TÓM TẮT Nhằm phân tích được sự ảnh hưởng của hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử đối với động cơ Piston tự do khi hoạt động so với động cơ sử dụng hệ thống phun nhiên liệu truyề
TỔNG QUAN
Đặt vấn đề
Nhiên liệu hóa thạch đã là nguồn năng lượng chính cho xã hội của chúng ta kể từ thế kỷ 19 Hiện nay, 78% năng lượng trên thế giới được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch Trong khi năng lượng tiêu thụ tăng vọt qua từng năm, Hơn nữa, biến đổi khí hậu liên quan đến việc đốt nhiên liệu hóa thạch đang trở thành một vấn đề cấp bách Các ngành giao thông vận tải chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng mức tăng trưởng trên thế giới tiêu thụ xăng dầu và tiêu thụ năng lượng thế giới trong lĩnh vực giao thông vận tải tiếp tục tăng trung bình 2,2 phần trăm mỗi năm, cùng với sự phát triển của các nghành công nghiệp và công nghệ đã dẫn đến một cuộc khủng hoảng về nhiên liệu, môi trường bị ô nhiễm nặng nề, giá thành của nhiên liệu tăng cao, nguồn dự trữ nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt… đã đặt ra một thử thách vô cùng to lớn đến các nhà nghiên cứu tương lai phát triển động cơ Nhiều nỗ lực nghiên cứu đã được đặt ra làm sao để tạo ra một động cơ với công nghệ mới với hiệu suất cao hơn động cơ thông thường và giảm tối đa lượng khí thải phát sinh ra môi trường Sự ra đời của động cơ piston tự do có thể xem là một giải pháp kịp thời cho vấn đề này, động cơ piston tự do với những tính năng nổi bật như: thiết kế đơn giản, tối ưu hóa quá trình cháy thông qua tỷ lệ nén khác nhau, dẫn đến hiệu quả tải cao hơn và có thể hoạt động nhiều nhiên liệu, giảm tổn thất ma sát do một thiết kế đơn giản với ít bộ phận chuyển động, giảm bớt được sự tác động của lực ngang gây ra khi piston dịch chuyển không có trục khuỷu làm cho quá trình tổn hao công suất giảm đi đáng kể Động cơ piston tự do về cơ bản giống như động cơ đốt trong truyền thống nhưng điểm khác biệt là không có trục khuỷu (sự dịch chuyển của piston không được điều khiển bằng trục khuỷu) mà thay vào đó là sự tương tác lực từ buồng đốt - combustion champer và lực đẩy lại từ buồng đẩy - bounce champer Vì vậy để có thể tối ưu được quá trình phun nhiên liệu cho Động cơ không trục khuỷu cũng đang là một trong những đề tài nghiên cứu được rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm
Phun nhiên liệu đối với Động cơ không trục khuỷu không khác nhiều so với động cơ
2 truyền thống Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng, đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí bằng tia lửa điện (Spark Ignition - SI) đang được dùng phổ biến trên các phương tiện vận tải ngày nay Với tiến bộ của khoa học công nghệ, các hệ thống điều khiển điện - điện tử trên động cơ ô tô đang được cải tiến liên tục nhằm nâng cao hiệu suất động cơ, giảm thiểu phát thải các thành phần độc hại ra môi trường Để đạt được mục tiêu trên, đòi hỏi việc điều khiển hệ thống nhiên liệu động cơ sao cho tỷ lệ hòa trộn nhiên liệu, không khí phải tối ưu với từng chế độ làm việc của động cơ Ban đầu, việc hòa trộn này nhờ bộ chế hòa khí nhưng có quá nhiều nhược điểm Giải bài toán phức tạp này, hệ thống phun xăng điện tử đã ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của bộ chế hòa khí cũng như đạt được mục tiêu mong muốn Trong hệ thống phun xăng điện tử, bộ điều khiển điện tử - ECU đóng vai trò bộ não của hệ thống, tiếp nhận thông tin từ các cảm biến, tính toán tối ưu các thông số để đưa ra quyết định lượng phun, thời điểm phun phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ đốt trong Có nhiều công trình nghiên cứu về mô phỏng và điều khiển hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong như Gogola mô phỏng điều khiển hệ thống nhiên liệu cho động cơ một xi lanh, Mostafa Abdulrahman Kortam, cải tiến hệ thống nhiên liệu diesel truyền thống thành hệ thống nhiên liệu diesel có điều khiển điện tử cho động cơ 4 xi lanh [1] Các nghiên cứu này cơ bản đã hoàn thành mục tiêu đề ra, bên cạnh đó còn hạn chế độ chính xác chưa cao
Nhưng để có thể xác định được hiệu quả làm việc của quá trình phun nhiên liệu ta cần phải nghiên cứu kỹ càng hệ thống phun nhiên liệu của Động cơ không trục khuỷu Đặc biệt là hệ thống phun nhiên liệu điện tử và tiến hành nghiên cứu áp dụng hệ thống này
Nên đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu và áp dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho động cơ không trục khuỷu’’ được ra đời nhằm mục đích chính là giải quyết các vấn đề cấp bách nêu trên.
