Đề tài Xây dựng hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải động cơ ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48

Xây dựng hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải động cơ ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48 LỜI NÓI ĐẦU. Ngày nay, trước sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế với sự gia tăng của các phương tiện giao thông cá nhân và công cộng, thêm vào đó là sự phát triển các khu công nghiệp đã, đang được xây dựng và đưa vào hoạt động. Tất cả những điều này đã tác động rất lớn đến môi trường mà trực tiếp là sức khoẻ của người dân. Những nguyên nhân trên đã làm cho môi trường sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề hơn nếu như các hoạt động đó là tự phát và không có ý thức. Môi trường không khí là một loại môi trường đang bị phá hoại nghiêm trọng, điều đó được thể hiện ở sự phá huỷ tầng Ôzôn dẫn đến sự nóng lên toàn cầu bởi hiệu ứng nhà kính. Môi trường không khí bị phá hoại bởi nhiều nguồn khác nhau, và một trong số đó là khí xả của các phương tiện giao thông. Ở Việt Nam trong vài năm gần đây do nền kinh tế phát triển nên số lượng xe tham gia giao thông ngày càng tăng đặc biệt ở các thành phố lớn nơi có mật độ dân cư đông đúc. Số lượng xe tăng mà đường xá không tăng tương ứng, số lượng xe mới được thêm vào trong khi số lượng xe cũ không đủ tiêu chuẩn vẫn tham gia lưu hành, hơn nữa vẫn chưa có một tiêu chuẩn nào chặt chẽ và được cập nhật thường xuyên cho tiêu chuẩn khí phát thải từ động cơ dẫn đền môi trường không khí bị ô nhiễm trầm trọng. Ngay từ đầu những năm 50 ở Mỹ đã đưa ra những tiêu chuẩn hạn chế độc hại trong khí xả, các chu trình thử nghiệm cho các phương tiện giao thông có gắn động cơ và các tiêu chuẩn này đều được cập nhật thường xuyên theo từng đời xe. Ở châu Âu công việc này cũng được tiến hành nhưng muộn hơn vào khoảng năm 70. Các tiêu chuẩn cho phép xác định mục tiêu môi trường và đặt ra các hạn chế về số lượng hay nồng độ cho phép của các chất độc hại thải vào khí quyển. Việc tạo ra các tiêu chuẩn là hết sức cần thiết và cấp bách đối với tất cả các nước trên thế giới Trước những vấn đề trên và tình hình thực tiễn ở Việt Nam còn nhiều hạn chế về điều kiện kỹ thuật, nên chưa thể tạo ra được các tiêu chuẩn riêng cho mình, mà các tiêu chuẩn được áp dụng thường là theo một tiêu chuẩn của nước khác và ở đây là Châu Âu và Mỹ. Với mục đích này em xin được làm đồ án của em về việc xây dựng một hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải Ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48”. Đây là một chu trình thử thực tế đối với ôtô con theo các tiêu chuẩn Châu Âu và Mỹ. Với chu trình thử này và với các điều kiện giao thông thực tế ở Việt Nam có thể vẫn chưa thực sự là đúng đắn lắm nhưng nó có thể sẽ là một cơ sở để sau đó phát triển cho phù hợp với điều kiện thực tế và tạo ra được tiêu chuẩn riêng của Việt Nam. Tuy nhiên đề tài mới chỉ thực hiện ở trên một loại phương tiện và trong một phạm vi hẹp và nó chưa thực sự đi sâu vào các giai đoạn của quá trình thử như về thời gian tăng tốc và giảm tốc nên chỉ có thể áp dụng được ở một phạm vi nhất định. Đề tài sẽ nói về các hệ thống dùng trong phòng thử Chassis dynamometer 48” thuộc Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong tại Đại học Bách khoa Hà Nội, một chu trình thử nghiệm thực tế với xe Ford Laser Ghia 1.8 được lắp ráp ở Việt Nam và các kết quả thu được. Em xin cảm ơn PGS. TS Phạm Minh Tuấn và thầy Trần Đăng Quốc đã giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình để em có thể thực hiện đồ án này. Đây là một đề tài mới với các thiết bị rất hiện đại và thực hiện trong một thời gian ngắn nên không thể tránh khỏi những thiếu xót, mong thầy cô chỉ bảo và đóng góp ý kiến. Em xin cảm ơn. Đề tài : Xây dựng hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải động cơ ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48”. Chương I Các thành phần độc hại chính trong khí xả động cơ I. Ô nhiễm không khí. Định nghĩa của Cộng đồng châu Âu: “Không khí được coi là ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi hay khi có sự hiện điện của những chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được hay gây ra sự khó chịu cho con người” II. Các thành phần độc hại trong khí xả động cơ. Động cơ đốt trong hoạt động do nhiên liệu cháy cưỡng bức trong xi lanh động cơ và dãn nở sinh công. Nhiên liệu sử dụng cho động cơ ngày nay phổ biến nhất là hai loại nhiên liệu xăng và điesel, là nhiên liệu có nguồn gốc tự nhiên nên chúng có đầy đủ các thành phần C, H, O, S,… Quá trình cháy cưỡng bức diễn ra trong xi lanh là một quá trình phức tạp với giai đoạn khác nhau, trong các giai đoạn này nhiên liệu được ôxi hoá và giải phóng năng lượng. Quá trình ôxi hoá nhiên liệu sẽ tạo ra các hợp chất khác nhau trong khí xả của động cơ. Các thành phần khí chính trong khí xả động cơ là CO, CO2, NOX, THC, Andêhít, thành phần dạng hạt - PM, hợp chất chứa lưu huỳnh. 2.1. Mônôxít cácbon (CO). Mônôxítcacbon (CO) là sản phẩm cháy của nhiên liệu sinh ra do ôxi hoá không hoàn toàn cácbon (C) trong điều kiện thiếu ôxi (O2). CO ở dạng khí không mầu, không mùi, không vị. CO khi kết hợp với sắt có trong sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản quá trình hấp thụ ôxi của Hemoglobin trong máu và làm cho các bộ phận của cơ thể bị thiếu ôxi. Theo các nghiên cứu thì nếu: + 20 % lượng hemoglobin bị khống chế thì sẽ gây nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn. + 50 % lượng hemoglobin bị khống chế thì não bắt đầu bị ảnh hưởng. + 70 % lượng hemoglobin bị khống chế có thể dẫn đến tử vong. Hàm lượng CO cho phép trong không khí là [CO] = 33 mg/m3. 2.2. Total Hydrocacbon(THC). Total Hydrocacbon (THC) là các loại HC có trong nhiên liệu hoặc dầu bôi trơn không cháy hết có trong khí xả của động cơ. HC có nhiều loại và mỗi loại có mức độ độc hại khác nhau. Các HC có nguồn gốc paraphin hoặc naphtanin có thể coi là vô hại trong khi đó các HC thơm (có nhân benzen) thường rất độc chúng có thể gây ra căn bệnh ung thư. HC tồn tại trong khí quyển còn gây ra sương mù gây tác hại cho mắt, niêm mạc và đường hô hấp. Thông thường để đánh giá chuẩn môi trường thì thường xét tổng lượng HC mà động cơ phát ra. 2.3. Ôxítnitơ (NOX ). Ôxítnitơ là sản phẩm ôxi hoá N2 có trong không khí (trong khí nạp mới) ở điều kiện nhiệt độ cao trên 1100 0C. NOX tồn tại ở hai dạng chủ yếu là NO và NO2 trong đó NO chiếm đại bộ phận. NO là khí không mùi và không nguy hiểm nhưng nó không bền và dễ chuyển thành NO2 trong điều kiện tự nhiên. NO2 là khí có mầu nâu đỏ, có mùi gắt, gây nguy hiểm cho phổi, niêm mạc. Khi tác dụng với nước tạo ra axít, gây ra mưa axít làm ăn mòn cho chi tiết máy và đồ vật. Hàm lượng cho phép [NO] = 9 mg/m3 , [NO2] = 9 mg/m3. 2.4. Anđêhít (C-H-O). Andehit có công thức chung là C-H-O, là một chất khí gây tê và co mùi gắt, một số loại có thể gây ung thư nh­ foocmondehit. Hàm lượng cho phép [CHO] = 0,6 mg/m3 . 2.5. Chất thải dạng hạt (P-M). P-M hay còn gọi là bồ hóng, là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng trong khí xả của động cơ diezel, nó tồn tại dưới dạng hạt rắn có đường kính trung bình khoảng 0,3 mm, nên rất dễ xâm nhập vào phổi gây tổn thương tới cơ quan hô hấp và còn có thể gây ung thư do các hydrocacbon thơm bám dính lên nó. P-M sinh ra do quá trình phân huỷ nhiên liệu và dầu bôi trơn, chúng chính là C chưa cháy hết bị bón thành các hạt nhỏ. Trong không khí P-M là tác nhân gây sương mù, bụi bẩn làm ảnh hưởng đến giao thông và sinh hoạt của con người. 2.6. Hợp chất chứa lưu huỳnh. Sản phẩm chính là khí SO2, chất khí không màu có mùi gắt, khi tác dụng với nước tạo thành axít yếu (H2SO3) gây hư hại cho mắt và đường hô hấp, SO2 làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể và tăng cường động tác hại của các chất ô nhiễm khác đối với cơ thể. Hàm lượng cho phép [SO2] = 2 ml/m3. Ngày nay, các loại nhiên liệu đang được khống chế hàm lượng S có trong nã. 2.7. Cácbondiôxít (CO2). Cacbondioxit là sản phẩm cháy hoàn toàn của C trong O2 và là sản phẩm chính và chủ yếu của quá trình cháy. CO2 tuy không độc với sức khoẻ của con người nhưng với nồng độ quá lớn có thể gây ngạt. Hàm lượng cho phép [CO2] = 9000 mg/m3 . CO2 là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính dẫn đến sự nóng lên của nhiệt độ trái đất. Chương II NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THỬ CÔNG NHẬN KIỂU. Hiện nay với mức độ phát triển ngày càng nhanh của các phương tiện giao thông ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, vì vậy vấn đề ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ trực tiếp gây ra là hết sức cấp bách, nó liên quan đến sức khoẻ của con người. Tuy vậy không phải nước nào trên thế giới cũng có đủ điều kiện và khả năng để đưa ra các tiêu chuẩn khí thải của riêng nước đó, mà trên thế giới mới chỉ có 3 khu vực có bộ tiêu chuẩn hoàn chỉnh đó là Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản. Trước vấn đề môi trường, Việt Nam cũng đang tiến hành nghiên cứu và triển khai các luật, các tiêu chuẩn về khí thải cho động cơ. Các tiêu chuẩn thử là quy phạm với mỗi quốc gia, có liên quan trực tiếp tới điều kiện giao thông như chất lượng, số lượng và tiêu chuẩn đường xá, số lượng các loại phương tiện và chủng loại phương tiện giao thông đang lưu hành, mức độ phát triển của các phương tiện, và mức thu nhập của người dân (điều kiện kinh tế của mỗi nước). Dùa trên cơ sở đó mà các nhà làm luật đưa ra các tiêu chuẩn cho phù hợp, và các tiêu chuẩn này phải được nâng cấp, cập nhật và phát triển theo thời gian để hướng tới mục tiêu môi trường tốt hơn. Khi ban hành các tiêu chuẩn thì các quy trình thử tương ứng cũng phải được đưa ra. Các quy trình thử chính là thãi quen đi lại của người dân khi sử dụng phương tiện giao thông, liên quan đến việc tổ chức và cơ sở hạ tầng giao thông. C¸c tiªu chuÈn thö lµ quy ph¹m víi mçi quèc gia, cã liªn quan trùc tiÕp tíi ®iÒu kiÖn giao th«ng nh­ chÊt l­îng, sè l­îng vµ tiªu chuÈn ®­êng x¸, sè l­îng c¸c lo¹i ph­¬ng tiÖn vµ chñng lo¹i ph­¬ng tiÖn giao th«ng ®ang l­u hµnh, møc ®é ph¸t triÓn cña c¸c ph­¬ng tiÖn, vµ møc thu nhËp cña ng­êi d©n (®iÒu kiÖn kinh tÕ cña mçi n­íc). Dùa trªn c¬ së ®ã mµ c¸c nhµ lµm luËt ®­a ra c¸c tiªu chuÈn cho phï hîp, vµ c¸c tiªu chuÈn nµy ph¶i ®­îc n©ng cÊp, cËp nhËt vµ ph¸t triÓn theo thêi gian ®Ó h­íng tíi môc tiªu m«i tr­êng tèt h¬n. Khi ban hµnh c¸c tiªu chuÈn th× c¸c quy tr×nh thö t­¬ng øng còng ph¶i ®­îc ®­a ra. C¸c quy tr×nh thö chÝnh lµ thãi quen ®i l¹i cña ng­êi d©n khi sö dông ph­¬ng tiÖn giao th«ng, liªn quan ®Õn viÖc tæ chøc vµ c¬ së h¹ tÇng giao th«ng. Hệ thống tiêu chuẩn phải được xây dùng cho các loại động cơ khác nhau nh­ động cơ diezel, động cơ xăng, động cơ chạy nhiên liệu khí hoá lỏng. Trên các loại phương tiện khác nhau nh­ xe con, xe tải, xe máy. Và trên các điều kiện vận hành khác nhau nh­ trên xa lé hoặc trong thành phố. Dưới đây là các chu trình và tiêu chuẩn thử ở Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản và Việt Nam. I. Các chu trình thử. 1.1. Chu trình thử ở Mỹ. 1.1.1. Chu trình thử FTP-72 cho xe con. Tổng quãng đường thử là 12,07 km với nhiều điểm dừng, vận tốc tối đa là 91,2 km/h và vận tốc trung bình là 31,5 km/h. Vòng thử gồm hai giai đoạn, giai đoạn 1 với thời gian 505 s ( tương ứng với quãng đường 5,78 km với vận tốc trung bình là 41,2 km/h ) và giai đoạn 2 với thời gian 864s. Pha thứ nhất bắt đầu với trạng thái khởi động lạnh, pha thứ hai được bắt đầu sau khi động cơ dừng hoàn toàn trong thời gian 10 phót. Ở mỗi pha có một hệ số khối lượng là 0,47 cho pha 1 và 0,53 cho pha 2. Lượng phát thải được tính theo đơn vị g/km. 1.1.2. Chu trình thử FTP-75 cho xe con. Xuất phát từ chu trình thử FTP-72, nhưng nó bao gồm 3 giai đoạn, 2 giai đoạn đầu giống như hai giai đoạn của FTP-72 còn giai đoạn thứ 3 kéo dài 505 s và bắt đầu sau khi giai đoạn 2 kết thúc dõng hoàn toàn động cơ và đợi 10 phót. Giai đoạn 3 là giai đoạn khởi động nóng. Nh­ vậy với FTP-75 pha 1 là pha khởi động lạnh, pha 2 là pha trung gian, pha3 là pha khởi động nóng. Tổng quãng đường thử là 17,77 km, tổng thời gian thử là 1874 s với vận tốc trung bình là 34,1 km/h, theo chuẩn năm 2000. Lượng phát thải từ mỗi pha được tập hợp trong mỗi tói khí riêng, sau đó được phân tích và tính toán với các hệ số khối lượng là 0,43 đối với pha 1 và pha 2, đối với pha 3 là 0,57. Đơn vị lượng phát thải là g/km hoặc g/mile. VD : tính lượng CO phát thải trong quá trình thử. (CO) = 0,43.