TCVN1685:1991

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 1685:1991 về Động cơ điêzen - Quy tắc nghiệm thu và phương pháp thử TCVN 1685:1991 ĐỘNG CƠ ĐIÊZEN - QUY TẮC NGHIỆM THU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Diesel engines - The rules of acceptance and testing methods Lời nói đầu TCVN 1685:1991 thay thế cho TCVN 1685:1975. TCVN 1685:1991 do Viện nghiên cứu máy - Bộ Công nghiệp nặng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Ủy ban Khoa học Nhà nước (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) ban hành. Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. ĐỘNG CƠ ĐIÊZEN - QUY TẮC NGHIỆM THU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Diesel engines - The rules of acceptance and testing methods Tiêu chuẩn này áp dụng cho động cơ điêzen được sản xuất loạt dùng trong công nghiệp, tàu thủy, vận chuyển đường sắt. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho động cơ điêzen lắp trên ô tô, máy kéo, máy nông nghiệp, máy bay, mô tô, xe máy, máy vận chuyển trên đồng đất. 1. Quy tắc nghiệm thu 1.1. Quy tắc chung 1.1.1. Động cơ điêzen sản xuất loạt phải được kiểm tra chất lượng. Việc thử động cơ được tiến hành trên băng thử hoặc tại chỗ lắp đặt động cơ. 1.1.2. Động cơ điêzen sản xuất loạt phải được thử theo những dạng sau đây: Thử nghiệm thu - giao nhận; Thử điển hình; Thử đặc biệt. 1.1.3. Phải chuẩn bị trước chương trình thử cho mỗi dạng thử. Nội dung chương trình thử được trong Phụ lục 1. 1.1.4. Khối lượng công việc đo và kiểm cho tất cả các dạng thử và các thông số được đo của động cơ được quy định phụ thuộc vào nhóm động cơ và phù hợp với Bảng 1 và Bảng 2. 1.1.5. Động cơ điêzen được chế tạo liền với những cơ cấu để truyền công suất (bộ truyền thủy lực và bánh răng, khớp đảo chiều và v.v…) hoặc với máy phát điện phải được thử đồng bộ với những cơ cấu trên. CHÚ THÍCH: Đối với máy thủy lực, phải thử đồng bộ hệ thống động cơ - chân vịt, vỏ tàu. Bảng 1 Nhóm động cơ Tính chất đặc trưng của nhóm động cơ I Động cơ có chế độ làm việc không được kiểm tra trong điều kiện vận hành và có tần số quay của trục khuỷu lớn hơn 30 s -1 (1800 ph -1 ). II Động cơ không tăng áp có tần số quay của trục khuỷu từ 25 s -1 (1500 ph -1 ) và lớn hơn. III Động cơ tăng áp có tần số quay của trục khuỷu từ 25 s -1 (1500 ph -1 ) và lớn hơn. IV Động cơ có tần số quay của trục khuỷu từ s -1 (250 ph -1 ) đến 25 s -1 (1500 ph -1 ). V Động cơ có tần số quay của trục khuỷu nhỏ hơn s -1 (250 ph -1 ). CHÚ THÍCH: Tần số quay đã cho ở trên tương ứng với chế độ công suất danh nghĩa (toàn phần). Bảng 2 Thông số đo được Nhóm động cơ I II III IV V 1 Áp suất, nhiệt độ và độ ẩm môi trường + + + + + 2 Tần số quay + + + + + 3 Mô men xoắn của động cơ + + + + + 4 Vị trí của thanh răng của bơm nhiên liệu hoặc của bộ điều tốc + + + + + 5 Suất tiêu thụ nhiên liệu + + + + + 6 Áp suất không khí tăng áp sau máy nén hoặc sau thiết bị làm