Mục tiêu của nghiên cứu
❖ Mục tiêu nghiên cứu tổng thể: Nghiên cứu và áp dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho Động cơ không trục khuỷu thay bộ chế hòa khí
❖ Mục tiêu nghiên cứu cụ thể: xác định được tính hiệu quả của hệ thống phun nhiên liệu điện tử so với các hệ thống phun nhiên liệu khác trên động cơ không trục khuỷu Và tiến hành áp dụng vào thực tế, sự trộn hòa khí hỗn hợp và quá trình đốt cháy sẽ cho ta thấy được hiệu quả hệ thống phun nhiên liệu điện tử của động cơ không trục khuỷu, qua đó làm tăng hiệu quả kinh tế, giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu khi đưa vào khai thác sử dụng và tránh ô nhiễm môi trường do sử dụng hệ thống phun nhiên liệu khác.
Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước
Gần đây các công ty và tập đoàn sản xuất ô tô trên thế giới đang ngày một có xu hướng phát triển theo hướng xe điện và xe lai Đặc biệt ở nước ta thị trường xe ô tô điện cũng càng ngày càng phát triển mạng mẽ, nhưng để đáp ứng được nhu cầu đó thì các Trung tâm nghiên cứu và các nhà nghiên cứu không ngừng phát triển và cải tiến mới ví dụ: Các Nghiên cứu về động cơ Hydrid, Các nghiên cứu về Động cơ sử dụng nhiên liệu sinh học, và đặc biệt là nghiên cứu về động cơ piston tự do Các nhà nghiên cứu trong nước chủ yếu là các nhà khoa học từ các trường Đại học lớn: Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Đại Học Bách Khoa Tp HCM, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM…Tuy nhiên hiện tại thì các nghiên cứu hiện vẫn còn rất khiêm tốn và vẫn chưa có được các công bố từ những nguồn chính thức Ngoài ra Việt Nam vẫn đang là một nước nông nghiệp, nên lượng nhiên liệu dầu mỏ rất khang hiếm Chính vì vậy, đề tài “ NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ CHO ĐỘNG CƠ KHÔNG TRỤC KHUỶU” là rất cần thiết cho ý nghĩa khoa học, vừa giải được vấn đề tiết kiệm mức tiêu hao nhiên liệu, vừa giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường Chính vì thế đề tài không những góp phần quan trọng trong việc cải tiến và phát triển động cơ không trục khuỷu, đồng thời còn giải quyết vấn đề nguồn nhiên liệu cạn kiệt và ô nhiễm môi trường
4 Nguyên cứu đầu tiên là của tác giả Hồ Văn Phúc với tựa đề “ Nghiên cứu mô phỏng đặc tính công suất động cơ Free Piston sử dụng Biogas” [2] Đề tài thực hiện việc nghiên cứu và xây dựng mô hình mô phỏng về ảnh hưởng của tỉ lệ thành phần CH4 trong Biogas đến đặc tính công suất động cơ Free Piston hai kỳ loại đối đỉnh Các trường hợp sử dụng Biogas với tỉ lệ thành phần 40% CH4, 50% CH4, 60% CH4, 70%
CH4, 100% CH4 được chọn làm điểm mô phỏng cho 5 điểm tốc độ động cơ f = 16.7 Hz; 33.3 Hz; 50 Hz; 66.7 Hz và 83.3 Hz Kết quả cho thấy rằng mặc dù lượng khí nạp mới được cải thiện khi sử dụn Biogas với tỉ lệ phần trăm CH4 thấp, hiệu suất nạp lại giảm, cụ thể, khi %CH4 giảm từ 100% đến 40% tại f = 83.3 Hz hiệu suất nạp giảm từ 0.8518 đến 0.7673, giảm 11.01% Áp suất cháy cực đại tại cùng 1 tốc độ là cao nhất khi sử dụng Biogas với thành phần 100% CH4 (~ 4 Nm/m2 tại f = 83.3 Hz), đồng thời tốc độ cháy càng cao khi sử dụng Biogas có thành phần CH4 càng lớn Từ áp suất xylanh, đặc tính công suất chỉ thị của động cơ theo tốc độ ở các trường hợp %CH4 được xây dựng
Nghiên cứu thứ 2 là của tác giả Nguyễn Huỳnh Thi và Cộng sự với tựa đề “ Nghiên cứu sơ bộ hệ thống đánh lửa bằng tia lửa điện cho động cơ thẳng piston tự do” Trong những năm gần đây, động cơ tuyến tính piston tự do (FPLE) đã và đang được sự thu hút và quan tâm ngày càng cao của các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới Với sự phát triển của công nghệ điều khiển máy tính, công nghệ động cơ đốt trong, và khoa học vật liệu, đã có những tiến bộ đáng kể trong các khía cạnh mô phỏng FPLE, kỹ thuật thực nghiệm, cũng như hệ thống điều khiển FPLE Bài báo này trình bày một nguyên mẫu của động cơ hai thì, đánh lửa tự do bằng tia lửa điện được chuyển đổi từ hai động cơ hai thì cỡ nhỏ Nó có kích thước lỗ khoan là 34 mm và hành trình tối đa là 28 mm Động cơ tuyến tính được cung cấp nhiên liệu bằng propan Mục đích của nghiên cứu là tạo ra một nguyên mẫu của hệ thống khởi động và điều tra ảnh hưởng của thời điểm đánh lửa và áp suất hiệu quả Không khí và nhiên liệu được trộn sẵn bởi bộ chế hòa khí sau đó chúng được cung cấp trực tiếp vào mỗi xi lanh Thời điểm đánh lửa được
