Báo cáo thí nghiệm động cơ
NHÓM: 17B4
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS. Huỳnh Bá Vang
NGÀY THỰC NGHIỆM: 29 tháng 4 năm 2013
Sinh viên tham gia thí nghiệm:
1. Trần Văn Lộc _ 10C4B
2. Nguyễn Tấn Lập _ 10C4B
3. Võ Văn Linh _ 10C4B
4. Nguyễn Hữu Linh _ 10C4B
5. Hà Hải Nhớ _10C4B
6. Khúc Thừa Phát Minh _10C4B
- 1-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
LỜI NÓI ĐẦU
Sau khi học xong các học phần cơ sở ngành và chuyên ngành như “Nguyên lý
động cơ đốt trong”, “Kết cấu động cơ đốt trong”, “Cảm biến và kỹ thuật đo”, “Chẩn
đoán kỹ thuật động cơ” và “Thí nghiện động cơ”, sinh viên ngành động lực được
tiếp cận thực tế hơn về ngành nghề với học phần “Thực hành thí nghiệm động cơ”.
Học phần “Thực hành thí nghiệm động cơ” giúp sinh viên củng cố chắc chắn hơn
những kiến thức về lý thuyết đã được học. Qua đó sinh viên động lực biết được
nghiên cứu, tìm hiểu một vấn đề kỹ thuật bằng thực nghiệm, biết sử dụng các thiết
bị thí nghiệm, dụng cụ đo hiện đại, biết xây dựng các đường đặc tính tải, đặc tính
tốc độ, đặc tính điều chỉnh động cơ bằng thực nghiệm.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy HUỲNH BÁ VANG, chúng em đã hoàn
thành bài thí nghiệm của nhóm mình. Đây là lần đầu tiếp cận các trang thiết bị hiện
đại nên không tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn trong quá trình thực hành. Do đó, mong
thầy thông cảm và sửa chữa sai sót để chúng em có thể hoàn thiện hơn bài báo cáo
của mình.
Cuối cùng nhóm 17b4 xin chân thành cảm ơn thầy!
Đà Nẵng, ngày 12 tháng 5 năm 2014.
- 2-

35
17
4 5 6
1
8
33
36
27
26 25
Hình 1.1 - Sơ đồ phòng thí nghiệm.
- 3-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
* Chú thích:
1 - Thiết bị đo độ khói của động cơ (Opacimeter).
2 - Động cơ mẫu (Động cơ Daewoo A16 DMS).
3 - Băng thử (APA 2004/8).
4 - Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát (AVL 553).
5 - Thiết bị xác định suất tiêu hao nhiên liệu (AVL 733).
6 - Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, áp suất dầu bôi trơn cho động cơ (AVL 554).
7 - Thiết bị làm mát các cảm biến.
8 - Thiết bị thu nhận các tín hiệu từ cảm biến (hay bộ xử lý).
9 - Đường ống nạp của động cơ.
10 - Đường ống thải của động cơ.
11 - Khớp nối các trục động cơ và băng tải.
12 - Cảm biến đo áp suất tương đối của khí nạp.
13 - Cảm biến đo áp suất tuyệt đối của khí nạp.
14 - Cảm biến đo nhiệt độ của khí nạp.
15 - Cảm biến đo độ ẩm của môi trường không khí trong phòng thí nghiệm.
16 - Thiết bị đo độ lọt khí Cacte (nối thông nắp dàn cò với đường nạp).
17 - Cảm biến đo áp suất phun (gắn ở máy số 4 và đường dầu cao áp).

+ Torque (Nm): Mômen động cơ.
+ P (KW): Công suất động cơ.
+ AIR_CON (Kg/h): Lưu lượng khí nạp.
+ T_Oil (
0
C): Nhiệt độ dầu bôi trơn.
+ TWO (
0
C): Nhiệt độ của nước làm mát ra.
+ TWI (
0
C): Nhiệt độ của nước làm mát vào.
+ T_EXH (
0
C): Nhiệt độ khí xả.
+ T_INTAKE (
0
C): Nhiệt độ khí nạp.
+ OPA_OPAC (%): Lượng bồ hóng.
+ Lambda
+ P_Oil (Bar):áp suất dầu bôi trơn.
+ Blow_Val (l/p): Độ lọt khí Cacte.
+ FUELCOSP (g/kW.h).
+ BH (Kg/h): Tiêu hao nhiên liệu trong 1 giờ.
- 5-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
Những thiết bị thử bao gồm: động cơ thử “Động cơ Daewoo A16 DMS”.
Động cơ này được bắt chặt với sàn bằng bốn chân và có thiết bị giảm chấn. Băng
thử điện là thiết bị khởi động và gây tải cho động cơ, nó được nối với động cơ
thông qua khớp nối.