(CO)gd1 + 1.(CO)gd2 + 0,57.(CO)gd3 (g/km) chu trình thử FTP-75. 1.1.3. Chu trình thử UDDS cho xe tải nặng. Các tham số cơ bản của chu trình thử: Tổng thời gian thực hiện : 1060 s. Quãng đường thử : 8,9 km Vận tốc trung bình : 30,4 km/h Vận tốc tối đa : 93,3 km/h 1.1.4. Chu trình thử FPT cho động cơ xe tải hạng nặng. FTP thường được sử dụng cho việc kiểm tra lượng phát thải mà động cơ xe tải phát ra và được phát triển cho xe tải hạng nặng và xe bus ở Mỹ. FTP còng bao gồm cho xe chạy quanh thành phố và xe chạy trên xa lé. FTP được dùa trên cơ sở của chu trình thử UDDS. Một lần thử bao gồm 4 pha: pha thứ nhất là một pha NYNF theo chuẩn của NewYork cho xe trong thành phố với nhiều lần dừng và khởi động, pha thứ 2 là pha LANF theo chuẩn Los Angeles trong điều kiện giao thông đông đúc trong thành phố với một số rất Ýt lần dừng, pha thứ 3 là pha LAFY theo chuẩn Los Angeles trong điều kiện giao thông đông đúc trên xa lé, pha thứ 4 là pha lặp lại pha thứ 1. Nã bao gồm một trạng thái khởi động lạnh sau khi dõng xe một thời gian dài, sau đó là chạy không tải, tăng tốc và giảm tốc và một giải biến thiên rộng của các tốc độ khác nhau sao cho nó phù hợp với điều kiện chạy của phương tiện vận tải thực. Chu trình thử được tiến hành hai lần và lần thứ hai được lặp lại trong trạng thái khởi động Êm sau khi kết thúc thử lần một và dừng động cơ 20 phót. tốc độ trung bình là 30 km/h với quãng đường thử là 10,3 km và mỗi lần thử diễn ra trong khoảng 1200s. Biều đồ mômen lực, tốc độ và thời gian của chu trình thử. 1.1.5. Chu trình thử CSC cho xe tải hạng nặng chạy ở vùng ngoại ô. Vùng ngoại ô là nơi mà tốc độ của xe chỉ phụ thuộc vào quãng đường, thời gian. Các tham số của chu trình thử: Tổng thời gian thử : 1700 s, Tổng quãng đường : 10,75 km, Vận tốc tối đa : 70,55 km/h, Vận tốc trung bình : 20,77 km/h, 1.2. Chu trình thử ở Châu Âu. 1.2.1. Chu trình thử ECE - EUDC. ECE - EUDC là chu trình thử trên băng thử Chassis dynamometer để sử dụng cho việc kiểm tra khí thải và công nhận kiểu của các loại xe con ở Châu Âu. Chu trình thử bao gồm 4 vòng thử ECE và được lặp lại liên tục tương tự với việc lái xe trong thành phố, và 1 vòng thử EUDC tương tự với việc lái xe trên xa lé. Trước khi thử phương tiện không hoạt động trong vòng hơn 6 giê để cho nhiệt độ phù hợp với nhiệt độ phòng thử trong khoảng 20 ¸ 30 0C. Sau đó bắt đầu khởi động và để không tải 40s. a/ Vòng thử ECE 15. Là một vòng thử trong thành phố nó mô tả các điều kiện thực khi lái xe trong thành phố, được thể hiện qua tốc độ thấp, công suất thấp và nhiệt độ khí xả thấp. Nó được lặp đi lặp lại 4 lần trong quá trình thử. b/ Vòng thử EUDC. Là vòng thử trên đường xa lé được thực hiện ngay sau khi 4 vòng thủ ECE kết thúc, thể hiện ở tốc độ tốc độ cao của phương tiện. Tốc độ tối đa của vòng thử này là 120 km/h. Các tham số của hai loại vòng thử : Tham sè Đơn vị ECE 15 EUDC Quãng đường km 4x1.013=4.052 6.955 Thời gian s 4x195=780 400 Tốc độ trung bình km/h 18.7 (with idling) 62.6 Tốc độ tối đa km/h 50 120 1.2.2. Chu trình thử ESC. ESC là chu trình thử cho động cơ diezel lắp trên xe tải. chu trình bao gồm 13 vòng thử được thể hiện theo các tham sè sau. Vòng % tốc độ động cơ % Tải Hệ số tải trọng % Thời gian 1 0 0 15 4 phót 2 25 100 8 2 phót 3 50 50 10 2 phót 4 50 75 10 2 phót 5 25 50 5 2 phót 6 25 75 5 2 phót 7 25 25 5 2 phót 8 50 100 9 2 phót 9 50 25 10 2 phót 10 75 100 8 2 phót 11 75 25 5 2 phót 12 75 75 5 2 phót 13 75 50 5 2 phót 1.2.3. Chu trình thử ELR. Chu trình thử ELR là chu trình được áp dụng cho tiêu chuẩn Euro III, được sử dụng từ năm 2000 với mục đích đo độ mờ khói từ khí thải của động cơ xe tải. Chu trình bao gồm một chuỗi của 3 bước tốc độ động cơ khác nhau tốc độ A ( vòng 1), B (vòng 2), C (vòng 3), tiếp theo đó là vòng thử 4 với tốc độ ở giữa A và C và tải từ 10% ¸ 100% là tuỳ thuộc vào người thử. Tốc độ A là bằng tốc độ không tải + 25% khoảng tốc độ của động cơ. Tốc độ B là bằng tốc độ không tải + 50% khoảng tốc độ của động cơ. Tốc độ C là bằng tốc độ không tải + 75% khoảng tốc độ của động cơ. Kết quả độ mờ khói được tính bằng giá trị trung bình ở các giá trị tốc độ, tốc độ A ( hệ sè 0,43), tốc độ B ( hệ sè 0,56) và tốc độ C (hệ số 0,01). 1.2.4. Chu trình thử ETC. Là chu trình thử cho động cơ diezel lắp trên xe tải cùng với chu trình thử ESC. Chu trình thử được chia làm ba phần, bao gồm cho xe chạy trên đường thành phố, đường nông thôn và đường cao tốc. Tổng thời gian thử là 1800s và thời gian cho mỗi phần là 600s. + Phần 1 mô tả cho lái xe trong thành phố với tốc độ cực đại là 50 km/h, thường xuyên khởi động, dừng và không tải. + Phần 2 mô tả cho lái xe trên đường nông thôn với khả năng gia tốc nhanh, tốc độ trung bình khoảng 72 km/h. + PhÇn 2 m« t¶ cho l¸i xe trªn ®­êng n«ng th«n víi kh¶ n¨ng gia tèc nhanh, tèc ®é trung b×nh kho¶ng 72 km/h. + Phần 3 mô tả cho lái xe trên đường cao tốc với tốc độ trung bình khoảng 88 km/h. 1.3. Chu trình thử của Nhật Bản. 1.3.1. Chu trình thử với 10 mode. Là chu trình thử dùng cho kiểm tra lượng phát thải với xe con chạy trong thành phố ở Nhật Bản. + Phần mở đầu của chu trình thử là quãng đường thử 0,664 km, tốc độ trung bình là 17,7 km/h, thời gian thử là 135s và tốc độ cực đại là 40 km/h. + Toàn bộ chu trình thử được bắt đầu sau 15 lần làm Êm máy ở tốc độ 40 km/h. Sau đó là quá trình lặp lại của 6 phần giống nhau. Lượng phát thải được tính toán ở 5 phần cuối ( Phần mở đầu không được tính vì vậy toàn bộ lượng phát thải sẽ tính cho một lé trình 3,32 km trong thời gian 675s ). Đơn vị lượng phát thải là g/km. 1.3.2. Chu trình thử 10-15 mode. Là chu trình thử cho xe con chạy trong đường thành phố, lấy từ chu trình thử 10 mode và thêm vào đó là chu trình 15 mode ở tốc độ 70 km/h. Toàn bé chu trình thử gồm: 15 phót làm Êm ở tốc độ 60 km/h, không tải, 5 phót làm Êm ở tốc độ 60 km/h và một đoạn 15 - mode. Sau đó lặp lại 3 lần đoạn 10-mode và 1 lần đoạn 15-mode. Lượng phát thải được tính cho 4 đoạn cuối ( 3x10-mode + 1x15-mode). Tổng quãng đường thử là 4,16 km, tốc độ trung bình là 22,7 km/h, thời gian thực hiện là 660s ( hoặc 6,34 km đường thử, tốc độ trung bình 25,6 km/h và thời gian 892s trong trường hợp tính cả đoạn 15-mode đầu tiên không đo). 1.3.3.Chu trình thử 6-mode. Là chu trình thử cho động cơ xe tải nặng. Động cơ được thử trên 6 tốc độ khác nhau của cùng một tải trọng. Các mode này được chạy liên tục và thời gian cho mỗi mode là 3 phót. Lượng phát thải được tính cho mỗi mode và tính trung bình trong đó có tính đến hệ số khối lượng. Kết quả cuối cùng được đưa ra dưới dạng một thể tích khí tập trung, hàm lượng ppm. Có hai cách xác định các mode thử và tỉ lệ khối lượng đó là : mét là cho động cơ diezel và một cho động cơ xăng và động cơ chạy nhiên liệu LPG. Các tham số của vòng thử được thể hiện ở bảng sau. Mode Tốc độ (% ) Công suất (%) Hệ số khối lượng 1 Không tải - 0.355 2 40 100 0.071 3 40 25 0.059 4 60 100 0.107 5 60 25 0.122 6 80 75 0.286 1.3.4 Chu trình thử 13-mode. Là chu trình thử cho động cơ xe tải hạng nặng ở Nhật Bản. Chu trình thử gồm một chuỗi 13 đoạn thử giống nhau. Lượng phát thải được tính trung bình cho toàn bộ chu trình thử và thiết lập một hệ số tỷ lệ về khối lượng và nó được biểu diễn qua đơn vị g/kWh. Quá trình thử được thực hiện ở tốc độ thấp và nhiệt độ khí thải thấp. Có một vài quá trình thử khác nhau cho động cơ diezel và động cơ xăng/LPG và các tỷ lệ khối lượng là khác nhau. Được thể hiện trong các bảng sau. a/ Chu trình 13 mode cho xe diezel. Mode Tốc độ (%) Công suất (%) Tỷ lệ khôi lượng 1 idle - 0.410/2 2 40 20 0.037 3 40 40 0.027 4 idle - 0.410/2 5 60 20 0.029 6 60 40 0.064 7 80 40 0.041 8 80 60 0.032 9 60 60 0.077 10 60 80 0.055 11 60 95 0.049 12 80 80 0.037 13 60 5 0.142 b/ Chu trình thử 13 mode cho xe xăng. Mode Tốc độ (%) Công suất (%) Tỷ lệ khối lượng 1 idle - 0.314/2 2 40 40 0.036 3 40 60 0.039 4 idle - 0.314/2 5 60 20 0.088 6 60 40 0.117 7 80 40 0.058 8 80 60 0.028 9 60 60 0.066 10 60 80 0.034 11 60 95 0.028 12 40 20 0.096 13 40* 20* 0.096 idle : không tải * :giảm tới không tải 1.4. Chu trình thử ở Việt Nam. 1.4.1. Chu trình thử cho xe ôtô lắp động cơ xăng TCVN 6432 : 1998 Được dùa trên cơ sở của chu trình thử ECE R15-04 và được áp dụng năm 1998. Chu trình thử bao gồm 4 vòng thử giống nhau và liên tiếp nhau tương tự vòng thử trong đường thành phố theo chu trình thử châu Âu ECE 15. Tổng quãng đường thử : 4,025 km. Tổng thời gian thử : 780s Vận tốc trung bình : 17,8 km/h Vận tốc tối đa : 50km/h. Trước khi thử ôtô được chạy không tải 40s. 1.4.2. Chu trình thử cho ôtô lắp động cơ diezel TCVN 6566 : 1999 Chu trình thử hoàn toàn giống với chu trình thử của động cơ xăng. Ôtô thử được chạy không tải 40s. Sau đó quá trình thử diễn ra với 4 chu kỳ liên tiếp. Quá trình phân tích khí được thực hiện với cả 4 chu kỳ II. Các tiêu chuẩn thử. 2.1. Tiêu chuẩn thử ở Mỹ. 2.1.1. Tiêu chuẩn cho xe con và xe tải hạng nhẹ. 2.1.1.1 Chuẩn Liên bang. Bao gồm có hai chuẩn, loại một và loại 2. Chuẩn loại 1 được công bố vào năm 1991 và bắt đầu thực hiện trên toàn bộ các bang năm 1997. chuẩn loại 2 được đề xướng năm 1999, và bắt đầu đưa vào thực hiện năm 2004. a/ Chuẩn loại 1 : Được áp dụng cho các phương tiên vận hạng nhẹ (LDV), xe chở khách, xe tải nhẹ, xe việt dã hai cầu (SUV), xe minivans và xe pick-up. Trong đó phương tiện vận tải hạng nhẹ là tất cả các xe có khối lượng nhỏ hơn 8500 lb. Chuẩn loại 1 được thực hiện trong giai đoạn 1994 ¸ 1997 với tất cả các loại xe sừ dụng tới 100.000 mile, và được điều chỉnh xuống cho loại xe đi trên 50.000 mile trong giai đoạn 1997 ¸ 2003. Giới hạn NOx còng được điều chỉnh giữa xe chạy xăng và chạy diezel, xe diezel có giới hạn NOX lớn hơn. Lượng phát thải độc hại của xe ôtô con và xe tải hạng nhẹ được thực hiện theo chu trình thử FTP-75 và có đơn vị là g/mile. Chuẩn EPA loại 1 cho xe con và xe tải loại nhỏ dùa trên chu trình thử FTP-75 g/mi Category 50,000 miles/5 năm 100,000 miles/10 năm THC NMHC CO NOx dieseldiesel NOxXăng PM THC NMHC CO NOxdieseldiesel NOxXăng PM Xe chở khách 0.41 0.25 3.4 1.0 0.4 0.08 - 0.31 4.2 1.25 0.6 0.10 LLDT, LVW <3,750 lbs - 0.25 3.4 1.0 0.4 0.08 0.80 0.31 4.2 1.25 0.6 0.10 LLDT, LVW >3,750 lbs - 0.32 4.4 - 0.7 0.08 0.80 0.40 5.5 0.97 0.97 0.10 HLDT,ALVW <5,750 lbs 0.32 - 4.4 - 0.7 - 0.80 0.46 6.4 0.98 0.98 0.10 HLDT,ALVW >5,750 lbs 0.39 - 5.0 - 1.1 - 0.80 0.56 7.3 1.53 1.53 0.12 LVW: loaded vehicle weight (khối lượng xe + 300 lbs) (1 lbs =0,45 kg) ALVW: adjusted LVW : Điều chỉnh khối lượng xe. LLDT: light light-duty truck ( xe hạng nhẹ dưới 6,000 lbs) HLDT: heavy light-duty truck (HLDT: heavy light-duty truck (xe hạng tải hạng nhe trên 6,000 lbs). b/ Chuẩn loại 2. Chuẩn loại 2 được ứng dụng vào năm 2004¸2009, cho các xe chở khách và xe tải hạng nhẹ. Năm 2008 chuẩn này còn được ứng dụng cho xe tải nặng và phương tiện vận tải hạng trung ( LDTs và MDPVs). Trong năm 2004¸2007 tất cả các xe khách và xe tải nhẹ xẽ không được cấp chứng chỉ môi trường loại 2 nếu phát thải NOx trung bình lớn hơn 0,30 g/mile, tương đương với chuẩn NLEV cho LDVs (Light duty vehicle). Trong năm 2004¸2008 các xe tải nặng và phương tiện vận tải hạng trung (LDTs và MDPVs) sẽ không được cấp chứng chỉ môi trường nếu lượng phát thải NOx vượt quá 0,60 g/mile (cho HLDT) và 0,90 g/mile (cho MDPV). Bảng dưới là khối lượng các chất ô nhiễm cho phép trong khí thải động cơ. Được áp dụng cho các xe đã chạy tới 120.000 mile. Chuẩn loại 2 , FTP 75, g/mile Bin# 50,000 miles 120,000 miles NMOG CO NOx PM HCHO NMOG CO NOx* PM HCHO Temporary Bins MDPVc 0.280 7.3 0.9 0.12 0.032 10a,b,d,f 0.125 (0.160) 3.4 (4.4) 0.4 - 0.015 (0.018) 0.156 (0.230) 4.2 (6.4) 0.6 0.08 0.018 (0.027) 9a,b,e 0.075 (0.140) 3.4 0.2 - 0.015 0.090 (0.180) 4.2 0.3 0.06 0.018 Permanent Bins 8b 0.100 (0.125) 3.4 0.14 - 0.015 0.125 (0.156) 4.2 0.20 0.02 0.018 7 0.075 3.4 0.11 - 0.015 0.090 4.2 0.15 0.02 0.018 6 0.075 3.4 0.08 - 0.015 0.090 4.2 0.10 0.01 0.018 5 0.075 3.4 0.05 - 0.015 0.090 4.2 0.07 0.01 0.018 4 - - - - - 0.070 2.1 0.04 0.01 0.011 3 - - - - - 0.055 2.1 0.03 0.01 0.011 2 - - - - - 0.010 2.1 0.02 0.01 0.004 1 - - - - - 0.000 0.0 0.00 0.00 0.000 * - Nồng độ NOx trung bình chuẩn là 0.07 g/mi 2.1.1.2. Tiêu chuẩn bang California. a/ Tiêu chuẩn ARB của bang California cho xe con (LDV) dùng động cơ xăng hoặc diezel. Chuẩn bang California cho xe con (LDV), FTP 75, g/mi Category 50,000 miles/5 năm 100,000 miles/10 năm NMOGa CO NOx PM HCHO NMOGa CO NOx PM HCHO Xe chở khách Tier 1 0.25 3.4 0.4 0.08 - 0.31 4.2 0.6 - - TLEV 0.125 3.4 0.4 - 0.015 0.156 4.2 0.6 0.08 0.018 LEV 0.075 3.4 0.2 - 0.015 0.090 4.2 0.3 0.08 0.018 ULEV 0.040 1.7 0.2 - 0.008 0.055 2.1 0.3 0.04 0.011 LDT1, LVW <3,750 lbs Tier 1 0.25 3.4 0.4 0.08 - 0.31 4.2 0.6 - - TLEV 0.125 3.4 0.4 - 0.015 0.156 4.2 0.6 0.08 0.018 LEV 0.075 3.4 0.2 - 0.015 0.090 4.2 0.3 0.08 0.018 ULEV 0.040 1.7 0.2 - 0.008 0.055 2.1 0.3 0.04 0.011 LDT2, LVW >3,750 lbs Tier 1 0.32 4.4 0.7 0.08 - 0.40 5.5 0.97 - - TLEV 0.160 4.4 0.7 - 0.018 0.200 5.5 0.9 0.10 0.023 LEV 0.100 4.4 0.4 - 0.018 0.130 5.5 0.5 0.10 0.023 ULEV 0.050 2.2 0.4 - 0.009 0.070 2.8 0.5 0.05 0.013 LVW: loaded vehicle weight (khối lượng xe + 300 lbs) LDT: light-duty truck: xe tải hạng nhẹ NMOG: non-methane organic gases: không sử dụng nhiên liệu khí metan HCHO: formaldehyde TLEV: Transitional Low Emission Vehicles LEV:Low Emission Vehicles: phương tiện phát thải Ýt ULEV: Ultra Low Emission Vehicles: Phương tiện phát thải thấp SULEV: Super Ultra Low Emission Vehicles: Phương tiện phát thải rất thấp ZEV: Zero Emission Vehicles: phương tiện không phát thải. Tier 1: là xe trong tiêu chuẩn loại một của chuẩn liên bang. b/ Tiêu chuẩn bang California cho phương tiện vận tải hạng trung dùa trên chu trình thử FTP-75. Category 50.000 miles/5 năm 120.000 miles/11 năm NMOGa CO NOx PM HCHO NMOGa CO NOx PM HCHO MDV1, 0-3750 lbs Tier 1 0.25 3.4 0.4 - - 0.36 5.0 0.55 0.08 - LEV 0.125 3.4 0.4 - 0.015 0.180 5.0 0.6 0.08 0.022 ULEV 0.075 1.7 0.2 - 0.008 0.107 2.5 0.3 0.04 0.012 MDV2, 3751-5750 lbs Tier 1 0.32 4.4 0.7 - - 0.46 6.4 0.98 0.10 - LEV 0.160 4.4 0.4 - 0.018 0.230 6.4 0.6 0.10 0.027 ULEV 0.100 4.4 0.4 - 0.009 0.143 6.4 0.6 0.05 0.013 SULEV 0.050 2.2 0.2 - 0.004 0.072 3.2 0.3 0.05 0.006 MDV3, 5751-8500 lbs Tier 1 0.39 5.0 1.1 - - 0.56 7.3 1.53 0.12 - LEV 0.195 5.0 0.6 - 0.022 0.280 7.3 0.9 0.12 0.032 ULEV 0.117 5.0 0.6 - 0.011 0.167 7.3 0.9 0.06 0.016 SULEV 0.059 2.5 0.3 - 0.006 0.084 3.7 0.45 0.06 0.008 MDV4, 8501-10,000 lbs Tier 1 0.46 5.5 1.3 - 0.028 0.66 8.1 1.81 0.12 - LEV 0.230 5.5 0.7 - 0.028 0.330 8.1 1.0 0.12 0.040 ULEV 0.138 5.5 0.7 - 0.014 0.197 8.1 1.0 0.06 0.021 SULEV 0.069 2.8 0.35 - 0.007 0.100 4.1 0.5 0.06 0.010 MDV5, 10,001-14,000 lbs Tier 1 0.60 7.0 2.0 - - 0.86 10.3 2.77 0.12 - LEV 0.300 7.0 1.0 - 0.036 0.430 10.3 1.5 0.12 0.052 ULEV 0.180 7.0 1.0 - 0.018 0.257 10.3 1.5 0.06 0.026 SULEV 0.090 3.5 0.5 - 0.009 0.130 5.2 0.7 0.06 0.013 a - NMHC cho tất cả chuẩn loại 1. MDV: medium duty vehicle : phương tiện vận tải loại trung. NMOG: non-methane organic gases: không sử dụng nhiên liệu khí mêtan HCHO: formaldehyde. 2.1.2. Tiêu chuẩn cho xe tải nặng. 2.1.2.1. Tiêu chuẩn năm 1987 ¸ 2003. Các tiêu chuẩn năm 1988¸2003 của Liên bang (EPA) và tiêu chuẩn năm 1987¸2003 của California (ARB) là các tiêu chuẩn cho xe tải hạng nặng và xe bus. Từ năm 1994 hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu đã được giảm xuống 500 ppm wt. Chuẩn EPA cho xe tải hạng nặng, g/bhp.hr Năm HC CO NOx PM Động cơ xe tải hạng nặng sản xuất trong các năm 1988 1.3 15.5 10.7 0.60 1990 1.3 15.5 6.0 0.60 1991 1.3 15.5 5.0 0.25 1994 1.3 15.5 5.0 0.10 1998 1.3 15.5 4.0 0.10 Động cơ xe bus chạy trong thành phố được sản xuất trong các năm. 1991 1.3 15.5 5.0 0.25 1993 1.3 15.5 5.0 0.10 1994 1.3 15.5 5.0 0.07 1996 1.3 15.5 5.0 0.05* 1998 1.3 15.5 4.0 0.05* * Thường sử dụng chuẩn PM là 0.07 Chuẩn bang California cho xe tải hạng nặng, g/bhp.hr Năm NMHC THC CO NOx PM Động cơ xe tải hạng nặng sản xuất trong các năm 1987 - 1.3 15.5 6.0 0.60 1991 1.2 1.3 15.5 5.0 0.25 1994 1.2 1.3 15.5 5.0 0.10 Động cơ xe bus chạy trong thành phố được sản xuất trong các năm. 1991 1.2 1.3 15.5 5.0 0.10 1994 1.2 1.3 15.5 5.0 0.07 1996 1.2 1.3 15.5 4.0 0.05 2.1.2.2. Tiêu chuẩn năm 2004 và sau này. Từ năm 1997 EPA đã đưa ra các tiêu chuẩn cho động cơ diezel xe tải chạy trên xa lé và xe bus chạy trong thành phố được áp dụng cho năm 2004 và sau này. Với mục đích chính là giảm lượng NOX cho động cơ xe tải chạy trên xa lé xuống mức xấp xỉ 2 g/bhp.hr, cho các động cơ ở 1 trong 2 lùa chọn sau. Chuẩn EPA cho động cơ diezel của xe tải chạy trên xa lé cho năm 2004, g/mã lực giê Loại NMHC + NOx NMHC 1 2.4 n/a 2 2.5 0.5 2.2. Tiêu chuẩn khí thải ở Châu Âu. 2.2.1. Tiêu chuẩn cho xe con (LDV). Lấy chu trình thử ECE 15 + EUDC để đo lượng phát thải, phù hợp với tiêu chuẩn Euro III (2000). Động cơ trước khi thử phải được làm Êm bằng cách chạy không tải trong vòng 40s. Các tiêu chuẩn Euro từ Euro II ¸ Euro IV là khác nhau cho phương tiện chạy xăng và diezel. Chuẩn cho diezel có lượng CO thấp hơn nhưng lượng NOX thì lại lớn hơn.Chuẩn cho xăng thì không có PM. Bảng 1 là chuẩn cho xe chở khách nhỏ (xe con), bảng 2 là chuẩn cho xe tải hạng nhỏ. Chuẩn EU cho xe chở khách loại nhỏ (xe loại M), g/km Loại Năm CO HC HC+NOx NOx PM Diesel Euro I† 1992.07 2.72 (3.16) - 0.97 (1.13) - 0.14 (0.18) Euro II, IDI 1996.01 1.0 - 0.7 - 0.08 Euro II, DI 1996.01a 1.0 - 0.9 - 0.10 Euro III 2000.01 0.64 - 0.56 0.50 0.05 Euro IV 2005.01 0.50 - 0.30 0.25 0.025 Xăng (Gasoline) Euro I† 1992.07 2.72 (3.16) - 0.97 (1.13) - - Euro II 1996.01 2.2 - 0.5 - - Euro III 2000.01 2.30 0.20 - 0.15 - Euro IV 2005.01 1.0 0.10 - 0.08 - Chuẩn EU cho xe tải loại nhỏ (Xe loại N1), g/km Class* Loại Năm CO HC HC+NOx NOx PM Diesel N1, Class I<1305 kg<1305 kg Euro 1 1994.10 2.72 - 0.97 - 0.14 Euro 2, IDI 1998.01 1.0 - 0.70 - 0.08 Euro 2, DI 1998.01a 1.0 - 0.90 - 0.10 Euro 3 2000.01 0.64 - 0.56 0.50 0.05 Euro 4 2005.01 0.50 - 0.30 0.25 0.025 N1, Class II1305-1760 kg1305-1760 kg Euro 1 1994.10 5.17 - 1.40 - 0.19 Euro 2, IDI 1998.01 1.25 - 1.0 - 0.12 Euro 2, DI 1998.01a 1.25 - 1.30 - 0.14 Euro 3 2002.01 0.80 - 0.72 0.65 0.07 Euro 4 2006.01 0.63 - 0.39 0.33 0.04 N1, Class III>1760 kg>1760 kg Euro 1 1994.10 6.90 - 1.70 - 0.25 Euro 2, IDI 1998.01 1.5 - 1.20 - 0.17 Euro 2, DI 1998.01a 1.5 - 1.60 - 0.20 Euro 3 2002.01 0.95 - 0.86 0.78 0.10 Euro 4 2006.01 0.74 - 0.46 0.39 0.06 Petrol (Gasoline) N1, Class I<1305 kg<1305 kg Euro 1 1994.10 2.72 - 0.97 - - Euro 2 1998.01 2.2 - 0.50 - - Euro 3 2000.01 2.3 0.20 - 0.15 - Euro 4 2005.01 1.0 0.1 - 0.08 - N1, Class II1305-1760 kg1305-1760 kg Euro 1 1994.10 5.17 - 1.40 - - Euro 2 1998.01 4.0 - 0.65 - - Euro 3 2002.01 4.17 0.25 - 0.18 - Euro 4 2006.01 1.81 0.13 - 0.10 - N1, Class III>1760 kg>1760 kg Euro 1 1994.10 6.90 - 1.70 - - Euro 2 1998.01 5.0 - 0.80 - - Euro 3 2002.01 5.22 0.29 - 0.21 - Euro 4 2006.01 2.27 0.16 - 0.11 - Khối lượng cơ bản đi cùng xe là khối lượng của các thiết bị sửa xe và người lái là 100kg. Với Euro I và Euro II Thì khối lượng của các loại xe là : Class I 1700 kg.2.2.2.2. Tiêu chuẩn cho xe tải hạng nặng (HDV). Các tiêu chuẩn quy định lượng phát thải của động cơ diezel cho xe tải hạng nặng được thể hiện trong các tiêu chuẩn Euro I¸ Euro V. Euro I cho động cơ xe tải hạng trung được thực hiện vào năm 1992. Euro II được bắt đầu vào năm 1996, ứng dụng cho xe tải hạng nặng chạy trên đường cao tốc và xe buyt trong thành phố. Năm 1999 hội bảo vệ môi trường đưa ra tiêu chuẩn Euro III và cũng đề ra các tiêu chuẩn Euro IV/Euro V cho các năm 2002/2008. Các chuẩn với các giá trị thiết đặt riêng, cho phép giảm lượng phát thải độc hại của phương tiện vận tải từ đó góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường. Chuẩn EU cho động cơ diezel của xe tải hạng nặng, g/kWh (độ khói /m) Loại Năm Chu trình thử CO HC NOx PM Độ khói Euro I 1992, <85 kW ECE R-49 4.5 1.1 8.0 0.612 1992, >85 kW 4.5 1.1 8.0 0.36 Euro II 1996.10 4.0 1.1 7.0 0.25 1998.10 4.0 1.1 7.0 0.15 Euro III 1999.10, EEVs only ESC & ELR 1.5 0.25 2.0 0.02 0.15 2000.10 ESC & ELR 2.1 0.66 5.0 0.10 0.13*0.13* 0.8 Euro IV 2005.10 1.5 0.46 3.5 0.02 0.5 Euro V 2008.10 1.5 0.46 2.0 0.02 0.5 * Với động cơ có dung tích xilanh nhỏ hơn 0,75 m3 và có tốc độ lớn hơn 3000 v/phút. 2.3. Tiêu chuẩn thử ở Nhật Bản. 2.3.1. Cho xe trở khách loại nhỏ. Tiêu chuẩn thử dùng cho các động cơ diezel, lấy chu trình thử 10-15 mode để tính toán lượng phát thải của phương tiện. Trong giai đoạn từ năm 2005-2011 quá trình tính toán lượng phát thải trung bình trong khí thải sẽ được tính toán theo các chu trình thử khác nhau như sau : + Năm 2005 là 88% của chu trình 10-15 mode + 12% của chu trình 11 mode, + Năm 2008 là 25% của vòng thử khởi động lạnh + 75% của chu trình thử 10-15 mode, + Năm 2011 là 25% của vòng thử khởi động lạnh + 75% của vòng thử khởi động Êm. Năm 2005 nhiên liệu được sử dụng sẽ chỉ chứa 50ppm hàm lượng lưu huỳnh. Chuẩn của Nhật Bản cho xe chở khách dùng động cơ diezel, g/km Khối lượng phương tiện Năm Chu trình thử CO HC NOx PM TB (max) TB (max) TB (max) TB (max) < 1250 kg* 1986 10-15 mode 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.70 (0.98) 1990 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.50 (0.72) 1994 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.50 (0.72) 0.20 (0.34) 1997 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.40 (0.55) 0.08 (0.14) 2002a 0.63 0.12 0.28 0.052 2005b Chu trình mớic 0.63 0.024d 0.14 0.013 > 1250 kg* 1986 10-15 mode 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.90 (1.26) 1992 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.60 (0.84) 1994 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.60 (0.84) 0.20 (0.34) 1998 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.40 (0.55) 0.08 (0.14) 2002a 0.63 0.12 0.30 0.056 2005b Chu trình mơic 0.63 0.024d 0.15 0.014 * Tính đến cả khối lượng quán tính. a : 10/2002 cho xe gia đình, 09/2004 cho xe nhập khẩu a : 10/2002 cho xe gia ®×nh, 09/2004 cho xe nhËp khÈu b : Cho tất cả các loại xe c : Cho tất cả các pha thử d : không có thành phần metal. 2.3.2. Cho xe hoạt động trong ngành thương mại. Tiêu chuẩn cho loại xe dùng trong thương mại sử dụng động cơ diezel được tóm tắt trong hai bảng sau: Bảng 1 cho xe du lịch loại nhỏ (thử với băng thử Chassis dynamometer), Bảng 2 cho xe tải nặng (động cơ xe được thử trên băng thử động lực học). Các xe tải hạng nhẹ và xe buyt được thử với chu trình thử 10-15 mode. Chu trình thủ cho động cơ xe tải hạng nặng là 13 mode, chu trình thử này gần giống với chu trình thử 6 mode. Năm 2005 sẽ có hai chu trình thử mới, một cho loại phương tiện có tải trọng dưới 3500 kg và chu trình thử JE05 cho phương tiện có tải trọng trên 3500 kg. Với xe du lịch loại nhỏ thì tới năm 2011 mét chu trình thử mới sẽ được áp dụng. Với xe tải hạng nặng thì một chu trình thử mới ( bao gồm cả trạng thái khởi động Êm ) sẽ được thực hiện vào năm 2005. Các loại phương tiện và động cơ sẽ chỉ được dùng loại nhiên liệu có chưa 50 ppm S vào năm 2005. Bảng 1: Chuẩn phát thải cho xe dùng trong thương mại loại nhỏ sủ dụng động cơ diezelGVW GVW ≤ 2500 kg (≤ 3500 kg, trong năm 2005) Tải trọng Năm Chu trình thử Đơn vị CO HC NOx PM TB (max) TB (max) TB (max) TB (max) ≤ 1700 kg 1988 10-15 mode g/km 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.90 (1.26) 1993 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.60 (0.84) 0.20 (0.34) 1997 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.40 (0.55) 0.08 (0.14) 2002 0.63 0.12 0.28 0.052 2005b Chu trình mớic 0.63 0.024d 0.14 0.013 > 1700 kg 1988 6 mode ppm 790 (980) 510 (670) DI: 380 (500)IDI: 260 (350)IDI: 260 (350) 1993 10-15 mode g/km 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 1.30 (1.82) 0.25 (0.43) 1997a 2.1 (2.7) 0.40 (0.62) 0.70 (0.97) 0.09 (0.18) 2003 0.63 0.12 0.49 0.06 2005b Chu trình mớic 0.63 0.024d 0.25 0.015 GVM : gross vehicle weight : tải trọng của phương tiện a - 1997: Phương tiện có hộp số tay; 1997: Ph­¬ng tiÖn cã hép sè tay; 1998: Phương tiện có hộp số tự động. b - Tất cả các loại phương tiện, 2005c c - Tất cảc các chu trình thủ, 2011d d - Không chứa CH4. Bảng 2: Tiêu chuẩn cho xe tải dùng động cơ diezelGVW > 2500 kg (> 3500 kg, trong năm 2005)GVW > 2500 kg (> 3500 kg, trong n¨m 2005) Năm Chu trình thử Đơn vị CO HC NOx PM TB (max) TB (max) TB (max) TB (max) 1988/89 6 mode ppm 790 (980) 510 (670) DI: 400 (520)IDI: 260 (350)IDI: 260 (350) 1994 13 mode g/kWh 7.40 (9.20) 2.90 (3.80) DI: 6.00 (7.80)IDI: 5.00 (6.80)IDI: 5.00 (6.80) 0.70 (0.96) 1997a 7.40 (9.20) 2.90 (3.80) 4.50 (5.80) 0.25 (0.49) 2003b 2.22 0.87 3.38 0.18 2005c JE05 2.22 0.17d 2.0 0.027 a - năm 1997: áp dụng với xe có tải trọng, n¨m 1997: ¸p dông víi xe cã t¶i träng, GVW ≤ 3500 kg; năm 1998: với xe có tải trọng 3500 < GVW ≤ 12000 kg; năm 1999: xe có tải trọng, GVW> 12000 kg b - 2003: áp dụng với xe có tải trọng 2003: ¸p dông víi xe cã t¶i träng ≤ 12000 kg; 2004: xe có tải trọng, GVW > 12000 kgc - Tất cả các loại xe, 2005d - Không chứa CHc - TÊt c¶ c¸c lo¹i xe, 2005d - Kh«ng chøa CH4 2.4. Tiêu chuẩn Việt Nam. Yêu cầu phát thải với khí thải gây ô nhiễm phát ra từ ôtô dùng động cơ xăng theo tiêu chuẩn TCVN 6431 năm 1999. Lượng CO và hỗn hợp HC + NO trung bình từ ba lần thử phải nhỏ hơn giới hạn chuẩn tương ứng với khối lượng của ôtô theo bảng sau. Khối lượng chuẩn của ôtô R [kg] CO Hỗn hợp HC + NO Yêu cầu A Yêu cầu B Đến 1020 1020 < R £ 1250 1250 < R £ 1470 1470 < R £ 1700 1700 < R £ 1930 1930 < R £ 2150 Lớn hơn 2150 53 67 76 84 93 101 110 19 20,5 22 23,5 25 26,5 28 23,8 25,6 27,5 29,4 31,3 33,1 35 Yêu cầu A : áp dụng cho ôtô £ 6 chỗ ngồi Yêu cầu B : áp dụng cho ôtô > 6 chỗ ngồi. Khối lượng các chất thải độc hại đối với động cơ lắp trên ôtô theo tiêu chuẩn TCVN 6565 áp dụng năm 1999 theo bảng sau. Đơn vị [g/kWh] Khối lượng CO Khối lượng HC Khối lượng NOX Khối lượng thành phần dạng hạt Yêu cầu A 4,9 1,23 9,0 0,40 (1) Yêu cầu B 4,0 1,1 7,0 0,15 (2) (1) nếu động cơ công suất £85 kW, giá trị tới hạn của khối lượng hạt là 0,68 g/kWh. (2) giá trị này có thể được nâng lên với động cơ có công suất £0,85 kW. III. Thử công nhận kiểu. 3.1. Thử công nhận kiểu. Phép thử được thực hiện trên ôtô mẫu đầu tiên để kiểm tra sự phù hợp giữa lượng phát thải trung bình các chất khí gây ô nhiễm sau khi động cơ khởi động ở trạng thái nguội với giới hạn quy định. Công nhận một kiểu ôtô: là sự công nhận một kiểu ôtô về mức phát thải các chất khí gây ô nhiễm từ động cơ cháy do nén. Kiểu ôtô: là các ôtô cùng một nhãn hiệu – nhà sản xuất cùng một kiểu động cơ và hộp số được lắp trên cùng một khung lắp ráp chính. 