mát + + + 7 Nhiệt độ của khí xả và của không khí tăng áp + + + 8 Áp suất khí xả khi ra khỏi động cơ + + + + 9 Áp suất cháy lớn nhất + + 10 Áp suất ở cuối hành trình nén + + 11 Áp suất chỉ thị trung bình + 12 Áp suất dầu bơi trơn + + + + + 13 Nhiệt độ của dầu bôi trơn tại đầu vào và đầu ra khỏi động cơ + + + + + 14 Nhiệt độ của nước làm mát ở đầu vào và đầu ra động cơ + + + + + 15 Áp suất nhiên liệu + + 16 Nhiệt độ hoặc độ nhớt của nhiên liệu + + 17 Độ khói của khí xả + + + + + 18 Tiêu hao dầu bôi trơn cho xi lanh khi có hệ thống bôi trơn riêng cho xi lanh CHÚ THÍCH: 1 Dấu +) quy định sự cần thiết để đo các thông số. 2 Việc đo các thông số 4,6 và 7 ÷ 10, 14 ÷ 17 được tiến hành nếu kết cấu của động cơ điêzen đòi hỏi. 1.1.6. Việc kiểm tra hệ thống tín hiệu và bảo vệ dự phòng sự cố, hệ thống điều khiển tự động từ xa, điều chỉnh tự động nhiệt độ, hệ thống khởi động, đảo chiều và nhiên liệu (khi chuyển từ dạng nhiên liệu này sang dạng khác, nếu kết cấu của động cơ đòi hỏi) được tiến hành chỉ trong trường hợp các hệ thống trên được lắp đồng bộ lên động cơ. Trong những trường hợp còn lại, việc kiểm tra cùng với thiết bị đang thử được tiến hành cho từng phần của hệ thống được lắp cùng động cơ. Số thông số được đo trong hệ thống của động cơ được quy định trong chương trình thử. 1.2. Thử nghiệm thu- giao nhận 1.2.1. Thử nghiệm thu - giao nhận được tiến hành cho mỗi động cơ nhằm mục đích kiểm tra chất lượng chế tạo, lắp ráp, điều chỉnh và kiểm tra các thông số chính. CHÚ THÍCH: Đối với động cơ đã được chế tạo ổn định trong thời gian dài, việc thử nghiệm thu- giao nhận được tiến hành bằng cách lấy số mẫu thử đại diện cho các động cơ trong lô. 1.2.2. Trước khi nghiệm thu - giao nhận, động cơ; phải được chạy rà và chỉnh. 1.2.3. Trong quá trình thử nghiệm thu - giao nhận, phải: 1) Đo các thông số theo Bảng 2: 2) Xác định: Sai lệch so với giá trị trung bình của nhiệt độ khi ở đầu ra và của áp suất cháy lớn nhất, chiều quay của TCVN 1555:1974. 3) Kiểm tra khả năng làm việc của: thiết bị ngắt giới hạn (bảo vệ theo tần số quay giới hạn); hệ thống điều chỉnh tự động cho vận tốc; hệ thống khởi động; hệ thống đảo chiều động cơ. Thiết bị hạn chế tự động tải của động cơ, cũng như các tín hiệu về quá tải ở các chế độ khác nhau trong vùng tần số quay làm việc. Trong trường hợp có thể, theo thỏa thuận với khách hàng, cho phép rút bớt khối lượng công việc thử động cơ đã nêu trên. 1.2.4. Các chế độ bắt buộc khi thử là: Hành trình không tải: Tải trọng bằng 25,50 và 75% công suất danh nghĩa (hoặc toàn phần) đối với động cơ của ngành vận tải đường sắt, các chế độ thử được quy định trong tài liệu về nghiệm thu và giao nhận sản phẩm); Chế độ mômen xoắn lớn nhất dùng cho động cơ của ngành vận tải đường sắt; Công suất danh nghĩa (hoặc toàn phần); Công suất lớn nhất (nếu tài liệu kỹ thuật có quy định); Tần số quay ổn định nhỏ nhất của trục khuỷu. Đối với động cơ sản xuất loạt