Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
I. LỜI NÓI ĐẦU
Thế giới ngày nay đang phát triển rất mạnh về khoa học kỹ thuật, việc áp
dụng khoa học công nghệ vào thực tế là điều tất yếu. Ngành công nghiệp sản
xuất ô tô, động cơ cũng vậy, đã có những bước phát triển vượt bậc, bằng
chứng là sự ra đời của hàng trăm công nghệ mới trên xe như hệ thống phun
xăng điều khiển điện tử, hệ thống common rail, hệ thống điều khiển ABS điều
khiển điện tử, công nghệ đèn pha Viba…. Để có được những thành công vượt
bậc như vậy tất nhiên phải trải qua quá trình nghiên cứu, thực nghiệm, thực
hành lâu dài nhằm kiểm chứng lại lý thuyết, việc này đòi hỏi nhiều thời gian và
công sức. Trong khuôn khổ chương trình học, chúng ta được học môn “Thí
Nghiệm Động Cơ”, môn học củng cố cho chúng ta những kiến thức về lí thuyết
đã được học, biết cách nghiên cứu và tìm hiểu vấn đề kỹ thuật bằng thực
nghiệm, sử dụng được các dụng cụ thiết bị đo hiện đại, Cùng với đó là học
phần “ Thực Hành Thí Nghiệm Động Cơ” giúp cho chúng ta có thể:
+ Tiếp xúc với thực tế một thí nghiệm cụ thể
+ Làm quen và hiểu qua về các trang thiết bị thí nghiệm hiện đại
+ Kiểm chứng lại lí thuyết đã học từ đó có cái nhìn tổng quan giữa lí thuyết và
thực tế
+ Nắm rỏ được trình tự và cách tiến hành một thí nghiệm hoàn chĩnh trên cơ sở
những trang thiết bị hiện đại.
+ Xây dựng các đường đặc tính động cơ ( tải, tốc độ) từ kết quả đo được từ
thực nghiệm.
Được sự hướng dẫn tận tình của thầy HUỲNH BÁ VANG và sự cố
gắng của cả nhóm 17B1, chúng em đã hoàn thành bài thí nghiệm của nhóm
mình. Tuy vậy do bước đầu tiếp cận các trang thiết bị hiên đại nên không tránh
khỏi sai sót, nhầm lẩn. Do đó, mong thầy thông cảm và chỉ bảo cho chúng em.
Cuối cùng nhóm 17B1 xin chân thành cảm ơn thầy!
Đà Nẵng, ngày 23 tháng 4 năm 2013
Nhóm thực hiện: 17B1 1
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang

11: Khớp nối trục động cơ với 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 đó nhiệt độ khí nạp
15: Cảm biến đo độ ẩm của môi trường khong khí trong phòng thí
nghiệm
17: Cảm biến đo áp suất phun
18: Cảm biến áp suất của quá trình cháy
19: Cảm biến đo nhiệt độ nước vào
20: Cảm biến đo nhiệt độ nước ra
21: Cảm biến đo tốc độ động cơ
22: Cảm biến đo nhiệt độ dầu vào ở động cơ
23: Cảm biến đo nhiệt độ nhiên liệu
24: Cảm biến đo áp suất tuyệ đối của dầu bôi trơn
25: Cảm biến đo áp suất tuyệt đối của nhiên liệu
26: Cảm biến đo độ rung của động cơ
27: Cảm biến đo độ nhấc kim phun động cơ
28: Cảm biến đo áp suất khí xả
29: Cảm biến đo nhiệt độ khí xả
30: Cảm biến đo nhiệt độ của dầu ra
31: Thiết bị đo lưu lượng khí nạp
32: Thiết bị xác định, điều chỉnh vị trí thanh răng
33: Màn hình vi tính
34: Bảng điều khiển
35: Thiết bị đo tốc độ động cơ và vị trí trục khuỷu
Nhóm thực hiện: 17B1 4
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
36: Bình tiêu âm
37: Thiết bị Visioscop quan sát buồng cháy
Những thiết bị thử bao gồm: động cơ thử ( ở đây chúng ta dung động cơ