5 thay đổi ở mức 1 mm và 2 mm so với tâm điểm chết trên cùng tối đa với tốc độ bắt đầu từ 10 Hz Nguyên mẫu đánh lửa thành công với áp suất tối đa 7,5Kg/cm2 khi đánh lửa trước điểm chết trên (ĐCT) 1mm và 9,5Kg/cm2 khi đánh lửa trước ĐCT 2mm Đề tài đã hoàn thành các mục tiêu ban đầu như khảo sát lý thuyết, tính toán, xác định kiểu động cơ, cơ cấu khởi động Kết quả sơ bộ đã khẳng định được tính khả thi của đề tài và đề xuất mô hình FPLE [3]
Nghiên cứu thứ 3 của tác giả Nguyễn Huỳnh Thi “Nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm động cơ đốt trong không trục khuỷu” Nghiên cứu này sẽ tập trung vào FPEG loại piston kép đánh lửa cưỡng bức Một cơ cấu khởi động cơ khí được đề xuất áp dụng cả 2 chiến lược nêu trên, cơ cấu có khả năng đưa piston đi hết hành trình và dao động tuyến tính Các nội dung chính của quá trình nghiên cứu như sau:
• Nghiên cứu cơ sở lý thuyết động cơ piston tự do kép đánh lửa cưỡng bức
• Đề xuất, thiết kế mô hình động cơ piston tự do kép đánh lửa cưỡng bức
• Mô phỏng ứng suất của cụm piston-xylanh
• Mô phỏng quá trình quét khí và quá trình nén
• Chế tạo mô hình và đề xuất chiến lược điều khiển động cơ piston tự do
• Thực nghiệm một số thông số quá trình khởi động [4]
Nghiên cứu thứ 4 là luận văn thạc sĩ của tác giả ThS Đào Hữu Huy "Tính toán, thiết kế hệ thống đánh lửa cho động cơ không trục khuỷu" Tác giả đã thiết kế hệ thống đánh lửa cho động cơ FPLE và tiến hành quá trình mô phỏng cũng như thực nghiệm về thời điểm đánh lửa Kết quả thời điểm đánh lửa tối ưu nhất 2mm trước ĐCT với áp suất cực đại 9,5 Kg/cm2 Sử dụng phần mềm mô phỏng Matlab-Simulink để mô hình hóa áp suất xylanh theo thời điểm đánh lửa [5]
Nghiên cứu tiếp theo là của tác giả ThS Huỳnh Văn Lộc với tựa đề “Một đề xuất nghiên cứu ban đầu của động cơ đốt trong không trục khuỷu hai kỳ.” Ở nghiên cứu này tác giả đã trình bày các nguyên tắc cơ bản về lý thuyết, thực nghiệm liên quan đến việc tính toán, thiết kế, thử nghiệm động cơ pít tông tự do hai thì Cụ thể trong nghiên cứu
6 này, tác giả đề xuất mẫu động cơ pít tông tự do hai thì, pít tông kép 2 buồng đốt Động cơ có công suất 1,5 kW, có đường kính pít tông 34 mm, hành trình tối đa 28 mm và đánh lửa cưỡng bức Từ mô hình có sẵn tiến hành đề xuất chế tạo mô hình thực tế để lấy số liệu kiểm tra tính hợp lý các thông số Các kết quả sơ bộ về thiết kế và tính toán của động cơ pít tông tự do được hiển thị và các công trình tiếp theo được khuyến nghị
Bài báo đề xuất một mẫu FPE đơn giản với khởi động bằng cơ khí Một số kết quả ban đầu cho thấy động cơ có thể hoạt động ổn định ở tốc độ 0,4 m/s với áp suất nén cực đại
4,0 –4,5 kg/cm 2 , thời gian đạt được áp suất cực đại tương đối ngắn trong khoảng 2s
Như vậy, động cơ có thể đảm bảo các quá trình của động cơ 2 thì Việc sử dụng mô tơ giúp FPE khởi động ởtốc độ ổn định và dễ dàng điều khiển Ngoài ra với cơ cấu này có thể giúp nghiên cứu động cơ đốt trong không trục khuỷu kết hợp với máy phát điện tuyến tính mà không cần động cơ hoạt động Áp suất ở hai đầu xi lanh khác nhau là vấn đề cần phải giải quyết trong thời gian tới Thực tế, mẫu động cơ đã bắt đầu thử nghiệm đánh lửa cưỡng bức trong quá trình khởi động và đã thành công trong một vài chu kỳ nhưng cần phải nghiên cứu tối ưu hơn [6]
Nghiên cứu đầu tiên là của YJ Jiang và Cộng sự với tựa đề “ Nghiên cứu hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử của động cơ xăng dựa trên GT-POWER và MotoHawk” Dựng mô hình động cơ LJ465Q bằng phần mềm GT-POWER và tiến hành vận hành mô phỏng để lấy thang phun xăng cơ bản, sau đó hoàn thiện công việc Modeling, code, viết chổi ECU và cân chỉnh bằng công cụ tạo mẫu nhanh MotoHawk và MotoTune, chạy thử xác minh và hiệu chuẩn tối ưu Thực nghiệm cho thấy phương pháp nghiên cứu kết hợp mô phỏng phần mềm và thử nghiệm phần cứng giúp giảm số lượng bài kiểm tra băng ghế dự bị, rút ngắn chu kỳ phát triển và giảm chi phí phát triển Công nghệ điều khiển điện tử động cơ đã trở thành một trong những công nghệ then chốt để giải quyết các vấn đề về năng lượng và khí thải Để phát triển hệ thống kiểm soát nhiên liệu ô tô, việc sử dụng rộng rãi hơn nguyên mẫu nhanh công cụ phù
