- 1 -
Khảo nghiệm phải được tiến hành trong các điều kiện kỹ thuật cho phép.
1.1.2. Mục đích và nội dung nghiên cứu động cơ đốt trong.
1.1.2.1. Mục đích nghiên cứu động cơ đốt trong.
Với trình độ hiểu biết hiện nay, chúng ta chưa có khả năng xác định một cách
chính xác những tính chất đặc trưng và công dụng thực tế của động cơ đốt trong
bằng con đường tính toán lý thuyết. Bởi vậy, nghiên cứu động cơ đốt trong vẫn là
một công việc cần thiết nhằm mục đích kiểm tra các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và các
thông số của động cơ, trên cơ sở đó có thể rút ra kết luận về khả năng và phương
hướng hoàn thiện nó.
1.1.2.2. Nội dung nghiên cứu động cơ đốt trong.
1. Nghiên cứu kiểm tra.
Kiểm tra các thông số cơ bản và chất lượng lắp ráp của động cơ sau khi chế
tạo hoặc sữa chữa động cơ. Có hai loại nghiên cứu kiểm tra đó là : “ kiểm tra sản
xuất và kiểm tra định kỳ ”. Cụ thể như sau :
 Kiểm tra sản xuất được tiến hành cho các động cơ trước khi xuất xưởng,
kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho việc nghiệm thu hay loại bỏ một động cơ cụ thể.

- 3 -
 Kiểm tra định kỳ được tiến hành cho động cơ chọn từ dây chuyền sản
xuất một cách ngẫu nhiên. Mục đích kiểm tra định kỳ là kiểm tra tính ổn định của
sản xuất, kết quả kiểm tra định kỳ sẽ là cơ sở để đánh giá chất lượng dây chuyền
công nghệ đang được áp dụng.
2. Nghiên cứu so sánh.
Mục đích của nghiên cứu so sánh là đánh giá động cơ về mọi phương diện và
lập hồ sơ kỹ thuật của nó. Đối tượng nghiên cứu có thể là động cơ chế thử hoặc
động cơ của một hãng chế tạo khác.
Nghiên cứu động cơ chế thử là kiểm tra mức độ đúng đắn của phương pháp
tính toán, thiết kế và chế tạo. kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở quyết định tiến hành
sản xuất hàng loạt hay phải điều chỉnh những giải pháp đã sử dụng.
Nghiên cứu động cơ của hãng chế tạo khác nhằm mục đích thu thập thông tin

 Phòng khảo nghiệm hệ thống nhiên liệu.
 Phòng khảo nghiệm động cơ.
 Phòng khảo nghiệm chi tiết động cơ: là nơi tiến hành nghiên cứu các chi
tiết (hoặc cụm chi tiết) riêng lẻ của động cơ hoặc chuẩn bị chúng để nghiên cứu ở
phòng khảo nghiệm. Nội dung nghiên cứu ở đây bao gồm : “ thí nghiệm về sức bền,
tuổi bền các chi tiết trên các thiết bị giá tải, kiểm tra về các kích thước, độ
cứng,.v.v của các chi tiết so với thiết kế, phòng khảo nghiệm chi tiết động cơ cũng
là nơi đánh giá tình trạng các chi tiết tháo ra từ động cơ được nghiên cứu ở phòng
khảo nghiệm hoặc sau khi thử nghiệm thực tế. Phòng khảo nghiệm động cơ được
trang bị các thiết bị chuyên dùng để khảo nghiệm như : “ bơm dầu bôi trơn, bơm
nước làm mát, thiết bị cân bằng trục khuỷu.v.v….
Để thực hiện đầy đủ nội dung nghiên cứu, phòng khảo nghiệm chi tiết động
cơ phải vận dụng các trang thiết bị của phòng thí nghiệm khác như: “vật liệu học,
sức bền vật liệu”.
 Công việc nghiên cứu các bộ phận của hệ thống nhiên liệu: vòi phun,
bơm cao áp, bộ chế hoà khí, bộ điều tốc… được thực hiện tại phòng thí nghiệm.
Phòng khảo nghiệm về hệ thống nhiên liệu được trang bị các thiết bị cơ bản sau:
 Bàn khảo nghiệm bơm cao áp.