Trong quá trình vận hành thí nghiệm cần chú ý cẩn thận. Khi tiến hành thí
nghiệm phải nắm rõ quy trình và phương pháp để tránh xảy ra sai sót vì các thiết bị
trong phòng thí nghiệm rất đắt tiền do đó bất kỳ sai sót nào cũng có thể gây thiệt hại
lớn về mặt vật chất và người.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
2.1. Các loại đường đặc tính
Chế độ làm việc của động cơ được thể hiện bằng tổ hợp các thông số làm việc
của nó như công suất Ne hay mô men Me và tốc độ động cơ n.
Trong miền làm việc của động cơ, tốc độ n thay đổi từ n
min
ứng với giới hạn
ổn định của động cơ đến n
max
ứng với giới hạn ứng suất cơ, ứng suất nhiệt và diễn
biến bình thường của chu trình công tác.
Người ta dùng đặc tính để đánh giá chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ hoạt động
trong các điều kiện khác nhau của động cơ. Đặc tính của động cơ là các hàm thể
hiện sự thay đổi các chỉ tiêu công tác chính theo chỉ tiêu công tác khác hoặc theo
nhân tố nào đó ảnh hưởng đến chu trình công tác.
Các loại đặc tính được sử dụng nhiều trong động cơ bao gồm các loại đặc tính
sau:
+ Đặc tính tốc độ
- Đặc tính ngoài
- Đặc tính bộ phận
+ Đặc tính tải
Các đặc tính của động cơ được xác định bằng thực nghiệm trên băng thử động
cơ.
2.2. Đặc tính tốc độ của động cơ
Đặc tính tốc độ động cơ là đồ thị biểu diễn mối quan hệ momen có ích Me,
công suất có ích Ne, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge… và các chỉ tiêu khác của

của động cơ xăng hơi dốc so với η
v
của động cơ diezen.
Trong các động cơ tăng áp, do có giảm tổn thất tương đối về tổn thất áp suất
trên đường nạp nên khi tăng n thì đường hệ số nạp theo n của động cơ tăng áp
phẳng hơn so với động có không tăng áp. Mối quan hệ giũa hệ số nạp tương đối và
tốc độ tương đối thay đổi trong phạm vi
±
50%n
m
( n
m
là tốc độ động cơ tại thời
điểm có η
v
max )
Số lượng môi chất nạp vào xylanh chẳng những phụ thuộc vào η
v
mà còn phụ
thuộc vào khối lượng riêng của không khí ρ
k
. Động cơ không tăng áp có ρ
k
= ρ
0
.
Trong động cơ tăng áp ρ
k
phụ thuộc vào mức độ tăng áp hiệu suất đoạn nhiệt của
máy nén và mức độ làm mát trung gian cho khí nén trước khi vào động cơ. Mức độ

. Trong trường hợp tăng áp bằng máy nén ly
tâm dẫn động cơ khí và dẫn động bằng tua bin khí thải thì π
k
và η
k
sẽ giảm nhanh
làm cho lượng không khí nạp vào xy lanh η
v
.ρ
k
giảm theo mức giảm của n.
Giá trị η
i
của động cơ xăng với ε = const, trên đặc tính ngoài sẽ phụ thuộc biến
thiên của alpha theo n. Tỷ số nén ε
k
của động cơ xăng tăng áp, trong điều kện giữ
không đổi chỉ số octan của nhiên liệu phải nhỏ hơn ε
0
của động cơ chưa tăng áp để
tránh kích nổ. Nếu vẫn giữ nguyên như tỷ số nén của động cơ chưa tăng áp thì cần
dùng nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn. Thông thường tăng số octan lên 6 – 8 lần
thì tỷ số nén có thể tăng lên 1 đơn vị.
Khi động cơ xăng hoạt động theo đặc tính ngoài thì hệ số dư lượng không khí
alpha sẽ giảm khi giảm n. Đặc tính trên của alpha vẫn tiếp tục duy trì khi chuyển
sang các đặc tính bộ phận. Tuy nhiên khi điều chỉnh bộ chế hòa khí ở vị trí gần mở
hết bướm ga người ta sẽ điều chỉnh để hệ số alpha nhỏ hơn đặc tính ngoài để tiết
kiệm nhiên liệu xăng.
2.2.2. Đặc tính ngoài động cơ Diesel
Đặc tính ngoài của động cơ diezen bao gồm các loại sau:

. Đặc
tính ngoài theo công suất thiết kế là đặc tính mang tính chất pháp lý được nhà chế
tạo đảm bảo khi xuất xưởng.
Đặc tính ngoài sử dụng (gọi tắt là đặc tính ngoài) là đặc tính tốc độ trong đó
cơ cấu điều khiển được giữ ở vị trí tương ứng với công suất N
ed
tại số vòng quay sử
dụng n
d
.Người ta sử dụng N
d
để lựa chọn động cơ phối hợp với máy công tác.
Đặc tính khói đen là đặc tính tốc độ trong đó với mỗi số vòng quay n, cơ cấu
điều khiển bơm cao áp đều nằm ở vị trí bắt đầu nhả khói đen trong khí xả.
Hiệu suất chỉ thị η
i
của động cơ diezen khi chạy theo đặc tính ngoài phụ thuộc
vào hệ số dư lượng không khí alpha, tỷ số tăng áp suất khi cháy λ khối lượng riêng
của không khí nạp vào động cơ ρ
k
và tốc độ n của động cơ. Ảnh hưởng của bản thân
tốc độ n và khối lượng riêng của không khí ρ
k
đến η
i
thường không nhiều mà chủ
yếu ảnh hưởng đến alpha và λ. Ở trên đã thấy tăng alpha sẽ làm tăng η
i.
Động cơ diezen không tăng áp, hệ số nạp η
v

/α và λv lại giảm. Đối với động cơ tăng áp, khi tăng n thì η
m
sẽ
giảm chậm hơn so với động cơ không tăng áp vì lúc ấy ρ
k
sẽ tăng,η
m
giảm càng
chậm khi n tăng nếu động cơ tăng áp càng cao.
- 10-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
Hình 2.1 – Đặc tính tốc độ
a) Động cơ Xăng; b) Động cơ Diesel
1. Đặc tính ngoài; 2. Đặc tính nhả khói đen; 3. Đặc tính ngoài
Hình 2.2 – Đặc tính tốc độ
a) Động cơ Xăng; b) Động cơ Diesel
1. Đặc tính ngoài; 2÷5. Đặc tính bộ phận; 7. Giới hạn khói đen
- 11-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
2.2.3. Phương pháp xây dựng đường đặc tính tốc độ động cơ (đặc tính bộ
phận)
Ta giữ nguyên mức tải cho động cơ (giữ nguyên vị trí bướm ga), thay đổi tốc
độ n. Từ đó , đo momen có ích Me và suất tiêu hao nhiên liệu có ích,… theo các giá
trị tốc độ tương ứng. Ghi kết quả đo, lập bảng và vẽ đường đặc tính của động cơ.
Hình 2.3 – Dạng đặc tính tốc độ động cơ
2.3. Đặc tính tải động cơ
Các động cơ dẫn động máy phát điện, máy nén, máy bơm nước… phải đáp
ứng đòi hỏi của các máy công tác: khi thay đổi tải của máy công tác, tốc độ động cơ
chỉ được phép thay đổi trong phạm vi hẹp. Vì vậy chất lượng hoạt động của động
cơ ấy được đánh giá khi động cơ hoạt động với các tốc độ khác nhau.Đặc tính ấy

thì đồ thị có thêm mối quan hệ tốc độ và tải.
Khi động cơ chạy theo đặc tính tải, nhân tố tác động từ bên ngoài tới chu trình
công tác là số lượng nhiên liệu hoặc hòa khí cấp cho xylanh trong mỗi chu trình.
2.3.1. Đặc tính tải động cơ xăng
Đối với động cơ xăng khi chạy theo đặc tính tải cần tăng hoặc giảm lượng hòa
khí nạp vào động cơ. Khi động cơ đóng nhỏ bướm ga sẽ làm tăng hệ số khí sót và
do đó làm thay đổi điều kiện thực hiện quá trình công tác, công suất và tính kinh tế
của động cơ. Suất tiêu hao nhiên liệu g
e
thay đổi theo. Ở chế độ không tải N
e
= 0 và
η
m
= 0. Tăng tải khi giữ n = const sẽ làm tăng η
e
do đó g
e
giảm dần. Tuy vậy so với
động cơ diezen thì g
e
của động cơ xăng giảm nhanh hơn do η
i
và η
m
của động cơ
xăng đều tăng.
Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất g
emin
xuất hiện ở vị trí tải tương ứng với giá