7 hợp với mô hình V để thực hiện nghiên cứu Trong quá trình phát triển, bộ điều khiển cần rất nhiều dữ liệu cơ bản, nhưng dữ liệu phải được kiểm tra thông qua một số lượng lớn các thử nghiệm, do đó, bộ điều khiển sẽ mất một chu kỳ phát triển dài và chi phí cao Phải có phương pháp kết hợp mô phỏng phần mềm và phần cứng thực nghiệm đã xây dựng mô hình mô phỏng động cơ bằng phần mềm GT-POWER và tiến hành vận hành để đạt được quy mô phun nhiên liệu cơ bản, và sau đó hệ thống kiểm soát nhiên liệu động cơ được phát triển dựa trên MotoTron [7]
Nghiên cứu thứ 2 là của Kurt Wihelm (1998) với tựa đề “Hệ thống phun cho động cơ piston tự do” Đối tượng của sáng chế là cung cấp một hệ thống kim phun cải tiến loại bỏ các nhược điểm đã nêu ở trên Cụ thể, sáng chế đề xuất một hệ thống kim phun cải tiến thuộc loại đã mô tả ở trên, có cấu tạo khá đơn giản, nhưng cần rất ít năng lượng để vận hành và tận dụng các đặc tính vật lý của pít-tông tự do động cơ Những đối tượng này và những đối tượng khác sẽ trở nên rõ ràng sau đây, đạt được theo sáng chế hiện tại bằng cách cung cấp một bơm phun có cấu tạo như một bơm pít-tông tự do và được lắp trong pít-tông của động cơ hoặc trong đầu xi-lanh dao động với động cơ theo hướng dọc trục và được điều khiển bởi lực quán tính khối lượng Cấu trúc này sử dụng đầy đủ các đặc tính vật lý của động cơ pít-tông tự do Bơm pít-tông có thiết kế đơn giản và tạo ra - mà không cần điều khiển bổ sung - áp suất cần thiết vào đúng thời điểm Liên quan đến động cơ pít-tông tự do tác động đơn và nhỏ, đặc biệt có thể bỏ qua thiết bị thủy lực phía sau để hạn chế hành trình vì pít-tông giới hạn chạm xuống ở tốc độ thấp Tùy thuộc vào kích thước và thiết kế của động cơ, lượng nhiên liệu phun vào có thể được kiểm soát bằng cách cung cấp cho pít-tông bơm các vòng xoắn (các cạnh điều khiển nghiêng) và xoay pít-tông bơm quanh một trục theo hai hướng Nếu chọn các vòi phun có thể truyền động bên ngoài hoặc nếu cần đánh lửa bằng điện, thì có thể lắp đặt một hoặc nhiều bộ phận áp điện để cung cấp điện áp cần thiết vào đúng thời điểm Một điều thuận lợi là có thể phun ít nhiên liệu hơn vào buồng làm việc của động cơ nếu độ nén rất cao, chỉ cần lắp vào buồng làm việc của máy bơm một van an toàn có
8 xu hướng lò xo thích ứng để mở tùy thuộc vào áp suất Nếu mức độ quay của pít-tông bơm và do đó lượng nhiên liệu phun được xác định bởi chênh lệch áp suất, thì áp suất chênh lệch có thể được tác động thuận lợi bởi một van pít-tông thiên về lò xo đơn giản, mà không yêu cầu công nghệ cảm biến và thiết bị điều khiển đắt tiền, vì van được điều khiển bởi lực quán tính của khối lượng trọng lượng của pít-tông van và do đó mở ra theo cách không phụ thuộc vào áp suất [8]
Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
❖ Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài này là: Nghiên cứu và áp dụng hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử cho động cơ không trục khuỷu Cụ thể là chúng ta tiến hành nghiên cứu các cơ sở dữ liệu, tính toán trên phần mềm, và tiến hành áp dụng hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử cho động cơ không trục khuỷu để có thể thay thể cho bộ phun nhiên liệu bằng chế hòa khí đánh lửa bằng phương pháp truyền thống giúp cho động cơ hoạt động đạt được hiệu suất tối ưu nhất
❖ Phạm vi nghiên cứu chính của đề tài là: Nghiên cứu và áp dụng được hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử cho động cơ không trục khuỷu, để có thể cải tiến và thay thế được cho động cơ không trục khuỷu sử dụng phương pháp phun nhiên liệu truyền thống bộ chế hòa khí.