3.2. Yêu cầu với thử công nhận kiểu. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm phải được hiệu chuẩn theo qui định (trong ECE R15-04). ThiÕt bÞ vµ dông cô thÝ nghiÖm ph¶i ®­îc hiÖu chuÈn theo qui ®Þnh (trong ECE R15-04). Tất cả các thiết bị phân tích phải có độ chính xác +/- 3 % và không lớn hớn 3 mg/kg đối với nồng độ của khí nhỏ hơn 100 mg/kg. Hàm lượng của khí thử và khí chuẩn không sai khác quá +/- 2 % so với giá trị chuẩn của mỗi loại khí (quy định trong ECE 15-04.). Hµm l­îng cña khÝ thö vµ khÝ chuÈn kh«ng sai kh¸c qu¸ +/- 2 % so víi gi¸ trÞ chuÈn cña mçi lo¹i khÝ (quy ®Þnh trong ECE 15-04.). Nhiên liệu để thử phải là nhiên liệu chuẩn CEC RF-05-A-08 (được quy định trong ECE 15-04). 3.3. Điều kiện thử. Nhiệt độ trong phòng thử phải được duy trì trong khoảng 20-30 NhiÖt ®é trong phßng thö ph¶i ®­îc duy tr× trong kho¶ng 20-30 0C trong suốt thời gian thử. Độ Èm tuyệt đối H của không khí trong phòng thử hoặc của không khí vào phòng thử phải ở trong khoảng 5,5 §é Èm tuyÖt ®èi H cña kh«ng khÝ trong phßng thö hoÆc cña kh«ng khÝ vµo phßng thö ph¶i ë trong kho¶ng 5,5 £ H £12,2 gH2O/kg không khí khô. Ôtô mẫu phải được đặt ở vị trí nằm ngang trong quá trình thử để tránh hiện tượng cấp nhiên liệu không bình thường. ¤t« mÉu ph¶i ®­îc ®Æt ë vÞ trÝ n»m ngang trong qu¸ tr×nh thö ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng cÊp nhiªn liÖu kh«ng b×nh th­êng. Nhiệt độ động cơ phải được duy trì ở điều kiện làm việc bình thường trong suốt quá trình thử bằng nắp capô hoặc dùng quạt. NhiÖt ®é ®éng c¬ ph¶i ®­îc duy tr× ë ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng trong suèt qu¸ tr×nh thö b»ng n¾p cap« hoÆc dïng qu¹t. 3.4. Thiết bị thử. Băng thử phải có đặc tính và khả năng phù hợp với yêu cầu (được quy định trong tiêu chuẩn ECE R15-04). B¨ng thö ph¶i cã ®Æc tÝnh vµ kh¶ n¨ng phï hîp víi yªu cÇu (®­îc quy ®Þnh trong tiªu chuÈn ECE R15-04). Thiết bị phân tích khí bao gồm: ThiÕt bÞ ph©n tÝch khÝ bao gåm: + Thiết bị phân tích có vùng hồng ngoại không tán sắc để xác định cacbon monoxit. + ThiÕt bÞ ph©n tÝch cã vïng hång ngo¹i kh«ng t¸n s¾c ®Ó x¸c ®Þnh cacbon monoxit. + Thiết bị phân tích ion hoá ngọn lửa để xác định hydrocacbon. + Thiết bị dò quang hoá học để xác định Nitơ ôxit. + Bé cảm biến nhiệt độ có thể đo được trong khoảng 1,5 0C. + Cảm biến áp suất để có thể đo được trong khoảng 0,1 kPa. + Cảm biến độ Èm tuyệt đối để có thể đo được trong khoảng +/-5%. 3.5. Chuẩn bị mẫu thử. Ôtô mẫu phải được vận hành Ýt nhất là 3000 km trước khi thử (trừ trường hợp nhà sản xuất yêu cầu tiến hành phép thử trên ôtô mẫu đã được vận hành chưa đến 3000 km). Hệ thống HÖ thèng lấy mẫu không được có bất kỳ rò rỉ nào làm ảnh hưởng tới việc thu gom khí xả. Phải kiểm tra độ kín khít của Ph¶i kiÓm tra ®é kÝn khÝt cña toàn hệ thống nhằm đảm bảo cho việc pha trộn hỗn hợp không bị ảnh hưởng của không khí lọt vào. Điều chỉnh động cơ phải theo quy định của nhà sản xuất. §iÒu chØnh ®éng c¬ ph¶i theo quy ®Þnh cña nhµ s¶n xuÊt. Ôtô mẫu phải được chạy không tải tới khi nhiệt độ động cơ đạt tới nhiệt độ làm việc bình thường. Tắt động cơ và giữ trong phòng thử Ýt nhất là 6 giê nhưng không lớn hơn 30 giê khi nhiệt độ của dầu bôi trơn và chất làm mát đạt tới nhiệt độ môi trường với sai số không lớn hơn +/-2%. Lốp ôtô phải được bơm tới áp suất do nhà sản xuất quy định. Trong trường hợp băng thử có 2 tang quay thì áp suất phải được đo tăng lên không lớn hơn 50% áp suất quy định. áp suất thực tế phải được ghi lại. 3.6. hệ thống băng thử phân tích khí xả trong phòng thử Chassis dynamometer 48” tại Đại học Bách khoa Hà Nội. Thiết bị thử trong phòng thử Chassis dynamometer 48” tại Đại học Bách khoa Hà Nội gồm: Hệ thống băng thử Chassis dynamometer 48”. Hệ thống lấy mẫu khí có thể tích không đổi - CVS. Hệ thèng phân tích khí - CEB II. Màn hình hỗ trợ người lái - Driver’s Aid. Hệ thống điều khiển Các hệ thống này có độ chính xác nh­ sau. Các thiết bị phân tích có độ chính xác tới +/- 0,01 ppm Hàm lượng khí thử và khí chuẩn được đảm bảo không sai khác quá +/-2%. Thiết bị lọc không khí có hiệu quả tới 99,99% có thể loại có các hạt có đường kính 0,3 mm. Thiết bị đo lưu lượng khí xả loãng có độ chính xác +/- 3%. Bộ cảm biến nhiệt độ có thể đo được trong khoảng 1,5 0C. Cảm biến áp suất để có thể đo được trong khoảng 0,1 kPa. Cảm biến độ Èm tuyệt đối để có thể đo được trong khoảng +/-5%. Các hệ thống này đều đạt được tiêu chuẩn của thế giới về ứng dụng cho thử nghiệm xe ôtô theo tiêu chuẩn Euro II. Các thiết bị này hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu thử công nhận kiểu, và các yêu cầu của thiết bị thử. Phòng thử được thiết kế, và trang bị các thiết bị để đảm bảo các điều kiện thử. Có phòng chờ xe trước khi thử. Với các điều kiện trên ta hoàn toàn có thể tiến hành thử công nhận kiểu với các loại ôtô mới sản xuất tại Việt Nam theo các tiêu chuẩn đã ban hành và các một số tiêu chuẩn trên thế giới. Chương III PHÒNG THỬ PHÂN TÍCH KHÍ THẢI ÔTÔ TRÊN BĂNG THỬ CHASSIS DYNAMOMETER 48” TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI I. Sơ đồ phòng thử. II. Băng thử Chassis dynamometer 48”. Là hệ thống băng thử Ôtô trên con lăn Chassis dynamometer 48”, hệ thống được thiết kế cho băng thử khí xả Ôtô con và xe tải hạng nhẹ. Băng thử Chassis dynamometer 48” được kết hợp hệ thống khung đo lực cho việc phân tích lượng phát thải độc hại trong khí xả. Thiết kế của hệ thống băng thử trên cơ sở của một giao thức AK và các tiêu chuẩn kỹ thuật. Hệ thống băng thử Chassis dynamometer 48” được thiết kế với một động cơ điện xoay chiều đặt ở giữa hai con lăn. Với thiết kế này cho phép thu nhỏ kích thước và cách bố trí hợp lý các thiết bị liên quan của băng thử, cho phép dễ dàng sửa chữa, bảo trì và lắp đặt từ phía trên. Khung nằm phía trên nó vỏ (Starto) của động cơ điện xoay chiều để tránh hiện tượng trễ sinh ra bởi trụ ma sát, các trụ này thường được quay với tốc độ chậm thông qua một động cơ điện xoay chiều. Hai trụ được điều khiển sao cho quay ngược chiều nhau và loại trừ được sự mất mát do ma sát. Trụ đỡ được lắp với hệ thống đo lực băng thử Chassis dynamometer 48” không gây tổn thất cho hệ thống khung đo lực Chassis dynamometer 48”. Vì vậy không cần phải có thời gian làm nóng. Việc sử đụng động cơ điện xoay chiều là rất thiết thực và dễ dàng cho công tác bảo dưỡng. Sử dụng hệ thống này có thể tiến hành các chức năng thử, các phép đo và các vòng thử nh­ nhiên liệu và dầu bôi trơn, các phép đo lượng nhiên liệu tiêu thụ và lượng phát thải độc hại trong khí xả. Hệ thống băng thử này được thiết kế để mô phỏng lại khối lượng của phương tiện trong khoảng từ 454 kg tới 5400 kg. Quán tính tĩnh của hệ thống con lăn tương đương với khối lượng của một phương tiện vào khoảng 1678 kg. Một sự mô phỏng khác của quán tính tĩnh cũng có thể thực hiện được. Việc sử dụng động cơ điện xoay chiều cho phép hệ thống đo lực có thể thực hiện các phép đo đối vơí các phương tiện vận tải cỡ lớn. Lực kéo của động cơ điện một chiều cho trường hợp kéo xe Ôtô là 5870 N ở tốc độ 92 km/h. Lực kéo của động cơ điện một chiều trong trường hợp là máy phát điện là 5987 N ở tốc độ 92 km/h. Tốc độ lớn nhất của quá trình thử là 200 km/h. Băng thử được trang bị một khoá con lăn, khóa con lăn này có thể làm việc ở mọi chể độ tốc độ. Với giao diện chính phù hợp với chuẩn kết nối AK (giao thức AK) cho việc kết nối với hệ thống tính toán lượng phát thải trong khí xả. Bao gồm chức năng sau: Tự động và điều khiển thời gian làm Êm. Xác định các tham số mô phỏng đường trên cơ sở lực kéo, giá trị tốc độ tại các đường vòng. Tự động tính toán các tham số mô phỏng phương tiện trên đường cho các quá trình thử tĩnh. Tự động kiểm tra quán tính ỳ. Thả trôi cho kiểm tra thử tĩnh. Kiểm tra các phép đo lực kéo. Các phần mềm chạy trên nền Windows. III. Hệ thống lấy mẫu khí xả CVS. 3.1. Giới thiệu tổng quát về hệ thống thu gom khí xả CVS. Hệ thống AVL CEC CFV-CVS (Critical Flow Venturi – Constant Volume Sampler) cung cấp các phương pháp để thực hiện việc xem xét và đánh giá hoặc tự động điều chỉnh, với các phép đo chính xác thành phần các chất trong khí xả. Các chức năng cơ bản của AVL CVS phù hợp với các quy định của luật bảo vệ môi trường thế giới, và hơn nữa nó còn có các tính năng đặc biệt nh­: + Thu nhận toàn bộ lượng khí xả với độ chênh lệch của áp suất trên đường ống thải không lớn hơn 1,25 kPa so với trường hợp không nối đường xả với hệ thống CVS. + Khí loãng là khí xả của động cơ với không khí, thông qua một tỷ lệ làm loãng thích hợp, nhờ tỷ lệ này mà không xảy ra hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên đường lấy mẫu và trong các thiết bị đo. + Lấy đi và thu lượm một phần thích hợp khí mẫu tương ứng với lưu lượng của khí xả loãng và không khí, để chuyển tới các tói khí mẫu. + Thực hiện các phép đo chính xác đối với toàn bộ lượng khí xả loãng để xác định được tổng lượng phát thải đối với mỗi pha. + Hót khí và làm sạch các tói khí bằng không khí mẫu giữa các quá trình thử. + Cho phép thực hiện lấy mẫu liên tục khí xả loãng. + Việc lấy mẫu khí xả không gây ảnh hưởng tới điều kiện xả khí của động cơ. + Tính toán thành phần dạng hạt có trong khí xả động cơ. + Cung cấp các khả năng điều khiển hệ thống từ bảng điều khiển, từ các thiết bị trợ giúp, hoặc từ máy tính điều khiển, thông qua giao thức kết nối AK. AVL CEC CVS kết hợp nguyên lý lưu lượng dòng chẩy tới hạn qua ống Venturi để tạo ra một lưu lượng không đổi và hệ thống sẽ tích luỹ một khối lượng khí mẫu mét cách chính xác trong những điều kiện chuẩn, dùa trên công nghệ vi xủ lý. Lưu lượng lớn nhất của mỗi hệ thống CVS phụ thuộc vào hệ thống lấy mẫu và quạt hót, sao cho phù hợp với các ứng dụng cần thiết. Ở lưu lượng lớn nhất nó phù hợp với hầu hết các yêu cầu của qúa trình thử và có thể được lùa chọn bằng tay thông qua việc tính toán các ống Venturi. Các đặc điểm khác : Sử dông bộ tạo xoáy để loại bỏ thành phần dạng hạt trong khí xả loãng và bảo đảm tốt hơn việc hoà trộn khí xả với không khí làm loãng. Sử dụng đầu lấy mẫu sao cho tương ứng với tỷ lệ lấy mẫu. Có thể kết hợp hoặc tách riêng tủ lấy mẫu và quạt hót một các linh hoạt sao cho thiết bị chiếm một không gian nhỏ nhất. Dùng kết nối với giao thức AK để kết nối với máy tính chủ. PC điều khiển cung cấp một giao diện thân thiện dễ sử dụng, trên cơ sở của một đường truyền tốc độ cao, giao tiếp thông qua cổng bus ISA với một thiết bị hỗ trợ mạng LON, các thiết bị với các mềm hiện đại dễ sử dông. 3.2. Chức năng, nhiệm vụ của các bộ phận trong hệ thống thu gom khí xả CVS. Các thành phần cơ bản của hệ thống CVS bao gồm: Lọc không khí (Air Filters Unit) Điểm hoà trộn (Mixing - Point). Èng làm loãng (Dilution Tunnel Unit). Tủ lọc lấy mẫu dạng hạt trong khí xả (Particulate Sampling Cabinet) Đầu