đã có kết quả thử và quá trình công nghệ ổn định, cho phép rút ngắn quy trình thử nghiệm thu - giao nhận. 1.3. Thử điển hình 1.3.1. Thử điển hình được tiến hành trên những mẫu thử riêng của động cơ sản xuất loạt nhằm mục đích kiểm tra: Sự phù hợp của các thông số cơ bản của động cơ trong sản xuất với các yêu cầu của tài liệu kỹ thuật. Độ ổn định về chất lượng chế tạo của động cơ. 1.3.2. Thử điển hình động cơ được tiến hành trên mẫu thử sau khi thử nghiệm thu - giao nhận. Trong những trường hợp có cơ sở về kỹ thuật, cho phép không cần thử nghiệm thu - giao nhận trước khi thử điển hình. 1.3.3. Trong quá trình thử điển hình, phải: Đo và kiểm tra các thông số quy định trong chương trình thử nghiệm thu - giao nhận đối với nhóm động cơ thứ V; Xác định các đường đặc tính; Xác định tiêu hao dầu bôi trơn; Kiểm tra khả năng làm việc của: - động cơ công nghiệp khi nhiệt độ nước ở đầu vào làm mát là 305 K (32 o C), hệ thống điều chỉnh tự động nhiệt độ của nước và dầu bôi trơn (nếu có trong động cơ); - hệ thống khởi động ở điều kiện thực tế môi trường; - hệ thống đảo chiều động cơ (nếu có trên động cơ); - thiết bị hạn chế tự động tải của động cơ, cũng như tín hiệu về quá tải ở các chế độ tải khác nhau trong vùng tần số quay làm việc (nếu có trên động cơ). 1.3.4. Ở cuối giai đoạn thử điển hình, phải tiến hành tháo mẫu động cơ thử, quan sát và xem xét, khi cần phải đo kiểm lại các chi tiết. 1.3.5. Khối lượng công việc sau khi xem xét và đo kiểm lại chi tiết được quy định trong chương trình thử. 1.4. Thử đặc biệt Trình tự và khối lượng công việc thử đặc biệt được quy định trong chương trình thử. Nội dung về việc thử đặc biệt được nêu trong Phụ lục 2. 2. Phương pháp thử 2.1. Điều kiện tiến hành thử 2.1.1. Việc thử động cơ được tiến hành đồng bộ với các thiết bị và dụng cụ chuẩn. 2.1.2. Trong quá trình thử, không cho phép thực hiện trên động cơ các công việc và điều chỉnh, ngoài các công việc do bảo dưỡng kỹ thuật động cơ đòi hỏi. 2.1.3. Nước làm mát và dầu bôi trơn phải phù hợp với các yêu cầu của tài liệu kỹ thuật của động cơ. 2.1.4. Các điều kiện môi trường (áp suất, nhiệt độ không khí ở đầu vào động cơ hoặc vào máy nén kiểu tua bin, độ ẩm không khí) và điều kiện làm việc (áp suất đầu vào, sức cản đầu ra, nhiệt độ nước làm mát ở đầu vào bộ làm mát không khí tăng áp, nhiệt độ không khí), đảm bảo được các thông số định trước của động cơ được quy định trong chương trình thử. Những điều kiện sau đây sẽ là điều kiện chuẩn ban đầu: áp suất pa = 1000 kPa; nhiệt độ không khí xung quanh Ta = 300 K (27 o C); độ ẩm tương đối j r = 60 %; nhiệt độ nước làm mát không khí tăng áp T = 300 K (27 o C). Nếu điều kiện tiến hành thử khác với điều kiện quy định trong tài liệu kỹ thuật hoặc khác với điều kiện tại chỗ lắp đặt động cơ, thì công suất thử của động cơ được xác định bằng tính toán lại có kể đến điều kiện khác biết trên. Cho phép thử động cơ trong những điều kiện được thay đổi một cách nhân tạo, mô phỏng các điều kiện tại chỗ lắp đặt, kết hợp với việc tính toán lại công suất cho phù hợp: Phương pháp mô phỏng các điều kiện thử được nêu trong Phụ lục 3. 