Phương pháp nghiên cứu
❖ Phương pháp nghiên cứu từ những tài liệu tham khảo như: Tiến hành thu thập và sàn lọc dữ liệu chủ yếu về động cơ không trục khuỷu và phun nhiên liệu điện tử cho động cơ 2 kỳ, dữ liệu được sử dụng các nguồn dữ liệu có sẵn, thông tin có sẵn và được chứng minh từ các nguồn gốc chính thống khác nhau
❖ Phương pháp tổng hợp các cơ sở lý thuyết về động cơ không trục khuỷu và hệ thống phun nhiên liệu điện tử từ đó tiến hành phân tích kết hợp với những mô hình thực nghiệm có liên quan để làm cơ sở lý thuyết ban đầu cho quá trình nghiên cứu và áp dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho động cơ không trục khuỷu
❖ Phương pháp nghiên cứu tài liệu: nghiên cứu các tài liệu có liên quan về mô hình động cơ piston không trục khuỷu, nghiên cứu về hệ thống điều khiển phun nhiên liệu, đánh lửa điện tử, lý thuyết về chu trình thử nghiệm và cơ sở lý thuyết về tính hiệu suất và hiệu quả hoạt động của động cơ, tính toán tiêu hao nhiên liệu của động cơ, Nghiên cứu về hiệu quả của hệ thống phun nhiên liệu điện tử trên đông cơ
❖ Sử dụng công cụ trong phần mềm Ansys và Matlab Simulink để mô phỏng sự thay đổi các thông số của hệ thống phun nhiên liệu Từ các kết quả thu được ta rút ra các nhận xét và đánh giá khả năng hoạt động của hệ thống phun nhiên liệu điện tử động cơ không trục khuỷu và mức tiêu hao nhiên liệu, nhằm giảm thiểu tối đa.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
❖ Ý nghĩa khoa học: Cho ta thấy được hiệu quả của hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử được áp dụng trên động cơ không trục khuỷu so với động cơ truyền thống trên ô tô, được xây dựng dựa trên phương pháp thực hiện các bài toán động cơ Từ đó, cho ta cơ sở để so sánh ưu nhược, điểm và hiệu quả hoạt động của hai động cơ trên khi sử dụng hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử
❖ Ý nghĩa thực tiễn: Mô hình nghiên cứu thực nghiệm được xây dựng là dựa trên những kết quả tính toán làm cơ sở lý thuyết ban đầu để xác định các thông số của hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử và áp suất ban đầu sao cho phù hợp giúp tăng tối đa hiệu suất cháy, giảm thiểu mức nhiên liệu tiêu và giảm gây
12 ra ô nhiễm môi trường và tăng được hiệu suất làm việc của động cơ Mặt khác, các kết quả nghiên cứu thực nghiệm sẽ là tài liệu tham khảo đáng giá cho các đối tượng quan tâm khi nghiên cứu và học tập trong cùng một lĩnh vực
CƠ SỞ LÝ LUẬN
Giới thiệu hệ thống phun nhiên liệu điện tử
Hiện nay trên thế giới các nghiên cứu về Động cơ Piston không trục khuỷu đa phần hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí và hệ thống đánh lửa thông thường, tuy nhiên nó sẽ có nhiều nhược điểm như:
• Tỷ lệ hòa khí sẽ phụ thuộc chủ yếu vào áp suất trên đường ống nạp và tốc độ hoạt động của động cơ, ngoài ra nó còn phụ thuộc vào nhiệt độ động cơ, độ mở bướm ga và nhiệt độ khí nạp…Khi cơ cấu điều khiển phun nhiên liệu bằng cơ khí sẽ không xác định được chính xác lượng nhiên liệu phun vào để cho phù hợp với chế độ hoạt động của động cơ
• Góc đánh lửa sớm được giữ cố định nên không phù hợp với tải trọng và tốc độ của động cơ
• Do sử dụng họng tiết lưu nên dễ làm tổn thất cơ khí và giảm hệ số nạp của động cơ