lấy mẫu tổng lượng HC (Heated Total Hydrocarbon Sampling Probe) Bé phận lấy mẫu một ống Venturi có các kích thước khác nhau (Sampling Unit). Tói khí mẫu (Bags Sampler). Quạt hót (Blower Unit). Máy tính điều khiển (Control PC) Sơ đồ hệ thống AVL CEC CVS 3.2.1. Điểm hoà trộn (Mixing - Point). Không khí lấy từ ngoài môi trường (gọi là khí nền) đi qua lọc ba líp lọc (lọc thô, lọc than hoạt tính và lọc tinh) được trộn với khí thải của động cơ xăng tại điểm trộn chữ T để tạo thành hỗn hợp khí xả mới gọi là khí xả loãng. Tại vị trí này, khí xả loãng được làm đồng đều để hỗ trợ cho hệ thống lấy mẫu. Một lượng không khí ngoài môi trường được lấy đi để phân tích thành phần các khí có trong khí nền. Khí xả loãng trước khi tới lọc phải có nhiệt độ 25+/-5 0C , lọc bao gồm các bộ phận : Lọc thô để lọc các bụi khí, lọc bằng than hoạt tính làm ổn định thành phần, lọc tinh để loại bỏ các thành phần nhỏ nhất còn tồn tại có thể loại bỏ được các hạt có kích thước tới 0,3 micro. Do các thành phần trong không khí là không đổi trong xuốt quá trình thử nên chỉ cần lấy đi một lượng không khí với lưu lượng không cần tương ứng với lưu lượng không khí làm loãng. Một công tắc áp suất tuyệt đối sẽ bật một chuông cảnh báo khi có sự giảm áp suất sau lọc xuống quá thấp, điều đó thể hiện lọc quá bẩn và cần phải thay lọc. Thiết bị được nối với hệ thống lấy mẫu bằng các đoạn ống mềm khác nhau (các ống giống nhau được nối với nhau nhờ các mặt bích) hoặc các ống thép thẳng (với nhiều phần khác nhau), tuỳ thuộc vào các thiết bị chuẩn. Việc kiểm tra và thay thế lọc thực hiện nhờ một cửa ở bên cạnh tủ. Để đơn giản cho việc kiểm tra thiết bị, một van bướm được thiết lập để đóng đường không khí làm loãng vào điểm trộn T, qua đó kiểm tra hệ thống thông qua đường khí xả vào. 3.2.2. Hệ thống lọc không khí (Pre filter Unit). Là thiết bị trộn khí trong hệ thống ống làm loãng, không khí trước khi đi vào trộn được đi qua 3 lọc (lọc thô, lọc than hoạt tính và lọc tinh) đặt ở trong một tủ phía dưới ống làm loãng. Một mẫu không khí được lấy vào các tói khí để phân tích thành phần trong khí nền. Các thành phần trong không khí là không đổi trong suốt quá trình thử, nên nó có thể được lấy với một lưu lượng có tỷ lệ không cân xứng với lưu lượng khí xả loãng. Một công tắc áp suất tuyệt đối sẽ bật một chuông khi có sự giảm áp suất sau lọc xuống quá thấp, điều đó thể hiện lọc quá bẩn. Các lọc có thể được thay thế nhờ việc mở một cửa đặt ở bên cạnh. 3.2.3. Èng làm loãng (Tunnel Unit). Được thiết kế theo các tiêu chuẩn thử EPA và ECE, ống làm loãng trong hệ thống CVS cho phép đo được lượng muội P-M có trong khí thải và hàm lượng các chất khí có trong khí thải. Là thiết bị hoà trộn khí xả với không khí loãng để làm đồng nhất thành phần sao cho hỗn hợp tạo ra có tính chất giống với điều kiện thực tế khi động cơ hoạt động ở ngoài môi trường. Được cấu tạo hoàn toàn bằng thép không gỉ, có ba phần cho phép dễ dàng vân chuyển và kiểm tra. Các phần được miêu tả nh­ sau: + Khu vực vào và trộn: Tại đây không khí làm loãng sẽ chạy xung quanh một ống chứa khí xả, tại điểm cuối của khu vực này xảy ra quá trình trộn chính của các khí đi vào, có thể cải thiện quá trình trộn bằng cách thay đổi độ rộng miệng của một màng chắn nơi mà tốc độ và sự hỗn loạn của các khí vào là có lợi nhất cho quá trình trộn. + Khu vực ống thẳng : Vị trí đặt đầu lấy mẫu khí hạt đặt cách đầu vào của khí xả một khoảng bằng 10 lần đường kính ống làm loãng. Chiều dài này cho phép làm đồng đều khí xả với không khí làm loãng. + Khu vực cuối cùng : Nơi lắp đặt các thiết bị ngoại vi, bao gồm các đầu lấy mẫu khí hạt, và đầu dò để phân tích thành phần THC. Các thành phần được sắp đặt theo đúng nguyên tắc sao cho độ hỗn loạn của dòng lưu lượng có hằng số Reynol lớn hơn 4000 và áp suất đạt được là áp suất giới hạn. Èng làm loãng được thiết kế với đường kính 12” (304 mm) và cho phép lưu lượng đi qua tới 30 m3/min. 3.2.4. Tủ phân tích mẫu khí hạt (Particulate Unit). Trong mỗi pha của chu trình thử, mẫu khí xả loãng cùng một lúc được đưa qua hai lọc là lọc chính và phụ (primary và back-up). Chức năng này cho phép lùa chọn các van ngược và xuôi đối với mỗi cặp lọc của cụm lọc. Việc lùa chọn các van này (van khí hoặc van điện từ) có thể thực hiện từ PC điều khiển, cùng lúc với quá trình lấy mẫu khí vào các tói khí. Mét van điện từ thứ hai sẽ mở một mạch rẽ cho phép khí không đi qua lọc và các phần chính khác trong trạng thái chờ của hệ thống, điều này cho phép bơm lấy mẫu được làm Êm và bộ MFC khởi động. Có thể có tới 4 cặp lọc chính và phụ trong một cụm lọc, đây là thiết kế đặc biệt cho phép dễ dàng lùa chọn các bộ lọc. Thông thường chỉ có 3 cặp lọc và trong quá trình thử các cặp lọc nhất định sẽ được chọn là tuỳ thuộc vào tiêu chuẩn thử. Cụm lọc được đặt trên một giá hoạt động bằng khí nén, giá này có hai vị trí: + Vị trí trên : sẵn sàng cho quá trình thử, tại vị trí này lọc được lắp vào hệ thống. + Vị trí dưới : có thể tháo cụm lọc ra để thay thế và kiểm tra lọc. Các lọc được tháo ra khỏi ống dẫn khí qua lọc và đưa tới phòng cân và phân tích. Trước và sau khi tiến hành quá trình thử đều phải cân khối lượng hai giấy lọc, sự chênh lệch khối lượng trước và sau quá trình thử chính là khối lượng thành phần dạng hạt trong khí thải kết hợp với bộ tính toán lưu lượng ta có thể tính được độ ô nhiễm của khí thải trong môi trường. Với mục đích này, cụm lọc có các thiết kế riêng biệt, một ống trượt ở trung tâm của cụm lọc cho phép việc thay thế một cách thuận lợi các lọc 47mm, và các lõi lọc này được đưa tới bàn cân tĩnh với độ chính xác ở mức micro. Hệ thống này được hỗ trợ bởi một máy CNC với 3 đường ống riêng biệt được làm bằng thép không gỉ và các đầu lấy mẫu cho các ứng dụng theo tiêu chuẩn ECE. 3.2.5. Đầu lấy mẫu phân tích Hydrocarbon (Heated Total Hydrocarbon Sampling Probe). Là một thiết bị riêng biệt nằm bên cạnh ống làm loãng, một đầu dò hâm nóng được nối với đường làm nóng của bộ phân tích thành phần THC. Thiết bị này được thiết kế phù hợp với đặc điểm kỹ thuật của chuẩn EPA với bộ quá nhiệt, cung cấp hai khả năng cơ bản là chia nhiệt và điều khiển nhiệt độ. + Đầu lấy mẫu là ống thép không gỉ có đường kính 8mm, bộ sấy nóng 75W, một cảm biến nhiệt độ PT100 và ống cao su cách điện bảo vệ. + Èng ổn định nhiệt với bộ hâm nóng 150W, một cảm biến nhiệt độ và một líp sợi thủy tinh cách điện bảo vệ. + Mét cảm biến nhiệt độ PT100 loại A thứ hai được lắp ráp ngược với lọc và về phía trái, nó dò tìm nhiệt độ ở hầu hết các vị trí có khả năng bị giảm nhiệt độ. + Mét bộ hâm nóng 300W có thể được sủ dụng ngay lập tức để kết nối với phần chính Nhiệt độ được điều khiển quanh giá trị thiết lập trước là 191 0C với sai sè cho phép là +/- 7 0C thông qua một thiết bị điều khiển cơ bản là PID trong bé PWM. 3.2.6. Bé phận lấy mẫu một ống Venturi (Sampling Unit). Hệ thống lấy mẫu gồm: thiết bị tạo xoáy gọi là Cyclonic Separator, bé trao đổi nhiệt (HEX Dummy) để điều khiển nhiệt độ khí xả loãng với vòng tuần hoàn bằng nước, ống Venturi có thể thay đổi tuỳ theo các lưu lượng, đầu lấy mẫu, một đầu liên tục lấy mẫu khí xả loãng, thiết bị cảm biến nhiệt độ và áp suất. Kết nối giữa PC điều khiển và hệ thống lấy mẫu CVS nhờ cáp hai sợi xoắn. Èng Venturi, bé phận tạo xoáy và các bộ phận khác được nối với nhau nhờ các đệm cao su tròn nhằm loại bỏ khe hở giữa các mép, thuận lợi cho quá trình bảo dưỡng, lắp đặt và thay thế. Sau khi khí xả loãng đi vào hệ thống lấy mẫu, nó được đưa qua bộ phận phân ly tạo xoáy, bộ phận này có chức năng loại bỏ các thành phần dạng hạt còn tồn tại trong hỗn hợp khí xả và không khí, đồng thời làm đồng đều hỗn hợp khí xả loãng trước khi vào ống Venturi. Với hệ thống 1 ống Venturi cho phép ứng dụng với điều kiện thử của động cơ diezel được lắp với hệ thống trao đổi nhiệt với nước vòng kín để điều chỉnh nhiệt độ của khí loãng trước khi vào ống Venturi. Hệ thống nước tuần hoàn vòng kín bao gồm : Nước, bộ phận trao đổi nhiệt, hệ thống gia nhiệt cho nước, bơm lưu thông và các van điều chỉnh lưu lượng. Nhiệt độ của nước được điều khiển từ máy tính thông qua tín hiệu lấy từ cảm biến nhiệt độ được lắp trước ống Venturi để đo nhiệt độ của khí xả loãng trước khi vào ống, điều khiển sự trao đổi nhiệt thông qua các van điều chỉnh lưu lượng nước. Hình vẽ dưới mô tả các thành phần cơ bản của bộ phận lấy mẫu một ống Venturi dùng cho các ứng dụng với động cơ xăng. Việc thay thế bộ phận “HEX dummy” bằng bộ trao đổi nhiệt với nước tuần hoàn vòng kín cho phép nâng cấp hệ thống lên các ứng dụng với động cơ diezel. 3.2.7. Các tói khí mẫu (Bags Sampler Cabinet). Trong một tủ đơn có các đường dẫn không khí và khí xả loãng (qua lọc, bơm, thiết bị đo lưu lượng, hệ thống phân phối) và các tói khí. Lưu lượng mẫu khí xả loãng được điều khiển nhờ hệ thống ống Venturi được thiết đặt trong hệ thống lấy mẫu và được hiển thị trong thiết bị đo lưu lượng. Trong trường hợp tự động lùa chọn lưu lượng mẫu khí xả loãng, thì lưu lượng mẫu không khí được điều khiển bằng một van kim điều chỉnh tự động sao cho giá trị giống với giá trị lưu lượng của mẫu khí xả loãng và cũng được hiển thị trên thiết bị đo lưu lượng khác. Trong trường hợp với hệ thống một ống Venturi, lưu lượng không khí được đặt bằng van kim đặt ở dưới của thiết bị đo lưu lượng. Hệ thống lấy mẫu và bơm hót được nối với nhau bằng ống cao su mềm để giảm bớt sự rung động và sự truyền điện. Ở mặt phía trước, kết hợp hệ thống lọc đa điểm với chức năng loại bỏ thành phần dạng hạt trong cho phép thuận lợi trong công tác kiểm tra và thay thế. Tất cả các van chân không cho phép thực hiện các chức năng cơ bản của quá trình lấy mẫu vào các tuí khí và xử lý ( quá trình chờ, làm sạch, hót khí, …) nằm trên các nhánh của hệ thống phân phối. Các tói khí được kết hợp chặt chẽ với các van, điều đó cho phép cải thiện cách bố trí chung của các tói khí và cho thấy các điểm lợi hơn so với thiết kế truyền thống. + Kết nối chặt chẽ giữa các van để giảm hiệu ứng Teflon xuống mức thấp nhất + Trong mạng LON các thiết bị được điều khiển bằng tín hiệu số. + Các giao diện được làm phù hợp cho việc kết nối với các thiết bị bên ngoài. + Cho phép phát hiện và loại bỏ sự rò rỉ trong hệ thống. Các ống phân phối được thiết kế riêng cho phép thực hiện quá trình quay vòng của khí mẫu như quá trình hót khí và làm sạch, và cũng cho phép việc quản lý lưu lượng vào tói khí. Thiết lập chế độ Tedlar cho các tói khí, mỗi cặp tói khí cho mỗi pha, để sử dụng cho quá trình điền đầy mẫu khí nền và khí xả loãng. Hệ thống CVS trong phòng thử ôtô có 9 tói khí trong một tủ. Ở mỗi tói khí có một van chân không, van này sẽ hiển thị khi tói khí rỗng và sẵn sàng cho qúa trình lấy mẫu, một công tắc ở trạng thái đầy sẽ ngắt để chánh trường hợp quá đầy khí mẫu trong tói khí. 3.2.8. Quạt hót (Blower Unit). Dùng quạt hót ly tâm để nâng áp suất qua ống Venturi lên giới hạn cần thiết (20kPa) để nó làm việc trong điều kiện của tốc độ âm thanh. Quạt hót được lắp đặt cho mỗi hệ thống là để quyết định áp suất tới hạn qua hệ thống phải khắc phục được áp suất mất mát đọc theo dòng chẩy chính như ống phân phối ( hệ thống ống ) và các khu vực cục bé ( các chỗ ống gấp khúc, các đoạn ống có đường kính thay đổi ), để đạt được lưu lượng lớn nhất theo yêu cầu. Nếu hệ thống CVS đòi hỏi sự thay đổi lưu lượng trong một phạm vi rộng, mà quạt hót lại được thiết kế cho lưu lượng lớn nhất, do đó có thể xảy ra hiện tượng không ổn định động lực học khi lưu lượng là nhỏ nhất, hiện tượng đó gọi là “surging”, điều đó liên quan đến nguyên tắc hoạt động của quạt hót ly tâm, hiện tượng này xuất hiện sẽ dẫn đến hư hại trong hệ thống. Trong trường hợp này một van gọi là “bleed-in” được thiết lập, nó sẽ tự động mở khi lưu lượng qua ống Venturi nhá nhất, khi đó quạt hót sẽ hót được nhiều không khí từ bên ngoài hơn khí đi qua ống Venturi. Lóc này một bộ giảm thanh sẽ được thiết lập cho hệ thống quạt hót. Nếu công suất tiêu thụ cho motor của quạt hót mà vượt quá 15 kW, thì nó sẽ được điều khiển bằng delta starter hoặc soft starter để tránh sự tiêu thụ điện trong qúa trình khởi động. Một thiết bị điều khiển số là có thể tuỳ chọn cho phép điều khiển tốc độ của quạt hót để tránh hiện tượng “surging” ứng với các lưu lượng khác nhau. Quạt hót được bố trí sao cho có thể tiết kiệm được không gian nhất, nó có thể được bố trí ở trên hoặc ở dưới hệ thống lấy mẫu. 3.2.9. Máy tính điều khiển (Control PC). Máy tính điều khiển phải có cấu hình tối thiểu như sau: Pentium III với 128 MB RAM Ổ cứng còn trống 180 MB Ổ CD ROM Hai cổng giao tiếp Card mạng LON ( Card PCMCIA cho máy tính xách tay ) Phần mềm LONMAKER cho windows Phần mềm LNS DDE server Phần mềm Winzip. Giao diện của hệ thống cho phép điều khiển hoàn toàn bằng tay và tính toán kích thước của hệ thống hoặc nhờ thiết bị điều khiển, thông qua 2 cổng kết nối, một cho CVS và một cho PTS , với giao thức AK. Nh­ mét tuỳ chọn, các thiết bị ngoại vi hoặc các thủ tục lấy mẫu có thể được điều chỉnh bằng các tín hiệu số. Các chức năng cơ bản của máy tính điều khiển: + Thiết lập toàn bộ các thiết bị liên quan đến quá trình thử, + Lưu lượng CVS + Quy định tiêu chuẩn thử ( ECE hoặc EPA ) + Tính toán CVS hiện hành + Điều khiển các chức năng của: + Lấy mẫu khí + Hót khí vào tói khí + Làm sạch tói khí + Đọc tói khí + Tù động làm sạch tói khí + Thực hiện thu nhập và phân tích điều kiện của tất cả các tín hiệu từ các thiết bị và cho phép thiết lập lại. + Xác định điều kiện cho mỗi tín hiệu tương tự vào. + Điều chỉnh nhiệt độ thông qua bé PWM-PID. + Định dạng, điều chỉnh và hiển thị các giá trị của các tham số hệ thống trong qúa trình phân tích, thời gian tồn tại. + Kết nối với máy chủ thông qua giao thức AK + Chấp nhận các tín hiệu số từ các thiết bị ngoại vi nh­ các lệnh cho quá trình lấy mẫu của các pha + Cung cấp các chương trình tiện Ých để quản lý dữ liệu + Thực hiện phân tích, chẩn đoán các vấn đề hoặc các lỗi của hệ thống 3.