảm biến ño khói 3.4.3. Tính toán thiết kế thiết bị ño khói 3.4.3.1. Tính toán thiết kế phần cơ khí 3.4.3.2. Tính toán thiết kế phần mạch ñiện 3.4.3.3. Kiểm tra ñặc tính thiết bị ño trên phần mềm mô phỏng Proteus 3.4.3.4. Kiểm tra ñộ chính xác của thiết bị ño khói DK01 3.5. Xây dựng mô hình tham chiếu bằng thực nghiệm 3.6. Xây dựng dấu hiệu và triệu chứng hư hỏng bằng thực nghiệm 3.6.1. Tạo lập các trạng thái hư hỏng nhân tạo ñiển hình 3.6.2. Xây dựng ñặc tính mô men và ñặc tính khói cho các trường hợp hư hỏng nhân tạo CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG LOGIC MỜ CHẨN ðOÁN KỸ THUẬT ðỘNG CƠ DIESEL TRONG ðIỀU KIỆN Dà NGOẠI 4.1. Phân tích xây dựng cơ sở kiến thức về quan hệ hư hỏng - triệu chứng 4.2. Lựa chọn hàm phụ thuộc 4.3. Xác ñịnh thuật toán chẩn ñoán 4.4. Chẩn ñoán trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ diesel 4.4.1. Xác ñịnh các biến mờ 4.4.2. Cơ sở tri thức 4.4.3. Bảng luật phù hợp 4.4.4. Ứng dụng fuzzy logic trong phần mềm Matlab 4.4.4.1. Nhập số lượng biến vào, ra 75 75 77 77 79 81 81 81 82 82 83 88 91 93 95 95 96 105 105 109 110 111 111 111 114 117 117 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. vii 4.4.4.2. Xây dựng các biến vào, ra 4.4.4.3. Xây dựng các luật ñiều khiển 4.4.4.4. Cho ra kết quả ứng với các giá trị ñầu vào 4.5. Chẩn ñoán hư hỏng của ñộng cơ diesel 4.5.1. Xây dựng cấu trúc thuật toán chẩn ñoán hư hỏng 4.5.2. Chuẩn hóa các triệu chứng chẩn ñoán và xác ñịnh các biến mờ 4.5.3. Xây dựng bảng tập luận 4.5.4. Xây dựng mô hình chẩn ñoán mờ theo mô ñun Fuzzy trong phần mềm Matlab 4.5.4.1. Nhập số lượng biến mờ 4.5.4.2. Xây dựng ñồ thị các biến mờ 4.5.4.3. Xây dựng tập luận 4.5.4.4. Nhập giá trị các biến giá trị ñầu vào 4.6. Quy trình chẩn ñoán ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ðà CÔNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 118 120 120 121 122 126 128 131 131 130 132 132 133 135 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 1. Ký hiệu bằng chữ cái La tinh TT Ký hiệu ðơn vị Giải thích Trang 1 Ne kW Công suất có ích của ñộng cơ 13 2 J Mô men quán tính của ñộng cơ 13 3 ni v/ph Số vòng quay ñộng cơ khi làm việc với một xi lanh 17 4 its - Tỷ số truyền từ ñộng cơ ñến trục trích công suất 17 5 nB v/ph Tốc ñộ quay trên ñồng hồ 17 6 ntb v/ph Giá trị trung bình của tốc ñộ quay trục khuỷu khi ñộng cơ làm việc với một xi lanh 17 7 E∆ - Trị số năng lượng tiếp nhận hoặc phát ra do một thông số tích lũy Z 60 8 U - Dung lượng tích lũy của hệ thống 60 9 Zi - Số xy lanh làm việc 60 10 Mi Nm Mô men chỉ thị trên một xy lanh 60 11 MM Nm Mô men hao tổn cơ học trên một xy lanh 60 12 ω1 rad/s Vận tốc góc khi bắt ñầu giai ñoạn chuyển tiếp 62 13 ω2 rad/s Vận tốc góc khi kết thúc giai ñoạn chuyển tiếp 62 14 ωtb rad/s Vận tốc góc trung bình trong khoảng xác ñịnh gia tốc 62 15 EK - Sự kiện 66 16 Si - Triệu chứng 66 17 Fj - Hư hỏng 66 18 p - Số xung trong một vòng quay 78 19 f - Tần số xung 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. ix 20 n v/ph Số vòng quay trục khuỷu 78 21 V0 v ðiện áp ñầu ra 85 22 R0 Ω ðiện trở của quang trở 85 23 ∆Ru - Sự biến thiên ñiện trở của quang trở 85 24 S∆MH Nm ðộ giảm mô men quay danh nghĩa 106 25 S∆NH kW ðộ giảm công suất danh nghĩa 107 26 S∆Mmax Nm ðộ giảm mô men quay cực ñại 107 27 S∆M Nm Sai lệch ñộ giảm mô men trên ñặc tính ngoài tại chế ñộ danh nghĩa và chế ñộ tốc ñộ quay nhỏ 107 28 S∆DH % ðộ tăng khói ở chế ñộ danh nghĩa 107 29 S∆D % Sai lệch ñộ tăng khói tại chế ñộ danh nghĩa và chế ñộ tốc ñộ quay nhỏ 107 30 S∆nMAX v/ph ðộ giảm tốc ñộ quay không tải cực ñại 107 31 S∆mBH % ðộ giảm lượng cung cấp nhiên liệu tại chế ñộ danh nghĩa 107 32 S∆mB % Sai lệch ñộ giảm lượng cung cấp nhiên liệu tại chế ñộ danh nghĩa và chế ñộ tốc ñộ quay nhỏ 107 33 S∆pi N/m 2 (kG/cm2) ðộ tăng áp suất khí các te tương ứng xi lanh thứ i 107 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. x 2. Ký hiệu bằng chữ cái Hy lạp TT Ký hiệu ðơn vị Giải thích Trang 1 ω rad/s Vận tốc góc của trục khuỷu 13 2 λ - Hệ số tăng áp suất khi cháy 53 3 ρ - Hệ số giãn nở khi cháy 53 4 α rad Góc quay trục khuỷu tương ứng xi lanh thứ i 54 5 µF % Tiết diện truyền tương ñương của hệ thông gió các te 55 6 δXP - Số gia tương ñối của tiết diện dòng khí 56 7 ε rad/s2 Gia tốc góc của trục khuỷu 63 8 ωH rad/s Vận tốc góc danh nghĩa trong quá trình tăng tốc tự do 63 9 εH rad/s2 Gia tốc góc danh nghĩa trong quá trình tăng tốc tự do 63 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. xi 3. Các chữ viết tắt TT Ký hiệu Giải thích Trang 1 PM Particulate Matter 16 2 CO Cacbon monoxyde 16 3 HC Hydrocarbure 16 4 OBD On-Board Diagnostic 20 5 EOBD European On-Board Diagnostics 20 6 ECU Engine control unit 20 7 TS Thông số 32 8 QT Quá trình 36 9 NOX Oxit Nitric 59 10 A/D Analog/Digital 72 11 LDR Light dependent resistors 83 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. xii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Hư hỏng của hệ thống nhiên liệu tác ñộng ñến quá trình cháy và quá trình phun 49 2.2 Hư hỏng của cơ cấu biên tay quay tác ñộng ñến quá trình cháy và quá trình phun 51 2.3 Tích lũy năng lượng trong ñộng cơ ñốt trong 60 2.4 Các dạng hàm phụ thuộc thường dùng trong chẩn ñoán 67 4.1 Quan hệ triệu chứng - Hư hỏng cho một số trường hợp hư hỏng thường gặp trên ñộng cơ Diesel. 108 4.2 Bảng các biến mờ 112 4.3 Bảng giá trị các biến mờ 113 4.4 Bảng luật phù hợp 115 4.5 Bảng giá trị “nét” của các biến mờ 121 4.6 Bảng các biến mờ 126 4.7 Bảng xác ñịnh biến mờ 127 4.8 Bảng luật phù hợp 128 4.9 Giá trị “nét” của các biến mờ 132 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ðỒ THỊ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. xiii TT Tên hình vẽ và ñồ thị Trang 1.1 Phương pháp nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình trợ giúp 18 1.2 Phân loại các phương pháp chẩn ñoán 21 1.3 ðộ khói ñộng cơ diesel phụ thuộc trạng thái vòi phun 24 1.4 Hàm số sai lệch tốc ñộ quay với ñộ bẩn của turbin khí thải 25 1.5 ðặc tính công suất của ñộng cơ diesel. 25 1.6 ðặc tính mô men danh nghĩa 25 1.7 ðặc tính tốc ñộ quay turbin 25 1.8 Mô ñun hóa ñộng cơ ñể nhận biết và chẩn ñoán hư hỏng 27 2.1 Cấu trúc hệ thống nhận biết và chẩn ñoán hư hỏng quá trình phun và quá trình cháy ñộng cơ Diesel 32 2.2 Tạo lập phần dư nhờ mô hình tín hiệu 34 2.3 Tạo lập phần dư trong phương pháp so sánh ñồng ñẳng 36 2.4 Cấu trúc hệ thống nhận biết hư hỏng và chẩn ñoán hư hỏng ñộng cơ Diesel trong chế ñộ chuyển tiếp 38 2.5 Các thông số ảnh hưởng ñến quá trình biến ñổi năng lượng trong ñộng cơ diesel 42 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng ñến nhiệt ñộ và thành phần dòng khí thải 45 2.7 Ảnh hưởng của góc phun sớm ñến mức ñộ phát sinh muội than 57 2.8 ðồ họa nhánh cây hư hỏng – triệu chứng 65 2.9 Mờ hóa một triệu chứng chuẩn hóa 68 2.10 Sơ ñồ chẩn ñoán nhờ logic mờ ñơn giản với toán tử VÀ 69 2.11 Sơ ñồ cấu trúc hệ thống chẩn ñoán ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại 71 3.1 Cảm biến laser ño số vòng quay 78 3.2 Cảm biến ño tiêu thụ nhiên liệu DFL-1 78 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. xiv 3.3 Cảm biến ño nhiệt ñộ khí xả 79 3.4 Hệ thống ño và xử lý tín hiệu chẩn ñoán ñộng cơ diesel 80 3.5 Worksheet ño trong phần mềm Dasylab 7.0 80 3.6 Worksheet chuyển ñổi thành ñồ thị hai trục 80 3.7 Cấu tạo phần thân của thiết bị DK01 83 3.8 Hai cốc ren lắp ñèn và quang trở 83 3.9 Biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa ñiện trở và thông lượng chiếu sáng 84 3.10 Mạch cầu null types 84 3.11 Mạch cầu deflection types 84 3.12 Sơ ñồ nguyên lý của mạch ño sự biến thiên ñộ mờ khí xả 86 3.13 Sơ ñồ thiết kế mạch ño của thiết bị 88 3.14 Thiết bị ño khói DK01 88 3.15 Cửa số làm việc của chương trình 88 3.16 Linh kiện trong thư viện của phần mềm 89 3.17 Mô phỏng mạch cầu ño ñộ mờ khí xả ñộng cơ 90 3.18 Quan hệ giữa cường ñộ ánh sáng và ñiện áp ra 90 3.19 Kết quả kiểm tra ñộ khói của thiết bị DO 285 và DK01 trên ñộng cơ xe BA-HAICA K42 UNIVERSE 92 3.20 Kết quả kiểm tra ñộ khói của thiết bị DO 285 và DK 01 trên ñộng cơ xe HYUNDAI HD65/TMT-TL 92 3.21 Kết quả kiểm tra ñộ khói của thiết bị DO 285 và DK01 trên ñộng cơ xe HINO FGIJPUR 93 3.22 Kết quả xử lý sơ bộ ñể xác ñịnh các quá trình ε, ne và D 94 3.23 Worksheet tổng hợp ñể xây dựng ñặc tính của ñộng cơ 94 3.24 ðặc tính ñộng cơ ở trạng thái tốt 95 3.25 Ảnh hưởng của tiết diện ñường nạp ñến mô men Me 97 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. xv 3.26 Ảnh hưởng của tiết diện ñường nạp ñến ñộ khói D 97 3.27 Mô men ñộng cơ Me khi một vòi phun bị hỏng 98 3.28 ðộ khói D của ñộng cơ khi một vòi phun bị hỏng 98 3.29 Tiêu thụ nhiên liệu GT của ñộng cơ khi một vòi phun bị hỏng 99 3.30 Ảnh hưởng của áp suất phun ñến mô men Me 100 3.31 Ảnh hưởng của áp suất phun ñến ñộ khói D 100 3.32 Tiêu thụ nhiên liệu GT của ñộng cơ khi giảm áp suất phun 101 3.33 Ảnh hưởng của góc cung cấp nhiên liệu ñến mô men Me 101 3.34 Ảnh hưởng của góc cung cấp nhiên liệu ñến ñộ khói D 102 3.35 Ảnh hưởng ñộ mòn xéc măng ñến mô men Me 103 3.36 Ảnh hưởng ñộ mòn xéc măng ñến ñộ khói D 103 4.1 Tập mờ mô phỏng các triệu chứng S∆MH, S∆Mmax, S∆DH, S∆mBH, S∆nMAX 110 4.2 Tập mờ mô phỏng các triệu chứng S∆M, S∆D, S∆mB và S∆Pi 110 4.3 Giao diện màn hình soạn thảo xác ñịnh số biến vào và biến ra 117 4.4 Biến ñộ giảm mômen 118 4.5 Biến sai lệch ñộ giảm mômen 118 4.6 Biến ñộ tăng khói 118 4.7 Biến ñộ giảm lượng cung cấp nhiên liệu 119 4.8 Biến ñộ giảm tốc ñộ quay không tải 119 4.9 Biến ñộ giảm công suất danh nghĩa 119 4.10 Biến trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ 120 4.11 Bảng các tập luật ñiều khiển 120 4.12 Giao diện màn hình thể hiện kết quả chẩn ñoán 121 4.13 ðồ họa nhánh cây suy luận hư hỏng - triệu chứng trong trường 123 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. xvi hợp 4.14 