Cùng với sự phát triển của Động cơ không trục khuỷu thì hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ cũng ngày càng phát triển theo để có thể đảm bảo yêu cầu về giảm khí thải, giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm được tối đa nhiên liệu,…Trong suốt thời gian qua hệ thống phun nhiên liệu trên động cơ truyền thống đã thay đổi rất nhiều, những yêu cầu cho nó cũng ngày càng khắt khe hơn, cùng với đó thì bộ chế hòa khí cũng ngày càng phức tạp hóa hơn để đảm bảo được động cơ hoạt động hiệu quả nhất Tuy nhiên bộ chế hòa khí cũng tồn tại một số khuyết điêm không thể khắc phục Và đó cũng là nguyên nhân hệ thống phun nhiên liệu điện tử ra đời, ngày nay trên động cơ hầu hết đều dùng hệt thống phun nhiên liệu điện tử để đáp ứng được yêu cầu khắt khe về khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu Không chỉ riêng động cơ đốt trong truyền thống mà đối với động cơ không trục khuỷu cũng vậy khi sử dụng hệ thống phun nhiên liệu điện tử sẽ có nhiều ưu điểm nổi bật như:
• Hỗn hợp nhiên liệu và không khí ở các xy lanh là đồng đều
• Tỷ lệ hòa khí và nhiên liệu chính xác ở từng dải tốc độ hoạt động của động cơ
• Lượng nhiên liệu phun vào sẽ được thay đổi kịp thời và chính xác khi thay đổi góc mở bướm ga
• Có thể thay đổi tỷ lệ hòa khí phù hợp với chế độ hoạt động của động cơ: Khởi động, tăng tốc, toàn tải và giảm tốc
• So với bộ chế hòa khí thì hiệu suất nạp sẽ cao hơn vì giảm được cản trên đường ống nạp
• Giảm thiểu gây ra ô nhiễm môi trường hơn.
2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hệ thống phun xăng điện tử gồm có: Kim phun điện tử, Các cảm biến tín hiệu như cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến lưu lượng khí nạp, độ mở bướm ga, hộp điều khiển động cơ (ECU), các cảm biến này sẽ thu thập tín hiệu và các giá trị tín hiệu sẽ được truyền đến ECU để xuất tín hiệu điều khiển tới các bộ phận chấp hành để đảm bảo độ hoạt động chính xác, trên đường ống xả cảm biến λ được lắp đặt có chức năng ghi nhận tỷ lệ không khí và nhiên liệu ở mỗi chế độ hoạt động để thay đổi lượng phun nhiên liệu và tốc độ động cơ cho phù hợp [12]
Hình 2 1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ phun xăng điện tử
Khác với hệ thống bộ chế hòa khí, hệ thống phun nhiên liệu điện tử sẽ có thêm một số bộ phận như:
• Các cảm biến: Tiếp nhận các thông số của động cơ
• Bộ điều khiển: Nhận tín hiệu từ các cảm biến, điều khiển vòi phun để hòa khí có tỷ lệ phù hợp với chế độ làm việc của động cơ
• Vòi phun: Phun nhiên liệu điều khiển bằng tín hiệu điện tử
• Bơm Nhiên liệu: Đưa nhiên liệu từ bình nhiên liệu đến vòi phun với áp suất nhất định
Nhiên liệu được phun phụ thuộc vào lượng không khí nhận được tại các cảm biến đo lưu lượng gió được chuyển hóa thành điện áp, điện áp này sẽ gửi tín hiệu đến ECU như một tín hiệu Lúc này tín hiệu đánh lửa sơ cấp theo số vòng quay của động cơ cũng được gửi đến ECU, sau đó sẽ tính toán cần bao nhiên lượng nhiên liệu cho lượng khí đó và thông báo đến mỗi vòi phun bằng thời gian mở van điện Khi van điện của vòi phun mở ra, nhiên liệu sẽ được phun vào đường ống nạp [13]
2.1.3 Mô hình điều khiển hệ thống xăng điện tử
Hình 2 2: Mô hình vật lý của hệ thống phun xăng điện tử
Xuất phát từ cấu trúc và phân tích đặc điểm làm việc của hệ thống phun xăng EFI, làm cơ sở xây dựng mô hình vật lý của hệ thống, đảm bảo các tính năng làm việc của hệ thống Các thành phần được tìm hiểu, phân tích và kết hợp với nhau thành mô hình vật lý như hình 2.2 Bao gồm các cảm biến giám sát các thông số của động cơ: tốc độ, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng khí nạp đây là các thông số cần thiết cho quá trình tính toán thời điểm phun nhiên liệu[14].