PUMA là hệ thống tự động hóa thiết bị đo và bệ thử do hảng AVL LIST
GmbH ( Áo ) phát triển. Hệ thống này bao gồm các hệ thống máy tính, thiết bị
hổ trợ, phần mềm, các ứng dụng trên nền Window, các cơ sở dử liệu…
Trong quá trình vận hành thí nghiệm cần chú ý cẩn thận. Khi tiến hành
thí nghiệm phải nắm rỏ quy trình và phương pháp để tránh xảy ra sai sót. Vì
các thiết bị trong phòng thí nghiệm rất đắt do đó bất kỳ sai sót nào củng có thể
gây thiệt hại lớn về mặt vật chất và người.
III. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐỐT
TRONG
3.1.Các loại 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 vòng quay 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 bào gồm các loại
đặc tính sau:
+ Đặc tính tốc độ ( có đặc tính ngoài và đặc tính bộ phận );
+ Đặc tính tải
+ Đặc tính tổng hợp
+ Đặc tính không tải
+ Đặc tính điều tốc

vì vậy đặc tính ngoài về η
v
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
= ρo. Trông 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 tăng khối lượng riêng tương đối của không khí đi vào

máy nén ly tâm dẫn động cơ khí và dẫn động bằng tua bin khí thải thì π
κ
và ρ
k
sẻ 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
củng động cơ xăng với ε = const, trên đặc tính ngoài sẻ phụ thuộc
biến thiên của alpha theo n. Tỷ số nén ε
κ
của động cơ xăng tăng áp, trong điều
kện giữ không đổi chỉ số octan của nhiên liệu phải nhỏ hơn εο của động cơ
chưa tăng áp để tránh kích nỗ. Nếu vẩn giữ nguyên như tĩ số nén của động cơ
chưa tăng áp thì cần dùng nhiên liệu có số octan cao hơn. Thông thường tăng
số octan lên 6 – 8 lần thì tĩ 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 vẩn tiêp 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 hẹ số alpha nhỏ hơn đặc
tính ngoài để tiết kiệm nhiên liệu xăng.
3.3. Đặc tính ngoài động cơ Diesel.
Đặc tính ngoài của độngc ơ diezen bao gồm các loại sau:
Đặc tính ngoài tuyệt đối – là các đặc tính mà thông số bên phải của các
biểu thức xác định Me, Ne ( công thức 11-8 và 11-10 trang 410 Nguyên lý
động cơ – Nguyễn Tất Tiến ) đều đạt giá trị cực đại tại mổi số vòng quay n. Đó

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, tỹ số tăng áp suất khi cháy λ, khối
lượng riêng của không khí nạp vào động cơ ρk và tốc độ n của động cơ. Ảnh
hưởng của bản thân tốc độ n và khối lượng riêng của không khí ρk 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
khi tăng giảm tốc độ n.
Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình của bơm BOSCH lại hơi tăng khi tăng tốc
độ n. Lượng nhiên liệu cấp cho chu trình g
ct
bị giảm khi giảm n sẻ kéo theo
giảm p
i
, gây ảnh hưởng tới đặc tính tốc độ.
Động cơ diezen tăng áp, sự thay đổi của khối lượng không khí nạp vào
động cơ phụ thuộc vào khối lượng riêng không khí ρk. khi giả tốc độ n, giá trị
của ρk sẻ giảm càng nhanh nếu ρk ở chế độ định mưc càng lớn. Vì vậy động cơ
diezen tăng áp sẽ làm cho tăng alpha khi tăng n. Còn tỹ số tăng áp suất khi
Nhóm thực hiện: 17B1 9
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
cháy λ sẽ tăng khi giảm n vì khi đó sẽ làm tăng thời gian cháy trễ. Thực
nghiệm chỉ ra rằng ap suất ρk càng giảm mạnh khi giảm n sẽ làm cho λ tăng
càng nhiều. Ảnh hưởng tổng hượp của alpha và λ khi động cơ diezen chạy theo

làm các
thông số đặc trung cho tải. Thường dung giá trị tương đối của các thông số so
với giá trị tương ứng ở chế độ định mức thay cho giá trị tuyệt đối của thông số
đó.
Thông số chính đánh giá tính kinh tế chế đọ hoạt động của động cơ là
suất tiêu hao nhiên liệu g
e
. Trên đồ thị còn có các thông số bổ sung như suất
tiêu hao nhiên liệu chỉ thị g
i
, hiệu suất có ích η
ε

, hiệu suất có khí η
h
, lưu lượng
nhiên liệu giờ Gnl. Đối với động cơ tăng áp còn có them thông số, suât tiêu hao
không khí, hiệu suất tua bin, máy nén và bộ tua bin máy nén… Nếu đặc tính
không được xác định trong điều kiện đẻm bảo n = const, mổi điểm đo ở tốc độ
do bộ điều tốc điều khiển thì đò 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
mổi chu trình.
Nhóm thực hiện: 17B1 10
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
3.4. Đặc tính tải động cơ xăng.
Đối với động cơ xăng khi chạy theo đặc tính tải cần tăng hoạc giảm
lượng hòa khí nạp vào động cơ. Khi động cơ đống 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

3.5. Đặc tính tải động cơ Diesel.
Tăng tải trong động cơ diezen được thực hiện bằng cách tăng g
ct
qua đó
làm giảm alpha. Do đó khi tăng tải, η
i
được tăng lên chút ít ở khu vực tải nhỏ,
vì áp suất và chất lượng phun tăng dần, sau đó η
I
sẽ giảm khi tiến gần đến chế
độ toàn tải. Vì vậy suất tiêu hao nhiên liệu ge sau khi đạt giá trị cực tiểu, tại
phụ tải tương ứng với giá trị cực đại của η
e
= η
i
η
m
. Trong thực tế sử dụng động
cơ thì nghiêm cấm không đê động cơ chạy tới mức giới hạn lớn nhất của công
suất tai tốc độ thử.
Đặc tính tải của động cơ diezen tăng áp củng tương tự như động cơ
diezen không tăng áp, chỉ khác ở chổ alpha của động cơ tăng áp phj thuộc vào
g
ct
theo quy luật phức tạp hơn.
Với động cơ diezen không tăng áp khi chạy theo đặc tính tải có thể coi
ηv = const và α =(g
ctn
* α
n

APA có thể làm việc ở hai chế độ.
* Máy phát: khi tạo tải cho động cơ thí nghiệm.
* Động cơ : khi kéo động cơ hay khởi động động cơ.
Hình 4.1: Băng thử công suất APA
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của băng thử:
Nhóm thực hiện: 17B1 12
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
• Cấu tạo gồm:
-Roto (1) làm bằng lá thép mổng cách điện, roto quay theo trục động cơ.
-Stato (2) có các cuộn dây cảm ứng, stato gắn một thanh đòn, đầu thanh đòn
gắn cảm biến đo lực.
Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý băng thử công suất APA
1- Roto; 2-Stato; 3- Bộ phận làm mát; 4- Cảm biến
-Từ băng thử công suất dung để gây tải cho động cơ, nó được nối với động cơ
qua khớp nối.
• Nguyên lý đo momen và công suất của băng thử:
Hình 4.3: Nguyên lý xuất hiện dòng Fuco
-Khi đĩa quay trong từ trường xuất hiện dòng Fuco chống lại chiều quay của
dĩa.
-Khi Roto quay, trong các đĩa xuất hiện Fuco, dòng Fuco tạo ra từ trường
chống lại chiều quay Roto, từ trường này kéo Stato quay theo.
Nhóm thực hiện: 17B1 13
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
-Để cân bằng ta phai dùng lực F:
M
ĐC
= M
TT
= F.L
M

*Tính năng và phạm vi sử dụng:
-Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt đến 0.8 bar
- Phạm vi ứng dụng cho phép : 0…80( Kg/h)
- Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu : -10… 700C
-Có thể sử dụng cho loại nhiên liệu xăng pha Methanol và Ethanol 20%. hoặc
sử dụng 100% là Methanol và Ethanol.
- Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất : +25 (kg/h)
- Mức cấp nhiên liệu bình thường : 150 (kg/h)
- Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể : 400 (kg/h)
- Độ sai lệch cho phép của kết quả đo : 0.1%
- Dòng điện điều khiển : 24 ±0.5 V DC ( 1.6A)
- Kích thước hệ thống : 640 x 510 x 280 (mm)
*Tính tương thích:
Hệ thống đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance có thể được kết hợp với
các hệ thống sau:
-AVL Fuel Temperature Control:Hệ thống điều khiển nhiệt độ nhiên liệu
-AVL Fuel Conditioning System:Hệ thống điều hòa nhiên liệu
a. Bộ phận cấp và đo tiêu hao nhiên liệu (Avl Fuel Balance)
Nhóm thực hiện: 17B1 15
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
- Thiết bị 733 làm việc theo nguyên lý cân trọng lượng nhiên liệu, theo
nguyên lý này nhiên liệu cung cấp cho động cơ từ một bình đo lường ( cốc đo)
và đo liên tục nếu chọn chế độ đo là Stand by.
- Đầu tiên nhiên liệu từ bồn chứa được rót vào cốc đo, được cấp theo
đường số 1 và khi đã đầy cốc thì van điền đầy sẽ đóng nhiên liệu lại. Từ cốc đo
nhiên liệu sẽ được cung cấp cho động cơ qua đường số 2.
- Phần nhiên liệu hồi từ động cơ sẽ theo đường số3 trở về cốc đo. Hệ
thống cốc đo được đặt trên một cân, có quả cân là đối trọng trong hình vẽ dưới.
Trong thiết bị 733 sử dụng quả cân có trọng lượng là 900g
- Khi động cơ hoạt động, nhiên liệu trong cốc đo sẽ giảm xuống làm cho