ðánh giá các triệu chứng S∆MH và S∆DH trên cơ sở logic mờ ñể tính toán khả năng xuất hiện sự kiện “ Bỏ lửa xi lanh i” 124 4.15 ðánh giá các triệu chứng S∆mBH, S∆Pi và sự kiện EAzi trên cơ sở logic mờ ñể tính toán khả năng xuất hiện sự kiện “kẹt vòi phun thứ i” 125 4.16 Suy luận theo cây chẩn ñoán trường hợp kẹt vòi phun thứ i 125 4.17 Giao diện xác ñịnh số biến vào và biến ra ñể chẩn ñoán xác ñịnh hư hỏng của một xylanh 130 4.18 Biến ñộ giảm mô men quay danh nghĩa 130 4.19 Biến ñộ tăng khói 130 4.20 Biến giảm lượng cung cấp nhiên liệu 131 4.21 Biến tăng áp suất khí các te 131 4.22 Biến dạng hư hỏng của một xylanh 131 4.23 Bảng các tập luật ñiều khiển 134 4.24 Giao diện thể hiện kết quả của các luật ñiều khiển 134 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 1 MỞ ðẦU 1. Tính cấp thiết của ñề tài Thực hiện chủ trương hiện ñại hoá, cơ giới hoá nông lâm nghiệp, nhằm tăng năng suất, giảm mức ñộ nặng nhọc cho người lao ñộng, nhiều máy móc, thiết bị và phương tiện vận tải ñã ñược ñưa vào sử dụng trong sản xuất nông lâm nghiệp, từ khâu làm ñất ñến các khâu trồng, chăm sóc và thu hoạch. Các máy móc, thiết bị và phương tiện sử dụng trong nông lâm nghiệp và xây dựng nông thôn hết sức phong phú và ña dạng về chủng loại, kích thước và công dụng, nhưng ñều sử dụng nguồn ñộng lực chính là ñộng cơ diesel. Do ñặc ñiểm công việc nên ñiều kiện làm việc của các máy móc, thiết bị, phương tiện hết sức khắc nghiệt: ñịa hình phức tạp, ñịa chất không ñồng ñều, tính chất công việc thường thay ñổi, gây ra các lực tác ñộng lên liên hợp máy và thiết bị cơ giới có sự thay ñổi liên tục, ñột ngột, không có tính chu kỳ, ñiều này làm cho ñộng cơ luôn phải làm việc trong tình trạng tải trọng thay ñổi ñột ngột, thậm chí quá tải. Bên cạnh ñó nhiệt ñộ cao, bùn, nước, bụi nhiều, rung sóc lớn là các yếu tố có ảnh hưởng rất lớn ñến chất lượng làm việc và tuổi thọ của ñộng cơ diesel. Do ñiều kiện làm việc phân tán, xa các trung tâm, xa cơ sở dịch vụ nên vấn ñề chăm sóc, bảo dưỡng máy móc thiết bị nói chung và ñộng cơ diesel nói riêng gặp rất nhiều khó khăn. Thực tế cho thấy, chỉ khi nào xảy ra sự cố kỹ thuật, lúc ñó mới tiến hành sửa chữa. Các hư hỏng ñột xuất thường gây ra những hậu quả rất nặng nề cả về kỹ thuật và kinh tế. Một ñặc ñiểm cơ bản trong các ñộng cơ diesel dùng trong nông lâm nghiệp là các loại ñộng cơ truyền thống, hầu hết không có hệ thống tự chẩn ñoán. Chính vì vậy, việc chẩn ñoán tình trạng kỹ thuật, phát hiện, dự báo phòng ngừa các hư hỏng ñột xuất cũng như xác ñịnh chính xác nguyên nhân gây ra hư hỏng là hết sức khó khăn. Trước ñây, việc chẩn ñoán tình trạng kỹ thuật ñộng cơ diesel trong nông lâm nghiệp chủ yếu dựa vào kinh nghiệm của người thợ hoặc có sự trợ giúp của một số thiết bị chẩn ñoán thô sơ, lạc hậu, do ñó việc chẩn ñoán gặp rất nhiều khó khăn, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 2 chẩn ñoán khó chính xác. ðể xác ñịnh chính xác các hư hỏng, thường phải tháo tổng thành ñể kiểm tra trực tiếp nên tốn rất nhiều thời gian, công sức và tiền bạc. Trước thực trạng trên, cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, sự phát triển của khoa học chẩn ñoán, việc sử dụng thiết bị chẩn ñoán cho ñộng cơ diesel trong nông lâm nghiệp là vấn ñề cần thiết. Tuy nhiên, việc lựa chọn loại thiết bị nào, hệ thống chẩn ñoán nào ñể phù hợp với ñiều kiện làm việc, ñiều kiện kỹ thuật của ñộng cơ, thì cần phải có sự cân nhắc kỹ theo tiêu chí gọn nhẹ, linh hoạt, sử dụng dễ dàng thuận tiện, thời gian thực hiện chẩn ñoán nhanh, có tính ña dạng cao ñể phù hợp với tính ña dạng của ñộng cơ và phù hợp với ñiều kiện làm việc dã ngoại. Th c t cho th y, v i tình tr ng a d ng v ch ng lo i, v i xe, v lo i ng c , c bi t v i ng c diesel không có h th ng t ch n oán thì vi c s d ng các thi t b ch n oán chuyên dùng ã có trên th tr ng hi n nay g p nhi u khó kh n và hi u qu không cao, th m chí không s d ng c. Xuất phát từ những ñặc ñiểm và các yêu cầu thực tiễn trên, tác giả luận án ñã chọn ñề tài “Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống chẩn ñoán ñộng cơ diesel dùng trong nông nghiệp, nông thôn Việt Nam” làm ñề tài nghiên cứu của mình, mong muốn góp phần giảm bớt một phần khó khăn trong công tác chẩn ñoán, bảo dưỡng kỹ thuật cho các loại ñộng cơ diesel sử dụng trong nông nghiệp, nông thôn và trên các thiết bị cơ giới khác ở Việt Nam hiện nay. 2. Mục tiêu của ñề tài Nghiên cứu cơ sở khoa học ñể xây dựng một hệ thống chẩn ñoán di ñộng phù hợp với ñiều kiện làm việc dã ngoại của máy và thiết bị hoạt ñộng trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam. Xây dựng cơ sở dữ liệu nhằm chẩn ñoán trạng thái kỹ thuật và chẩn ñoán hư hỏng cho ñộng cơ diesel, góp phần làm tăng hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tác ñộng xấu ñến môi trường. 3. Thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Từ 2006 ñến 2010. - ðịa ñiểm nghiên cứu: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 3 + Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. + Trường ðại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên. + Trung tâm ñăng kiểm xe cơ giới Hưng Yên. 4. Phương pháp nghiên cứu Trong luận án sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm: - Phương pháp phân tích Phân tích quá trình chuyển tiếp, chế ñộ hoạt ñộng, ñộng lực học của ñộng cơ diesel trong quá trình tăng tốc tự do, không có tải trọng ngoài. Phân tích ñặc tính khói khí thải trong quá trình tăng tốc tự do. ðặc tính khói của ñộng cơ diesel ñược phân tích theo chế ñộ làm việc sẽ cho biết nhiều thông tin về trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ. Phân tích xung áp suất các te ñể nhận biết lọt khí trong các xi lanh riêng lẻ, ñể bổ sung thông tin về trạng thái kỹ thuật của nhóm pít tông- xi lanh. - Phương pháp nhận biết và chẩn ñoán hư hỏng có mô hình trợ giúp Sử dụng máy tính với các phần mềm kỹ thuật ñể thiết lập mô hình quá trình, xử lý các tín hiệu, tạo ra các triệu chứng ñể nhận biết hư hỏng và xử lý tiếp ñể cô lập và phân tích hư hỏng theo mục ñích chẩn ñoán. - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm kết hợp với kinh nghiệm chuyên gia ñể xây dựng cơ sở kiến thức chẩn ñoán. - Phương pháp ño và xử lý tín hiệu có trợ giúp của máy tính. - Phương pháp logic mờ ñể chẩn ñoán hư hỏng. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Với ñặc ñiểm kết cấu và ñiều kiện sử dụng hiện nay của các ñộng cơ máy nông nghiệp và xây dựng công trình nông thôn, cần thiết phát triển các hệ thống chẩn ñoán gọn nhẹ, cơ ñộng, với các phương pháp chẩn ñoán ñủ tin cậy, các thiết bị ño, xử lý tín hiệu và phân tích chẩn ñoán ñủ chính xác với chi phí ñầu tư hợp lý. Do ñó, việc nghiên cứu cơ sở khoa học, xây dựng cơ sở dữ liệu ñể xây dựng hệ thống chẩn ñoán ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại có giá trị khoa học và thực tiễn. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 4 - Kết quả của luận án ñã ñóng góp cơ sở lý luận trong việc nghiên cứu xây dựng hệ thống chẩn ñoán cho ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại theo phương pháp phân tích quá trình chuyển tiếp và ứng dụng logic mờ. - ðã chế tạo ñược thiết bị ño khói gọn nhẹ, dễ sử dụng, ñộ chính xác ñảm bảo theo yêu cầu chẩn ñoán, phù hợp với ñiều kiện chẩn ñoán dã ngoại cho các loại ñộng cơ diesel sử dụng trong nông nghiệp và xây dựng công trình nông thôn. Kết quả này là một ñóng góp mới và có ý nghĩa thực tiễn của luận án. - Hệ thống chẩn ñoán ñộng cơ diesel trong ñiều kiện dã ngoại là một ñóng góp mới và có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Phương pháp nhận biết trạng thái kỹ thuật và hư hỏng của hệ thống chẩn ñoán dựa trên cơ sở phân tích quá trình chuyển tiếp, ñể chẩn chẩn ñoán trạng thái kỹ thuật và hư hỏng của ñộng cơ diesel, sử dụng phương pháp suy luận theo logic mờ. Qui trình chẩn ñoán ñược thiết kế thuận tiện cho người sử dụng. Từ việc ño và xử lý các thông số chẩn ñoán, xây dựng quan hệ giữa triệu chứng và hư hỏng, ñến việc kết nối với mô ñun fuzzy logic ñể kết luận chẩn ñoán ñều ñược thực hiện trên một bộ thiết bị gọn nhẹ, có thể xách tay và triển khai công tác chẩn ñoán ngay tại ñịa bàn hoạt ñộng của các thiết bị lắp ñộng cơ diezen. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 5 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 1.1. ðặc ñiểm kết cấu và sử dụng ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và phát triển nông thôn ở Việt Nam 1.1.1. Tình hình sử dụng ñộng cơ diesel trong nông nghiệp, nông thôn Nhằm tăng năng suất, giải phóng sức lao ñộng, ñem lại hiệu quả trong sản xuất nông lâm nghiệp, ngay từ những năm 1960 vấn ñề cơ giới hóa ñã ñược quan tâm nghiên cứu và áp dụng ở Miền Bắc Xã hội chủ nghĩa (XHCN). Nhiều máy móc thiết bị ñã ñược ñưa vào sử dụng trong các khâu làm ñất nông nghiệp, ñất trồng rừng như máy kéo MTZ50, MTZ80, máy cày NKb-2-54 của Liên Xô cũ, máy khoan hố Molorobot của Tiệp Khắc, ES-35B của ðức. ðến năm 1995 tỷ lệ cơ giới hóa trong khâu làm ñất nông nghiệp ñạt 33,8% diện tích canh tác trên cả nước (cao nhất ở ñồng bằng sông Cửu Long - ñạt 64,2%, ñồng bằng sông Hồng - ñạt 24,9%, vùng khu 4 cũ - 7,2%, vùng núi phía bắc - 1,9%) [8]. Thực hiện ñường lối ñổi mới của ðảng, cùng với sự tăng trưởng của sản xuất nông nghiệp, cơ khí hoá nông, lâm, ngư nghiệp có bước tăng trưởng nhanh về số lượng, chủng loại máy móc, thiết bị. Tính ñến 2007, cả nước có trên 400 nghìn máy kéo các loại với tổng công suất khoảng 3,3 triệu kW, tăng 2,7 lần so với năm 2001; mức ñộ trang bị ñộng lực bình quân toàn quốc ñạt 0.86 kW/ha canh tác. Chủng loại máy móc ña dạng, chủ sở hữu các loại máy kéo nhỏ (dưới 12 kW) có tới 95% là hộ gia ñình nông dân. Máy móc thiết bị ñược ứng dụng trong hầu hết các giai ñoạn của sản xuất nông lâm nghiệp, từ làm ñất, gieo trồng, chăm sóc ñến thu hoạch, số lượng và chủng loại