Nghiên cứu tổng quan về Động cơ piston tự do
17 Sử dụng rộng rãi nhiên liệu hóa thạch làm nguồn năng lượng cho cả hai vận tải đường biển và đường bộ dẫn đến một lượng đáng kể của CO2 và các chất ô nhiễm khác đang được sản xuất Nhiều nghiên cứu, đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô, là được thực hiện để phát triển thân thiện hơn với môi trường dây chuyền nhiên liệu, và xe chạy pin nhiên liệu nổi bật như một vũ hội công nghệ cho tương lai Mặc dù vượt trội về hiệu quả của phương tiện, nhưng các rào cản thực hiện đối với sự thay đổi công nghệ triệt để như vậy là rất lớn, và chuỗi nhiên liệu hoàn chỉnh (well-to-wheel) hiệu quả vẫn chưa vượt trội so với của công nghệ thông thường Xe điện hybrid được cung cấp bởi động cơ đốt trong thông thường có tiềm năng đạt được mức giảm phát thải lớn trong một thời gian ngắn hơn đáng kể Sau khi bị bỏ rơi vào giữa thế kỷ 20, free-piston động cơ đang được điều tra bởi một số nghiên cứu nhóm trên toàn thế giới như một sự thay thế cho động cơ thông thường tổ máy phát điện hoặc để tạo ra năng lượng thủy lực khi ở đường cao tốc Lợi thế tiềm năng của piston tự do động cơ bao gồm quá trình đốt cháy được tối ưu hóa thông qua biến tỷ lệ nén, dẫn đến hiệu quả tải bộ phận cao hơn và khả năng vận hành đa nhiên liệu và giảm ma sát tổn thất do thiết kế đơn giản với ít bộ phận chuyển động Tài liệu này đánh giá lịch sử của piston tự do động cơ tập trung vào các ứng dụng gần đây và đầu tư mở ra tiềm năng của động cơ piston tự do như một giải pháp thay thế sang công nghệ thông thường Nó là kết quả của một quá trình mở rộng nghiên cứu cơ bản về chủ đề này và sẽ được theo dõi bằng một nghiên cứu thiết kế chi tiết hơn và sự phát triển của một động cơ nguyên mẫu[13]
2.2.2 Khái niệm cơ bản về động cơ piston tự do
Do bề rộng của thời hạn piston tự do, nhiều động cơ cấu hình sẽ thuộc danh mục này Piston tự do thuật ngữ được sử dụng phổ biến nhất để phân biệt động cơ tuyến tính từ động cơ trục khuỷu quay Piston được gọi là “Tự do” bởi vì chuyển động của nó không bị giới hạn bởi vị trí của một trục khuỷu quay, như được biết đến từ các động cơ thông thường, nhưng chỉ được xác định bởi sự tương tác giữa các chất khí và tải các lực tác dụng lên nó Điều này mang lại cho động cơ piston tự do một số đặc điểm khác
18 biệt, bao gồm độ dài hành trình thay đổi và nhu cầu để điều khiển chủ động chuyển động của piston Các tính năng quan trọng khác của động cơ piston tự do là khả năng giảm tổn thất ma sát và các khả năng để tối ưu hóa hoạt động của động cơ sử dụng tỷ lệ nén thay đổi
2.2.3 Phân loại Động cơ piston tự do thường được chia thành ba loại: piston đơn, piston kép, piston đối lập
Một động cơ piston tự do có piston đơn được thể hiện trong Về cơ bản động cơ bao gồm ba phần: xi lanh đốt cháy, thiết bị nạp và thiết bị thu hồi lưu trữ năng lượng cần thiết để nén lần nạp xi lanh tiếp theo Trong động cơ được hiển thị, các xi lanh thủy lực đóng vai trò vừa là thiết bị sạc vừa phục hồi, nhưng trong các thiết kế khác, đây là hai thiết bị riêng biệt, chẳng hạn như bộ phận dẫn động máy phát điện và một buồng chứa đầy không khí.) Được thiết kế một cách đơn giản nhất và khả năng điều khiển cao là điểm mạnh của thiết kế piston đơn so với các thiết kế khác có cấu hình động cơ piston tự do Một thiết bị phục hồi có thể cung cấp khả năng kiểm soát chính xác lượng năng lượng đưa vào quá trình nén và điều chỉnh tỷ lệ nén và độ dài hành trình
Cấu hình piston kép (hoặc buồng đốt kép), được hiển thị trong (Hình 2.3), đã là chủ đề cho hầu hết các nghiên cứu gần đây về công nghệ động cơ piston tự do Một số thiết kế piston kép đã được đề xuất và một vài nguyên mẫu đã xuất hiện, cả với thủy lực và điện sản lượng điện Cấu hình động cơ piston kép loại bỏ nhu cầu về một thiết bị phục hồi, vì bất kỳ lúc nào piston làm việc cung cấp công việc để dẫn động lực nén quá trình trong xi lanh còn lại Điều này cho phép đơn giản và thiết bị nhỏ gọn hơn với tỷ lệ công suất trên trọng lượng cao hơn