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lấy mẫu không đổi AVL CEC CFV. 3.3.1. Giới thiệu chung về hệ thống CVS. Hệ thống lấy mẫu không đổi AVL CEC CFV kết hợp với các bộ xử lý thích hợp sẽ cung cấp chính xác kết quả đo về các thành phần phát ra trong khí xả của động cơ trên một thiết bị vận tải, nhờ băng thử Dynamometer giả lập quá trình chuyển động của xe trên đường thật. Trong mỗi pha của quá trình thử, dòng khí xả sẽ được làm loãng với không khí đã qua lọc tạo thành khí xả loãng, các mẫu của khí xả loãng và không khí lọc được đưa vào các tói khí (Tedlar), và chỉ cần tính toán lưu lượng của khí xả loãng. Các ống Venturi với lưu lượng tới hạn được sử dụng cho các phép đo lưu lượng khí xả loãng, thông qua tốc độ âm thanh ở cổ ống. Thể tích của khí qua ống không phụ thuộc vào sự tăng áp suất và nhiệt độ Chỉ cã áp suất và nhiệt độ vào ống Venturi là cần phải tính chính xác để xác định được tổng lượng khí đi qua theo đúng điều kiện thực, qua đó tính được đúng lượng phát thải. Hệ thống CVS hoạt động là nhờ có hệ thống PC điều khiển, sử dụng các bộ chuyển đổi áp suất, các cảm biến nhiệt độ kiểu điện trở và các bộ tính toán lưu lượng. Lưu lượng thực và tổng lưu lượng sẽ được đưa ra nhờ các thông số chuẩn và được hiển thị trên màn hình trong suốt quá trình thử. Mẫu không khí và mẫu khí xả loãng được thu thập và xử lý trong các bộ xử lý riêng biệt. Mỗi mẫu khí xả phải liên quan đến một thể tích khí thực tương ứng, lấy trung bình của các phép đo tổng lượng khí xả loãng để đưa ra kết quả của mỗi pha. Hệ thống CVS kết hợp hoàn hảo giữa lưu lượng không đổi qua ống Venturi và các đầu lấy mẫu. Đầu lấy mẫu được đặt trên một khung tại trước điểm vào ống Venturi các điều kiện nhiệt độ và áp suất thực sẽ được đo đạc sao cho lượng mẫu luôn tương ứng với tổng lượng khí xả loãng. Không khí mẫu được phân tích để cho biết thành phần khí nền tập trung bên trong trước khi vào làm loãng. Tiêu chuẩn ECE và EPA cho rằng thành phần khí nền là không đổi trong mỗi pha bởi vậy lưu lượng không khí mẫu được giữ không đổi sao cho nó tương đương với giá trị của lưu lượng khí xả loãng thông qua việc điều chỉnh các van kim đặt trước thiết bị đo lưu lượng. 3.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lưu lượng. Các chức năng của hệ thống lưu lượng được tóm tắt nh­ sau: Thứ nhất lưu lượng chính được tính lại, sau đó các chức năng khác của hệ thống ống lấy mẫu hoạt động, cuối cùng thiết bị đo lưu lượng sẽ đo tổng lượng khí. 3.3.2.1.Nguyên lý làm việc của bộ phận lấy lưu lượng khí xả xe ôtô . Khí xả hoặc được đưa vào thiết bị trộn gọi là “Mixing-T” với hệ thống đo cho động cơ xăng hoặc vào ống làm loãng (Dilution Tunnel) với hệ thống đo cho động cơ diesel. Bộ lọc không khí nền đặt ở phía trên thiết bị hoà trộn “Mixing - T” và ở dưới ống làm loãng (Dilution Tunnel). Bộ lọc này và thiết bị hoà trộn “Mixing - T” được đặt trong một tủ, để dễ dàng cho việc bảo dưỡng và thay thế. Bộ lọc không khí nền gồm ba líp: Líp thứ nhất làm bằng giấy đặc biệt dùng có thể loại bỏ những hạt chất có kích thước khá nhá. Líp thứ hai là líp lọc than hoạt tính tiếp tục loại bỏ các bụi bẩn trong khí nền, lưu lượng khí đi tối đa là 45 m3/min với áp suất 30 Pa. Líp thứ ba là líp lọc tinh tiếp tục loại bỏ các hạt lẫn trong khí nền có kích thước tới 0,3 micro, hiệu quả lọc đạt 99,99 % với lưu lượng cho phép 33 m3/min và áp suất 250 Pa. Ngoài ra hệ thống còn có một thiết bị lọc được dùng cho lấy mẫu khí xả thô gọi là pre-filter, khả năng của thiết bị này cho phép loại bỏ 80 – 85 % các bụi bẩn trong khí xả do đó kéo dài tuổi thọ của líp lọc than hoạt tính, lưu lượng có thể đạt tới 56 m3/min, áp suất nhỏ hơn 65 Pa. Tuỳ theo Ôtô sử dụng loại nhiên liệu gì (xăng hay diezel) để lùa chọn cấu hình hệ thống lấy và phân tích khí xả cho phù hợp. Ngay sau khi bắt đầu vào hệ thống lấy mẫu, khí xả loãng sẽ được đưa vào bộ phận phân ly, bộ phận này có chức năng tách và loại bỏ các hạt chất còn sót trong khí xả loãng (Bằng cách này có thể thay thế bộ lọc không khÝ và thiết bị hoà trộn “Mixing - T” với hiệu quả cao, áp suất nhá) . Khí xả loãng đi đến thiết bị tuần hoàn nằm ngay dưới bộ phận phân ly, để loại bỏ các thành phần dạng hạt tích luỹ thông thường có kích thước đến 10 micro với áp suất tạo ra là 2,5 kPa ở lưu lượng 30 m3/min. Đầu ống lẫy mẫu đặt ngược hướng của dòng khí đi qua ống Venturi, đặt cùng với ống lẫy mẫu là đầu dò nhiệt độ và áp suất. Lưu lượng giới hạn qua ống Venturi cho phép tính toán tổng lượng khí loãng, lưu lượng lớn nhất của dòng khí qua ống Venturi luôn ổn định và có tốc độ bằng tốc độ âm thanh. Ở tốc độ ânh thanh cần phải tạo ra một áp suất chân không cần thiết ở đường ra của ống Venturi, về lý thuyết ta có thể tạo ra áp suất cần thiết thông qua đồ hồ đo. Nhưng do có sự tồn tại của các líp biên trong ống Venturi nên không đo được tổng áp suất đã tồn tại, do đó có một lượng áp suất nhỏ bị mất nó phụ thuộc vào thiết bị, máy móc và loại ống Venturi. Đường thải khí xả loãng được đặt ở đỉnh của tủ lấy mẫu cho phép dễ lắp đặt và thay thế. Quạt hót (Blower Unit) giữ áp suất hót không đổi 0,5 kPa, vì nếu áp suất quạt hót lớn quá sẽ dẫn đến sự quá nhiệt hoặc tăng độ chân không xuống dưới mức nhỏ nhất yêu cầu. 3.3.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống lấy mẫu khí thải loãng. Hệ thống lấy mẫu AVL CEC CVS gồm các chức năng sau: Chuyển các mẫu khí xả loãng (đã được lọc) tới các tói khí mẫu “Dilute” Chuyển mẫu không khí nền vào các tói khí mẫu “Air” Cung cấp các mẫu khí thải loãng riêng biệt cho việc phân tích liên tục. Các đường dẫn của các tói khí hoặc các mẫu khí liên tục được đưa tới bộ phân tích. Lọc khí xả loãng là đầu lọc theo chuẩn 770 được thiết kế riêng cho bộ phân tích khí xả nó cho phép loại bỏ tới 95% thành phần dạng hạt có kích thước là 0,1 micro. Mức độ lọc được quyết định bởi nguyên lý lọc, chuẩn lọc thông thường trong các nhà máy là chuẩn 25-35/30-80C/60K của Grade. Mẫu khí loãng được hót từ bơm PS02 qua lọc, qua các thiết bị đo lưu lượng sau đó được đưa tới ống phân phối và được chia vào các tói khí theo các đường #1, #2, #3 thông qua các van S17, S19, S21 và S23 trong các pha thử I, II và III. Tất cả các van điện từ trong hệ thống phân phối đều có 3 đường và thường xuyên đóng, điện áp hoạt động là 24 VDC. Thiết bị đo lưu lượng mẫu khí xả loãng (PLATON chuẩn OMN1037 với tỷ lệ chiều dài 100mm và độ chính xác +/- 3 % ) để hiển thị lưu lượng, không điều lưu lượng mẫu lấy từ ống Venturi. Không khí làm loãng được hót qua các lọc không khí trong bé Mixing T các mẫu khí được hót bằng bơm PS01 vào hệ thống phân phối và đưa đến các tói khí theo các đường #1, #2, #3 ( van S05, S07 và S09 ) lần lượt trong các pha thử. Thiết bị đo lưu lượng với van điều khiển (PLATON chuẩn OMN1037 tỷ lệ chiều dài 100mm, độ chính xác +/-3 % ) cho phép điều khiển lưu lượng không khí mẫu đúng với lưu lượng mẫu khí xả loãng qua ống Venturi. Các tói giữ khí mẫu gọi là Tedlar nó có thể chứa tối đa 150 l khí. Khi khí được điền đầy, hệ thống ống trong tói sẽ lẫy đi các mẫu khí để phân tích. Các bơm lấy mẫu có thể được làm Êm tới nhiệt độ hoạt động yêu cầu. Mẫu khí xả loãng và khí xả thô liên tục được đưa tới bộ xử lý thông qua các bơm. Trước khi hoàn thành quá trình thử, các cổng của các tói khí chứa khí xả loãng và không khí phải được nối với bộ xử lý tương ứng, van S06, S08, S10, S18, S20, S22 và van S01 sử dụng cho mục đích này (chú ý là bộ xử lý phải có bơm hót mẫu khí từ tói khí). Thông thường một độ chân không 150 mbar là cần thiết với một ống 8 mm có chiều dài 10 m. Vòng làm sạch và đưa khí vào cho phép làm sạch các tói khí bằng không khí giữa hai lần thử, khi làm sạch các bơm hót sẽ hót khí qua các van S14, S26 và lùa chọn van “bag in” để vào các tói khí mẫu, khi hót khí, bơm sẽ hót khí trong tói khí thông qua van S03 và lùa chọn các van “bag out”. 3.3.2.3. Hệ thống đo hàm lượng muội trong khí xả. Các mẫu khí được lấy với lưu lượng không đổi từ ống làm loãng nhờ một đầu lấy mẫu có đường kính 13 mm được thiết kế theo chuẩn US-EPA và ECE, thiết bị điều khiển lưu lượng của dòng khí xả loãng được đặt ở cuối đường lấy mẫu (Có thể bỏ thiết bị này nếu không dùng chuẩn ECE cho Light-duty). Lưu lượng của dòng khí được dẫn qua mét van cầu để kiểm tra sự thất thoát và tới bộ tách dòng để đưa tới các lọc đã định trước cho mỗi pha của quá trình thử. Bộ tách dòng là một máy CNC, nó có thể được tháo ra để kiểm tra sự đồng đều của hình dạng các ống. Với hệ thống này cho phép điều chỉnh tốt nhất lưu lượng vào các ống khác nhau mà không có sự sai lệch về lưu lượng. Có thể có 1, 3 hoặc 4 lọc, tuỳ thuộc vào các yêu cầu thử khác nhau. Cụm lọc có thể được tháo rời và mang tới phòng cân, cụm lọc có một núm vặn đặt ở giữa, khi vặn ngược chiều kim đồng hồ sẽ cho phép mở cụm lọc một cách nhẹ nhàng để có thể thay thế các lọc dễ dàng. Việc lùa chọn các van xuôi hoạt động cho phép hướng dòng lưu lượng vào các lọc khác nhau trong quá trình thử. Các van ngược là van cầu hoạt động bằng khí nén với lưu lượng chẩy qua khi mở là không hạn chế. Trong trường hợp dòng lưu lượng đi qua đường rẽ , lóc này cho phép làm Êm bơm trước khi bắt đầu cho mẫu qua lọc. 3.4. Các thiết bị đo lưu lượng. 3.4.1 Áp suất tại điểm trộn T. Công tắc chân không được đặt tại điểm trộn giữa khí xả và không khí làm loãng để cảnh báo trước sự giảm áp suất qua lọc xuống quá mức. Công tắc được thiết lập ở độ chân không 1,25 kPa, nếu độ chân không tăng tín hiệu báo lỗi sẽ xuất hiện trên màn hình điều khiển PC. 3.4.2. Áp suất vào ống Venturi. Bộ chuyển đổi áp suất tuyệt đối có độ chính xác cao PTX510 70-100 kPa được sử dụng để tính toán áp suất trước khi vào ống Venturi. Bé chuyển đổi này là một màng chắn bằng gốm, được kéo căng tại 4 điểm với độ bao phủ hơn 50 %. Bé bù nhiệt độ khi căng đã được tính toán cho bộ chuyển đổi. Độ chính xác thường lớn hơn 0,15 % tỷ lệ thực. 3.4.3. Nhiệt độ vào ống Venturi. Cảm biến nhiệt độ kiểu khung điện trở làm bằng platium PT4K-1/4 được sử dụng cho các tính toán nhiệt độ khí xả loãng. Với tần số lặp là +/- 0,05 % fs và thời gian đưa ra kết quả nhanh cho phép tính toán chính xác nhiệt độ hỗn hợp khí loãng, đáp ứng yêu cầu của bộ phân tích. 2.4.4. Lưu lượng lấy mẫu. Mẫu không khí và khí xả loãng được tính toán trong một ống thủy tinh PLATON có độ chính xác cao, có thể thay đổi giá trị lưu lượng. Mỗi thiết bị đo được sử dụng có tỷ lệ chiều dài 100mm với độ chính xác +/- 5 % trên tỷ lệ thực. Giá trị lưu lượng được thể hiện trên một chiều dài tỷ lệ giữa giá trị 1 và 10. Nó đủ để đánh giá lưu lượng mẫu đã chọn là thấp , trung bình hay cao và so sánh lưu lượng không khí và khí xả loãng. Có 3 mức lùa chọn lưu lượng theo tiêu chuẩn ECE: 6 lpm 10 lpm 16 lpm Việc thay đổi giá trị lưu lượng không ảnh hưởng tới kết quả của phép đo mà lưu lượng lấy mẫu phải tương ứng với lưu lượng khí xả loãng. 