ñều tăng. Các loại máy và liên hợp máy làm ñất như máy kéo MTZ50, MTZ80, DT-75, T-130, Komatsu D65A, D53A, D85A…, các loại máy gặt ñập liên hợp như LHL-2,5, GLH-0,2, GRH-1,2, UMC-1.9,UCM-2008, UCM-2010, máy kéo gỗ TDT-55/TLT-100A… ñã ñược ñưa vào sử dụng mang lại hiệu quả cao trong sản xuất. Ngoài các loại các loại máy và liên hợp máy sử dụng trong nông lâm nghiệp, phương tiện vận tải ở khu vực nông thôn cũng tăng một lượng ñáng kể. Theo số liệu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 6 thống kê của Tổng cục thống kê năm 2008, số lượng phương tiện vận tải ñường bộ ở khu vực nông thôn là 72.802 chiếc. Theo tính toán, nhu cầu xe tải của Việt Nam ñến năm 2010 cần khoảng 100.000 xe và chiếm số lượng lớn là các loại xe phục vụ cho nhu cầu của các vùng nông thôn, miền núi [59]. Hầu hết các máy, liên hợp máy, các phương tiện vận tải và xây dựng nông thôn hay máy lâm nghiệp ñều sử dụng nguồn ñộng lực chính là ñộng cơ diesel với công suất khác nhau. Ngoài các loại ñộng cơ có công suất lớn từ 26 kW ñến 90 kW, còn có rất nhiều máy móc thiết bị sử dụng ñộng cơ diesel cỡ nhỏ từ 15 kW trở xuống, việc xác ñịnh trạng thái kỹ thuật, hay xác ñịnh hư hỏng của chúng có một ý nghĩa rất lớn trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, ñể ñảm bảo hiệu quả của công tác chẩn ñoán cả về khía cạnh kinh tế và khía cạnh kỹ thuật, luận án quan tâm nhiều ñến việc chẩn ñoán kỹ thuật cho các loại ñộng cơ diesel có công suất lớn và vừa. 1.1.2. ðặc ñiểm về kết cấu của ñộng cơ diesel dùng trong nông nghiệp và phát triển nông thôn ðộng cơ diesel sử dụng trong các máy, liên hợp máy, các phương tiện vận tải dùng trong nông nghiệp, phần lớn vẫn sử dụng ñộng cơ kiểu truyền thống, có nghĩa là chưa có hệ thống ñiều khiển ñiện tử và hệ thống tự chẩn ñoán. Các loại ñộng cơ này có kết cấu ñơn giản, bao gồm các cơ cấu, hệ thống cơ bản và hoạt ñộng hoàn toàn theo nguyên tắc cơ kh._.í. Do tính chất công việc, các phương tiện, máy móc sử dụng trong nông lâm nghiệp, máy xây dựng và công trình nông thôn thường làm việc ở tốc ñộ thấp, tải trọng lớn và thay ñổi nhiều, vì vậy ñộng cơ diesel dùng trên các phương tiện, máy móc này có những ñặc ñiểm sau: - Công suất lớn. - Tốc ñộ quay trung bình. - Làm mát bằng nước. - Khởi ñộng bằng tay hoặc ñộng cơ xăng phụ. - Hệ số dự trữ công suất lớn. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 7 Hiện nay, ngoài các loại ñộng cơ cũ ñang sử dụng, các nhà máy lắp ráp ô tô trong nước cũng tập trung vào lắp các loại xe sử dụng ñộng cơ diesel phục vụ vận tải và nông nghiệp như nhà máy ô tô Cửu Long, nhà máy ô tô Xuân Kiên, Daewoo, Huyndai…mỗi năm xuất xưởng hàng nghìn chiếc xe, phần lớn trong số này vẫn sử dụng loại ñộng cơ diesel có kết cấu truyền thống, không có hệ thống tự chẩn ñoán. 1.1.3. ðặc ñiểm sử dụng của ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và nông thôn Việt Nam ðộng cơ diesel có khả năng chịu tải tốt, mô men xoắn lớn, bền, khỏe, rất thích hợp làm việc trong ñiều kiện ñường xá của Việt Nam, ñặc biệt trong giao thông ở nông thôn, công trường, công trình hoặc khu vực ñồi, rừng. ðộng cơ diesel ngày nay ñược sử dụng rất rộng rãi trong các phương tiện giao thông vận tải, các loại xe, máy chuyên dùng, máy xây dựng, máy dùng trong khai thác mỏ, trong nông nghiệp và lâm nghiệp. ðộng cơ diesel sử dụng trong nông nghiệp và nông thôn Việt Nam thường phải làm việc trong ñiều kiện và môi trường rất nặng nhọc, rung xóc nhiều, bụi nước nhiều, ñịa hình chia cắt phân tán phức tạp, ñộ dốc cao, không bằng phẳng, tính chất không ñồng nhất của ñất ñai, tính chất công việc luôn thay ñổi, thường làm việc phân tán, xa khu dân cư, ñiều kiện chăm sóc bảo dưỡng kỹ thuật khó khăn, ñây chính là những yếu tố làm cho tốc ñộ hao mòn ñộng cơ nhanh, chất lượng ñộng cơ nhanh bị xuống cấp. 1.1.4. Ảnh hưởng của kết cấu và sử dụng ñộng cơ diesel trong nông nghiệp và phát triển nông thôn ñến công tác chẩn ñoán, bảo dưỡng và sửa chữa Với kết cấu cơ khí, không có hệ thống ñiều khiển ñiện tử, không có chương trình giám sát, tự chẩn ñoán, việc nhận biết tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ và xác ñịnh hư hỏng gặp rất nhiều khó khăn, ñộng cơ thường xảy ra tình trạng hư hỏng ñột xuất, gây thiệt hại lớn về kinh tế và kỹ thuật. ðối với ñộng cơ diesel sử dụng trên các máy nông lâm nghiệp, máy xây dựng và công trình nông thôn, do phải làm việc trong các ñiều kiện nặng nề, môi trường làm việc nhiều bụi bẩn hoặc bùn nước nhiều, thường xuyên phải làm việc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 8 với hệ số sử dụng tải trọng lớn nên rất dễ xảy ra mòn, hỏng các chi tiết trong ñộng cơ, tốc ñộ mòn cao hơn nhiều so với các ñộng cơ cùng loại ñược sử dụng ở môi trường khác. Việc làm có tính chất thời vụ, công tác chăm sóc, bảo dưỡng không thường xuyên và không theo qui trình do trình ñộ của người sử dụng thấp, cũng là những nguyên nhân ảnh hưởng rất lớn ñến công tác chẩn ñoán, bảo dưỡng và sửa chữa. Mặt khác, ñịa bàn hoạt ñộng của các máy này thường biệt lập và xa nơi ñông dân cư, xa các ñiểm bảo dưỡng và sửa chữa tập trung nên công tác bảo dưỡng càng gặp nhiều khó khăn. Từ thực tế cho thấy, cần phải có hệ thống chẩn ñoán phù hợp, có tính cơ ñộng cao, có khả năng chẩn ñoán nhanh và ñủ chính xác, giúp cho công tác chẩn ñoán, bảo dưỡng và sửa chữa nhanh, hiệu quả, phù hợp với ñiều kiện hoạt ñộng của máy nông lâm nghiệp và phát triển nông thôn. 1.2. Chẩn ñoán kỹ thuật ñộng cơ diesel 1.2.1. Khái niệm chung về chẩn ñoán kỹ thuật ñộng cơ Chẩn ñoán kỹ thuật là tổng hợp tất cả các biện pháp ñể xác ñịnh trạng thái của một hệ thống kỹ thuật và nhận biết các hư hỏng mà không cần tháo rời. Chẩn ñoán kỹ thuật là một trong những biện pháp quan trọng nhất ñể tăng tuổi thọ, giảm chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa. ðối với ñộng cơ ñốt trong, chẩn ñoán kỹ thuật cho khả năng ñánh giá trạng thái tức thời, ñưa ra quyết ñịnh hợp lý về sự cần thiết của các biện pháp bảo trì và xác ñịnh ñúng nguyên nhân hư hỏng nhờ quan hệ giữa các thông số khác nhau cũng như các mô hình chẩn ñoán phù hợp. Việc ứng dụng rộng rãi chẩn ñoán kỹ thuật trong lĩnh vực ñộng cơ ñốt trong nhằm góp phần làm tăng hiệu quả kinh tế và tính năng thân thiện với môi trường theo các tiêu chí sau: - Tăng an toàn hoạt ñộng, ñộ tin cậy và khả năng sử dụng. - Giảm chi phí bảo trì và cải thiện tính tiết kiệm vật liệu nhờ tận dụng dự trữ hao mòn và giảm thiểu các hư hỏng kế tiếp. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 9 - Cải thiện tính tiết kiệm năng lượng nhờ phương thức hoạt ñộng tối ưu và khai thác tốt dự trữ công suất. - Giảm thiểu tác ñộng xấu ñến môi trường nhờ làm giảm phát thải ñộc hại cũng như phát sinh tiếng ồn và dao ñộng. ðặc ñiểm của kỹ thuật chẩn ñoán ñộng cơ hiện nay là: có thể xác ñịnh trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ ngay trong quá trình hoạt ñộng. Trong kỹ thuật chẩn ñoán hiện ñại, cùng tồn tại hai khái niệm: giám sát và chẩn ñoán. Giám sát chỉ ñảm nhiệm việc tìm ra hư hỏng, thông thường giám sát mô tả một trạng thái, còn chẩn ñoán ngoài việc mô tả trạng thái kỹ thuật, tìm ra lỗi hoặc hư hỏng, còn nhận dạng, xác ñịnh vị trí và lượng hóa các hư hỏng. Các phép ño ñược thực hiện trong quá trình giám sát ñể ñưa ra các dấu hiệu chẩn ñoán. Các dấu hiệu chẩn ñoán ñược ñánh giá riêng lẻ trong một mô hình ñơn yếu tố hoặc ñánh giá phối hợp trong một mô hình ña yếu tố. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật máy tính và kỹ thuật ñiện tử, ngày càng xuất hiện nhiều các công cụ chẩn ñoán có phần cứng, phần mềm xử lý tín hiệu hiện ñại, nên các khái niệm giám sát và chẩn ñoán ñang dần hòa tan vào nhau, một hệ thống giám sát có thể thực hiện cả phần việc của chẩn ñoán. Tuy nhiên, ñể phân tích có hệ thống và vận dụng có hiệu quả vào quá trình chẩn ñoán, khái niệm chẩn ñoán ñược tách thành hai giai ñoạn: - Nhận biết hư hỏng: ñảm nhiệm việc giám sát và nhận dạng hư hỏng, tạo dấu hiệu hư hỏng và so sánh với trạng thái chuẩn ñể xác ñịnh hư hỏng. - Chẩn ñoán hư hỏng: ñảm nhận việc cô lập hư hỏng và phân tích hư hỏng, xây dựng quan hệ giữa hư hỏng và triệu chứng hư hỏng. Trong giai ñoạn phát triển một hệ thống chẩn ñoán cần xác ñịnh các quan hệ giữa các hư hỏng thực xuất hiện hoặc các hư hỏng nhân tạo với các dấu hiệu từ phân tích lý thuyết hoặc ñánh giá các số liệu thực nghiệm và lưu giữ chúng ở một dạng thích hợp. Khi chẩn ñoán người ta ñối thoại với cơ sở dữ liệu ñó ñể tìm ra một lời giải phù hợp. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 10 1.2.2. Thông số chẩn ñoán và yêu cầu của các thông số chẩn ñoán 1.2.2.1. Thông số chẩn ñoán Trong nhiều trường hợp, không thể thực hiện ñược việc ño ñạc các thông số cấu trúc khi không tháo rời ñộng cơ, vì vậy, việc thông tin về tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ phải dựa vào các tham số thể hiện trong quá trình làm việc, các thông số quá trình thể hiện ra bên ngoài (các triệu chứng) còn gọi là thông số biểu hiện kết cấu. Thông số biểu hiện kết cấu luôn luôn phụ thuộc vào tình trạng kết cấu và thay ñổi theo sự thay ñổi của các thông số kết cấu. Ví dụ: sự tăng khe hở trong mối lắp ghép trục và ổ ñỡ của ñộng cơ sẽ làm giảm áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn cưỡng bức, tăng va ñập, ñộ ồn, ñộ rung cụm tổng thành ñộng cơ. Một thông số kết cấu có thể có nhiều thông số biểu hiện kết cấu và ngược lại một thông số biểu hiện kết cấu có thể biểu hiện nhiều thông số kết cấu bên trong. Các quan hệ này ñan xen và phức tạp. Trong quá trình chẩn ñoán, chúng ta cần có thông số biểu hiện kết cấu ñể xác ñịnh trạng thái kết cấu bên trong, vì vậy thông số chẩn ñoán là thông số biểu hiện kết cấu ñược chọn trong quá trình chẩn ñoán, nhưng không phải toàn bộ các thông số biểu hiện kết cấu sẽ ñược coi là thông số chẩn [1], [19]. Các thông số biểu hiện kết cấu như: số vòng quay, mô men, công suất, áp suất nén, áp suất cháy, áp suất các te, ñộ khói khí thải, mức tiêu hao nhiên liệu…là các thông số có thể lựa chọn làm thông số chẩn ñoán ñể ñánh giá tình trạng kỹ thuật của ñộng cơ. 1.2.2.2. Yêu cầu ñối với các thông số chẩn ñoán Các thông số biểu hiện kết cấu ñược dùng làm thông số chẩn ñoán phải thỏa mãn các yêu cầu sau [1], [19]: - ðảm bảo tính hiệu quả: cho phép dựa vào thông số ñó ñể chẩn ñoán ñược tình trạng kỹ thuật của ñối tượng hoặc một phần của ñối tượng chẩn ñoán. - ðảm bảo tính ñơn trị: mối quan hệ của thông số kết cấu và thông số chẩn ñoán là các hàm ñơn trị trong khoảng ño, nghĩa là trong khoảng xác ñịnh thì ứng với Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 11 mỗi trị số của thông số kết cấu chỉ có một trị số của thông số chẩn ñoán hay ngược lại. - ðảm bảo tính nhạy: tính nhạy của thông tin trong quan hệ giữa thông số kết cấu và thông số chẩn ñoán ñảm bảo khả năng phân biệt sự biến ñổi tương ứng giữa thông số chẩn ñoán theo sự biến ñổi của thông số kết cấu. - ðảm bảo tính ổn ñịnh: tính ổn ñịnh ñược ñánh giá bằng sự phân bố giá trị của thông số chẩn ñoán khi ño nhiều lần, trên nhiều ñối tượng ñồng dạng, sự biến ñộng của các giá trị biểu hiện quy luật giữa thông số biểu hiện kết cấu và thông số kết cấu phải có ñộ lệch quân phương nhỏ. - ðảm bảo tính thông tin: Các thông số chẩn ñoán cần phải thể hiện rõ hiện tượng và trạng thái kỹ thuật, do vậy thông tin phải ñược phản ánh rõ nét khi mật ñộ phân bố của các trạng thái kỹ thuật càng tách biệt. - ðảm bảo tính công nghệ: các thông số chẩn ñoán cần ñược chọn sao cho thuận lợi cho việc ño, khả năng có thiết bị ño, qui trình ño ñơn giản, giá thành ño nhỏ… ðây là một yếu tố luôn thay ñổi tùy thuộc vào các tiến bộ trong khoa học kỹ thuật ño lường. 1.2.3. Các phương pháp nhận biết hư hỏng Dưới ñây giới thiệu một số phương pháp nhận biết hư hỏng ñã và ñang sử dụng cho ñộng cơ diesel 1.2.3.1. Phân tích nhiệt ñộ Nhiệt ñộ là thông số quan trọng ñể ñánh giá trạng thái hoạt ñộng của ñộng cơ, ñặc biệt là quá trình biến ñổi năng lượng. Trạng thái hoạt ñộng của ñộng cơ ñược giám sát một cách ñơn giản bằng ñồng hồ nhiệt ñộ dầu, nhiệt ñộ nước làm mát trên ca bin. ðể nhận biết trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ bằng cách ñánh giá quá trình biến ñổi năng lượng trong xi lanh, trong [52] ñã sử dụng phương pháp phân tích nhiệt ñộ khí thải. Các thông số chẩn ñoán ñược chọn là: - Nhiệt ñộ trung bình của khí thải khi ra khỏi xi lanh. - Tích phân nhiệt ñộ trung bình trong một chu trình nhiệt ñộng. - Giá trị cực ñại của nhiệt ñộ trong khí thải. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 12 ðể thực hiện phương pháp phân tích nhiệt ñộ khí thải, cần có các cảm biến nhiệt ñộ phù hợp, có ñộ bền nhiệt và ñộ nhạy rất cao. Việc phân tích nhiệt ñộ ñể ñánh giá quá trình tạo thành hỗn hợp và quá trình cháy có thể thực hiện bằng cách ño trực tiếp nhiệt ñộ khí thải ngay tại ñường thải của ñộng cơ hoặc ñược thiết kế như là một phần tử cảm biến giám sát hoạt ñộng lâu dài trên ñộng cơ. 1.2.3.2. Phân tích dao ñộng Dao ñộng phát sinh trên ñộng cơ không chỉ do quá trình cháy giãn nở của môi chất trong xi lanh mà còn do va ñập của các chi tiết trong cơ cấu xupáp, va ñập trong quá trình làm việc của pít tông - xéc măng - xi lanh trong cơ cấu biên tay quay, cũng như các hiệu ứng cơ học khác xuất hiện khi ñộng cơ làm việc. ðể nhận dạng hư hỏng ñộng cơ theo phương pháp phân tích dao ñộng, cần bố trí các cảm biến gia tốc trên nắp xi lanh, thân xy lanh và ổ ñỡ trục khuỷu. Sự phụ thuộc của quá trình dao ñộng vào góc quay trục khuỷu của ñộng cơ ñược xác ñịnh bởi các kỳ làm việc và trật tự làm việc của các xi lanh. Khi chẩn ñoán ñộng cơ nhiều xi lanh, ñể có hiệu quả chẩn ñoán lớn nhất người ta sử dụng các xung ñược tạo ra trong quá trình làm việc của các xy lanh, tương ứng với trật tự làm việc của chúng [1], [13], [50]. Các thông số ñể ñánh giá chẩn ñoán theo phương pháp phân tích dao ñộng là các ñặc trưng thống kê của quá trình dao ñộng như giá trị trung bình, hàm tương quan, mật ñộ phổ hoặc phân tích hình dạng, biên ñộ, tần số… Dựa vào phân tích dao ñộng có thể phát hiện các hư hỏng như bỏ máy, tình trạng hao mòn của các chi tiết nhóm pít tông – xéc măng – xi lanh, ñồng thời còn có thể phân biệt ñược tích chất hao mòn khác nhau theo các xi lanh khác nhau của ñộng cơ. 1.2.3.3. Phân tích lan truyền âm thanh ðể ño lan truyền âm thanh, cần bố trí hệ thống ño và xử lý nhiều kênh. Sử dụng cảm biến góc quay trục khuỷu và cảm biến chu trình ñể tạo ñiều kiện biểu diễn tín hiệu lan truyền âm thanh theo góc quay trục khuỷu và trật tự xi lanh. Nhờ phân tích lan truyền âm thanh có thể xác ñịnh ñược sự lặp lại có tính chất chu kỳ khi Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 13 ñộng cơ hoạt ñộng, qua ñó có thể phân tích, phát hiện ñược vị trí và các dạng hư hỏng [19], [54]. Chẩn ñoán theo phương pháp phân tích lan truyền âm thanh có khả năng nhận biết các trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ như: - Công suất của mỗi xi lanh. - Giám sát tình trạng hệ thống phun. - Trạng thái của các xupáp xả. - Giám sát xéc măng. - Giám sát các ñường ống cao áp trong hệ thống nhiên liệu. 1.2.3.4. Phân tích công suất ñộng cơ Công suất là một thông số chất lượng và thường ñược sử dụng ñể ñánh giá tổng hợp trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ ñốt trong. Sự thay ñổi trạng thái kỹ thuật do hư hỏng hoặc do sai lệch hoạt ñộng có thể là nguyên nhân thay ñổi công suất ra của ñộng cơ. Các trị số công suất ño ñược cho khả năng chẩn ñoán tổng hợp về tình trạng ñộng cơ, từ ñó tiếp tục phân tích xác ñịnh các hư hỏng. ða số các phương pháp chẩn ñoán ñều dựa trên kết quả ño các thông số trong chế ñộ làm việc bình ổn của ñộng cơ. Việc ño lặp lại tại chế ñộ công suất như nhau làm giảm thiểu ảnh hưởng của sự thay ñổi chế ñộ làm việc. Việc sử dụng có mục ñích các chế ñộ không bình ổn hay là các quá trình chuyển tiếp cho khả năng tận dụng các quá trình tăng tốc hay giảm tốc ñể xây dựng các dấu hiệu nhận biết và chẩn ñoán hư hỏng trong ñộng cơ. Phương pháp ñánh giá công suất khi tăng tốc tự do cũng là phương pháp phân tích quá trình chuyển tiếp, tuy nhiên với trình ñộ kỹ thuật ño và xử lý tín hiệu tại các thời ñiểm ứng dụng, người ta tập trung thiết lập các hệ thống ño ñể xác ñịnh công suất cực ñại trong quá trình tăng tốc tự do của ñộng cơ diesel. Công suất ñộng cơ khi tăng tốc tự do tính theo công thức [20], [22]: Ne = J ω ω dt d (kW) (1.1) Trong ñó: J - mô men quán tính của ñộng cơ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 14 ω - vận tốc góc. t - thời gian. ðể ñảm bảo ñủ chính xác, chỉ cần ño giá trị gia tốc góc khi vận tốc góc có giá trị gần với vận tốc góc danh nghĩa. Vận tốc góc của ñộng cơ có thể xác ñịnh bằng cách ño tín hiệu xung trên một vị trí bất kỳ có thể nhận biết ñược chuyển ñộng quay của ñộng cơ. Theo phương pháp xác ñịnh công suất nêu trên, ñã xuất hiện hàng loạt các thiết bị ñể xác ñịnh công suất ñộng cơ diesel trong quá trình tăng tốc tự do. Các thiết bị này ñược thiết kế theo nguyên tắc ñếm, xử lý xung và lựa chọn thời ñiểm tính công suất tại vận tốc góc gần với giá trị danh nghĩa. Kết quả hiển thị là công suất ñộng cơ phát huy trong quá trình tăng tốc tự do [4], [5], [22]. Các công việc của phương pháp phân tích quá trình tăng tốc tự do là ño, xử lý và xây dựng các ñặc tính công suất, ñặc tính mô men. Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật ñộng cơ ñến sự phát triển công suất có thể ñược nhận biết theo dạng ñường ñặc tính công suất xây dựng trong quá trình tăng tốc tự do [48]. ðường ñặc tính công suất và ñặc tính mô men khi tăng tốc tự do cũng có thể sử dụng ñể ñánh giá trạng thái kỹ thuật của nhóm pít tông - xéc măng - xi lanh, hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống trao ñổi khí. Dấu hiệu nhận dạng trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ còn ñược phát hiện khi phân tích tốc ñộ quay không tải cực ñại, công suất cực ñại, mô men cực ñại với tốc ñộ quay tương ứng [23], [27], [36]. 1.2.3.5. Phân tích mức tiêu thụ nhiên liệu và dầu bôi trơn Với một ñộng cơ có công suất ñã cho, chi phí nhiên liệu và dầu bôi trơn có quan hệ trực tiếp với trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ. Do ñó, tiêu thụ nhiên liệu và tiêu thụ dầu bôi trơn có thể sử dụng làm dấu hiệu nhận dạng ñể ñánh giá tổng hợp trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ ñốt trong. Tiêu thụ dầu bôi trơn phụ thuộc mạnh vào tải trọng ñộng cơ nên ñược ñánh giá ñồng thời theo tỷ lệ với tiêu thụ nhiên liệu. Tỷ lệ tiêu thụ dầu bôi trơn với tiêu thụ nhiên liệu tăng gần như tuyến tính với mức ñộ hao mòn cặp lắp ghép pít tông – xéc măng – xy lanh [14], [30]. Sự thay ñổi của ñường cong chi phí nhiên liệu riêng có thể sử dụng ñể nhận biết trạng thái kẹt vòi Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 15 phun trong ñộng cơ diesel. Ngoài ra, nếu kết hợp với một số thông số chẩn ñoán khác có thể chẩn ñoán tổng hợp trạng thái của quá trình làm việc trong xi lanh [49]. 