- 5 -
 Thiết bị khảo nghiệm bộ chế hoà khí.
 Các loại lưu lượng kế dùng để đo lưu lượng nhiên liệu và không khí.
 Phòng khảo nghiệm động cơ: là một bộ phận quan trọng của xưởng khảo
nghiệm động cơ. Nơi đây thực hiện khảo nghiệm trên các động cơ hoàn chỉnh, làm
việc ở các chế độ tải và các tốc độ quay khác nhau. Có thể tại phòng khảo nghiệm
động cơ có những nội dung nghiên cứu sau:
 Xây dựng các đường đặc tính của động cơ.
 Xác định thành phần khí thải.
 Nghiên cứu tính năng khởi động của động cơ.
 Xác định hệ số nạp và các hiệu suất của động cơ.

các yêu cầu sau:
 Sai số cho phép 1,5% theo TCVN_1684_75.
 Thiết bị phanh có khả năng phanh động cơ trong phạm vi tải trọng và tốc
độ quay tương đối rộng.
 Quá trình phanh phải ổn định.
 Đảm bảo duy trì một chế độ, tốc độ cho trước trong trường hợp có sự
thay đổi tải trọng không lớn trong một thời gian ngắn.
 Bảo đảm đo được số vong quay và momen chính xác.
 Có thể chạy rà động cơ.
 Sử dụng được năng lượng do động cơ phát ra trong quá trình phanh.
 Có khả năng điều khiển từ xa.
1.1.3.4. Dụng cụ, thiết bị và các thông số cần đo khi thí nghiệm.
1. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm.
Tất cả các dụng cụ và thiết bị dùng khi thí nghiệm phải đáp ứng đúng yêu
cầu cho kiểm tra định kỳ theo thủ tục quy định. Các dụng cụ và thiết bị được dùng
để thử nghiệm phục vụ cho đề tài của em sẽ được trình bày chi tiết ở chương 2.
2. Các thông số cần đo khi thí nghiệm.
 Công suất :
Phải được đo bằng phanh thuỷ lực hoặc phanh điện.

- 7 -
 Mô men :
Phải được đo bằng phanh thuỷ lực, phanh điện hoặc bằng xoắn kế. Hay được
tính toán bằng công thức theo công suất.
 Số vòng phút :
Phải được đo bằng các máy đo như máy phát đo tốc độ có ghi kết quả trên
màn hình huỳnh quang của máy phát hiện sóng ôxilôgrap.
 Áp suất và sự giảm áp suất :
Áp suất cực đại của chu trình và sự giảm áp suất phải được đo bằng áp kế cơ,
áp kế điện khí, áp kế điện hay áp kế cao áp.

ở vị trí mà bản thiết kế cho phép, độ sâu đặt dụng dụng cụ đo phải từ 2/3 đến 3/4
đường kính ống xả.
Những dụng cụ đo nhiệt độ và độ ẩm không khí môi trường phải được bố trí
cách xa miệng ống nạp với khoảng cách 1,5m và được bảo vệ tránh các luồng
không khí và bức xạ nhiệt.
Ống thu thanh để đo tiếng ồn của động cơ được đặt cách bề mặt của động cơ
0,5m trên mặt phẳng ngang ở nơi phát ra tiếng động cực đại hoặc nơi trung tâm
trong trường âm đều, nhưng không thấp hơn 1m so với nền nhà.
Số lượng và các vị trí đo, được quy định phù hợp với kiểu loại và kích thước
của động cơ. số lượng các điểm đo không được nhỏ hơn 4.
1.1.3.6. Tiến hành khảo nghiệm động cơ.
 Tiến hành khảo nghiệm bao gồm :
 Thử tính chất khởi động.
 Thử các chế độ làm việc.
 Kiểm tra hệ thống số vòng quay.
 Kiểm tra hệ thống điều chỉnh nhiệt độ.
 Kiểm tra hệ thống điều khiển tự động.
 Kiểm tra hệ thống tín hiệu an toàn.
 Kiểm tra bộ đảo chiều.
 Tháo động cơ và đo đạc các chi tiết.
 Kiểm tra sự làm việc của động cơ sau khi lắp ráp và xem xét.

- 9 -
 Thử động cơ điesel với hệ thống điều khiển tự động từ xa cũng như cụm
diesel máy phát điện với hệ thống điều khiển tự độngphải tiến hành trong quá trình
làm việc của các hệ thống điều khiển tự động và điều chỉnh.
 Đo áp suất nén (để so sánh giữa các xilanh) cần được tiến hành khi động
cơ làm việc ở phụ tải lớn nhất ( trừ trường hợp quá tải của động cơ diesel), cắt nhiên
liệu một trong các xilanh hay ở trường hợp chạy không tải, hay ở số vòng quay nhỏ
nhất có phụ tải.

 Áp suất và nhiệt độ của khí vào tuabin khí ở các động cơ diesel tăng áp.
 Sự đối áp suất và nhiệt độ khí trong ống xả.
 Nhiệt độ khí thải.
 Áp suất không khí và nhiệt độ ở động cơ diesel tăng áp khi có bộ phận
làm mát ( trước và sau khi làm mát).
 Nhiệt độ trong hệ thống làm mát, trong đó nhiệt độ ở các xilanh trong các
lỗ thoát từ nắp và ccác piston khi có bộ nhiệt kế.
 Áp suất và nhiệt độ trong hệ thống bôi trơn.
 Áp suất và nhiệt độ của nhiên liệu.
 Áp suất nén và áp suất cực đại của chu trình.
 Sự giảm áp ở cácte.
 Công suất hoặc mômen xoắn.
 Số vòng phút của động cơ và tuabin máy nén khí.
 Số vòng phút ổn định nhỏ nhất không tải hoặc dưới mức toàn tải.
 Khởi động.
 Sự hoạt động của hệ thống tín hiệu an toàn và bảo vệ.
 Sự hoạt động của hệ thống điều khiển tự động
 Công suất có ích trung bình, áp suất có ích trung bình.
 Tiêu hao nhiên liệu giờ và suất tiêu hao nhiên liệu riêng.
 Ở các giai đoạn với khoảng thời gian đến 2 giờ, số lần đo không được ít
hơn 2, ở các giai đoạn với khoảng thời gian ngắn hơn 1 giờ, cho phép một lần đo. ở
khoảng thời gian của các giai đoạn từ 2 giờ trở lên, cứ sau 2 giờ phải đo lại và số lần
đo từ 3 lần trở lên.
 Ngoài ra còn phải xác định các thông số sau :
 Thời gian khởi động, số lần khởi động.

- 11 -

 Áp suất nhỏ nhất đảm bảo để khởi động động cơ.
 Tiêu hao không khí cần cho một lần khởi động.

vận hành.
1.2.2.2. Tốc độ của động cơ.
Tốc độ quay ( n ).
Là số vòng quay của trục khuỷu trong một đơn vị thời gian. Đơn vị thường
dùng là vòng/phút, viết tắt là [ vg/ph ] hoặc [ rpm ].
Tốc độ quay của động cơ đốt trong thường thay đỏi trong quá trình động cơ
hoạt động tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc hoặc yêu cầu của người vận hành động
cơ.
Cần phân biệt một số khái niệm tốc độ quay sau đây :
 Tốc độ quay danh nghĩa ( n
n
) :Là tốc độ quay do nhà chế tạo định ra và
là cơ sở để xác định công suất danh nghĩa, để tính toán các kích thước cơ bản của
động cơ và để lựa chọn chế dộ làm việc hợp lý.v.v
 Tốc độ quay cực đại ( n
max
): Là tốc độ quay lớn nhất mà nhà chế tạo cho
phép sử dụng trong một khoảng thời gian xác định mà động cơ không bị quá tải.
 Tốc độ quay cực tiểu ( n
min
): Là tốc độ quay nhỏ nhất, tại đó động cơ vẫn
có thể hoạt động ổn định.
 Tốc độ quay ứng với công suất cực đại ( n
N
): Là tốc độ quay được xác
định tại thời điểm ứng với công suất động cơ phát ra đạt cực đại.
 Tốc độ quay ứng với momen quay cực đại ( n
M
): Là tốc độ quay được
xác định tại thời điểm ứng với momen quay đạt cực đại do động cơ phát ra.