3.4.5. Công tắc hót khí từ tói khí. Công tắc chân không được sử dụng để cho biết khi nào hoàn thành chu trình hót khí cho mỗi tói khí. Công tắc chân không được đặt ở giá trị 35 kPa áp suất tuyệt đối. 3.4.6. Công tắc tràn trong tói. Khi các tói khí đầy thì công tắc này sẽ hoạt động do mét nam châm được đặt ở đầu thanh kéo của mỗi tói khí. Khi tói khí đầy thì chiều ngang của nó được mở rộng ra, còn chiều dài của nó thì ngắn đi, khi đến giá trị chiều dài ngắn nhất thì nam châm cũng được đặt ở trước công tắc và nó kích hoạt công tắc này. 3.4.7. Phép đo lưu lượng mẫu hạt và nhiệt độ. Một thiết bị tính toán và điều khiển lưu lượng có độ chính xác cao (MFC) sử dụng để đo lưu lượng khí dạng hạt. Thiết bị này đảm bảo độ lệch lớn nhất của dòng lưu lượng cho phép không lớn hơn 0,5 % fs và độ chính xác của phép đo nhiệt độ cũng không được sai lệch quá 0,5 % fs. 3.4.8. Nhiệt độ điểm lấy mẫu khí dạng hạt. Cảm biến nhiệt độ kiểu điện trở làm bằng platium theo tiêu chuẩn RT4K-1/4 được sử dụng cho phép đo nhiệt độ khí đang được trộn lẫn trong ống làm loãng, nó phải được đặt sau điểm lấy mẫu khí hạt. 3.5. Phần mềm điều khiển băng thử CVS. Băng thử CVS được điều khiển từ một máy tính cài đặt phần mềm điều khiển LNSDDE server trên cơ sở một giao thức mạng AK giữa máy tính và các thiết bị trong hệ thống. Khi máy tính điều khiển bật phần mềm LNSDDE server phải được chạy trước tiên vì nó quản lý các kết nối giữa phần mền điều khiển CVS với các nót mạng trong mạng LON ( hay giữa các thiết bị trong hệ thống với máy tính điều khiển ). Phần mềm được chạy trên máy tính PC có cài hệ điều hành Windows NT, và có thể vào biểu tượng “AVL CVS CEC CONTROL” đặt trên màn hình để khởi động phần mềm. Khi phần mềm hoạt động nó sẽ kích hoạt các nót mạng hoạt động. Trong quá trình mở mạng, một của sổ sẽ hiển thị tiến trình kết nối với các nót mạng. Chương trình có 3 mức truy cập: + Cho người điều khiển: là những người sử dụng hệ thống. + Cho các chuyên gia: Người có thể kiểm tra, chẩn đoán các hoạt động của toàn hệ thống. + Cho người quản trị hệ thống: có thể truy cập tới tất cả các chức năng và cấu hình của hệ thống. Các mức truy cập khác nhau là khác nhau trong lóc Windows login. 3.5.1. Cửa sổ chính của phần mền điều khiển. Cửa sổ này bao gồm các bảng khác nhau, mỗi bảng thể hiện các thông số quan trọng về các phần khác nhau của hệ thống mà nó hướng tới ( CVS, PTS ), ta có thể thực hiện chương trình thông qua chuột và bàn phím. Cửa sổ nhỏ ở phía dưới sẽ đưa ra tình trạng của các thiết bị thông qua các đoạn ký tự hoặc mầu của đèn cảnh báo. + Mầu đen: không hoạt động. + Mầu xanh: hoạt động. + Mầu đỏ: xuất hiện lỗi. + Mầu mờ: không sử dụng được. 3.5.2 Thanh trạng thái. Đặt ở gần đỉnh của cửa sổ chính nó phản ánh trình trạng thực tế của toàn bộ hệ thống. Hộp ký tự đầu tiên thể hiện cấu hình thực tế của thiết bị. Hộp ký tự thứ hai cho biết trạng thái của hệ thống nh­ : dõng, làm Êm, chê. Hộp ký tự thứ ba thể hiện các chức năng mà hệ thống đang thực hiện nh­ : lấy mẫu, phân tích, hót khí, làm sạch, tự động làm sạch, xác định kích thước ống VENTURI, kiểm tra lưu lượng, khiểm tra rò rỉ. Hộp ký tự cuối cùng thể hiện hệ thống được điều khiển trực tiếp bằng tay hoặc thông qua máy tính chủ. Cuối cùng bên phải là biểu tượng của AVL, mầu xanh thể hiện tình trạng hoạt động tốt của hệ thống, nhưng nếu chuyển sang mầu đỏ là thì lỗi xuất hiện sẽ gây nguy hiểm cho sự hoạt động của thiết bị vì vậy cần phải dừng hệ thống. Trong trường hợp này ở giữa mành hình sẽ xuất hiện một bảng thông báo hiển thị rõ ràng lỗi của hệ thống. 3.5.3 Nót công cụ. Các nót công cụ cho phép truy cập trực tiếp tới một vài menu. Mở menu setting Mở bảng “controllers overwiew” Mở bảng hiển thi “tree view” cây thư mục. Cho phép hoặc không cho phép điều khiển. Mở trợ giúp. 3.5.4 Các phím chức năng. Bên phải màn hình có 11 phím chức năng cho phép thực hiện các lệnh chính của hệ thống và các cửa sổ mà không cần truy cập thông qua các menu, các nót này có thể được lùa chọn bằng chuột hoặc các phím chức năng trên bàn phím. Việc đặt các chức năng cho phím là có thể thay đổi được bằng cách sử dụng menu xuất hiện khi Ên phải chuột vào nót chức năng. Những chức năng có sẵn hiển thị cho một phím cụ thể là không thể thay đổi được. phím F1 không xuất hiện vì nó luôn được sử dụng cho câu lệnh gọi trợ giúp. phím F12 sử dụng khi dừng khẩn cấp. 3.5.5 Cửa sổ cuộn các thông báo. Các tin nhắn thể hiện trạng thái của hệ thống được thể hiện thông qua cửa sổ này, mỗi thông báo bao gồm 3 phần. Kiểu: Lỗi điều khiển, Cảnh báo, thông báo. Thời gian suất hiện và ngày giê. Đoạn ký tự thông báo. 3.5.6 Bảng CVS và PTS. Bảng CVS & PTS thể hiện các thông tin chính về trạng thái của hệ thống CVS và PTS. Bảng bên trái là bảng về CVS nã bao gồm. Lưu lượng qua ống Venturi: thể hiện các thông số thiết đặt ( được lùa chọn khi thiết lập cấu hình ) và các giá trị tính toán thực tế có đơn vị là m3/min hoặc scm. Hệ sè K: là hệ số được tính toán sẵn (Kv) khi lùa chọn kích cỡ ống Venturi, đây không phải là giá trị theo lý thuyết mà nó có thể là kết quả của lần thử trước hoặc trường hợp kích thước ống Venturi là bội số của một đơn vị lấy mẫu. Lưu lượng lấy mẫu: hiển thị giá trị mặc định của hệ thống, nó thường được đặt bằng một lần tốc độ âm thanh, Nếu bộ tính toán lưu lượng hoạt động, thì bộ ký tự thứ hai sẽ hiển thị giá trị thực của tốc độ. Nhiệt độ không khí làm loãng [0C] hoặc [0F]: nếu sấy nóng không khí trong hộp Mixing - T hoạt động, hộp ký tự sẽ hiển thị giá trị thiết đặt nhiệt độ. Nhiệt độ và áp suất vào ống Venturi: các giá trị này được sử dụng để tính toán lưu lượng thực. Bảng bên phải là bảng về PTS. Lưu lượng [lpm]: hiển thị tham số thiết đặt giá trị lấy mẫu hạt và giá trị thực được tính toán thông qua bộ tính toán lưu lượng MFC. Nhiệt độ điểm lấy mẫu [0C] hoặc [0F]: là nhiệt độ bên trong ống làm loãng và ngay tại đầu lấy mẫu. Nhiệt độ qua bé MFC [0C] hoặc [0F]: là nhiệt độ khí đi qua bé MFC. 3.5.6.1 : Hộp CVS volumes group. Thể hiện tổng lượng khí qua CVS trong mối pha thử [m3] hoặc [cf]. Thời gian mỗi pha thử hoặc thời gian lẫy mấu khí vào tói [sec]. Trạng thái hiện tại cho mỗi cặp tói khí ( không khí và khí xả loãng ) : hót khí, làm sạch, tự động làm sạch, sẵn sàng, đang điền đầy, đầy, phân tích. 3.5.6.2 : Hộp PTS volumes group. Thể hiện tổng lượng khí thải dạng hạt qua lọc trong mỗi pha ([m3] hoặc [cf]). Thời gian mỗi pha hoặc thời gian lọc [sec]. Trạng thái hiện tại của mỗi cặp lọc (primary và sample) : không sẵn sàng, sẵn sàng, đang lọc, đã lọc xong. 3.5.7 Bảng CVS. Phần bên trái sử dụng để điều khiển tất cả các giá trị chính của hệ thống CVS, phần bên phải là các giá trị khác của CVS. Nhiệt độ nồi đun nước [0C] hoặc [0F] nếu có. Độ chân không quạt [kPa] hoặc [mHg]. Nhiệt độ khí xả [0C] hoặc [0F]. Áp suất khí xả [kPa] hoặc [mHg], nếu có. 3.5.8 Bảng PTS. Điều khiển các giá trị của PTS, phần bên phải đã được miêu tả giống nh­ bảng CVS, còn phần bên trái là các giá trị khác của hệ thống. Nhiệt độ tại đầu lấy mẫu đơn vị đo [0C] hoặc [0F]: là nhiệt độ trên vách của đầu làm nóng HC. Nhiệt độ trong ống ổn định nhiệt đơn vị đo [0C] hoặc [0F]: Nhiệt độ lọc [0C] hoặc [0F] Áp suất tuyệt đối [kPa] hoặc [mHg]. 3.5.9 Menu chính. Gồm các Menu con, và tất cả các lệnh sẵn có, nếu một lệnh không truy cập được thì nó sẽ mờ sáng. 2.5.9.1 Menu File. Cho phép đóng chương trình, là công tắc tắt hệ thống. Chức năng này chỉ được truy cập khi dừng hệ thống. 3.5.9.2. Các lệnh điều khiển ( Commands) Khi nhấp chuột vào nót này một hộp thoại sẽ được mở ra, và ta có thể chọn các chức năng sau : dõng (Stop), làm Êp (Warm up), chê (Stand by), lấy mẫu (Sampling), phân tích (Analysis), hót khí (Evacuate), thổi đầy khí (Purge fill), tự động làm sạch (Automatic purge), tính toán kích thước ống Venturi (Venturi calibration). Có thể chỉ có một vài câu lệnh có hiệu lực trên trạng thái thực của hệ thống, nếu không có hiệu lực nó sẽ không sáng. a/ Dõng (Stop) . Ở trạng thái này, hệ thống đã thừa nhận rằng tất cả các cấu hình liên quan đã ở trạng thái cuối cùng, các tín hiệu vào là không có hiệu lực và không phần nào của hệ thống hoạt động hoặc hâm nóng. b/ Làm Êm (Warm up). Có chức năng làm Êm một vài thành phần trong hệ thống. Chức năng chính hoạt động trong trạng thái này là tuần hoàn của nước vòng kín nó cho phép đạt được nhiệt độ của hỗn hợp khí xả loãng tới nhiệt độ yêu cầu của quá trình thử. Trong trạng thái này nồi đun nước và bơm hoạt động, và các van giữ cho nhiệt độ của khí loãng ở đúng giá trị thiết đặt. Quạt hót ở trạng thái bật. c/ Trạng thái chờ (Stand by). Ở trạng thái này, hệ thống đã sẵn sàng cho quá trình chạy thử, trạng thái chuẩn được thiết lập, đường lấy mẫu đã được làm sạch và ở trong trạng thái ổn định, lưu lượng khí cũng ở trạng thái ổ định.Khí xả loãng và không khí làm loãng được đưa ra ngoài (theo đường xả) và mẫu khí dạng hạt không được qua lọc. Trạng thái này nh­ là một chức năng “quyết định” cho hệ thống trước khi hoạt động. d/Lấy mẫu (Sampling). Khi nhấp chuột vào dòng lệnh Sampling, một cửa sổ sẽ hiển thị các pha trong quá trình thử. Khi chọn pha nào hoạt động thì bộ tói khí đó sẽ được điền đầy, và lọc đó cũng sẽ được sử dụng. Nót Start và Stop cho phép điều khiển hệ thống lấy mẫu, theo các lùa chọn. Nếu một pha đang xử lý thì nót Start sẽ chuyển thành nót Apply cho phép thay đổi ngay lập tức một pha mà không bị dừng lấy mẫu. Nót Close sẽ đóng cửa sổ mà không cùng với việc ngừng lấy mẫu. Các pha 1,2,3 và 4 là hỗ trợ nhau trong quá trình thử, sau mỗi lần thử một pha có thể được sử dụng lại nếu các cặp tói khí tương ứng đã thực hiện xong quá trình “phân tích” và “hút khí”. Trong trạng thái làm việc của hệ thống thì tất cả các lùa chọn đều mờ và các quá trình hót khí và làm sạch đều phải hoàn tất trước khi lấy mẫu. Ở chế độ này phải chắc chắn rằng các tói khí phải rỗng. e/ Phân tích (Analysis). Mỗi tói khí đều được phân tích và được nối với tủ phân tích. Câu lệnh này mở một cửa sổ lùa chọn nơi đặt các nhóm phân tích ( các tói khí hoặc phân tích liên tục ), những nhóm phân tích hiện tại sẽ được hiển thị. Lùa chọn phân tích liên tục sẽ kết nối bộ xử lý với khu vực vào của ống Venturi. Nót start và stop là các câu lệnh xử lý, nếu lùa chọn. Nếu mét pha đang xử lý thì nót start sẽ chuyển thành nót apply cho phép thay đổi lập tức việc phân tích tói khí. Nót Close sẽ đóng cửa sổ mà không ngừng trạng thái phân tích. f/ Hót khí (Evacuate) Các tói khí sẽ được hót khí thông qua các lệnh này và bộ xử lý sẽ tự động dừng quá trình này thông qua một cụm van chân không( mỗi van cho một tói khí ). Lệnh này mở một cửa sổ lùa chọn nơi đặt các lùa chọn. Nót start và stop là các nót chức năng của quá trình hót khí. Nót close sẽ đóng cửa sổ không cùng với việc thay đổi trạng thái. g/ Làm đầy khí sạch (Purge fill). Các tói khí sẽ được làm sạch với câu lệnh này và bộ xử lý sẽ tự động dừng quá trình bằng phần mền điều khiển thiết lập thời gian dõng. Lệnh này mở một của sổ lùa chọn. Nót Start và Stop là các nót chức năng của quá trình hót khí. Nót Close sẽ đóng cửa sổ mà không thay đổi trạng thái. h/ Tự động làm sạch (Automatic purge). Một chuỗi các chức năng “hót khí”-“làm đầy khí sạch”- “hót khí”-“ làm đầy khí sạch”- “hót khí” tự động thực hiện để làm sạch các tói khí và đưa chúng về trạng thái rỗng. Lệnh này mở một cửa sổ lùa chọn: Nót start và stop là nót lệnh của chức năng tự động làm sạch khi được lùa chọn. Nót close sẽ đóng cửa sổ không cùng với việc thay đổi trạng thái. i/ Xác định kích thước ống Venturi (Venturi calibration). Ở trạng thái này, các tuỳ chọn liên quan đều có thể thực hiện, van xác định lưu lượng vào Mixing T và/hoặc ống làm loãng (Tunnel) sẽ đóng, các thủ tục xác định kích thước ống Venturi sẽ hoạt động. Một của sổ sẽ hiển thị kích thước ống Venturi tính toán và giá trị mặcđịnh. 3.5.9.3 Menu thông tin (Information). Nhấn chuột vào nót lệnh này một menu con sẽ được hiển thị cho phép lùa chọn các chức năng sau: Tình trạng của các tói khí: một của sổ hiển thị trạng thái thực của các tói khí. Kích cỡ ống Venturi: xem các kích thước trước hoặc sau Trạng thái lỗi. Tín hiêu đầu vào/đầu ra (I/O) Cây thư mục Thời gian hoạt động : hiển thị thời gian của quạt bót và bơm lấy mẫu hoạt động. a/Tình trạng các tói khí (Bag condition). Khi chọn dòng lệnh này, hộp thoại sẽ xuất hiện và hiển thị trạng thái của mỗi tói khí mẫu (Trạng thái hoạt động thực) đồng thời cũng thể hiện tình trạng của các van chân không và van tràn. b/ Xem lại kích thước các ống Venturi đã xử dông (Venturi calibration review). Khi chọn dòng lệnh này, một cửa sổ lùa chọn sẽ hiển thị Thông qua cửa sổ này ta có thể xem lại tất cả kích thước các ống Venturi đã sử dụng với hệ thống. Khi một mục được chọn thì một cửa sổ về kích thước được hiển thị thể hiện biểu đồ kích thước với tất cả dữ liệu về kích thước mỗi điểm. Nhấn chuột vào Coarse/Refined cho phép chuyển tới cửa sổ lọc kích thước. Trong cả hai cửa sổ khi nhấn vào một điểm trên đồ thị sẽ cho phép đặt lại bằng giá trị của điểm chọn. c/ Trạng thái lỗi (Faults status). Khi nhấp chuột vào dòng lệnh này thì một cửa sổ sẽ hiển thị tất cả các tham số cảnh báo của hệ thống. Trong trường hợp đèn trạng thái chuyển sang mầu vàng hay đỏ thì tín hiệu hiện diện được cảnh báo hoặc có lỗi. Ngoài ra tín hiệu lỗi cũng được thể hiện trên thanh trạng thái. Nếu có một trạng thái lỗi xuất hiện rồi mất đi ngay, chuông cảnh báo sẽ không tự động tắt, khi đó đã có vấn đề gì đó xảy ra với trạng thái này và cần phải kiểm tra. Với nót reset có thể phục hồi lại tất cảc các tín hiệu lỗi cho dù tín hiệu lỗi có bị mất đi. d/ Tín hiệu vào/ra (I/O signals). * Bảng các tín hiệu vào kiểu tương tự (Analog inputs tab). Thể hiện tất cả các ứng dụng của các thiết bị đo và các lọc đã được sử dụng, nó được chia làm các bảng cho tương ứng với các hệ thống con. Tham sè “Value” là giá thị thực của các phép đo, và “Filter” là giá trị lọc. “bin” là giá trị thực bằng số của tín hiệu vào. * Bảng các tín hiệu kỹ thuật số vào (Digital inputs tab). Sự hoạt động của tất cả các tín hiệu số vào được hiển thị, cũng được chia làm nhiều bảng tương ứng với các hệ thống con. Trạng thái thực của các tín hiệu số vào được hiển thị bằng đèn mầu xám ( OFF ) hoặc đèn mầu xanh ( ON ) . Đèn mờ là tín hiệu đó không được sử dụng “not used” hoặc “not available” *Bảng các tín hiệu số ra (Digital outputs tab). Sự hoạt động của tất cả các tín hiệu số ra được hiển thị, cũng được chia làm nhiều bảng tương ứng với các hệ thống con. Trạng thái thực của các tín hiệu số vào được hiển thị bằng đèn mầu xám ( OFF ) hoặc đèn mầu xanh ( ON ) . Đèn mờ là tín hiệu đó không được sử dụng “not used” hoặc “not available”. * Cây thư mục (Tree view). Với cây thư mục (tree view) ta có thể kiểm tra được trạng thái của hệ thống và các chức năng của tất cả các hệ thống con, thể hiên trong một cửa sổ. Cây thư mục được chia làm hai phần chính là “trạng thái hệ thống” - “system status” và “trạng thái lệnh”- “command status”. + System status: Kiểm tra tình trạng làm việc đúng của tất cả các thiết bị (từ PC điều khiển, mạng, các nót mạng và các đơn vị khác nhau của hệ thống) được hiển thị dưới dạng các nhánh. - Control system: thể hiện trạng thái của PC điều khiển (sử dụng khi CVS được điều khiển thông qua máy tính chủ), hoặc của các thiết bị hỗ trợ mạng LON trong PC và trạng thái của các nót mạng. - Các đơn vị của hệ thống: cho mỗi đơn vị của hệ thống có thể nhìn thấy các lỗi hiện tại, tất cả các phép đo với kết quả chính xác, và các điều chỉnh so với giá trị mặc định. + Command status: thể hiện tình trạng của các thiết bị trong hệ thống. - Control system: thể hiện trạng thái hoạt động của các kết nối giữa PC điều khiển và máy tính chủ ( thông qua cổng RS-232 ). - Mixing: Thể hiện trạng thái của van, và sự tái sinh lọc. - Mixing T clima: thể hiện sự hâm nóng không khí trên đường lấy khí, hoặc hâm nóng đường xả. - Sampling unit: Nhánh này hiển thị sự điều khiển của phần mềm trong việc lùa chọn lưu lượng, lùa chọn lưu lượng lấy mẫu và điều kiện nhiệt độ của lưu lượng. - Bags sampler: Nhánh này hiển thị trạng thái làm sạch của CVS, hót hoặc điền đầy khí sach, nó có thể trong trạng thái chờ hoặc trạng thái phân tích, hoặc nó có thể hoạt động kiểm tra rò rỉ. - Dilution Tunnel: Hiển thị sự làm việc của hệ thông lọc - Blower: Có thể kiểm tra quạt gió khi chạy, hoặc các van bleed-in đã được lùa chọn chưa, và sự thay đổi các giá trị thiết lập ( chỉ có ở hevy-duty ). - Particulate: Hiển thị trạng thái chờ và trạng thái điền đầy, và sự hoạt động của việc kiểm tra rò rỉ. * Thời gian hoạt động (Operative timers). Thể hiện thời gian hoạt động của hệ thống, hai khung thời gian được hiển thị ( giê : phót : giây ) là thời gian làm việc của quạt hót và đường lẫy mẫu. 3.5.9.4. Menu công cụ (Tools). Khi kích chuột vào nót này, một menu con được mở ra với các lùa chọn sau: Thiết lập các chức năng (Settings) Điều khiển chung (Controllers overview) Truy cập của người sử dụng (User login). Kiểm tra rò rỉ (Leak check) Kiểm tra lưu lượng dòng khí (Bulkstream flow check) Phục hồi độ khô. (Dryer Regeneration) * Thiết lập Khi nhấn vào nót này một cửa sổ với 3 bảng khác nhau được xuất hiện. + Bảng chung (General). Trong bảng này lùa chọn các tham số bằng các sử dụng các nót tích. Cấu hình lấy mẫu : Kiểm tra loại hoặc hệ thống thử sẽ được chạy. Tiêu chuẩn thực hiện : ECE hoặc EPA Làm nóng không khí tại Mixing T: chức năng này sẽ được kích hoạt, nếu có. Máy tính chủ: Cho phép thay đổi từ trạng thái địa phương (lệnh điều khiển từ PC điều khiển) sang trạng thái điều khiển (lệnh từ máy tính chủ thông qua giao thức AK) và ngược lại. Sau khi thay đổi các giá trị thiết lập, nót apply cho phép thiết lập hệ thống theo cấu hình đã lùa chọn mà không phải đóng cửa sổ này. Nhấp nót OK để đóng cửa sổ và chấp nhận lùa chọn cấu hình này, nót close để đóng cửa sổ và quay lại menu chính. + Bảng CVS. Nhấp chuột vào mòi tên xổ xuống để lùa chọn tham số lưu lượng thực hiện: Kích thước ống Venturi: các tham số kết hợp có thể được chọn thông thường nó là giá trị ở điều kiện chuẩn. Thực tế lưu lượng là khác so với kết quả của lần đo kích thước trước. Lưu lượng mẫu khí loãng: nó có thể là giá trị chọn hoặc giá trị lấy mẫu hiển thị hoặc là kết quả từ bộ phân tích lưu lượng. Trong cửa sổ này cũng tính hệ số Kv với ống Venturi đã lùa chọn một cách tự động và được hiển thị giá trị. + Bảng PTS. Nhấn chuột vào các nót mói tên hoặc đưa giá trị vào hộp hoặc sử dụng các ô tích để lùa chọn các tham số lưu lượng cho hệ thống thực hiện: Lấy mẫu hạt: có thể hoạt động với một hoặc hai thiết bị làm loãng (hevy-duty). Lưu lượng mẫu hạt: Lùa chọn tốc độ dòng khí mẫu nhỏ hơn so với bộ tính toán MFC. DDU (hai thiết bị làm loãng): Lùa chọn lưu lượng, nhỏ hơn so với tính toán trong MFC. Thiết lập nhiệt độ làm loãng: giá trị nhiệt độ vào ống Venturi là có thể thiết lập trong trường hợp hệ thống cho phép. Trạng thái tràn khí của các tói khí: khí mẫu trong tói khí sẽ được lấy đi xử lý thông qua đường được sấy nóng của bộ FID. + Kiểm tra tổng quan. Câu lệnh này mở một cửa sổ với 5 bảng khác nhau: Kênh AK: quản lý các kết nối của CVS và PTS, các trạng thái của TX và RX. Trạng thái của bộ MFC: hiển thị trạng thái thực của bộ tính toán lưu lượng và tất cả các tham số liên quan (nhiệt độ và lưu lượng). Bộ hâm nóng PWM: hiển thị các chức năng cơ bản là bộ điều khiển PID. Bé trao đổi nhiệt: hiển thị sự hoạt động của bộ điều chỉnh PID điều khiển bộ trao đổi nhiệt vòng kín và làm lạnh. Các kênh của mạng LON: kiểm tra kết nối của mạng với DDE server. a/ Bảng kênh AK (AK Channels). Trên bảng hiển thị việc thiết lập các kênh và các trạng thái kết nối.của CVS, PTS: Cổng (Port): cổng giao tiếp [ COM x ] Bốt (Boud): tỷ lệ bốt [bps] Tương thích (Parity): các bit kiểm tra tính tương thích (0 = không, 1= cân bằng, 2 = không cân bằng). Bit/char: số của mối bit trong mỗi pha ( mặc định là 8). Stop bit: bit dừng (mặc định là bit 1). Trạng thái RX: trạng thái của số kết nôí. Rx: nhận thông tin từ máy tính chủ. Tx : gửi thông tin tới máy tính chủ. b/ Bảng các trạng thái MFC (MFC Status). Bảng này hiển thị trạng thái kết nối giữa PC điều khiển và hoạt động thực tế của bộ tính toán lưu lượng: PTS cho lấy mẫu dạng hạt, DDU cho việc sử dụng hai bộ làm loãng không khí và SFR cho việc lấy mẫu khí xả loãng. Lưu lượng thiết đặt (Flow rate setpoint): là giá trị thiết đặt mà PC gửi tới bộ MFC. Lưu lượng thực (Actual flow rate): là giá trị lưu lượng thực tính toán từ bộ MFC. Lỗi A&B (error A&B) : code của lỗi (chức năng dò tìm lỗi). Advanced status: các trạng thái thực của bộ MFC. TX messages: số thông báo mà bộ MFC gửi tới các nót mạng. RX messages: số các thông báo mà bộ MFC đã nhận từ các nót mạng. Tổng lỗi (Total error): số lỗi trong suốt thời gian kết nối giữa MFC và các nót mạng. Idle interval: thời gian chết trong thời gian kết nối giữa MFC và các nót mạng. Rx char timeout: thời gian trễ sau khi tín hiệu truyền tới đóng thông báo giữa MFC và các nót mạng. c/ Bảng bộ sấy nóng PWM (PWM Heaters). Bảng này cho phép kiểm tra các chức năng của bộ điều khiển nhiệt độ PID. Tín hiệu ra của thieets bị PID set a PWM Sau khi có một lùa chọn cho bộ sấy nóng hoạt động, các dữ liệu sau sẽ được hiển thị: Nhiệt độ thiết lập [0C] Giá trị nhiệt độ thực (phản hồi tới bộ điều khiển). Trạng thái thực và giá trị ra của bộ PID [2] Thời gian của bộ điều khiển PWM Trạng thái thực (ON hoặc OFF) của các thiết bị sấy nóng. d/ Bảng bộ phận trao đổi nhiệt (Heat Exchanger). Bảng này cho phép kiểm tra các chức năng hoặc các trạng thái ON/OFF ( và tính tương thích nếu có thể) của các van và điều hoà nước lạnh và nóng trong vòng tuần hoàn kín. Nhiệt độ phản hồi là tổng của ba số hạng: Nhiệt độ vào ống Venturi Tiv Nhiệt độ điểm lâý mẫu khí hạt Tps Nhiệt độ khí xả Tex Có hai bé PID: bộ thứ nhất làm việc trong suốt trạng thái lạnh và bộ thứ hai trong trạng thái làm Êm, trong mỗi trạng thái nó sẽ đưa ra một giá trị tương ứng. Giá trị của trạng thái khởi động được tính toán với các tham số. Tương ứng với mỗi van giá trị của trạng thái khởi động (Ctrl_output) được tính toán bằng hai hệ số m và q. “lower” và “higher” là hai ngưỡng quanh giá trị (Ctrl_output), dưới giá trị “lower” thì nó là trạng thái quá lạnh, còn trên giá trị “higher” thì nó quá nóng. Nhấn phải chuột vào dải “metering” cho phép hiện các tham số thiết đặt của PID, các dữ liệu được hiển thị bao gồm: + Các giá trị tương ứng, chính xác và giá trị theo nguyên lý. + Các giá trị min và max cho tín hiệu ra. + Giá trị thay đổi lớn nhất giữa hai tín hiệu ra. + Giá trị giới hạn lớn nhất và nhỏ nhất của nhiệt độ vào ống Venturi. + Ngay sau khi khởi động, bộ điều khiển sẽ làm việc chính xác nếu vòng lặp đạt được giá trị quanh giá trị thiết lập ban đâù. e/ Bảng các kênh trong mạng LON (LON channel). Bảng này chỉ cho người quản trị sử dụng để kiểm tra kết nối mạng với phần mền DDE server. Trong nhóm đầu tiên (“ClientDDEWrite”) có thể đọc các câu lệnh điều khiển mà phần mềm điều khiển ra lệnh cho các nót mạng, và nhóm thứ hai có thể kiểm tra các thông tin phản hồi từ các nót mạng. * Đăng kí hệ thống. CVS có 3 mức truy nhập hệ thống. Operator: cho người sủ dụng thông thường. Engineer: Cho những người được AVL chỉ định người có thể kiểm tra hệ thống, và có thể chuẩn đoán thông qua chương trình dò hệ thống trên máy tính điều khiển. Administrator: người có thể truy cập tới tất cả các chức năng và cấu hình hệ thống. Với mỗi mức truy cập người sử dụng có một tên và mật khẩu nhất định. * Kiểm tra rò rỉ (leak check). Mỗi hệ thống CVS đều được trang bị một chức năng để kiểm tra sự dò rỉ. Trên đường lấy mẫu của CVS có các thiết bị để kiểm tra theo các lùa chọn sau: Bags section: kiểm tra tói khí mẫu và đường tới tói khí. Bags and manifold: lùa chọn này bao gồm kiểm tra các thành phần được đề cập nhưng chính vẫn là hệ thống ống phân phối. Whole sampling Train: lùa chọn này cũng bao gồm các thành phần được đề cập tới, các đường lấy mẫu, các công tắc trong hệ thống phân phối (nếu có) và trong các ống lấy mẫu. Lùa chọn này là các tuỳ chọn và nó yêu cầu sự sắp xếp một cách rõ ràng các phần và nó sẽ không hoạt động nếu hệ thống không chắc chắn. Particulate Filter and lines: bao gồm các đường từ đầu lấy mẫu tới các lọc, các đường ra của ống phân phối, các đường không cho đi qua lọc. Bulkstream: bao gồm các đường làm loãng từ các van tới các cửa chớp trên ống Venturi. Các kiểm tra thông thường được cung cấp bởi các chức năng sau: Hoạt động bơm hót cho tớikhi một van chân không hoạt động (pha 1) Cách ly phần ống dễ bị rò rỉ trong khi quá trình kiểm tra đang thực hiện. Hoạt động một đồng hồ đếm thời gian trong suốt quá trình bơm hoạt động, toàn bộ quá trình trên là hoàn thành sơ bộ quá trình kiểm tra rò rỉ, giữ đoạn ống lùa chọn trong điều kiện “hold” (pha 2) và kiểm tra mức chân không. Hoạt động một đồng hồ đếm thời gian thứ hai trong trạng thái “hold”, cho tới khi hoàn thành toàn bộ quá trình kiểm tra. Giữ và lưu trữ bản ghi quá trình kiểm tra. * Kiểm tra lưu lượng chính. Chức năng này là cần thiết và nó chỉ có hiệu lực với các phép đo lưu lượng không khí làm loãng. Những lùa chọn