Nhóm thực hiện: 17B1 17
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
ta có thể biết được nhiệt độ nhiên liệu. Qua đó để cài đặt giá trị cho hợp lý.
Nhiên liệu sau khi làm mát xong được cấp cho động cơ qua đường D.
12
7
10
11
9
8
G
A
B
J
P
5
CDE
F
I
4
2
P
F
E
3
P
1
13
14
6

Nhiệm vụ: Dùng để đo tốc độ động cơ và vị trí trục khuỷu dựa trên nguyên lý
biến đổi góc quay của trục khuỷu thành tín hiệu số sau đó đưa về PUMA xử lý.
Thiết bị đo tốc độ và vị trí trục khuỷu của động cơ gồm:
+Cảm biến xác định vị trí trục khuỷu và số vòng quay
+Bộ AVL 364C và 364X Angel encoder.
Thiết bị đo tốc độ nói trên kết hợp thiết bị ghi nhận tín hiệu chuyên dụng AVL
Indiset 620.
AVL Indiset 620: Là thiết bị được thiết kế chuyên dụng để ghi nhận dữ liệu
khi đo một thông số có tần số biến đổi nhanh theo góc quay trục khuỷu như: áp
suất trong xilanh, áp suất trên đường ống cao áp của hệ thống nhiên liệu, độ
nhấc kim phun.
Nhóm thực hiện: 17B1 19
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.7: Sơ đồ bố trí Indiset 620, cảm biến QL61D và Encoder 364X
- Bộ AVL 364C Angel Encoder
Nhiệm vụ: Angel Encoder 364C là thiết bị chuyển tín hiệu góc quay thành tín
hiệu số, tín hiệu này được PUMA xử lý và xác định chính xác số vòng quay
trục khuỷu.
Hình 4.8: Sơ bộ mã hóa góc AVL 364C lên động cơ.
1-Ống cáp truyền thông tin; 2- Dụng cụ kẹp; 3,4- Bulong; 5- Đai ốc siết;
6- Mặt bích; 7- Trục khuỷu.
Nhóm thực hiện: 17B1 20
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
-Đặc điểm cấu tạo và sơ đồ khối của Encoder 364C: Encoder 364C là sự kết
hợp giữa Cơ học- Quang học- Điện tử.
Hình 4.9: Sơ đồ khối đo vận tốc động cơ của AVL 364C
Gồm có:
1. Bộ chuyển đổi xung
2. Đĩa trung tâm được khoan lỗ đều đặn
3. Cơ cấu mang đĩa, mặt bích để bắt đĩa

Nhóm thực hiện: 17B1 22
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
+ Tuổi thọ vận hành dưới giới hạn phụ tải: Với ít nhất 10 triệu vòng quay ở đó
cho phép dao động lớn nhất.
+ Khối lượng phụ tải trên khuỷu: 530 -630g phụ thuộc vào vị trí bệ máy của
Encoder.
- Ống đèn điện tử: Phạm vi sử dụng : -30 – 60
0
C
Hình 4.11: Kết cấu của ống đèn điện tử
-Đĩa khoan lỗ: được bắt lên mặt bích trục khuỷu, đĩa được khoan lỗ đều nhau.
Bộ AVL 364X Angel Encoder
-Nhiệm vụ: Encoder 364X là thiết bị chuyển tín hiệu góc quay dạng tương tự
thành tín hiệu số. Sau khi tín hiệu qua bộ đếm, mạch vi xử lý và thiết bị xử lý
số liệu sẽ giúp xác định được chính xác vị trí và số vòng quay trục khuỷu.
Nhóm thực hiện: 17B1 23
Thực hành thí nghiệm động cơ GVHD: Huỳnh Bá Vang
Hình 4.12: Sơ đồ lắp đặt bộ mã hóa góc AVL 364X
-Đặc điểm cấu tạo và sơ đò khối của Encoder 364X: dựa trên nguyên lý hiện
tượng quang dẫn.
1. Đĩa chuẩn khắc dấu.
2. Ống đèn điện tử
3. Cáp nối từ đèn điện tử đến bộ chuyển đổi xung
4. Cáp nối với bộ phận AVL
5. Bộ chuyển đổi xung
6. Bộ quang học DDAATSSIC364G03 ( cũng chính là cảm biến quang)
-Nguyên lý hoạt động: Chỉ khác với bộ AVL 364C là đĩa khoan lỗ bây giờ là
đĩa khắc giấu. Khi trục khuỷu quay thì đĩa khắc dấu (1) quay theo. Ánh sáng
phản chiếu từ đĩa (1) được thiết bị thu nhận ánh sáng (6) thu nhận. Sự thay đổi
tần số ánh sáng phản chiếu từ đĩa (1) ứng với mỗi dấu cho ra xung ánh sáng