giá trị cực đại của η
e
= η
i
.η
m
. Trong thực tế sử dụng động cơ thì nghiêm cấm không
để động cơ chạy tới mức giới hạn lớn nhất của công suất tại tốc độ thử.
Đặc tính tải của động cơ diezen tăng áp cũng tương tự như động cơ diezen
không tăng áp, chỉ khác ở chỗ alpha của động cơ tăng áp phụ thuộc vào g
ct
theo quy
luật phức tạp hơn.
- 13-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
Với động cơ diezen không tăng áp khi chạy theo đặc tính tải có thể coi η
v
=
const và α=(g
ctn
*α
n
)/g
ct
, biểu thức này có thể dùng cho động cơ tăng áp dẫn động cơ
khí.
Động cơ diezen tăng áp cao khi chạy theo đặc tính tải η
v
có thể thay đổi từ
(10-20)% hoặc lớn hơn, không cần quan tâm tới ảnh hưởng của alpha tới η

Báo cáo thí nghiệm động cơ
Hình 3.1 : Sơ đồ nguyên lý làm việc thiết bị liệu AVL
FUELBALANCE 733S
Trong suốt quá trình thí nghiệm , nhiên liệu được cung cấp cho động cơ thông qua
bình đo. Sự thay đổi khối lượng nhiên liệu trong bình đo sẽ làm cho bình dịch
chuyển( nguyên lý đo trọng lượng) . Sự dịch chuyển lên xuống của bình đo sẻ được
ghi nhận bởi một cảm biến kiểu tụ điện (có tốc độ phản ứng nhanh và độ nhạy cao)
hình …Dữ liệu đo sẽ hiển thị trên màn hình máy tính (đã được kết nối sẵn với thiết
bị AVL FUELBALANCE 733S ). Thiết bị này cho phép đo lượng tiêu thụ nhiên
liệu trong giải đo thông dụng 0-150kg/h. Khối lượng nhiên liệu lớn nhất trong bình
đo là 1800g. Tuy nhiên khi thí nghiệm, ta có thể tăng độ phân giải của cảm biến để
đảm bảo độ chính xác khi làm việc với khối lượng đo nhỏ hoặc tốc độ tiêu thụ thấp.
Thiết bị AVL FUELBALANCE 733S có thể dùng cho mọi loại xăng và diesel (các
bộ phận của hệ thống có thể làm việc với nhiên liệu có hàm lượng cồn lên đến 15%)
b)Ưu điểm của thiết bị:
-Độ chính xác cao 0,12%.
-Cho phép đo trực tiếp khối lượng nhiên liệu tiêu thụ, hạn chế được ảnh hưởng
của nhiệt độ và tỷ trọng nhiên liệu đến kết quả đo.
- 16-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
- Bình đo được nối với đường nhiên liệu hồi từ động cơ và đường thông hơi, do
vậy loại bỏ được ảnh hưởng của lọt khí đến kết quả đo.
-Khối lượng nhiên liệu lớn nhất chứa trong bình đo là 1800g đủ để đo liên tục
lượng tiêu thụ nhiên liệu của phần lớn các loại xe con theo các chương trình thử
thông dụng. Thiết bị có thể cho phép xác định trực tiếp tổng lượng tiêu thụ nhiên
liệu của phương tiện ở cuối chương trình thử.
- Thời gian nạp nhiên liệu vào bình chứa (cho lần đo mới ) khá ngắn.
c)Sơ đồ nguyên lý bố trí các bộ phận của thiết bị đo lượng tiêu thụ nhiên lieu AVL
Fuel Balance 733S:
• Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của thiết bị đo lượng tiêu thụ nhiên liệu AVL Fuel