các bề mặt ma sát, phụ tải cơ và phụ tải nhiệt, v.v
Căn cứ vào tốc độ, động cơ đốt trong được phân thành : “động cơ thấp tốc,
động cơ trung tốc và động cơ cao tốc’’, cả tốc dộ quay (n) và vận tốc trung bình đều
được dùng làm tiêu chí để đánh giá tính cao tốc.
1.2.2.4. Tải của động cơ.
Tải là đại lượng đặc trưng cho số cơ năng mà động cơ phát ra trong một chu
trình công tác hoặc trong một dơn vị thời gian. Các đại lượng dùng để đánh giá tải
của động cơ đốt trong bao gồm : “ áp suất trung bình, công suất, momen quay ”.
1. Áp suất trung bình của chu trình.
Áp suất trung bình của chu trình là đại lượng được xác định bằng tỷ số giữa
công sinh ra trong một chu trình ( gọi tắt là công chu trình) và dung tích công tác
của xy lanh.

s
ct
tb
V
W
P 
(1.2)
 Tuỳ thuộc vào công của chu trình được xác định như thế nào, có thể
phân biệt :
 Áp suất lý thuyết trung bình :
s
t
t
V
W
P  (1.3)
 Áp suất chỉ thị trung bình :

- W
m
: Công tổn thất cơ học, [ J ].
 Công chỉ thị (W
i
).
Là công do môi chất công tác sinh ra trong mọt chu trình thực tế, trong đó
chưa xét đến phần tổn thất cơ học. Có thể xác định công chỉ thị như sau :
W
i
= Q
1
- Q
i
= Q
1
– ( Q
m
+ Q
x
+ Q
kh
+ Q
cl
) (1.6)
Trong đó:
- Q
1
: Lượng nhiệt chu trình.
- Q

 Công có ích ( W
e
).
Là công thu được ở đầu ra của trục khuỷu. đó là phần cơ năng thực tế có thể
sử dụng được để dẫn động hộ tiêu thụ công suất.
W
e
= Q
1
- Q
e
= W
i
- W
m
(1.7)

2. Công suất của động cơ.
Công suất là tốc độ thực hiện công. trị số của công suất cho ta biết động cơ
đó mạnh hay yếu.
 Đơn vị :
 Oat, kilowatt (W, KW )
 Mã lực ( HP, hp_Horse power ) của Anh.
 Chevaux ( cv ) của Pháp
 Pferdestarke ( PS ) của Nga.
 Quy đổi :
 1KW = 1KJ/s.
 1HP = 75 kG.m/s.
 1PS = 1 metric HP = 0,735 KW.
 1HP = 1,014PS.


 (1.9)
Trong đó :
i_ số xylanh của động cơ.
z_Hệ số kỳ ; z =1 đối với động cơ hai kỳ; z = 2 đối với động cơ 4 kỳ.
 Công suất danh nghĩa ( N
en
).
Là công suất có ích lớn nhất mà động cơ có hể phát ra một cách liên tục
trong khoảng thời gian không giới hạn ở những điều kiện quy ước mà không bị quá
tải về cơ và nhiệt.
Các điều kiện cơ bản quy ước khi xác định công suất danh nghĩa của động cơ
đốt trong bao gồm:
 Điều kiện khí tượng tiêu chuẩn.
 Tốc độ quay danh nghĩa.
 Loại nhiên liệu và chất bôi trơn xác định.
 Trang thiết bị phụ trợ cho động cơ khi đo công suất, v.v
 Công suất quy đổi ( N
e
).
Là công suất của động cơ đã được hiệu chỉnh theo các diều kiện tiêu chuẩn.
TCVN 1685 – 75 quy đỊnh cách quy đổi công suất động cơ diesel không tăng
áp như sau :
N
e
=
N
e
,
293