1.2.3.6. Phân tích dầu bôi trơn Tính bất thường của quá trình làm việc hoặc trạng thái cấu trúc của ñộng cơ ñốt trong có thể biểu hiện bởi sự thay ñổi thành phần hoặc tính chất dầu bôi trơn. Phân tích dầu bôi trơn cho phép nhận biết trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ nhờ những biểu hiện sau: - Lượng hạt mài, kích thước hạt mài (hoặc mức ñộ bứt phá hạt mài là ñộ tăng lượng hạt theo thời gian) cho biết về trạng thái hao mòn tức thời hoặc tăng hao mòn. - Dạng hạt mài phẳng, mỏng là kết quả của hao mòn, mỏi vật liệu biểu hiện bởi dạng hạt mài gọn hơn. - Loại vật liệu hạt mài cho biết vùng hư hỏng, mạt kim loại màu là dấu hiệu mài mòn ổ trượt, mạt sắt xuất hiện từ mặt răng, xéc măng hoặc ổ lăn, mạt gang từ mài mòn mặt gương xi lanh, mạt kim loại nhẹ từ pít tông... Phân tích khí hòa tan trong dầu, hoặc chất lỏng lạ như nước và nhiên liệu trong dầu bôi trơn cũng có thể nhận biết trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ [19]. Việc phân tích xác ñịnh các tính chất của dầu bôi trơn ñược thực hiện trên các mẫu thử lấy ra gián ñoạn hoặc phân tích dòng dầu chuyển ñộng liên tục. Các phương pháp phân tích dầu bôi trơn ñang sử dụng là: giám sát bằng từ trường của nam châm, ferrograph hoặc on-line-ferrograph, phân tích phổ và phân tích bức xạ hạt nhân [14], [29] . Các phương pháp phân tích dầu bôi trơn bằng các thiết bị hiện ñại, ñắt tiền như ferrograph, phân tích phổ, ñiện quang do quá phức tạp và ñắt tiền nên không ñược sử dụng và phát triển rộng rãi cho các ñộng cơ trong nông lâm nghiệp. ðối với các máy nông lâm nghiệp, việc kiểm tra chẩn ñoán tại chỗ ñược ưa chuộng và thuận tiện hơn. Hệ thống chẩn ñoán hao mòn nhờ phân tích dầu bôi trơn trực tiếp gồm những quá trình sau [45] - Xác ñịnh ñộ bẩn tổng thể và lượng thải sản phẩm theo dầu, ví dụ muội than, bụi bẩn, vật chất hữu cơ và các sản phẩm Polyme hóa. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 16 - Xác ñịnh các chất lỏng lạ, trước hết là nước và nhiên liệu. - Phân tích hạt mài ñể xác ñịnh hàm lượng vật thể rắn trong dầu và thành phần các hạt mài lớn nhờ họa ñồ sắt từ. Các thiết bị ño và phân tích dầu bôi trơn ñều có thể tự chế tạo với chi phí ñầu tư không lớn như thiết bị kiểm tra ñộ bẩn tổng thể hiển thị trực tiếp, thiết bị kiểm tra hàm lượng nước, thiết bị ño hàm lượng nhiên liệu và thiết bị phân tích hạt mài kiểu từ trường – mao dẫn. ðể chẩn ñoán hư hỏng qua việc phân tích dầu bôi trơn [26], [30] ñã phát triển một phần mềm phân loại ña chiều ñể tách quá trình hao mòn của mỗi dạng ñộng cơ theo 3 vùng: vùng hoạt ñộng an toàn, vùng an toàn hoạt ñộng giới hạn và vùng có xác suất hư hỏng cao. 1.2.3.7. Phân tích thành phần khí thải và ñộ khói khí thải ðối với ñộng cơ xăng, hàm lượng CO và HC trong khí thải cho biết nhiều thông tin về quá trình cháy và quá trình tạo thành hỗn hợp ñốt, qua ñó về trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ. Sử dụng thiết bị phân tích khí thải, xác ñịnh các thành phần CO, HC tại các chế ñộ tốc ñộ quay phù hợp sẽ có thể ñánh giá tương ñối chính xác về trạng thái quá trình cháy trong ñộng cơ xăng [43]. ðối với ñộng cơ diesel, ngoài việc ñánh giá bằng mắt về màu sắc và ñộ ñậm ñặc của khí thải có thể sử dụng các thiết bị ño khói theo ñộ ñen kiểu giấy lọc và ñộ mờ hay ñộ ñục bằng thiết bị quang học. Các thiết bị này ñã ñược sử dụng trong kiểm ñịnh ñộng cơ diesel theo tiêu chuẩn phát thải PM. ðể nhận biết trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ diesel trong sản xuất nông nghiệp, công trình nông thôn, những ứng dụng theo hướng phân tích ñặc tính khói, theo mức tải của ñộng cơ hoặc phân tích khói trong quá trình tăng tốc tự do ñã cho hiệu quả tích cực [4]. 1.2.3.8. Phân tích lưu lượng khí lọt xuống các te và áp suất các te Tăng lưu lượng khí lọt xuống các te và áp suất khí trong các te là dấu hiệu tăng khe hở nhóm pít tông - xéc măng - xi lanh [57]. Hư hỏng cục bộ trong các xi lanh có thể nhận biết qua các xung áp suất xác ñịnh bởi cảm biến áp suất lắp tại cổ ñổ dầu. ðặc tính xung áp suất theo góc quay trục khuỷu có dạng hàm sin, biên ñộ áp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 17 suất tăng theo ñộ tăng khe hở nhóm pít tông-xi lanh. ðộ kín buồng ñốt còn có thể xác ñịnh bằng áp kế tự ghi ño áp suất nén trong xy lanh hoặc theo tín hiệu quá trình ñiện áp ắc qui hoặc dòng ñiện máy ñề khi quay mà không cung cấp nhiên liệu cho ñộng cơ diesel. 1.2.3.9. Nhận biết hư hỏng ñộng cơ bằng cách ngắt lần lượt các xi lanh Phương pháp ñơn giản nhất ñể tạo tải trọng không phanh là ngắt lần lượt từng xi lanh khi ñộng cơ ñang làm việc bằng cách ngắt nhiên liệu cho vòi phun tương ứng. Hệ thống ño và xử lý tín hiệu rất ñơn giản, gồm ñồng hồ bấm giây, ñồng hồ ño tốc ñộ quay tại trục trích công suất và bộ phận ñiều khiển ngắt nhiên liệu tại các nhánh bơm. Khi thử nghiệm, từng xi lanh lần lượt ñược ngắt nhiên liệu, ñộng cơ ñược giữ ổn ñịnh làm việc với các xi lanh còn lại. Tốc ñộ quay của ñộng cơ khi ñó sẽ là: ndc = its . nB (1.2) trong ñó: its là tỷ số truyền từ ñộng cơ ñến trục trích công suất. nB là tốc ñộ quay trên ñồng hồ. Theo giá trị ño, xác ñịnh ñược giá trị trung bình của tốc ñộ quay trục khuỷu khi ñộng cơ làm việc với một xi lanh không làm việc: ntb = (n1+ n2+ n3+ n4 + …+ ni) / i (1.3) Trong ñó: i là số xi lanh trong ñộng cơ. n1, n2, n3, …ni là tốc ñộ quay trục khuỷu khi ñộng cơ làm việc với một xi lanh không làm việc tương ứng. So sánh các giá trị số vòng quay trong từng trường hợp (n1, n2, n3, …ni) với giá trị số vòng quay trung bình (ntb), nếu giá trị nhận ñược vượt ra ngoài giới hạn cho phép chứng tỏ tính không ñều của tải trọng trên các xi lanh và cần thiết khắc phục hư hỏng [21]. Áp dụng phương pháp này, hãng Bosch giới thiệu một thiết bị chẩn ñoán có trợ giúp của máy tính ñiện tử, ñó là thiết bị kiểm tra, chẩn ñoán ñộng cơ tổng hợp MOT 250. Thiết bị này có chức năng kiểm tra và ñánh giá trạng thái kỹ thuật của Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 18 các xi lanh thông qua ñộ giảm số vòng quay của ñộng cơ theo phương pháp ngắt lần lượt từng xi lanh. 1.2.3.10. Phân tích áp suất cháy, áp suất phun trong xi lanh Áp suất cháy có thể ño trực tiếp bằng cảm biến áp ñiện có ñộ nhạy cao hoặc xác ñịnh gián tiếp qua lực tác ñộng lên bu lông nắp máy. Áp suất phun có thể xác ñịnh bằng cảm biến áp ñiện ñặt trong vòi phun hoặc xác ñịnh gián tiếp thông qua xung áp suất tác ñộng lên thành ống cao áp. Phân tích phối hợp quá trình áp suất cháy và áp suất phun trong xi lanh sẽ nhận biết ñược trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ qua việc ñánh giá quá trình cháy và quá trình phun. 1.2.3.11. Nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình trợ giúp Kết quả chẩn ñoán trạng thái kỹ thuật của ñộng cơ phụ thuộc quyết ñịnh vào năng lực biểu hiện, tính tổng quát và chất lượng của dấu hiệu nhận dạng và triệu chứng hư hỏng ñược tạo ra từ quá trình nhận biết hư hỏng. Nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình trợ giúp thường dựa trên việc xử lý các kiến thức giải tích, có nghĩa là dựa trên các kiến thức toán học. Hình 1.1. Phương pháp nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình trợ giúp Các phương pháp nhận biết hư hỏng cho ñến nay có thể phân chia thành 2 nhóm (hình 1.1): - Phương pháp nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình tín hiệu. - Phương pháp nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình quá trình. Nhận biết hư hỏng trên cơ sở mô hình trợ giúp Phân tích mô hình tín hiệu Phân tích mô hình quá trình Phân tích hàm tương quan Phân tích phổ Phân tích sóng ðánh giá tham số ðánh giá trạng thái Cân bằng ñồng ñẳng Mô hình tín hiệu tham số Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 19 Trong phương pháp nhận biết hư hỏng bằng mô hình tín hiệu, mô hình mô tả một loại tín hiệu xác ñịnh. Các giá trị tín hiệu ñặc trưng hoặc dấu hiệu nhận dạng ở ñây là giá trị trung bình, biến thiên, biên ñộ hoặc tần số. Các phương pháp thông thường ñể phân tích các tín hiệu ngẫu nhiên và tín hiệu tuần hoàn là: - Phân tích hàm tương quan và mật ñộ phổ. - ðánh giá phổ tần số nhờ biến ñổi Fourie. - Phân tích bước sóng. - Mô hình tín hiệu tham số. Các phương pháp nhận biết hư hỏng theo mô hình quá trình sử dụng các mô hình mô tả tính chất ñầu vào, ñầu ra của một quá trình, các thuật toán mô tả quá trình có thể sử dụng các thông tin từ các cảm biến và các quan hệ ñã biết trong tính chất của quá trình. Nhờ ño tối thiểu một tín hiệu vào và một tín hiệu ra tương ứng, có thể kết luận trở lại về dấu hiệu nhận dạng quá trình, (ví dụ, các tham số hoặc thông số trạng thái), sau ñó có thể nhờ con ñường tính toán mà xác ñịnh ñược nguyên nhân của hư hỏng. Bằng cách ñó có thể giám sát kỹ càng hơn về quá trình, tách và cô lập tốt hơn các sai lệch hoặc hư hỏng khác nhau. ðể nhận biết hư hỏng bằng mô hình quá trình, có thể sử dụng các phương pháp mô hình trợ giúp khác nhau như: - ðánh giá tham số: tính toán các tham số bên trong mô hình và so sánh với các tham số chuẩn. - Cân bằng ñồng ñẳng: so sánh quá trình với một mô hình toán xác ñịnh mô tả quá trình. - ðánh giá trạng thái: so sánh tính toán các biến bên trong của mô hình. Nhờ phân tích các mô hình quá trình có thể nhận biết ñược các thay ñổi tính chất quá trình và từ ñó có thể kết luận về trạng thái quá trình. Các dấu hiệu nhận dạng từ các mô hình tín hiệu hoặc các mô hình quá trình ñược so sánh với các tính chất chuẩn, có nghĩa là so với các tính chất của các quá trình không hư hỏng. Nếu dấu hiệu quá trình thay ñổi một ñộ lệch nhận biết ñược so với trạng thái chuẩn thì sẽ tạo lập ñược một triệu chứng thông báo về trạng thái có Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 20 lỗi, có hư hỏng của quá trình. Tuy nhiên vẫn chưa có ñược một biểu hiện chính xác về hư hỏng xuất hiện. ðể chẩn ñoán chính xác cần tiếp tục ñánh giá các triệu chứng trong giai ñoạn chẩn ñoán hư hỏng. 1.2.3.12. Chẩn ñoán OBD OBD (On-Board Diagnostic) là một hệ thống hỗ trợ chức năng chẩn ñoán lỗi ngay bên trong ECU của xe, ñược sử dụng trên hầu hết các ô tô hiện nay. Từ những năm 1980, các nhà chế tạo ô tô ñã bắt ñầu sử dụng các vi mạch ñiện tử ñể giám sát và chẩn ñoán hư hỏng của ñộng cơ ô tô. Qua nhiều năm sử dụng, hệ thống OBD trở thành một tiêu chuẩn bắt buộc trang bị trên các ô tô hiện ñại. Năm 1996 có một chuẩn OBD chung quốc tế mới trong thế giới ô tô ra ñời là OBD thế hệ thứ 2 (OBD-II). Theo quy chuẩn, hệ thống OBD-II có khả năng cung cấp hầu hết các thông tin như: ñộng cơ, khung gầm, thân xe, hệ thống an toàn và các thiết bị phụ trợ cũng như hệ thống mạng thông tin ñiều khiển trên ô tô. Thông tin chẩn ñoán sẽ ñược lưu vào bộ nhớ bên trong ECU của xe dưới dạng mã lỗi 5 ký tự. Mức ñộ chẩn ñoán và thông tin chi tiết phụ thuộc chủ yếu vào mức ñộ trang bị của hệ thống cảm biến và ECU trên mỗi loại xe. Hệ thống OBD có nhiệm vụ chủ yếu là giám sát tất cả các cảm biến và các bộ phận ñịnh vị kết nối trực tiếp với hệ thống ñiều khiển ñiện tử trên ñộng cơ. ðối với xe con ở châu Âu, từ khi thực thi giá trị giới hạn khí thải cấp III (EURO 3) năm 2000, luật khí thải cũng yêu cầu lắp ñặt hệ thống giám sát của châu Âu EOBD (European On-Board Diagnostic) trên các ô tô có ñộng cơ ñánh lửa cưỡng bức. Hệ thống chẩn ñoán EOBD tại châu Âu cũng ñược ñịnh hướng tương tự với các hệ thống tại Mỹ [19]. 1.2.4. Các phương pháp chẩn ñoán hư hỏng Chẩn ñoán hư hỏng bao gồm hai giai ñoạn cơ bản: cô lập hư hỏng và phân tích hư hỏng hay còn gọi là nhận dạng hư hỏng. Trong giai ñoạn cô lập hư hỏng tiến hành tách hư hỏng từ các triệu chứng và phân loại chúng, mỗi trường hợp hư hỏng sẽ có một biểu hiện của triệu chứng khác nhau. Khi phân tích hư hỏng cần xác ñịnh trạng thái có hư hỏng của quá trình và hư hỏng gây ra theo loại, trị số và nguyên nhân hư hỏng, ñôi lúc cần quan tâm ñến Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 21 cả sự xuất hiện hư hỏng theo thời gian. Việc phân tích hư hỏng trong các trường hợp chung phụ thuộc vào chất lượng của triệu chứng tạo lập ñược. Việc ñánh giá cường ñộ tác ñộng của triệu chứng cho biết trị số của hư hỏng. Có thể xuất hiện trường hợp nhiều hư hỏng khác nhau tác ñộng với mức ñộ khác nhau vào một triệu chứng. Tính chất này ñược sử dụng ñể tiếp tục phân biệt hư hỏng. Việc xác ñịnh loại hư hỏng cho khả năng phân biệt hư hỏng hệ thống và hư hỏng ngẫu nhiên. Khi phân tích tính chất thời gian cho khả năng phân biệt theo dạng hư hỏng thường xuyên, ._. 49. Moech.E/Strickert.H (1982), Technische Diagnostik an Schiffsmaschinen- anlagen, Berlin, Verlag Technik. 50. Moech.E (1979), Moderne Verhfahren der Technischen Diagnostik für Schiffmaschinenanlagen,Wiss. Beiträge der IH für Seefarht Warnenmünde. 51. Neumanm,G (1989), Diagnosesystem DS 2000 Agrartechnik, Berlin 39. 52. Thorsten Schulz (1991), Zur Diagnose der Enegieumwandlung in Dieselmotoren unter beseondere Einbeziehung der Abgastemparatur, Dissertation, TU “Otto von Gruericke’’, Magdeburg. 53. Sturm/Förter (1990), Maschinen und Anlagendiagnotik für die Zustands- besorgene Instandhallung, Verlag Technik. IV-Tiếng Nga 54. Apmoбoлebckuǔ И.И. u∂p (1979), Bвeдeниe в aкуcтичecкую динaмику мaшин. M.Hayкa, 202 c. 55. Boйткунcкuǔ. Л. Cyдocтpoeниe (1985), Cпpaвoчник пo тeopии кopaбля. Toм 1. 56. B.C.Гaвpилoв, C.B.Kamкин, B.Π.Шmeлeв (1967), Texнuчecκaя эксn- лyamaųuя cy∂oebыx ∂uзeлbныx уcmaнoboK, “Tpaнcпopт” Mocквa. 57. Cmaнucлabckuŭ Л. Bukmopobuч (1983), Texнuчeckoe ∂ua
нocTupoboнue əuzeлŭ, Kueb, Bыcшaя шkoлa. 58. 59. DN/OtoXeMay/Juilong-Xe_cua_nha_nong/ 60. www.alldatasheet.com. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 37 Phụ lục 1 ðỘNG CƠ THÍ NGHIỆM 1.1. ðộng cơ D240 Bảng1. 1. Các thông số cơ bản của ñộng cơ D240 TT Thông số Kí hiệu Giá trị ðơn vị 1 Công suất ñịnh mức Ne 80 Mã lực 2 Số xi lanh i 4 3 Thứ tự nổ 1-3-4-2 4 Số vòng quay ñịnh mức ne 2200 Vòng/phút 5 Hành trình pittông S 125 mm 6 ðường kính xylanh D 110 mm 7 Chiều dài thanh truyền L 230 mm 8 Tỷ số nén ε 16.5 9 Suất tiêu hao nhiên liệu g 180 g/ml.h 10 ðường kính nấm xupáp nạp 48 mm 11 ðường kính nấm xupáp xả 42 mm 12 ðường kính thân xupáp nạp 11 mm 13 ðường kính thân xupáp xả 11 mm 14 Góc phun sớm ϕ 24 ðộ TK 15 Góc mở sớm của xupáp nạp β1 10 ðộ TK 16 Góc ñóng muộn của xupáp nạp β2 46 ðộ TK 17 Góc mở sớm của xupáp thải ϕ1 46 ðộ TK 18 Góc ñóng muộn của supáp thải ϕ2 10 ðộ TK Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 38 Hình 1.1. Mặt cắt dọc ñộng cơ D240 Hình 1.2. Mặt cắt ngang của ñộng cơ D240 1.2. ðộng cơ DF15 Hình 1.3. ðộng cơ DF15 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 39 Bảng 1.2. Các thông số cơ bản của ñộng cơ DF15 STT Thông số Kí hiệu Giá trị ðơn vị 1 Kích thước pittông Dpt 99.23 mm 2 ðường kính Xy lanh Dxl 99.7 mm 3 Hành trình pittông S 106.2 mm 4 Tỷ số nén ε 20 5 Số vòng quay ñịnh mức ne 2200 Vòng/phút 6 Công suất Ne 15 Mã lực 7 Sự tiêu thụ nhiên liệu g ≤250.7 g/kW* h 8 Thể tích bình chứa Vbc 12 lít 9 Kiểu ñộng cơ Làm mát bằng nước – 1 xy lanh – nằm ngang – 4 kỳ 10 Phương pháp ñốt cháy Buồng cháy xoáy lốc 11 Hệ thống làm mát ðối lưu 12 Hệ thống khởi ñộng Bằng tay 13 Trọng lượng mñc 155 kg 1.3. Thông số kỹ thuật của các ñộng cơ D4AL, D4DB, D4AA, D4AE và D4AF TT Tên xe- ðộng cơ Số vòng quay không tải nhỏ nhất nMin (ñịnh mức) Số vòng quay lớn nhất nMax (ñịnh mức) Tốc ñộ ñộng cơ min/max thực tế ño ñược khi thí nghiệm gia tốc ðộ khói trung bình % Công suất cực ñại NeMax kW/rpm hoặc PS/rpm Mô men cực ñại MeMax Nm/rpm hoặc kgf.m/rpm 1 HYUNDAI HD65/TMT -TL (ðộng cơ D4AL) 750 ± 25 3750 750/3230 49,9 84,6/3400 kW/rpm 115/3400 PS/rpm 294/1800 Nm/rpm 30/1800 kgf.m/rpm 2 HINO FGỊJPUR (ðộng cơ D4DB) 650 ± 25 3200 530/3120 59,7 95,4/3200 kW/rpm 131/3200 PS/rpm 373/1600 Nm/rpm 37/1600 kgf.m/rpm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 40 3 HYUNDAI PORTER (ðộng cơ D4AA) 650 ± 25 3900 726/3808 61,9 114/3200 kW/rpm 155/3200 PS/rpm 373/1800 Nm/rpm 38/1800 kgf.m/rpm 4 KIA K2700 II (ðộng cơ D4AE) 750 ± 25 3850 780/3900 64,7 88,3/3600 kW/rpm 120/3600 PS/rpm 284/2000 Nm/rpm 29/2000 kgf.m/rpm 5 HYUNDAI MIGHTY2 (ðộng cơ D4AF) 700 ± 25 3800 686/3508 69,3 73,6/3400 kW/rpm 100/3400 PS/rpm 235/2200 Nm/rpm 24/2200 kgf.m/rpm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 41 Phụ lục 2 THIẾT BỊ ðO KHÓI 2.1. Số liệu kiểm thiết bị Bảng 2.1. Giá trị ñiện áp ñầu ra ứng với cường ñộ ánh sáng ðiện áp ñầu ra (V) 0 0.21 0.42 0.63 0.84 1.1 1.42 1.79 2.24 2.81 3.53 4.52 5.99 8.7 0.01 0.22 0.43 0.64 0.85 1.12 1.43 1.81 2.27 2.84 3.57 4.58 6.07 9.86 0.02 0.23 0.44 0.65 0.86 1.13 1.45 1.83 2.29 2.87 3.61 4.64 6.16 0.03 0.24 0.45 0.66 0.87 1.15 1.47 1.85 2.31 2.9 3.66 4.7 6.26 0.04 0.25 0.46 0.67 0.89 1.16 1.48 1.87 2.34 2.93 3.7 4.75 6.36 0.05 0.26 0.47 0.68 0.9 1.17 1.5 1.89 2.36 2.96 3.74 4.82 6.45 0.06 0.27 0.48 0.69 0.91 1.19 1.52 1.91 2.39 2.99 3.78 4.88 6.56 0.07 0.28 0.49 0.7 0.92 1.2 1.53 1.93 2.41 3.03 3.83 4.94 6.66 0.08 0.29 0.5 0.71 0.93 1.22 1.55 1.95 2.44 3.06 3.87 5.01 6.77 0.09 0.3 0.51 0.72 0.95 1.23 1.57 1.97 2.47 3.09 3.92 5.07 6.88 0.1 0.31 0.52 0.73 0.96 1.25 1.59 1.99 2.49 3.13 3.96 5.14 7 0.11 0.32 0.53 0.75 0.97 1.26 1.6 2.01 2.52 3.16 4.01 5.21 7.12 0.12 0.33 0.54 0.75 0.99 1.28 1.62 2.04 2.55 3.2 4.06 5.28 7.24 0.13 0.34 0.55 0.76 1 1.29 1.64 2.06 2.57 3.23 4.11 5.35 7.37 0.14 0.35 0.56 0.77 1.01 1.31 1.66 2.08 2.6 3.27 4.15 5.42 7.51 0.15 0.36 0.57 0.78 1.02 1.32 1.68 2.1 2.63 3.3 4.2 5.5 7.65 0.16 0.37 0.58 0.79 1.04 1.34 1.69 2.12 2.66 3.34 4.26 5.57 7.8 0.17 0.38 0.59 0.8 1.05 1.35 1.71 2.15 2.69 3.38 4.31 5.65 7.96 0.18 0.39 0.6 0.81 1.06 1.37 1.73 2.17 2.72 3.42 4.36 5.73 8.12 0.19 0.4 0.61 0.82 1.08 1.38 1.75 2.19 2.75 3.45 4.41 5.81 8.3 0.2 0.41 0.62 0.83 1.09 1.4 1.77 2.22 2.78 3.49 4.47 5.9 8.49 Cường ñộ ánh sáng (Lux) 283.1 262.1 241.1 220.1 199.1 168.1 147.1 126.1 105.1 84.1 63.1 42.1 21.1 0.1 282.1 261.1 240.1 219.1 198.1 167.1 146.1 125.1 104.1 83.1 62.1 41.1 20.1 281.1 260.1 239.1 218.1 197.1 166.1 145.1 124.1 103.1 82.1 61.1 40.1 19.1 280.1 259.1 238.1 217.1 196.1 165.1 144.1 123.1 102.1 81.1 60.1 39.1 18.1 279.1 258.1 237.1 216.1 195.1 164.1 143.1 122.1 101.1 80.1 59.1 38.1 17.1 278.1 257.1 236.1 215.1 194.1 163.1 142.1 121.1 100.1 79.1 58.1 37.1 16.1 277.1 256.1 235.1 214.1 193.1 162.1 141.1 120.1 99.1 78.1 57.1 36.1 15.1 276.1 255.1 234.1 213.1 192.1 161.1 140.1 119.1 98.1 77.1 56.1 35.1 14.1 275.1 254.1 233.1 212.1 191.1 160.1 139.1 118.1 97.1 76.1 55.1 34.1 13.1 274.1 253.1 232.1 211.1 190.1 159.1 138.1 117.1 96.1 75.1 54.1 33.1 12.1 273.1 252.1 231.1 210.1 189.1 158.1 137.1 116.1 95.1 74.1 53.1 32.1 11.1 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 42 272.1 251.1 230.1 209.1 188.1 157.1 136.1 115.1 94.1 73.1 52.1 31.1 10.1 271.1 250.1 229.1 208.1 187.1 156.1 135.1 114.1 93.1 72.1 51.1 30.1 9.1 270.1 249.1 228.1 207.1 186.1 155.1 134.1 113.1 92.1 71.1 50.1 29.1 8.1 269.1 248.1 227.1 206.1 185.1 154.1 133.1 112.1 91.1 70.1 49.1 28.1 7.1 268.1 247.1 226.1 205.1 184.1 153.1 132.1 111.1 90.1 69.1 48.1 27.1 6.1 267.1 246.1 225.1 204.1 183.1 152.1 131.1 110.1 89.1 68.1 47.1 26.1 5.1 266.1 245.1 224.1 203.1 182.1 151.1 130.1 109.1 88.1 67.1 46.1 25.1 4.1 265.1 244.1 223.1 202.1 181.1 150.1 129.1 108.1 87.1 66.1 45.1 24.1 3.1 264.1 243.1 222.1 201.1 180.1 149.1 128.1 107.1 86.1 65.1 44.1 23.1 2.1 Bảng 2.2. Số liệu so sánh của thiết bị DO 285 và DK01 trên một số ñộng cơ khác nhau ne [v/p] D (DO-285) [% HSU] D (DK-01) [% HSU] ∆ (% HSU) Xe BA-HAICA K42 UNIVERSE 790 3.3 2.4 1107 5.5 6.9 1411 13.5 16.3 1651 28.0 30.4 1828 42.7 41.5 1947 34.6 32.0 2084 24.6 25.3 2275 16.3 18.0 2560 13.8 15.2 MAX 42.7 41.5 1.2 Xe HYUNDAI HD65/TMT-TL 750 3.3 2.4 1270 5.5 8.6 1655 13.5 15.7 1951 25.2 30.4 2286 49.9 51.0 2543 34.6 31.0 2691 24.6 23.3 2918 19.5 17.1 3230 13.8 15.2 MAX 49.9 51.0 -1.1 Xe HINO FGIJPUR 530 3.3 4.8 1270 10.5 8.6 1655 17.1 15.7 1951 28.6 30.4 2286 59.7 61.4 2543 34.6 31.0 2691 24.6 23.3 2918 19.5 17.1 3120 18.6 15.2 MAX 59.7 61.4 -1.7 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 43 2.2. Một số thiết bị kiểm tra khí thải ñộng cơ diesel 1. Thiết bị ño khói DO 285 Hình 2.1. Thiết bị ño khói DO285 Thiết bị ño khói DO 285 (hình 2.1) gồm có 3 phần ñược kết nối với nhau: - Thiết bị cơ bản (bộ phận cơ bản): ñây là trung tâm xử lý của thiết bị, các thông tin từ trạm vận hành ñược ñưa về ñây ñể xử lý, bên trong có bố trí máy in ñể có thể in trực tiếp kết quả khi cần. Bộ phận này còn ñược nối với máy tính ñể xử lý kết quả cùng với các thông số khác trong quá trình kiểm ñịnh. - Trạm vận hành (bàn phím): gồm thẻ nhớ và các phím ñiều khiển. Thẻ nhớ chứa tất cả các chương trình, thông tin, mã lệnh... Các phím ñiều khiển ñể thực hiện nhập dữ liệu, chọn dữ liệu kiểm tra, chọn chương trình kiểm tra và thực hiện các lệnh khi kiểm tra. - ðầu ño: gồm có bộ phận ño hoạt ñộng theo nguyên lý quang học và ống dò khí thải, ñầu ño ñược kết nối với trạm vận hành bằng một sợ cáp ñiện ñể ñưa tín hiệu ño về bộ phận xử lý dữ liệu. Thông số kỹ thuật - ðiện áp cung cấp 230/50Hz (60Hz theo yêu cầu) - Tiêu thụ ñiện 220 VA - Khoảng vận tốc làm việc 200 - 9999 min-1 - ðộ ñục 0 - 0,99 m-1 - Giao diện R232 tới trạm vận hành hoặc thiết bị kiểm tra chẩn ñoán qua dây cáp 5m (tùy chọn: 15m) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 44 - Hiệu chỉnh Tự ñộng hiệu chỉnh trước mỗi lần ño - Máy in Máy in băng lắp trong máy - ðầu vào Trạm vận hành ñặc biệt Hermann - Kích thước Thiết bị cơ bản Dài x rộng x cao: 260 x 210 x 230 (mm) Trạm vận hành 190 x 150 x 55 (mm) ðầu ño 750 x 523 x 200 (mm) - Trọng lượng Thiết bị cơ bản 10,6 kg Trạm vận hành 0,8 kg ðầu ño 9 kg 2. Thiết bị kiểm tra khí thải ñộng cơ diesel HD-410 hãng HESHBON -KOREA Hình 2.2. Thiết bị ño khói HD-410 Sản phẩm: Thiết bị kiểm tra khi thải ñộng cơ diesel Model : HD-410 - Xuất xứ: Heshbon / Korea. Nguồn ñiện hoạt ñộng: 220V AC 50/60Hz Công suất: 50W Kích thước / trọng lượng: 400(W) X 170(D) X 200(H) mm. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 45 Trọng lượng: 5kg Chiều dài ống hút: 760mm Máy ño nồng ñộ khí thải ñộng cơ diesel. Màn hình hiển thị bằng ñèn LED Có thể chọn ñơn vị ño % hay K Mục ño: 0 - 100% (Sai số. 0,1%), ðộ K: 0.00 – 21.42 [m-1], (sai số: 0.01 m-1). ðo vòng quay : 0-8000 v/ph (sai số 10 v/ph) Nhiệt ñộ: 0-1500C. Phương pháp ño : Phương pháp chắn sáng (quang học) Nguồn sáng: LED xanh (565nm). Thời gian tác ñộng thực tế: 0.4 giây Thời gian làm nóng: 6 phút Thời gian tác ñộng ñiện : < 0.05 giây (loại A), 0.9 - 1.1 giây (loại B) ðo lặp lại tự ñộng Tần số lập lại tự ñộng Tự ñộng hiệu chuẩn Thiết bị thu : ñi ốt quang ðầu ra : RS232 kết nối phần mềm hiển thị kết quả trực tiếp trên máy tính và in kết quả kiểm tra Nhiệt ñộ mội trường làm việc: 0 0C / +40 0C. Kiểm tra tự ñộng ðộ ẩm cho phép: trên 90% Sai số: nhỏ hơn 1% Thiết bị bao gồm: máy chính có màn hình hiển thị và cổng kết nối RS 232, dây nguồn 220V, cảm biến nhiệt ñộ nhớt, cáp RS232 kết nối máy tính, cảm biến tốc ñộ vòng quay ñộng cơ, ống lấy khói mẫu ñể phân tích, sách hướng dẫn sử dụng và ñĩa CD phần mềm kèm theo. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 46 3. Máy kiểm tra khí xả ñộng cơ diesel bằng quang học OPAX 2000-II Model: OPAX 2000-II Xuất xứ: Protech / Italy Máy ñược xây ñựng theo tiêu chuẩn quốc tế: EEC 72/306, ISO 3173, ISO 11614 và SAE J 1667, nó ñược cung cấp cho yêu cầu kiểm tra khắc khe về khí thải của nhiều quốc gia trên thến giới. Chức năng chính: • Tự ñộng ñiều chỉnh zero • ðo ñược áp suất khí • ðồng hồ ñếm thời gian làm việc • Có thể chọn phương pháp ño với việc tự ñộng tính toán giá trị trung bình và các thông số khác khi ñược yêu cầu. • Có thể chọn ñơn vị ño % hay K, hoặc các ñơn vị khác: HSU,… • Phần mềm hỗ trợ hiệu chuẩn với lọc tiêu chuẩn • ðo ñược nhiệt ñộ khí • Có máy in mini kèm theo • Nguồn cung cấp chính hoặc 12V • Màn hình hiển thị bằng ñèn LED, có thể kết nối máy tính • Kích thước: 425x225x370 mm • Trong lượng: 20 kg 4. Thiết bị kiểm tra ñộng cơ diesel MDO2-LON Nhà cung cấp: CTY TNHH T&E Mã sản phẩm: MDO2-LON “STAND ALONE” Mô t chi tit xut x: Maha – c Thông số và ñặc tính kỹ thuật: - ðược chấp thuận ở Việt Nam theo Quyết ñịnh 245/2005ðK của Cục ðăng Kiểm Việt Nam - Thiết bị ñược chế tạo bằng thép không gỉ với vỏ bọc bảo vệ bằng plastic. Hình 2.3. Thiết bị ño khói MD02-LON Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 47 - Phòng ño ñộ ñục theo phương pháp quang học. - Có khả năng ño tốc ñộ vòng quay ñộng cơ thông qua bộ ño tốc ñộ vòng quay AVL Dispeed 492. - Có thể kiểm tra theo từng lần ñơn lẻ hoặc kiểm tra liên tục - Có tích hợp cảm biến nhiệt ñộ phòng ño - Có bộ sấy phòng ño công suất cao - Có thể ghi lại nhiệt ñộ dầu bôi trơn và tốc ñộ vòng quay ñộng cơ - Hai cổng RS 232: một ñể nối thiết bị với máy tính hoặc bộ hiển thị cầm tay và một ñể nối với các thiết bị kiểm tra khác - Hiển thị kết quả và các bước vận hành thông qua màn hình máy tính - Phòng ño khí thải ñược làm bằng thép không gỉ chất lượng cao - ðược phủ kín với vật liệu chịu ñược nhiệt ñộ cao. - Cho phép nhập dữ liệu bằng tay hoặc gọi dữ liệu từ máy tính trung tâm - Tự ñộng chuyển dữ liệu và lưu kết quả vào máy tính trung tâm - Nguồn ñiện : ........................................................................... 230V/50Hz. - Công suất trung bình / tối ña: ....................................................... 110 / 130 W - Màn hình hiển thị: .................................. hiển thị kết quả lên màn hình máy tính - Máy in: .............................. in kết quả qua máy in tại máy tính trong văn phòng - Tốc ñộ vòng quay (RPM): ................................................ 0 – 10000 vòng/ phút - Nhiệt ñộ dầu: ................................... .............................................. 0 – 150oC. - ðộ ñục: ......................................................................0 – 99% hoặc 0 – 9.99 m -1. - Kích thước ( L x H x W) : .................................................. 550 x 245 x 240 mm - Trọng lượng:......................................................................... khoảng 13kgs - Thời gian làm nóng máy : ......................................................... 2 - 3 phút. - Nhiệt ñộ hoạt ñộng: ............................................................ 5 – 45oC (ngoài trời) - Nhiệt ñộ bảo quản:.............................................................. -5 – 60oC Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 48 Phụ lục 3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TRÊN ðỘNG CƠ D240 VÀ DF15 3.1. Kết quả thí nghiệm của ñộng cơ D240 trên phần mềm Dasylab - ðộng cơ ở trạng thái tốt: - Trường hợp cửa nạp bị bịt 50%: - Vòi phun máy 1 bị kẹt: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 49 - Vòi phun máy 1 phun nhỏ giọt: - Cả 4 vòi phun có áp suất 150 kG/cm2: - Cả 4 vòi phun có áp suất 130 kG/cm2: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 50 - Góc cung cấp sớm 30: - Góc cung cấp muộn 30: - Góc cung cấp muộn 60: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 51 3.2. Kết quả thí nghiệm của ñộng cơ DF15 trên phần mềm Dasylab 3.3. Kết quả xây dựng ñặc tính công suất, mô men của ñộng cơ DF15 trong quá trình tăng tốc tự do trên phần mềm Dasylab Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 52 3.4. Số liệu thí nghiệm của ñộng cơ D240 trên phần mềm Dasylab ðộng cơ ở trạng thái tốt (lần 2) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 4.9104 707.26 22.81 121.16 2.56 8.38 13.21 5.115 937.02 35.39 124.32 12.7 117.60 185.45 5.3196 1414.18 56.43 130.91 19.3 193.04 304.42 5.5242 1687.40 47.72 131.76 24.2 191.02 301.24 5.7288 2022.35 31.23 124.87 26.7 173.74 274.00 5.9334 2298.37 17.12 123.31 26 141.27 222.78 6.138 2378.98 13.48 131.73 24.25 41.25 65.06 Tăng sức cản ñường nạp (mức 25%) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 6.4188 732.74 33.14 212.99 1.50 3.43 5.41 6.6234 896.93 41.0 213.52 16.85 91.94 145.00 6.828 1262.78 61.29 212.92 18.29 180.72 285.00 7.0326 1642.51 58.6 216.36 17.63 189.60 299.00 7.2372 1983.79 41.29 206.33 16.30 165.50 261.00 7.4418 2237 29.29 200.87 16.21 137.60 217.00 7.6464 2375.35 19.47 205.71 15.89 53.46 84.31 Tăng sức cản ñường nạp (mức 50%) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 10.6766 735.00 44.05 182.93 9.64 8.65 13.65 10.8812 994.88 53.0 182.68 13.81 119.21 188.00 11.0858 1376.21 76.6 179.62 15.70 185.79 293.00 11.2904 1750.61 71.3 180.53 17.46 178.82 282.00 11.495 2083.96 48.6 184.94 18.77 170.61 235.00 11.6996 2343.05 36.3 179.65 19.53 110.33 174.00 ðộng cơ ở trạng thái tốt Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 6.9564 736.46 34 118.62 10.29 31.21 49.23 7.161 1073.77 54 121.14 17.63 172.64 272.25 7.3656 1451.23 56.45 113.81 20.06 193.19 304.67 7.5702 1815.40 42.94 115.84 20.40 186.38 293.93 7.7748 2129.54 30.85 116.30 20.85 160.78 253.55 7.9794 2359.66 18.29 120.74 20.42 117.78 185.74 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 53 Tăng sức cản ñường nạp (mức 75%) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 15.92 740.60 49.1 222.52 5.01 2.38 3.76 15.17575 941.01 57.0 220.62 18.02 88.77 140.00 16.4315 1373.42 89.65 219.31 19.31 177.05 279.21 16.68725 1782.62 86.1 215.06 20.27 167.55 264.23 16.943 2118.14 65.3 226.71 20.04 121.750 192.00 17.19875 2364.55 49.8 223.18 18.41 100.89 159.11 Vòi phun máy 1 bị kẹt Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 15.345 812.55 39.51 131.99 5.45 7.024 11.078 15.60075 1037.26 49.85 131.977 14.7 92.01 145.103 15.8565 1342.58 65.77 129.99 17.9 133.16 210.000 16.11225 1640.98 62.51 125.87 20.4 129.99 205.000 16.368 1908.82 52.11 135.38 22 114.77 181.000 16.62375 2136.61 40.31 122.08 22 93.26 147.086 16.8795 2301.86 27.8 125.63 20.8 67.66 106.705 17.13525 2321.53 24.75 134.00 11.10 8.05 12.703 Vòi phun máy 1 bị nhỏ giọt Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 9.7185 729.53 62.25 185.97 - 6.80 10.72 9.97425 913.83 76.7 178.27 13.8 83.06 131.00 10.23 1379.20 95.56 186.8 20.6 183.25 289.00 10.48575 1851.05 79.7 179.71 26.7 173.11 273.00 10.7415 2240.0 54.1 184.14 26.6 136.96 216.00 10.99725 2353.13 56.12 184.04 17.47 49.09 77.42 Thay ñổi áp suất phun: cả 4 vòi ñều 150 kG/cm2 Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 11.7645 773.90 2.83 128.40 5.5 6.83 10.77 12.02025 801.20 3.47 130.27 16.9 11.17 17.62 12.276 839.86 32.84 129.54 23.5 15.83 24.96 12.53175 1212.73 66.4 127.98 27.3 154.09 243.00 12.7875 1684.33 51.6 131.16 26.2 182.62 288.00 13.04325 2092.30 29.2 126.60 26.2 162.333 256.00 13.299 2378.57 20.21 131.88 26.7 128.72 203.00 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 54 Áp suất cả 4 vòi ñều 130 kG/cm2 Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 14.19325 964.93 59.38 170.25 14.3 2.82 4.44 14.449 1245.35 90.83 171.39 20.0 119.84 189.0 14.70475 1734.00 56.29 167.94 26.0 162.33 256.0 14.9605 2151.47 30.4 177.66 27.7 149.01 235.0 15.21625 2378.02 22.66 166.47 21.22 92.76 146.28 Thay ñổi góc cung cấp: Sớm 3 ñộ ( các vòi phun ñều 170 kG/cm2) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 16.11225 847.11 38.5 130.21 3.64 66.58 105.00 16.368 933.92 46.6 130.14 9.98 107.16 169.00 16.62375 1355.65 78.1 109.73 25.21 189.60 299.00 16.8795 1853.0 61.1 117.31 26.64 180.04 283.93 17.13525 2157.82 51.2 129.65 24.33 156.62 247.00 17.391 2373.27 44.5 129.87 21.53 133.16 210.00 Góc cung cấp muộn 3 ñộ ( các vòi phun ñều 170 kG/cm2) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 11.7645 816 32.9 126.99 3.47 58.97 93.00 12.02025 946.86 41.7 129.37 6.74 110.33 174.00 12.276 1374.00 65.0 128.49 17.82 187.06 295.00 12.53175 1842.16 49.8 129.32 22.02 179.45 283.00 12.7875 2238.56 34.6 129.51 23.30 117.94 186.00 13.04325 2345.15 32.0 136.40 22.56 43.64 68.82 Góc cung cấp muộn 6 ñộ (các vòi phun ñều 170 kG/cm2) Elapsed Time[s] n [v/p] D [%] T [doC] Gt [l/h] Epsilon [1/s^2] M [Nm] 18.414 692.83 24.7 113.32 7.62 9.39 14.81 18.66975 926.85 36.7 120.11 9.9 95.82 151.11 18.9255 1351.97 57.6 115.22 13.57 180.08 284.00 19.18125 1797.47 45.6 123.08 18.92 168.67 266.00 19.437 2200.0 25.1 110.80 22.06 108.43 171.00 19.69275 2355.40 20.0 128.59 22.189 68.71 108.35 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 55 3.5. Số liệu thí nghiệm của ñộng cơ DF15 trên phần mềm Dasylab Số liệu thí nghiệm với các trường hợp mòn xéc măng trên ñộng cơ DF15 DASYLab - V 9.00.01 WORKSHEET : ASCI_TN_DF16 Recording Date : 8/7/2010, 4:34:18 PM Block Length : 1 Delta : 0.25575 sec. Number of Channels : 4 Xéc măng tốt Elapsed Time[s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 47.3138 828.0 84.00 6.41 18.9 47.5695 966.0 91.40 8.77 24 47.8253 1125.4 91.80 10.15 22.4 48.0810 1252.0 86.70 10.66 17 48.3368 1376.0 81.20 11.12 11.6 48.5925 1486.5 76.00 11.50 7.5 48.8483 1600.8 70.60 11.96 5.4 49.1040 1707.7 65.10 11.94 4 49.3598 1802.9 60.40 11.82 3.2 49.6155 1894.1 54.90 11.40 2.9 49.8713 1973.3 50.60 10.22 2.9 Xéc măng mòn 0.3 Elapsed Time[s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 195.9045 832.0 74.00 5.80 33.8 196.1603 904.0 80.40 7.34 36.5 196.4160 989.0 86.00 8.59 36.5 196.6718 1135.1 86.30 9.69 29 196.9275 1252.7 81.60 10.20 22.8 197.1833 1364.3 76.00 10.52 17.8 197.4390 1470.3 71.80 10.94 12.9 197.6948 1573.0 67.10 11.35 9.5 197.9505 1672.2 62.70 11.40 7.1 198.2063 1762.7 58.40 11.20 6.2 198.4620 1844.3 54.00 10.98 5.9 198.7178 1920.4 49.40 10.43 5.8 198.9735 1973.0 46.00 9.46 5.8 Xéc măng mòn 1.5 Elapsed Time[s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 78.7710 855.1 67.10 5.80 51.4 79.0268 973.0 78.00 7.85 53.3 79.2825 1116.2 80.00 9.10 45.5 79.5383 1237.6 76.50 9.83 36.5 79.7940 1351.5 72.00 10.22 28.4 80.0498 1463.5 68.00 10.62 21.2 80.3055 1570.1 63.50 10.97 15.8 80.5613 1673.1 59.70 11.11 12.0 80.8170 1765.1 55.30 10.93 10.2 81.0728 1854.0 51.10 10.62 9.8 81.3285 1928.9 46.70 9.85 9.8 81.5843 1995.0 43.10 8.62 9.8 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 56 Xéc măng mòn 3.0 Elapsed Time[s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 12.2760 876.0 59.60 5.71 71.2 12.5318 978.0 71.40 7.20 71.4 12.7875 1098.0 74.90 8.43 63.5 13.0433 1200.7 73.70 9.28 54.5 13.2990 1327.0 69.34 9.72 41.4 13.5548 1437.0 65.50 10.26 32.0 13.8105 1528.2 62.00 10.61 25.7 14.0663 1629.6 58.00 10.80 20.7 14.3220 1725.5 53.30 10.62 18.0 14.5778 1812.5 49.40 10.31 16.7 14.8335 1893.0 46.00 9.95 15.3 15.0893 1974.0 42.00 8.75 15.3 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 57 Phụ lục 4 MỘT SỐ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÂY DỰNG THƯ VIỆN MÔ HÌNH THAM CHIẾU 4.1. Kết quả thí nghiệm gia tốc trên các ñộng cơ D4AL và D4DB Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 58 4.2. Số liệu thí nghiệm thu ñược từ hệ thống chẩn ñoán ñã xây dựng ñối với một số ñộng cơ ở chế ñộ tăng tốc tự do không có tải trọng ngoài ñể xây dựng mô hình tham chiếu DASYLab - V 9.00.01 WORKSHEET : ASCI_TN_DF16 Recording Date : 8/7/2010, 4:34:18 PM Block Length : 1 Delta : 0.25575 sec. Number of Channels : 4 ðộng cơ D4AL trên xe HYUNDAI HD65/TMT-TL Time [s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 47.314 1500 258 40.53 38.0 47.570 1683 282 49.70 43.9 47.825 1883 294 57.97 48.2 48.081 2111 294 64.99 49.8 48.337 2322 292 71.00 47.6 48.593 2522 288 76.06 42.8 48.848 2717 280 79.67 35.5 49.104 2911 270 82.31 28.3 49.360 3106 258 83.92 22.7 49.616 3306 244 84.47 19.3 49.871 3500 230 84.30 18.0 ðộng cơ D4DB trên xe HINO FGIJPUR Time [s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 196.160 1500 353 55.45 51.7 196.416 1666 373 65.07 57 196.672 1837 373 71.75 59.6 196.928 2029 368 78.19 58.1 197.183 2215 359 83.27 53.8 197.439 2390 350 87.60 47.2 197.695 2577 339 91.48 38.7 197.951 2754 324 93.44 33.6 198.206 2931 309 94.84 30.4 198.462 3130 290 95.05 27.7 198.718 3318 273 94.86 25.5 198.974 3500 258 94.56 25.0 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 59 ðộng cơ D4AA trên xe HYUNDAI PORTER Time [s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 78.771 1500.5 328.2 51.57 51.4 79.027 1667.9 362.7 63.35 57.9 79.283 1844.2 373.0 72.04 61.7 79.538 2050.6 371.4 79.75 52.6 79.794 2233.4 368.6 86.21 43.0 80.050 2428.2 360.1 91.57 37.0 80.306 2622.8 354.5 97.37 32.4 80.561 2811.1 347.0 102.15 30.0 80.817 2989.6 340.3 106.54 29.0 81.073 3156.4 333.3 110.17 28.6 81.329 3333.7 326.8 114.09 28.6 81.584 3500.0 320.5 117.47 29.0 ðộng cơ D4AE trên xe KIA K2700 II Time [s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 12.276 1800 258 48.63 56.0 12.532 1953 273 55.83 63.2 12.788 2133 284 63.44 68.8 13.043 2329 284 69.27 68.8 13.299 2514 283 74.50 54.8 13.555 2699 277 78.29 45.0 13.811 2895 269 81.55 38.0 14.066 3080 261 84.18 34.0 14.322 3260 253 86.37 30.8 14.578 3446 244 88.05 28.0 14.834 3620 233 88.33 26.0 15.090 3800 221 87.94 25.2 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 60 ðộng cơ D4AF trên xe HYUNDAI MIGHTY2 Time [s] ne [v/p] Me [Nm] Ne [kW] D [%] 27.314 1800 213 40.15 57.5 27.570 1920 227 45.64 63.1 27.825 2084 236 51.50 68.7 28.081 2284 237 56.69 68.7 28.337 2478 234 60.72 53.4 28.593 2663 231 64.42 42.8 28.848 2862 223 66.84 36.6 29.104 3060 215 68.90 31.7 29.360 3240 208 70.57 27.3 29.616 3425 199 71.37 26.1 29.871 3600 189 71.25 25.7 4.3. Một số ñường ñặc tính mô men và ñặc tính khói xây dựng ñược trong quá trình gia tốc tự do của một số ñộng cơ trong thư viện mô hình tham chiếu 4.3.1. Mô hình tham số của ñộng cơ D4AL Me và D khi gia tốc ñộng cơ D4AL 0 50 100 150 200 250 300 350 1500 2000 2500 3000 3500 ne [v/p] Me [Nm] 0 10 20 30 40 50 60 70 D [%] Me D Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 61 4.3.2. Mô hình tham số của ñộng cơ D4DB Me và D khi gia tốc ñộng cơ D4DB 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1500 2000 2500 3000 3500 ne [v/p] Me [Nm] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 D [%] Me D 4.3.3. Mô hình tham số của ñộng cơ D4AA Me và D khi gia tốc ñộng cơ D4AA 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1500 2000 2500 3000 3500 ne [v/p] Me [Nm] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 D [%] Me D Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 62 4.3.4. Mô hình tham số của ñộng cơ D4AE Me và D khi gia tốc ñộng cơ D4AE 0 50 100 150 200 250 300 1800 2200 2600 3000 3400 3800 ne [v/p] Me [Nm] 0 15 30 45 60 75 90 D [%] Me D 4.3.5. Mô hình tham số của ñộng cơ D4AF Me và D khi gia tốc ñộng cơ D4AF 0 50 100 150 200 250 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 ne [v/p] Me [Nm] 0 18 36 54 72 90 D [%] Me D Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 63 Phụ lục 5 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM Thiết bị ño khói Cảm biến ño số vòng quay Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 64 Thực hiện kiểm chuẩn thiết bị ño khói DK01 Kết nối thiết bị Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 65 Thiết bị ño ñộ khói DO 285 dùng làm mẫu kiểm chuẩn ðo kiểm tra ñộ chính xác của thiết bị DK01 tại trung tâm ñăng kiểm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 66 Chuẩn bị thí nghiệm Bố trí lắp ñặt cảm biến ño số vòng quay Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 67 Lắp ñặt thiết bị ño nhiên liệu Bố trí thiết bị ño khói Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 68 Bố trí thiết bị ño nhiệt ñộ khí xả Kết nối các phần tử của hệ thống Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 69 ðiều chỉnh áp suất vòi phun theo các phương án thí nghiệm ðiều chỉnh góc phun sớm của bơm cao áp theo các phương án thí Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 70 Kết quả thí nghiệm hiển thị trên máy tính Thí nghiệm lọt khí trên ñộng cơ Dongfeng S1100 (DF15) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 71 Chuẩn bị các mẫu xéc măng theo phương án thí nghiệm Thay thế xéc măng theo các phương án thí nghiệm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 72 Lắp ñặt thiết bị chuẩn bị thí nghiệm Thực nghiệm thí nghiệm ño trong quá trình gia tốc tự do Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật …………………………………. 73 ðo áp suất các te ðo áp suất nén buồng ñốt ._.