Hcmute nghiên cứu thiết kế, thi công mô hình triển khai hệ thống điều khiển động cơ diesel điện tử commonrail

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DIESEL ĐIỆN TỬ - COMMON RAIL MÃ SỐ: T2017 – 39TĐ SKC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2017 Luan van DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU TT Họ tên Nguyễn Kim Đơn vị công tác Nội dung nghiên cứu lĩnh vực chuyên môn cụ thể giao Khoa CKĐ Thu thập tài liệu, nghiên cứu kiểm tra tồn q trình hoạt động, viết thuyết minh, báo cáo tổng kết Châu Quang Hải Khoa CKĐ Kiểm tra điều chỉnh hoạt động phận cấu hệ thống mơ hình Lê Khánh Tân Khoa CKĐ Thiết kế, thi công thiết bị thu thập liệu, cổng giao tiếp máy tính Luan van MỤC LỤC Trang DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH 106 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 69 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 10 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH 12 MỞ ĐẦU: 14 TƠNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG, NGỒI NƯỚC .14 1.1 Ngồi nước 14 1.2 Trong nước 14 1.3 Danh mục cơng trình cơng bố thuộc lĩnh vực đề tài .15 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .15 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 15 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 4.1 Cách tiếp cận 16 4.2 Phương pháp nghiên cứu 16 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 16 5.1 Đối tượng nghiên cứu 16 5.2 Phạm vi nghiên cứu 16 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 16 6.1 Nội dung nghiên cứu 16 6.2 Tiến độ thực 16 NỘI DUNG: 17 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 17 DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL 1.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ TOYOTA HILUX 2KD - FTV 17 1.2 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL 18 1.2.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống nhiên liệu diesel điện tử Common Rail 18 1.2.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu diesel điện tử Common Rail Toyota Hilux 18 Luan van 1.3 HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TOYOTA 2KD-FTV 19 1.3.1 Sơ đồ hệ thống điện điều khiển động Toyota Hilux 2KD-FTV .19 1.3.2 Sơ đồ chân cực ECU 21 1.3.3 Mạch điện cấp nguồn cho hệ thống điều khiển .23 1.3.4 Mạch điện cấp nguồn cho ECU .23 1.3.5 Mạch điện cấp nguồn cho EDU .24 CHƯƠNG 2: KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CÁC BỘ PHẬN, 25 HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ DIESEL ĐIỆN TỬ COMMON RAIL 2.1 HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU 25 2.1.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 25 2.1.2 Lọc nhiên liệu 26 2.1.3 Bơm cao áp 27 2.1.4 Bơm tiếp vận nhiên liệu 29 2.1.5 Van điều khiển hút ( SCV ) 30 2.1.6 Ống phân phối nhiên liệu .31 2.1.7 Kim phun 3Error! Bookmark not defined 2.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ 35 2.2.1 Các cảm biến sử dụng mơ hình 35 2.2.1.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp 35 2.2.1.2 Cảm biến vị trí trục cam ( G ) .37 2.2.1.3 Cảm biến vị trí trục khuỷu ( NE ) 38 2.2.1.4 Cảm biến vị trí van EGR .39 2.2.1.5 Cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp Error! Bookmark not defined.0 2.2.1.6 Cảm biến áp suất đường ống nạp Error! Bookmark not defined.1 2.2.1.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Error! Bookmark not defined.3 2.2.1.8 Cảm biến áp suất nhiên liệu Error! Bookmark not defined.4 2.2.1.9 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Error! Bookmark not defined.6 2.2.1.10 Cảm biến vị trí bàn đạp ga Error! Bookmark not defined.7 2.2.2 Các cấu chấp hành sử dụng mơ hình Error! Bookmark not defined.8 2.2.2.1 EDU Error! Bookmark not defined.8 Luan van 2.2.2.2 Bướm ga diesel .50 2.2.2.3 Van EGR .52 2.2.2.4 Bugi xông 53 2.2.2.5 Van điều khiển hút SCV .54 2.2.2.6 Van xả áp 55 2.2.2.7 Kim phun 56 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH 58 3.1 THIẾT KẾ KHUNG VÀ BỘ TRUYỀN ĐỘNG 58 3.1.1 Thiết kế khung mơ hình 58 3.1.2 Tính tốn đường kính puly bánh truyền động bơm cao áp .59 3.1.3 Thiết kế mạch nguồn cho hệ thống truyền động hệ thống điều khiển 60 3.1.4 Bộ truyền động bánh trục khuỷu bánh trục cam .61 3.2 THIẾT KẾ THI CÔNG LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ TRÊN MÔ HÌNH 62 3.2.1 Sơ đồ khối bố trí thiết bị mơ hình 62 3.2.2 Các thiết bị lắp ráp mô hình 63 3.3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 66 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO , LẬP TRÌNH BOARD MẠCH THU THẬP DỮ LIỆU, GIAO TIẾP MÁY TÍNH .67 4.1 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH THU THẬP DỮ LIỆU 67 4.1.1 Khái quát sở liệu cần thu thập .67 4.1.2 Thiết lập biểu đồ tín hiệu 67 4.1.3 Khối mạch điều khiển thu nhận tín hiệu phần cứng .68 4.1.3.1 Mạch Arduino UNO SMD R3 68 4.1.3.2 Mạch Arduino NANO 68 4.1.4 Thiết kế phần cứng 69 4.1.4.1 Thiết kế phần cứng mạch Arduino UNO SMD R3 69 4.1.4.2 Thiết kế phần cứng mạch Arduino NANO 69 4.1.4.3 Mạch kết hợp Arduino .70 4.1.4.4 Mạch thi công thực tế kết hợp Arduino .70 4.1.5 Thiết kế, chế tạo mạch hiển thị .71 4.1.5.1 Nguyên lý IC 74HC 595 .71 Luan van 4.1.5.2 LED đoạn Anode chung 71 4.1.5.3 Mạch IC 74HC 595 .71 4.1.5.4 Các cụm LED 72 4.1.5.5 Bảng hiển thị cụm LED 73 4.2 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH BẰNG LABVEIW 73 4.2.1 Ứng dụng phần mềm LabVEIW .73 4.2.2 Bảng giao diện 7Error! Bookmark not defined 4.2.3 Sơ đồ khối bảng giao diện 7Error! Bookmark not defined 4.2.4 Xây dựng giao diện phần mềm LabVEIW .75 4.2.5 Giao diện sơ đồ khối chương trình 76 4.3 KIỂM NGHIỆM KẾT QUẢ THƠNG QUA PHẦN MỀM TECHSTREAM 76 4.3.1 Tín hiệu thu thập LabVEIW 76 4.3.2 Tín hiệu xuất bảng LED 77 4.3.3 Tín hiệu thu thập với phần mềm Techstream 77 4.3.4 Kết kiểm nghiệm .77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 78 KẾT LUẬN 78 KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 80 PHỤ LỤC: Yêu cầu sử dụng mô hình hướng dẫn sử dụng mơ hình .81 Luan van DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống nhiên liệu Common Rail 18 Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu.diesel Common Rail Toyota Hilux 18 Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống điện điều khiển động Toyota Hilux 2KD-FTV 20 Hình 1.4: Sơ đồ chân giắc A ECU 21 Hình 1.5: Sơ đồ chân giắc B ECU 21 Hình 1.6: Sơ đồ chân giắc D ECU 22 Hình 1.7: Sơ đồ chân giắc E ECU .22 Hình 1.8: Mạch điện cầu chì, rơ le cung cấp cho hệ thống .23 Hình 1.9: Mạch cấp nguồn ECU 23 Hình 1.10: Mạch cấp nguồn EDU .24 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail 25 Hình 2.2: Cấu tạo lọc nhiên liệu 26 Hình 2.3: Hệ thống cảnh báo nhiên liệu ON OFF 27 Hình 2.4: Cấu tạo bơm cao áp HP3 27 Hình 2.5: Họat động bơm cao áp HP3 .28 Hình 2.6: Cấu tạo hoạt động bơm tiếp vận 29 Hình 2.7: Cấu tạo van hạn chế áp suất bơm tiếp vận 29 Hình 2.8: Cấu tạo van SCV .30 Hình 2.9: Hoạt động van SCV 30 Hình 2.10: Cấu tạo ống phân phối nhiên liệu 31 Hình 2.11: Mặt cắt ống phân phối nhiên liệu 31 Hình 2.12: Hoạt động giới hạn áp suất 32 Hình 2.13: Hai trạng thái hoạt động van xả áp 33 Hình 2.14: Cảm biến áp suất nhiên liệu mạch điện 33 Hình 2.15: Mặt cắt cảm biến áp suất nhiên liệu .34 Hình 2.16: Cấu tạo kim phun .34 Hình 2.17: Hoạt động kim phun 35 Hình 2.18: Cấu tạo đặc tính hoạt động đo gió 35 Hình 2.19: Mạch cảm biến G xung cảm biến G .37 Luan van Hình 2.20: Mạch điện cảm biến Ne xung cảm biến Ne 38 Hình 2.21: Cảm biến Ne cảm biến G động .38 Hình 2.22: Xung tín hiệu Ne G .39 Hình 2.23: Cảm biến vị trí van EGR 39 Hình 2.24: Mạch điện cảm biến vị trí van EGR 40 Hình 2.25: Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp 40 Hình 2.26: Đường đặc tính điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp sau tăng áp .41 Hình 2.27: Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp 41 Hình 2.28: Mạch điện đường đặc tính cảm biến áp suất đường ống nạp .42 Hình 2.29: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .43 Hình 2.30: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 43 Hình 2.31: Đường đặc tính điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát 44 Hình 2.32: Cảm biến áp suất nhiên liệu đường đặc tính .44 Hình 2.33: Mạch điện cảm biến áp suất nhiên liệu 45 Hình 2.34: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 46 Hình 2.35: Đường đặc tính điện trở cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 46 Hình 2.36: Cấu tạo cảm biến vị trí bàn đạp ga 47 Hình 2.37: Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 47 Hình 2.38: Sơ đồ mạch điện EDU .49 Hình 2.39: Sơ đồ chân cực EDU 49 Hình 2.40: Cấu tạo bướm ga 50 Hình 2.41: Mạch điện motor bướm ga 51 Hình 2.42: Cấu tạo van EGR .52 Hình 2.43: Bugi xơng 53 Hình 2.44: Cấu tạo bugi xông 53 Hình 2.45: Mạch điện điều khiển bugi xông: 54 Hình 2.46: Mạch điện van SCV 54 Hình 2.47: Mạch điện van xả áp 55 Hình 2.48: Mạch điều khiển kim phun 56 Hình 3.1: Bản vẽ thiết kế khung mơ hình 58 Hình 3.2: Sơ đồ mạch điện cấp nguồn cho mơ hình 60 Luan van Hình 3.3: Motor dẫn động pha, biến tần 1>3 pha truyền động đai 61 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thiết bị mơ hình 62 Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thiết bị cấp nguồn thu thập thơng tin 62 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí giắc chẩn đốn cơng tắc cấp nguồn cho mơ hình .62 Hình 3.7: Hình thiết bị lắp ráp mơ hình .63 Hình 3.8: Các thiết bị sau lắp ráp 65 Hình 3.9: Mơ hình tổng thể 66 Hình 4.1: Đồ thị liên hệ nhiệt độ nhiên liệu điện áp 67 Hình 4.2: Đồ thị liên hệ nhiệt độ nước làm mát điện áp .67 Hình 4.3: Đồ thị liên hệ nhiệt độ khí nạp điện áp .68 Hình 4.4: Đồ thị liên hệ áp suất ống phân phối điện áp 68 Hình 4.5: Dạng xung cảm biến vị trí trục cam G 68 Hình 4.6: Dạng xung tín hiệu điều khiển kim phun máy (#4) .68 Hình 4.7: Arduino NANO .68 Hình 4.8: Arduino UNO SMD R3 68 Hình 4.9: Mạch điện hoạt động Arduino UNO SMD R3 69 Hình 4.10: Mạch điện hoạt động Arduino NANO 69 Hình 4.11: Mạch điện hoạt động kết hợp Arduino UNO SMD R3 NANO 70 Hình 4.12: Mạch điện thực tế kết hợp Arduino UNO SMD R3 NANO .70 Hình 4.13: IC 74HC595 .71 Hình 4.14: Cụm hiển thị LED đoạn .72 Hình 4.15: Cụm hiển thị LED đoạn .72 Hình 4.16: Cụm hiển thị LED đoạn .73 Hình 4.17: Cụm LED hiển thị mơ hình 73 Hình 4.18: Giao diện LabVEIW 74 Hình 4.19: Sơ đồ khối LabVEIW 75 Hình 4.20: Giao diện phần mềm LabVEIW .75 Hình 4.21: Giao diện sơ đồ khối chương trình 76 Hình 4.22: Tín hiệu thu thập LabVEIW tốc độ cầm chừng 76 Hình 4.23: Tín hiệu xuất bảng LED tốc độ cầm chừng 77 Hình 4.24: Tín hiệu thu thập với phần mềm Techstream tốc độ cầm chừng 77 Luan van DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Bảng thông số kỹ thuật động 2KD - FTV 17 Bảng 2.1: Bảng giá trị kiểm tra điện áp đo gió 36 Bảng 2.2: Bảng giá trị kiểm tra điện trở cảm biến G 37 Bảng 2.3: Bảng giá trị kiểm tra điện trở cảm biến Ne 39 Bảng 2.4: Bảng giá trị kiểm tra điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp THIA .41 Bảng 2.5: Bảng giá trị kiểm tra điện áp cảm biến áp suất đường ống nạp 42 Bảng 2.6: Bảng giá trị kiểm tra điện trở cảm biến nhiệt độ nước làm mát .44 Bảng 2.7: Bảng giá trị kiểm tra điện trở cảm biến áp suất nhiên liệu .45 Bảng 2.8: Bảng giá trị kiểm tra điện áp cảm biến vị trí bàn đạp ga 48 Bảng 2.9: Bảng giá trị kiểm tra điện trở motor bướm ga 51 Bảng 2.10: Bảng giá trị kiểm tra điện trở cảm biến vị trí van EGR 52 Bảng 2.11: Bảng giá trị kiểm tra điện trở bugi xông 54 Bảng 2.12: Bảng giá trị kiểm tra điện trở van SCV 55 Luan van Nhiệt đợ khí nạp ( 0C) Nhiệt độ khí nạp 150 y = 4.6316x2 - 48.42x + 106.05 100 50 -50 Điện áp đầu (V) Hình 4.3: Đồ thị liên hệ nhiệt độ Hình 4.4: Đồ thị mối liên hệ áp suất khí nạp điện áp ống phân phối điên áp Hình 4.5: Hình dạng xung tín hiệu Hình 4.6: Hình dạng xung tín hiệu điều khiển kim phun máy số ( #4) cảm biến vị trí trục cam ( G) 4.1.3 Khối mạch điều khiển thu nhận tín hiệu phần cứng : 4.1.3.1 Mạch Arduino UNO SMD R3:Đây mạch điều khiển trung tâm,làm nhiệm vụ đọc tín hiệu , giao tiếp với máy tính , xuất tín hiệu bảng điện tử ( bảng LED ) 4.1.3.2 Mạch Arduino NANO:Đây mạch điều khiển có chức hỗ trợ mạch Arduino UNO thu thập liệu xuất tín hiệu bảng LED Hình 4.7: Arduino NANO Hình 4.8: Arduino UNO SMD R3 68 Luan van 4.1.4 Thiết kế phần cứng 4.1.4.1 Arduino UNO SMD R3 - Nhiệm vụ Arduino UNO SMD R3 kết nối với máy tính qua cổng USB truyền liệu tốc độ động cơ, thời gian phun chính, thời gian phun phụ lên bảng LED - Mắc nối tiếp điện trở có giá trị 1kΩ nối tiếp với chân tín hiệu THA, THW, THF, PCR điện trở 10kΩ nối tiếp với chân #4 Mục đích hạn chế dịng vào chân Analog Digital Arduino , bảo vệ mạch Arduino hoạt động ổn định Hình 0.9: Mạch điện hoạt động Arduino UNO SMD 4.1.4.2 Arduino NANO Hình 4.10: Mạch điện hoạt động Arduino NANO 69 Luan van 4.1.4.3 Mạch kết hợp Arduino: Hình 4.11: Mạch điện hoạt động kết hợp Arduino UNO SMD R3 Arduino NANO 4.1.4.4 Mạch thực tế kết hợp Arduino: Hình 4.12: Mạch thực tế kết hợp Arduino UNO SMD R3 Arduino NANO 70 Luan van 4.1.5 Thiết kế , chế tạo mạch hiển thị 4.1.5.1 Nguyên lý IC 74HC595: - IC sử dụng tồn mơ hình IC 74HC595 có 16 chân ,được sử dụng rộng rãi để giải toán quét LED mạch điện tử - Nguồn sử dụng cho bo mạch LED nguồn 5V DC, giá trị phù hợp để IC 74HC595 hoạt động tốt Để LED sáng tốt không bị cháy ta nối nối tiếp với chân LED đoạn điện trở có giá trị 330Ω 4.1.5.2 LED đoạn Anode chung - LED đoạn hay LED (Seven Segment display) linh kiện phổ dụng , dùng công cụ hiển thị đơn giản - Trong LED bao gồm LED mắc lại với , mà có tên LED đoạn ,7 LED đơn mắc cho hiển thị số từ - , vài chữ thông dụng, để phân cách người ta cịn dùng thêm led đơn để hiển thị dấu chấm (dot) - Các led đơn gọi tên theo chữ A-B-C-D-E-F-G,và dấu chấm dot Như muốn hiển thị ký tự ta cần cấp nguồn vào chân led sáng mong muốn 4.1.5.3 Cấu tạo IC 74HC595 Hình 4.13: IC 74HC595  Ý nghĩa chân - VCC : chân để dòng điện vào, nối với cực dương - GND : chân để dòng điện ra, nối với cực âm - DS Serial Data Input : liệu truyền vào IC thông qua cổng 71 Luan van - OE Output Enable: chân để bật/tắt IC, IC chạy trạng thái LOW - STCP Storage register clock pin: hay gọi chân LATCH, chân từ trạng thái LOW chuyển sang HIGH data IC xuất chân Q1->Q7 - SHCP Shift register clock pin : gọi chân CLOCK, từ trạng thái LOW>HIGH tức xung, liệu dịch vào bit theo trạng thái của chân DS - MR Master Reclear : trạng thái HIGH , nhớ IC xóa hồn tồn - Q1->Q7 : tượng trưng cho bit vùng nhớ IC Chức năng: Một Arduino UNO vốn có chân, bị hạn chế ta làm việc với đèn led matrix 8x8 Số chân (8 + 8) x = 32 chân, để làm việc ta sử dụng tới IC 74HC595 IC có khả dịch bit lưu lại trạng thái bit, ngồi cịn đẩy bit bị tràn sử dụng bit tràn để truyền vào IC khác làm tiếp tục cơng việc 4.1.5.4 Các cụm LED Hình 4.14: Cụm hiển thị LED đoạn Hình 4.15: Cụm hiển thị LED đoạn 72 Luan van Hình 4.16: Cụm hiển thị LED đoạn 4.1.5.5 Bảng hiển thị cụm LED : Hình 4.17: Cụm LED hiển thị mơ hình 4.2 THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH SỬ DỤNG PHẦN MỀM LabVIEW 4.2.1 Ứng dụng phần mềm LabVEIW - LabVEIW sử dụng lĩnh vực đo lường, tự động hóa, điện tử, robotics, vật lý, tốn học, sinh học, vật liệu, ô tô, vv - LabVEIW giúp kỹ sư kết nối cảm biến cấu chấp hành với máy tính - LabVEIW sử dụng để xử lý kiểu liệu tín hiệu tương tự (analog), tín hiệu số (digital) hình ảnh (vision), âm (audio), vv 73 Luan van - LabVEIW hỗ trợ giao thức giao tiếp khác RS232, RS485, TCP / IP, PCI, PXI, bạn tạo thực thi độc lập thư viện chia sẻ (ví dụ thư viện liên kết động DLL), LabVEIW trình biên dịch 32-bit 4.2.2 Bảng giao diện (The Front Panel) Front Panel mặt mà người sử dụng hệ thống nhìn thấy Các VI bao gồm giao diện người dùng có tính tương tác, mà gọi bảng giao diện, mơ mặt trước dụng cụ vật lý Bảng giao diện bao gồm núm, nút đẩy, đồ thị đồ thị dụng cụ thị điều khiển khác Bạn nhập vào liệu bàn phím chuột sau quan sát kết hình máy tính Hình 4.18: Giao diện LabVEIW 4.2.3 Sơ đồ khối (The Block Diagram) Block diagram VI sơ đồ xây dựng mơi trường LabVEIW, gồm nhiều đối tượng hàm khác để tạo cấu trúc lệnh để chương trình thực Block Diagram mã nguồn đồ họa VI Các đối tượng Front Panel thể thiết bị đầu cuối Block Diagram, loại bỏ thiết bị đầu cuối Block Diagram Các thiết bị đầu cuối sau loại bỏ đối tượng tương ứng Front panel Cấu trúc Block Diagram gồm thiết bị đầu cuối (Terminal), nút (Node) dây nối (wire) 74 Luan van Hình 4.19: Sơ đồ khối Labveiw 4.2.4 Xây dựng giao diện phần mềm LabVEIW: Hình 4.20: Giao diện phần mềm LabVEIW - Đồng hồ hiển thị nhiệt độ nước làm mát - Đồng hồ hiển thị nhiệt độ khí nạp - Đồng hồ hiển thị tốc độ động - Đồng hồ hiển thị áp suất ống phân phối - Đồng hồ hiển thị nhiệt độ nhiên liệu - Hiển thị thời gian phun phụ - Hiển thị thời gian phun - Chọn cổng kết nối - Dừng chương trình 75 Luan van 4.2.5 Giao diện sơ đồ khối chương trình Hình 4.21: Giao diện sơ đồ khối chương trình - 1.Cụm tín hiệu vào - 2.Cụm nhận hiển thị tín hiệu nhiệt độ khí nạp - 3.Cụm nhận hiển thị tín hiệu nhiệt độ nước làm mát - 4.Cụm nhận hiển thị tín hiệu nhiệt độ nhiên liệu - 5.Cụm nhận hiển thị tín hiệu nhiệt độ áp suất ống phân phối - 6.Cụm nhận hiển thị tín hiệu thời gian phun - 7.Cụm nhận hiển thị tín hiệu thời gian phun phụ - 8.Cụm nhận hiển thị tín hiệu tốc độ động 4.3 KIỂM NGHIỆM KẾT QUẢ THÔNG QUA PHẦN MỀM TECHSTREAM 4.3.1 Tín hiệu thu thập LabVEIW Hình 4.22: Tín hiệu thu thập LabVEIW tốc độ cầm chừng 76 Luan van Các thông số : - Nhiệt độ nước làm mát : 44OC - Nhiệt độ khí nạp : 28OC - Nhiệt độ nhiên liệu: 30OC - Áp suất ống phân phối: 23 MPa - Tốc độ động : 700rpm - Thời gian phun chính: 676µs - Thời gian phun phụ: 1368µs 4.3.2 Tín hiệu xuất bảng LED Hình 4.23: Tín hiệu xuất bảng LED tốc độ cầm chừng 4.3.3 Tín hiệu thu thập với phần mềm Techstream : Hình 4.24: Tín hiệu thu thập với phần mềm Techstream tốc độ cầm chừng 4.3.4 Kết kiểm nghiệm Các liệu xuất Labveiw bảng LED có sai số nhỏ so với phần mềm Techstream nằm giới hạn cho phép, đáp ứng tốt yêu cầu đề tài 77 Luan van KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Sau hồn thành đề tài nhóm nghiên cứu chúng tơi đưa số kết luận sau: - Mơ hình thiết kế, thi công theo yêu cầu đề tài, khung thùng vững đặt bánh xe di động, hệ thống truyền động sử dụng nguồn điện pha ( motor pha + biến tần pha > 3pha ) nguồn ổn áp 220v- 12v cung cấp cho hệ thống điều khiển nên thuận tiện linh hoạt việc giảng dạy lý thuyết thực hành Hệ thống truyền động êm dịu, tốc độ thay đổi vơ cấp từ 700-2500 vịng/phút điều khiển tín hiệu bàn đạp ga động thực tế nằm khoảng khảo sát động Ngồi mơ hình sử dụng tiết kiệm điện năng, nhiên liệu, tránh nhiễm mơi trường - Mơ hình trang bị đầy đủ cảm biến, cấu chấp hành động diesel điện tử common rail Toyota 2KD-FTV, bố trí trực quan sinh động giúp người học tiếp thu dễ dàng Ngồi mơ hình cịn trang bị ống nghiệm, đồng hồ áp suất tạo điều kiện cho việc nghiên cứu - Ứng dụng phần mềm LabVEIW để kết nối với thiết bị ngoại vi thể thông số đo lựa chọn phù hợp - Sử dụng LED đoạn để hiển thị số lựa chọn tốt, hiển thị rõ ràng xác chữ số - Việc xác định thông số động nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nhiên liệu , tốc độ động cơ, thời gian phun chính, thời gian phun phụ , cho phép khảo sát đánh giá chất lượng động chế độ thường xuyên mà động hoạt động thực tế - Thiết bị hoàn toàn đáp ứng mục tiêu thực nghiệm động Đảm bảo sử dụng thời gian dài, phù hợp với phần lớn loại động cảm biến thông dụng - Thông qua số liệu thu thập động hoạt động thực tế, số liệu cho thấy cách rõ ràng hoạt động động cơ, xác định hoạt động thực tế động Các liệu thu thập sở liệu quan trọng cho việc cải tiến động phù hợp với điều kiện thực tế, hoạt động ổn định chế độ tối ưu tính kinh tế kỹ thuật, giảm ô nhiễm khí thải bảo vệ môi trường 78 Luan van KIẾN NGHỊ: Để phát huy sâu hướng phát triển đề tài: - Sử dụng thu thập nhiều liệu cảm biến cấu chấp hành - Điều khiển động cơ, thiết bị từ máy tính thơng qua cấu chấp hành như: điều khiển bật/ tắt động cơ, điều khiển vị trí cần ga, tương lai thay ECU điều khiển lượng nhiên liệu phun thời điểm phun nhiên liệu động - Phát triển hệ thống theo hướng kết nối IoT , đưa tất liệu giao tiếp với máy tính thơng qua mạng Internet để nắm bắt tình trạng động vị trí khác - Chuyển giao cơng nghệ cho sở đào tạo ngành công nghệ kỹ thuật ô tô để phục vụ tốt việc giảng dạy hệ thống động diesl điện tử common rail 79 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đinh Ngọc Ân, Trang bị điện ô tô máy kéo, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà nội, 1980 [2] PGS-TS Đỗ Văn Dũng, Trang bị điện điện tử ô tô đại, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh, 2004 [3] Toyota Motor VietNam - Cẩm nang sửa chữa động Hiace, [4] Toyota Service Training - Công ty ô tô Toyota Việt Nam Tiếng Anh [1] Gianni Regazzi, Funo Di Argelato, Beniamino Baldoni Italy; Inductive ignition system for internal combustion engine, USA Patent No US 7028676 B2, 2006 [2] Joseph M Lepley, Girard; Capacitive discharge ignition system with extended duration spark, USA Patent No US 6701904 B2, 2004 [3] Kaushik H Thakore; Hight energy output inductive ignition, USA Patent No : 3835350, 1974 [4] Nationsl Instruments Corporation (2006), “LabVIEW Basic Course Manual”, North Mopac, Austin, Texas [5] New Model Hiace 2005- Toyota Motor Vietnam [6] Shingo Morita, Takafumi Narishige, Mitsuru Koiwa;Capacitive ignition system with inductively extended discharge time; USA Patent No 5220901, 1993 Wedsite : http://randysrepairshop.net http://www.gill.co.uk http://www.daytona-twintec.com 80 Luan van PHỤ LỤC YÊU CẦU KHI SỬ DỤNG VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MƠ HÌNH u cầu sử dụng mơ hình - Sinh viên phải học cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống Common Rail trước thao tác mơ hình - Sinh viên phải nhận biết cấu tạo tổng quát mơ hình, tên chức thiết bị mơ hình trước thao tác để tránh gây hư hỏng thiết bị - Điện áp sử dụng cho hệ thống truyền động nguồn điện xoay chiều pha, hệ thống điều khiển động mơ hình điện áp chiều 12V chuyển đồi từ nguồn điện xoay chiều 220V Trước cấp nguồn phải quan sát kiểm tra giắc cắm hộp ECU, EDU, cảm biến kim phun có chắn, tránh trường hợp giắc chưa cắm làm mơ hình khơng hoạt động hỏng thiết bị - Sử dụng nhiên liệu cho mơ hình nhiên liệu DIESEL - Không tháo giắc kim phun q trình hoạt động nguy hiểm người học gây cháy hộp EDU - Đặc biệt qua tâm đến vấn đề an toàn điện, an tồn cháy nổ vận hành mơ hình Hướng dẫn sử dụng mơ hình - Kiểm tra, lắp mạch hệ thống nối đất - Cấp nguồn 220V, công tắc IGSW vị trí OFF - Bật cơng tắc Power SW lúc đèn báo công tắc đèn Motor Speed sáng Đồng thời đèn BATT bảng cực ECU sáng để thông báo hệ thống cấp nguồn - Bật công tắc LIGHT/SW để dể dàng quan sát kim phun ống nghiệm - Xoay cơng tắc IG/SW sang vị trí ON (IG): Quan sát đèn báo +B bảng cực ECU sáng, bugi xông bắt đầu làm việc - Xoay công tắc IGSW sang vị trí ST: motor bắt đầu truyền động, người sử dụng quan sát tín hiệu điều khiển hoạt động cấu chấp hành mô hình: - Các ống nghiệm khóa mở van hồi nhiên liệu, mục đích để quan sát lượng dầu phun lượng dầu hồi 81 Luan van Luan van