2.2. Các thông số đo và sai số đo 2.2.1. Khi tiến hành đo các thông số được đo, thử nguyên các đại lượng, cũng như sai số đo phải phù hợp trong Bảng 3. Bảng 3 Tên gọi thông số Ký hiệu Sai số đo cho phép lớn nhất hoặc sai số tính toán thông số 1 Mômen xoắn của động cơ trên trục trích công suất, kN.m T tq + 2 % 2 Tần số quay của trục khuỷu s -1 (ph -1 ) n + 2 % 3 Tần số quay của trục trích công suất, s -1 (ph -1 ) n r ± 2 % 4 Công suất hiệu dụng (đo bằng phanh) kW p e ± 2,5 % 5 Áp suất khí quyển, kPa p a ± 0,5 % 6 Áp suất ở cuối hành trình nén, kPa p e ± 3 % 7 Áp suất cháy lớn nhất, kPa p max ± 3 % 8 Áp suất không khí tại đầu vào động cơ hoặc máy nén, kPa p k ± 3 % 9 Áp suất không khí tăng áp sau khi nén, kPa p b ± 2 % 10 Áp suất khí thải ở đầu ra, kPa p ge ± 5 % 11 Áp suất dầu bơi trơn, kPa p o ± 5 % 12 Áp suất của nhiên liệu, kP a p f ± 5 % 13 Nhiệt độ của môi trường xung quanh (tại đầu vào động cơ hoặc vào máy tăng áp), K T a ± 2 K 14 Nhiệt độ của khí xả, K T g ± 25 K 15 Nhiệt độ của nước làm mát, K T cool ± 2 K 16 Nhiệt độ dầu bôi trơn, K T o ± 2 K 17 Tiêu thụ nhiên liệu, g/s (kg /h) B ± 1 % 18 Suất tiêu thụ nhiên liệu, g/(kW.h) b ± 3,5 % 19 Tiêu hao dầu bôi trơn, g/s (kg/h) - Cho xi lanh - Tuần hoàn C cyl C cir ± 10 % 20 Suất tiêu hao dầu bôi trơn, (g/kW.h) - Cho xi lanh - Tuần hoàn C cyl C cir ± 12,5 % 21 Lưu lượng chất lỏng làm mát, kg/s (kg/h) C cool ± 5 % 22 Lưu lượng dầu bơi trơn, kg/s (kg/h) G o ± 5 % 23 Độ khói của khí xả r ± 0,3 theo thang 10 đơn vị 24 Độ ẩm tương đối của không khí j r ± 5 % CHÚ THÍCH 1 Những sai số trong Bảng 3 ứng với những giá trị lớn nhất của thông số đo; 2 Các thiết bị dùng để đo phải được chọn sao cho các thông số đo nằm trong phần của thang đo có độ chính xác cao nhất; 3 Sai số đo áp suất không kể áp suất ở 5.8 và 9) được tính theo phần trăm áp suất của áp kế; 4 Sai số đo thời gian khi thử không vượt quá 0,07 % (2,5 s/h); 5 Nếu đưa vào sai số đo chung các kết quả của một loạt đại lượng mà mỗi đại lượng đều có sai số đo riêng, thì sai số đo chung được xác định bằng căn bậc hai của tổng các bình phương của từng sai số riêng, trong đó mỗi sai số được nhân thêm với hệ số bằng chỉ số của lũy thừa của thông số đo đã cho trong công thức tính; 6 Sai số tổng của bộ thiết bị đo cho một thông số đo được tính bằng căn bậc hai của tổng các bình phương của các sai số từng thiết bị đo riêng trong bộ thiết bị đo trên. 2.2.2. Các thiết bị đo dùng khi thử động cơ được cho trong Phụ lục 4. 2.3.1. Việc thử được tiến hành khi động cơ làm việc theo đường đặc tính do chương trình thử quy định. 2.3.2. Các đường đặc tính phải phù hợp với chương trình thử bằng cách tăng liên tục (hoặc giảm liên tục) tải trọng của động cơ trong phạm vi từ không tải đến công suất lớn nhất ở tần số quay tương ứng. 2.3.3. Thời gian duy trì của từng chế độ công suất phải đảm bảo đủ cho việc đo. Ở chế độ công suất danh nghĩa (hoặc toàn phần), số lần đo mỗi thông số không được nhỏ hơn 3. 2.3.4. Việc đo chỉ được tiến hành sau khi động cơ đạt được chế độ nhiệt độ chuẩn và ổn định. 2.3.5. Trong thời gian tiến hành đo tải trọng, tần số quay, nhiệt độ và áp suất của các chất làm việc phải được giữ không đổi trong giới hạn được quy định bởi chương trình thử. 2.3.6. Trong chương trình thử động cơ, cần quy định các dạng kiểm sau đây: hệ thống điều chỉnh tự động vận tốc; hệ thống tín hiệu và bảo vệ đề phòng sự cố; các chỉ tiêu độ tin cậy; ồn và rung; hệ thống khởi động và đảo chiều; thay đổi hệ thống nhiên liệu từ dạng này sang dạng khác (nếu kết cấu của động cơ đòi hỏi); Khả năng làm việc của động cơ tàu thủy và công nghiệp, tĩnh tại khi nhiệt độ của nước ở môi trường làm mát bên ngoài là 305 K; Tiêu thụ dầu bôi trơn bằng phương pháp thể tích hoặc khối lượng. 2.4. Các kết quả thử nghiệm thu - giao nhận và điển hình được ghi vào biên bản đo. 3. Yêu cầu an toàn 3.1. Các yêu cầu về an toàn khi thử phải theo đúng những tiêu chuẩn và tài liệu kỹ thuật đã được duyệt. 3.2. Không cho phép tiến hành thử khi chưa có bộ phận bảo vệ cho các chi tiết quay của động cơ, băng thử và của thiết bị đo. Phụ lục 1 Nội dung của chương trình thử Chương trình thử cần được định trước như sau: Phạm vi áp dụng của chương trình thử; Các điều kiện tiến hành thử (tính đồng bộ và tải trọng của các cơ cấu treo phụ, điều kiện môi trường và điều kiện làm việc, phân loại chất làm việc, thiết bị của băng thử); Khối lượng công việc và trình tự tiến hành thử có chỉ dẫn thời gian duy trì ở các chế độ (có bảng chế độ) và thời gian kiểm; bảng kê và thông số được xác định của động cơ và của hệ thống động cơ; Phương pháp xác định các thông số của động cơ và của hệ thống động cơ; Khối lượng công việc phải tháo gỡ động cơ và đo kiểm chi tiết; Phương pháp xử lý kết quả. Phụ lục 2 Nội dung thử đặc biệt Thử đặc biệt được tiến hành với nội dung sau: Thử độ tin cậy (tuổi thọ làm việc liên tục, tuổi thọ đến sửa chữa lớn) và kiểm tra khả năng bảo dưỡng kỹ thuật động cơ; Đo mức ồn; Đo mức rung; Đo mức nhiễu vô tuyến; Xác định đặc tính của khí xả; Kiểm tra sự làm việc của các bộ phận dẫn động được tổ hợp với động cơ trong đó cần xác định tần số và biên độ dao động của các bộ phận này; Kiểm tra sự đảo chiều sự cố của động cơ tàu thủy; Thử động cơ trong điều kiện mô phỏng về sự thay đổi các điều kiện môi trường và điều kiện làm việc; Khả năng điều phối và đảm bảo công suất quy định khi động cơ làm việc có trục trặc (ví dụ có một hay một vài máy nén kiểu tua bin không hoạt động); Xác định cân bằng nhiệt của động cơ; Kiểm tra sự làm việc của động cơ ở các chế độ đặc tính giới hạn; kiểm tra hiệu quả của thiết bị làm nóng trước và thiết bị khởi động, đảm bảo khởi động động cơ ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Phụ lục 3 Phương pháp mô phỏng điều kiện môi trường và điều kiện làm việc tại chỗ lắp đặt động cơ khi thử trên băng Việc mô phỏng điều kiện môi trường và điều kiện làm việc tại chỗ lắp đặt động cơ khi thử trên băng được thực hiện bằng phương pháp sau: Giảm áp suất tại đầu vào động cơ (vào máy nén kiểu tua bin), đồng thời giảm áp suất của khí xả một lượng bằng lượng áp suất tại đầu vào động cơ; Tiết lưu tại đầu vào động cơ (vào máy nén kiểu tua bin) hoặc tại đầu ra động cơ; Nâng cao nhiệt độ của không khí tại đầu vào động cơ (máy nén kiểu tua bin) của nước tại đầu vào bộ làm mát không khí và của nhiên liệu bằng cách đốt trước nhân tạo. Mức tiết lưu được xác định theo biểu đồ được cho trong Phụ lục 4. Phụ lục 4 Thiết bị đo được dùng khi thử động cơ 1. Các thiết bị đo được dùng khi thử động cơ là: Phanh thủy lực, lực kế điện hoặc lực kế xoắn để đo mômen xoắn; Tốc độ vòng, bộ đếm vòng quay có đồng hồ đo giây, tốc kế hiện hình để đo tần số quay, bộ đệm xung; Áp kế lò xo và chất lỏng để đo áp suất; Đồng hồ đo áp suất lớn nhất để đo áp suất cháy cực đại và áp suất ở cuối hành trình nén; Áp kế lò xo và chất lỏng để đo áp suất nhiên liệu, dầu bôi trơn nước và các chất làm việc khác, nhiệt kế điện trở, nhiệt kế lỏng và nhiệt kế áp suất để đo nhiệt độ của không khí, của khí xả, chất lỏng làm mát, dầu bôi trơn, nhiên liệu và các chất khác, nhiệt ngẫu có đồng hồ milivôn; Các thiết bị chuẩn để đo tiêu thụ nhiên liệu, không khí, lưu lượng chất lỏng; Dụng cụ để đo tiêu thụ nhiên liệu ở dạng khối lượng cân hoặc thiết bị đo kiểm dung tích đảm bảo đo có sai số không lớn hơn ± 1 %; Đồng hồ đo giây kiểu cơ khí và điện để đo thời gian tiêu thụ nhiên liệu và dầu bơi trơn, đo thời gian khởi động v.v…); Thiết bị đo ồn; Thiết bị đo rung; Ẩm kế để đo độ ẩm tương đối của không khí; Khói kế của đo độ khói. Chỉ số của độ khói được xác định bằng độ giảm ánh sáng phản xạ từ bộ lọc hoặc độ giảm ánh sáng đi qua bộ lọc, khi cho một thể tích cho trước của khí xả qua một diện tích xác định của bộ lọc trắng tinh. Hàm lượng muội được xác định bằng cách đo độ tăng khối lượng của bộ lọc, khi mà một thể tích khí xả xác định đi qua bộ lọc này trong điều kiện nhiệt độ và áp suất chuẩn. 2. Tất cả dụng cụ và các thiết bị đo khi thử phải được kiểm tra và hiệu chuẩn phù hợp với các định mức đã quy định. 3. Phanh thủy lực, mômen kế điện hoặc các thiết bị tương tự khác để đo mômen xoắn phải được hiệu chỉnh. Lực kế điện được hiệu chuẩn tại vị trí “hãm” và “nới lỏng”. Biểu đồ để xác định áp suất tại đầu máy nén khi mô phỏng nhiệt độ cao của không khí trong điều kiện ở chỗ lắp đặt động cơ P a là áp suất môi trường xung quanh khi thử; P 1 là áp suất không khí sau bơm gió; P k là áp suất không khí ở đầu ra máy nén; T a là nhiệt độ môi trường xung quanh khi thử; T am là nhiệt độ cục bộ của môi trường xung quanh (tại chỗ lắp đặt động cơ).