Là công suất có ích do người thiết kế tổ hợp động cơ - hộ tiêu thụ công suất
khuyến cáo sử dụng để vừa phát huy hết tính năng của động cơ vừa đảm bảo độ
bền, độ tin cậy cần thiết.
1.2.2.5. Hiệu suất của động cơ.
1. Khái niệm.
Hiệu suất là đại lượng đánh giá hiệu quả biến đổi nhiệt năng thành cơ năng.
Để đánh giá mức độ tổn thất trong từng công đoạn của cả quá trình biến đổi
năng lượng, người ta đưa ra các khái niệm hiệu suất sau đây : “ Hiệu suất lý thuyết,
hiệu suất chỉ thị, hiệu suất cơ học, hiệu suất có ích” .
 Hiệu suất lý thuyết (η
t
).
Hiệu suất lý huyết là hiệu suất nhiệt của chu trình nhiệt động lý thuyết.
 Hiệu suất chỉ thị (η
i
).
Hiệu suất chỉ thị là hiệu suất nhiệt của chu trình nhiệt động thực tế.

i
=
1
1
1
1
1 Q
Q
Q
Q
Q
Q

 Hiệu suất có ích ( η
e
).
Hiệu suất có ích là đại lượng đánh giá tất cả các dạng tổn thất năng lượng
trong quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng có ích ở động cơ. Và nó được xác
định bằng công thức như sau :
η
e
= 
1Q
We
η
i
. η
t-i
= ηt .η
t-i
.η
m
(1.13)

Trong đó: Η
t-I
_ Hệ số diện tích đồ thị công, nó đặc trưng cho mức độ khác
nhau giữa diện tích đồ thị công chỉ thị và đồ thị công lý thuyết.
 Suất tiêu hao nhiên liệu ( g
e
).
Hiệu quả biến đổi nhịêt năng thành cơ năng của động cơ đốt trong cũng đồng
nghĩa với khái niệm “ tính tiết kiệm nhiên liệu ” của nó. Trong thực tế khai thác,

h
là [ kg/h ] hoặc [ lít/h ].
 Đơn vị thường dùng của g
e
là [ g/Kw.h ] hoặc [ g/HP.h ]. - 19 -


LIỆU BIODIESEL TỪ DẦU
THỰC VẬT. - 20 -

2.1. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA
ĐỘNG CƠ DIESEL.
2.1.1. Tổng quan về đặc tính của động cơ.
2.1.1.1. Định nghĩa.
Đặc tính động cơ là hàm số (hay đồ thị) thể hiện sư biến thiên cuả các thông
số công tác cơ bản của động cơ thay đổi theo một thông số khác hoặc thay đổi theo
một thông số nào đó gây ảnh hưởng tới chu trình công tác của động cơ.
Như vậy một thông số khác hoặc nhân tố nào đó kể trên được coi là biến số
độc lập .
Ví dụ : Nếu một biến số độc lập là tải trọng của động cơ thì đặc tính được gọi
là đặc tính tải và có thể biểu diễn dưới dạng hàm số như sau :
X
i
= f (N
e
, p
e
, M
e
) khi n= const
Trong đó :
X
i
: Các thông số công tác cơ bản của động cơ ;(G

 Đặc tính tổng hợp.
 Đặc tính không tải.
 Đặc tính điều tốc.
 Đặc tính chân vịt.
 Đặc tính điều chỉnh.
Các dặc tính của động cơ được xác định bằng thực nghiệm trên bệ thử động
cơ.

- 21 -

Trong phạm vi của đề tài này ta chỉ tìm hiểu đặc tính không tải và đặc tính
tải của động cơ diesel D12 sử dụng nhiên liệu diesel so với nhiên liệu Biodiesel từ
dầu thực vật.
2.1.2. Các biểu thức dùng để phân tích đặc tính của động cơ diesel.
Muốn phân tích đặc tính của động cơ cần lập mối quan hệ toán học giữa các
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ, như công suất có ích N
e
, mômen có ích M
e
, áp
suất có ích trung bình P
e
, suất tiêu hao nhiên liệu có ích g
e
, lượng tiêu hao nhiên liệu
giờ G
h
và các thông sô của chu trình như : 
v
, 

ct
L
o
H
m
P
i
P
e k
 ; (P
a
) ( 2.2 )



mi
g
ct
L
o
H
n
N
e
N
e
M
e k

30

.


 ; (kg/s) ( 2.5 )
Trong đó :
- n: Tốc độ quay của động cơ; (vòng/phút).
- V
h
: Thể tích công tác của xi lanh; (m
3
).
- H: Nhiệt trị; (J/kg)
- 
k
: Khối lượng riêng của không khí; (kg/m
3
).
2.1.2.1. Đặc tính không tải.
1. Khái niệm.
Đặc tính không tải là hàm số (hay đồ thị ) thể hiện sự biến thiên của lượng
tiêu hao nhiên liệu trong một giờ (G
h
) theo số vòng quay khi động cơ không mang
tải (P
e
= N
e
=0) do đó 
m
= 0, g

min
đến n
max
bằng cách tác dộng vào cơ cấu điều khiển.
2.1.2.2. Đặc tính tải.
1. Khái niệm.
Đặc tính tải là hàm số (hay dồ thị ) thể hiện sự biến thiên của suất tiêu hao
nhiên liệu (g
e
), lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ (G
nl
) và các thông số khác
của động cơ theo công suất, mômen quay hoặc áp suất có ích trung bình khi động
cơ chạy ở vòng quay không đổi.
X
i
= f (N
e
, M
e
, p
e
) khi n = const
2. Công dụng:
 Qua đặc tính tải có thể xác định suất tiêu hao nhiên liệu g
e
,G
h
và các
thông số công tác khác cho từng số vòng quay khi thay đổi phụ tải động cơ. Xác

g
ct
L
o
k
z
i
V
N
e
g
e
G
h
h

30
.
.



; (kg/s) ( 2.7 )
Trong đó : - n: Tốc độ quay của động cơ; (vòng/phút).
- V
h
: Thể tích công tác của xi lanh; (m
3
).
- H: Nhiệt trị; (J/kg).


- 24 -

men cản M
c
. Phanh được lắp trực tiếp với trục khuỷu của động cơ hoặc thông qua
hộp biến tốc.
Tuỳ theo nguyên tắc tạo ra momen cản mà ta dùng các loại phanh sau:
 Phanh cơ khí.
 Phanh không khí.
 Phanh thuỷ lực.
 Phanh điện.
 Sau đây ta dùng phanh điện gồm phanh điện dòng một chiều và phanh
điện dòng xoay chiều. Để xác định công suất có ích của động cơ ta dùng một trong
hai loại phanh trên và được tính theo công thức như sau :
 Đối với phanh điện dòng một chiều thì N
e
(hp) có công thức tính như sau:
),(
.
.36,1 hp
IU
N
e



(2.8)
 Đối với phanh điện dòng xoay chiều thì N
e

p
: Công suất của máy phát, KW.
- η
m
: Hiệu suất cơ giới của máy phát ở phụ tải đã cho.

- 25 -

2.2.2. Phương pháp xác định mômen có ích M
e
của động cơ.
Mô men có ích là một trong những thông số thể hiện công của động cơ phát
ra trong quá trình động cơ làm việc. Mômen có ích của động cơ được xác định theo
công suất có ích đã xác định ở trên và M
e
dược tính bằng công thức như sau :

n
e
N
e
M
.
.30


, (kg.m) (2.11)

 (2.12)
Trong đó : - V
s
: Dung tích công tác của xy lanh.
- i : Số xy lanh của động cơ.
- z : Hệ số kỳ của động cơ.
2.2.4. Phương pháp xác định hiệu suất η
e
của động cơ.
Hiệu suất là thông số đánh giá tổn thất năng lượng trong quá trình thực hiện
chu trình công tác.
Hiệu suất có ích

e
là đại lượng đánh giá hiệu quả biến đổi nhiệt thành công
có ích của chu trình, tính kinh tế về mặt năng lượng của động cơ. Hiệu suất có ích
có công thức tính như sau :

e
=
g
e
H.
3600
(2.13)
Trong đó : H : Nhiệt trị của nhiên liệu sử dụng, kJ/kg .
g
e
: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích, g/KW.h.