1-nắp bảo vệ; 2- đai ốc; 3- đệm; 4-tấm lọc; 5- bu long giữ tấm lọc
Hình 3.4. Sơ đồ thiết bị dập lữa.
* Bộ giao giao diện hiển thị tương tự 733L03:
Nhờ bộ giao diện này, ta có thể chọn giao diện tương tự hoặc giao diện số.
Các giao diện này điều đảm bảo dễ dàng kết nối với hệ thống thu thập dữ
liệu đo. Các lọai tín hiệu của bộ giao diện hiển thị đo:
+ 1 tín hiệu tương tự ở đầu ra: 0-10V.
+ 4 tín hiệu ở đầu ra bao gồm: tín hiệu thông báo lỗi, tín hiệu báo thiết
bị sẵn sàng đo, tín hiệu DAC hợp lệ và tín hiệu kích hoạt quá trình đo.
+ 2 tín hiệu số đầu vào (dùng để kiểm soát thiết bị AVL Fuel Balance
733S; kiểm soát việc nạp nhiên liệu hoặc đo, kiểm soát việc bắt đầu đo hoặc
kết thúc đo.
- 20-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
+ 2 tín hiệu đầu vào: dùng để kiểm soát dữ liệu đầu ra (chuyển đổi
đơn vị đo nhiên liệu từ [g] sang [Kg/h] hoặc chuyển đổi giá trị dòng điện
thành giá trị đo).
* Cảm biến báo tràn nhiên liệu:
Cảm biến báo tràn nhiên liệu ( Hình 3.5) bao gồm một bình đo và một
bình phao (khi bình này hết nhiên liệu một công tắc sẽ đóng lại).
Trong trường hợp nhiên liệu bị rò rỉ (ví dụ nạp nhiên liệu bị rò rỉ do tác
động hóa lý), nhiên liệu có thể bị rò rỉ ra ngoài đường ống thì cảm biến này
sẽ sử dụng để cảnh báo về việc tràn nhiên liệu và điều khiển thiết bị ngát
nhiên liệu. Vì vậy, cần chú ý luôn bật rơle an toàn để thiết bị làm việc đảm
bảo an toàn. Cảm biến báo tràn nhiên liệu chỉ hoạt động hiệu quả khi khối
lượng riêng của nhiên liệu lớn hơn 0.7[g/cm3]. Khi tiến hành đo sơ bộ cần
phải tránh hiện tượng nhiên liệu hoặc hơi nhiên liệu bắn vào hệ thống thiết bị
thí nghiệm hoặc các vùng xung quanh nó tránh làm hỏng thiết bị.
Hình 3.5: Cảm biến báo tràn nhiên liệu.
- 21-

+ Với khối lượng tối đa trung bình là 1800g cộng với khả năng cho phép liên
kết với nhiều thiết bị phụ khác, thiết bị AVL Fuel Balance 733S có thể đo lượng
tiêu thụ nhiên liệu trên các phương tiện theo các chu trình thử cổ điển của Mỹ,
Châu Âu, Nhật Bản,
+ Kích thước: W x H x D = 510x640x280 [mm].
+ Trọng lượng toàn bộ thiết bị là 45 Kg.
3.1.3. Phần mềm điều khiển tiết bị AVL Dynamic Fuel Balance 733S
Máy tính được kết nối với thiết bị AVL Fuel Balance 733S và dùng để điều
khiển thiết bị từ xa. Để điều khiển được thiết bị, máy tính cần được cài một phần
mềm chuyên dụng do nhà sản xuất thiết bị cung cấp ( đi kèm với thiết bị AVL Fuel
Balance 733S ) và để đảm bảo sự làm việc của phần mềm này cần có những yêu
cầu sau:
* Yêu cầu phần cứng:
+ Máy tính 80486 DX33 ( hoặc cao hơn).
+ Phần mềm có thể chạy trên hệ điều hành MS DOS ( phiên bản 3.1 hoặc cao
hơn).
+ Màn hình VGA ( độ phân giải 640x480, tối thiểu 16 màu).
+ Một cổng nối tiếp.
+ Bộ nhớ tối thiểu 4MB, dung lượng ổ nhớ còn trống tối thiểu 4MB.
* Cài đặt:
+ Việc cài đặt được thực hiện dễ dàng từ đĩa CD hoặc ổ cứng.
- 23-
Báo cáo thí nghiệm động cơ
+ Sau khi cài đặt thành công sẽ xuất hiện biểu tượng KSW Program Group trên
màn hình. Khi sử dụng chỉ cần kích đúp vào biểu tượng đã được cấp nguồn và và
được kết nối với máy tính bằng loại cáp phù hợp.
* Làm việc:
- Định dạng cho cổng nối tiếp:
Sau khi khở động phần mềm thành công, sẽ xuất hiện màn hình nền của AVL
Dynamic Fuel Meter như sau: