(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển lạnh kết hợp (lai)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỒNG QUANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẠNH KẾT HỢP (LAI) NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC- 605246 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỒNG QUANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẠNH KẾT HỢP (LAI) NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC- 605246 TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HỒNG QUANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẠNH KẾT HỢP(LAI) NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC- 605246 Hướng dẫn khoa hoc PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Hồng Quang Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 27/09/1984 Nơi sinh: TPHCM Quê quán: Yên Cƣờng – Ý Yên – Nam Định Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 260/15 Độc Lập - Tân Thành - Tân Phú - TPHCM Điện thoại quan: Điện thoại nhà riêng: 083101273 E-mail: quangnguyen208279@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2002 đến 02/ 2006 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng CĐKT Vinhem-pic - TPHCM Ngành học: Cơ khí động lực Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2009 đến 03/2011 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM - TPHCM Ngành học: Cơ khí động lực Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Khảo sát sức kéo xe đầu kéo tính bền sơmirơmooc Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp:21/01/2011 – Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngƣời hƣớng dẫn:GVC.Ths Trần Đình Q III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 05/2011 - Nơi cơng tác Khoa Ơ Tô – Trƣờng đại học Trần Đại Nghĩa i Luan van Công việc đảm nhiệm Giáo Viên LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013 Ngƣời nghiên cứu Nguyễn Hồng Quang ii Luan van LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - PGS TS Đỗ Văn Dũng - Giảng viên hướng dẫn Thầ y đã tận tình hướng dẫn , giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi nhất suốt thời gian thực hiê ̣n luận văn này Xin kính chúc Thầ y luôn mạnh khoẻ, vui tươi và hạnh phúc - TS Hồng An Quốc thầy tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi nhất suố t thời gian thực hiê ̣n luận văn này Xin kính chúc Thầ y luôn mạnh khoẻ, vui tươi và hạnh phúc - ThS Trần Đình Q - Cớ vấ n học tập Thầy đã tận tìn h chỉ bảo , cung cấ p những kinh nghiê ̣m , những kiế n thức quý báu để em hoàn thành luận văn này Kính chúc Thầy ln ln mạnh khoẻ hạnh phúc - Bộ phận Sau Đại học - Phòng Đào tạo, Khoa khí động lực trường Đại học Sư P hạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh và đặc biê ̣t là quý Thầ y giáo giảng dạy lớp Cao học khai thác bảo trì tơ máy kéo khố 19B - Ban Giám Hiê ̣u , Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại học Trầ n Đại Nghĩa bạn đồng nghiệp tạo mọi điề u kiê ̣n thuận lợi và giúp đỡ nhiê ̣t tình thời gian làm luận văn - Các học viên lớp Cao học khai thác bảo trì tơ máy kéo khố 19B đã có nhiề u đóng góp ý kiế n quý báu giúp em hoàn thành luận văn này - Đặc biệt, xin gửi lòng biế t ơn sâu sắ c đế n gia đình , người thân đã cổ vũ, động viên và tạo mọi điề u kiê ̣n để em hoàn thành luận văn thật tố t Do nhiều điều kiện khách quan chủ quan, viê ̣c thực hiê ̣n luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót , khú t điểm Do em rất mong nhận được sự quan tâm, góp ý quí thầy, bạn đồng nghiệp cũng người quan tâm tới đề tài để Luận văn có thể hoàn thiê ̣n Xin chân thành cảm ơn! iii Luan van TÓM TẮT Bố cục luận văn đƣợc thể chƣơng, nội dung đƣợc thể rõ qua chƣơng 2, Nội dung luận văn đƣợc tóm tắt nhƣ sau: + Lý chọn đề tài, tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc, tính khoa học thực tiễn đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu, giới hạn phƣơng pháp nghiên cứu đề tài + Giới thiệu tổng quan lịch sử hình thành, phát triển khái quát kết cấu, nguyên lý hoạt động hai hệ thống lạnh đƣợc nghiên cứu luận văn + Tính tốn thơng số thiết kế hệ thống lạnh hấp thụ chi tiết hệ thống điều khiển lạnh kết hợp + So sánh đánh giá suất tiêu hao nhiên liệu hàm lƣợng khí xả động trƣớc sau lắp đặt hệ thống Kết thúc luận văn phần kết luận kiến nghị nhằm phát triển hệ thống hơn, sâu ABSTRACT The layout of thesis is showed in four chapters, in which main content is showed in chapter 2, The contents of the thesis can be summarized as follows: + The reason to choose this topic, in country an overseas research achivements, scientific and practical subject, research tasks, limits and research methodology + General introduction of the history, development and structural overview, principle of two air conditioning system inthe thesis + Calculation of performance of absorbscoldstylesubstance and details in hybridcontrol cold system + Compare and evaluate fuel consumptionrateandexhaust gasconcentrationsbefore and aftersystem installation End of the thesis is the conclusion and recommendations to for future development iv Luan van MỤC LỤC TRANG Trang tựa Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt viii Danh sách hình ix Danh sách bảng xi PHẦN MỞ ĐẦU 1 Dẫn nhập 2 Lý chọn đề tài Đối tƣợng nghiên cứu Kế hoạch thực PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi n 1.1.1 Cơng dụng hệ thống điều hồ khơng khí tơ 1.1.2 Cơ sở vật lý điều hịa khơng khí ô tô 1.1.3 Môi chất làm lạnh (Refrigerant) 1.1.4Các kết nghiên cứu công bố v Luan van 1.1.4.1 Trong nƣớc 1.1.4.2 Ngoài nƣớc 1.2 Mục đích đề tài 10 1.3 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 10 1.3.1 Nhiệm vụ 10 1.3.2 Giới hạn 10 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 10 1.4.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận 10 1.4.2 Phƣơng pháp chuyên gia, vấn 10 1.4.3 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn 10 1.5 Giá trị đề tài 11 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu máy nén 12 2.1.1 Cấu tạo chung hệ thống điều hịa khơng khí kiểu máy nén 12 2.1.2 Những phận 13 2.1.3 Nguyên lý làm việc hệ thống ĐHKK kiểu máy nén ô tơ 17 2.2 Hệ thống điều hịa khơng khí kiểu hấp thụ 18 2.2.1 Tổng quan 18 2.2.2 Các phận 19 2.2.3 Nguyên lý làm việc 24 2.3 Ứng dụng phần mềm tính tốn thiết kế hệ thống điều hồ kiểu hấp thụ LiBr/H2O 25 2.3.1 Suất tiêu hao nhiên liệu động 25 2.3.2 Tính tốn thiết kế hệ thống điều hồ kiểu hấp thụ LiBr/H2O 26 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN vi Luan van LẠNH KẾT HỢP (LAI) 30 3.1 Đánh giá khái quát tầm chiến lƣợc hệ thống điều hoà kiểu hấp thụ 30 3.2 Phân tích đánh giá khả ứng dụng hệ thống điều hoà kiểu hấp thụ ô tô 32 3.3 Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển lạnh lai 33 3.3.1 Sơ đồ lƣu chuyển 33 3.3.2 Thiết kế chi tiết hệ thống 34 3.3.3 Sơ đồ đấu dây nguyên lý làm việc 37 3.3.4 Chƣơng trình điều khiển 38 3.3.5Lắp đặt hệ thống 39 3.3.5 Kiểm tra hiệu hệ thống 40 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 42 4.2 Tự nhận xét đóng góp đề tài 42 4.3 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 45 vii Luan van Hình 3.10 Mơ hình hệ thống (bên trái) 3.3.6 Kiểm tra hiệu hệ thống Sau hoàn thiện phần thiết kế lắp đặt lên mơ hình động cơ, ta tiến hành kiểm nghiệm chất lượng hệ thống theo tiêu chí chỉ tiêu đề cập đến bảng 3.1 Tiêu chuẩn Tiêu hao nhiên liệu theo máy nổ tốc độ cầm 800v/p (l) Tiêu hao nhiên liệu theo máy nổ tốc độ 2500v/p (l) Hàm lượng CO2 khí xả tốc độ 800v/p (g/h) Hàm lượng CO2 khí xả tốc độ 2500v/p (g/h) Trước lắp Sau lắp HT HT 0.8 0.7 12.4% 2.9 2.5 13.8% 59 52.4 11.2% 184 162 11.9% Bảng 3.1 Đánh giá kiểm tra hiệu hệ thống 40 Luan van So Sánh C PHẦN KẾT LUÂN ̣ VÀ KIẾN NGHỊ 41 Luan van Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua luận văn, ta thấy điều hòa khơng khí nói chung điều hịa khơng khí ô tô nói riêng quan trọng Nó mang lại cho người sử dụng cảm giác thoải mái dễ chịu đặc biệt người điều khiển ô tô giảm mệt mỏi q trình lưu thơng đường Qua kết kiểm chứng cho thấy ô tô sử dụng hệ thống lai đạt hiệu hiệu suất nhiệt động đốt trong, tiết kiệm nhiên liệu quan trọng giảm thiểu đáng kể lượng chất thải độc hại từ ô tô thải môi trường Sau thời gian thực dựa theo mục đề chuyên đề II điều chỉnh trình thực đề tài cơng việc làm được: - Mơ hình hệ thống điều khiển lạnh kết hợp(lai) lắp đặt động Toyota Yaris 2004 - Thuyết minh hệ thống điều khiển lạnh kết hợp (lai) Kết đạt : - Mơ hình thiết kế theo mục tiêu đề đề cương - Mơ hình thực nghiệm đạt kết gần với kết ô tô - Nội dung thuyết minh kèm phù hợp với đặc điểm mơ hình mục tiêu đề Tuy nhiên trình thực đề tài gặp nhiều khó khăn thời gian, kinh phí, thiết bị Vì vậy, đề tài cịn số hạn chế : chưa kiểm nghiệm ô tô ô tô chạy đường mà chỉ kiểm nghiệm theo máy nổ Phần thiết kế khí chưa đạt hiệu mặt thẩm mỹ .4.2 Tƣ ̣ nhâ ̣n xét nhƣ̃ng đóng góp mới của đề tài Với đề tài này, thấy người điều khiển phương tiện tơ linh hoạt việc lựa chọn hệ thống sử dụng cho đáp ứng thoải mái 42 Luan van người dùng Bên cạnh hệ thống cịn mang lại giá trị kinh tế cho chủ phương tiện, tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí lại Và mục tiêu bảo vệ mơi trường hệ thống giúp loại ô tô giảm thiểu lượng chất ô nhiễm thải môi trường 4.3 Kiến nghị Do hạn chế tồn đề tài đề cập phần 4.1 hướng phát triển đề tài tập trung giải vấn đề để hồn thiện hơn, cụ thể hồn thiện phần thiết kế khí để lắp đặt xe, kiểm nghiệm hiệu hệ thống xe chạy đường, đồng thời giảm kinh phí chế tạo 43 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO A TIẾNG VIỆT PGS.TS Đỗ Văn Dũng, trang bị điên điện tử ô tô đại, NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2013 PGS.TS Đỗ Văn Dũng ,Sổ tay tra cứu sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ, 2007 GS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn, Lý Thuyết Ơ Tơ Máy Kéo – NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 TS Hồng An Quốc, KS Phạm Văn Kiên (2011),Tính Tốn Thiết Kế Hệ Thống Điều Hồ Khơng Khí Trên Ơ Tơ Kiểu Hấp Thụ Sử Dụng Nhiệt Khí Thải – đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngô Diên Tập, Kỹ Thuật Vi Điều Khiển với AVR, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2003 Phần mềm chuyên ngành điện – điện tử ô tô Mitchell OnDemand, 2011 Wikipedia.org B TIẾNG NƢỚC NGOÀI A high-efficiency, compoundnNH3/H2O-H2O/LiBr absorptionrefrigeration system Toyota service training 10 Autoevolution.com 11 Carsmind.com 44 Luan van PHỤ LỤC Phụ lục 1: CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG LẠNH KẾT HỢP (LAI) #include #include setuptp; char szRes1[20]; char szRes2[20]; unsigned int adc_val; unsigned int setup_tp; unsigned int current_tp; unsigned int nho1, nho2, nho3; CONFIG(FOSC_HS&WDTE_OFF&PWRTE_ON&MCLRE_OFF&CP_ON&CPD_ON &BOREN_OFF&IESO_OFF&FCMEN_OFF&LVP_OFF&DEBUG_OFF); CONFIG(BOR4V_BOR40V&WRT_OFF); #define _XTAL_FREQ 20000000 //dinh nghia chan IO #define SW_ONOFF RB0 #define SW_FRAC RB1 #define SW_TEMP+ RA1 #define SW_TEMP- RA2 #define FRAC RB1 #define ONOFF RB0 #define FRSW RE0 #define RRSW RE1 #define RLSW RE2 //khai bao su dung thu vien LCD #include "lcd.h" 45 Luan van void init(void); void read_adc(void); void OPENFR(void); void OPENRR(void); void OPENRL(void); void CLSFR(void); void CLSRR(void); void CLSRL(void); void main(void) { TRISB0=1; init(); lcd_init(); nho1=1; nho2=1; nho3=1; CLSFR(); CLSRR(); CLSRL(); while(1) { if(RB0==0) { if(FRSW==0) //ghe truoc phai co nguoi ngoi { OPENFR(); } else //ghe truoc phai khong co nguoi ngoi 46 Luan van { CLSFR(); } if(RRSW==0) //ghe sau phai co nguoi ngoi { OPENRR(); } else //ghe sau phai khong co nguoi ngoi { CLSRR(); } if(RLSW==0) //ghe sau trai co nguoi ngoi { OPENRL(); } else //ghe sau trai khong co nguoi ngoi { CLSRL(); } if (FRAC==0) //kiem tra cong tac AC { RC1=1; // bat quat lanh hap thu TRISA1=1; TRISA2=1; if(RA1==0) { setup_tp++; } if(RA2==0) { 47 Luan van setup_tp ; } read_adc(); sprintf(szRes1, "Current Temp: %d", adc_val*100/205); current_tp=adc_val*100/205; lcd_putc('\f'); lcd_puts(szRes1); delay_ms(1); lcd_putc('\n'); sprintf(szRes1, "Setup Temp: %d",setup_tp); lcd_puts(szRes1); delay_ms(180); if(current_tp