Hình 2 3: Cấu tạo piston kép
Một số vấn đề với thiết kế piston kép, tuy nhiên, đã được báo cáo Việc kiểm soát chuyển động của piston, đặc biệt là chiều dài hành trình và tỷ số nén, đã chứng minh Điều này là do thực tế là quá trình đốt cháy trong một xi lanh dẫn động, lực nén bên trong xi lanh, và những thay đổi nhỏ trong quá trình đốt cháy sẽ có ảnh hưởng lớn vào lần nén tiếp theo Đây là một thách thức kiểm soát vì vậy quá trình đốt cháy phải được kiểm soát một cách chính xác theo thứ tự để tối ưu hóa lượng khí thải và đạt được hiệu quả cao
2.2.3.3 Động cơ piston đối lập
Một động cơ không có piston đối nghịch về cơ bản bao gồm của hai đơn vị piston đơn với một đốt chung buồng Mỗi piston yêu cầu một thiết bị phục hồi, và một thiết bị tải có thể được ghép nối với một hoặc cả hai piston (Hình 2.4) cho thấy một động cơ không có pít-tông ngược, với một cơ cấu đồng bộ hóa piston cơ khí Nguyên tắc piston đối lập hầu như chỉ được sử dụng trong các thiết kế động cơ piston tự do ban đầu (1930–1960), và các liên kết cơ học kết nối hai piston với đảm bảo chuyển động của piston đối xứng, như minh họa trong hình Những động cơ này hoạt động thành công
20 như máy nén khí và sau này là máy tạo khí trong các nhà máy quy mô lớn, thường có số lượng tổ máy cấp cho một tuabin công suất Ưu điểm chính của cấu hình piston đối nghịch là thiết kế cân bằng hoàn hảo và không rung Tính năng này không được chia sẻ bởi bất kỳ piston tự do nào khác cấu hình, cần các phương tiện kiểm soát thay thế rung động Một lợi thế khác của piston đối nghịch thiết kế là giảm tổn thất truyền nhiệt do trái ngược xi lanh piston (loại bỏ đầu xi lanh), và điều này cũng cho phép sử dụng tính năng nhặt rác uniflow, mang lại khả năng nhặt rác cao hiệu quả
Sự cần thiết tuyệt đối cho một cơ chế đồng bộ hóa piston là nhược điểm quan trọng nhất của người chống đối thiết kế piston Điều này, cùng với nhu cầu về một bộ kép của các thành phần chính, làm cho động cơ trở nên phức tạp và cồng kềnh [15]
Hình 2 4: Cấu tạo của piston đối lập
Bounce chamber: buồng đẩy Combustion chamber: buồng đốt chung Piston synchronization: liên kết cơ khí
2.2.4 Nguyên tắc hoạt động, Ứng dụng của động cơ piston tự do
Tương tự như động cơ diesel hai kỳ, về cơ bản động cơ piston tự do sẽ không có đường ống nạp và đường ống thải mà thay vào đó, thân của piston sẽ đóng mở cửa nạp và thải Diễn biến quá trình piston di chuyển từ BDC lên TDC: trong suốt quá trình này
21 hỗn hợp nhiên liệu được chuẩn bị nạp vào, không khí trong xy lanh được nén và được chuyển đến cửa quét khí Trong xy lanh lúc này không khí được nén ở khoảng 35 bar, sau đó nhiên liệu được phun vào ở áp suất cao khoảng 400 đến 700 bar và quá trình đốt cháy nhiên liệu được bắt đầu lúc này piston di chuyển ra ngoài xy lanh chuẩn bị cho chu kì tiếp theo
Hình 2 5: Động cơ piston tự do kiểu piston đơn
Diễn biến quá trình piston di chuyển từ TDC đến BDC: trong suốt quá trình này thì cửa nạp được mở và không khí được đưa vào trong xy lanh để nén Không khí ở buồng đẩy được nén và nở ra để đẩy piston di chuyển vào bên trong xy lanh để thực hiện quá trình đốt cháy nhiên liệu (lúc này piston di chuyển vào bên trong xy lanh) Kết thúc quá trình piston di chuyển ra ngoài cột khí xả được mở ra vì thế khí xả có thể đi xuống và làm quay tua-bin khí hoặc làm quay máy phát điện Đồng thời cùng lúc đó cửa quét khí cũng được mở ra và không khí từ cửa quét vào bên trong xy lanh Động cơ piston tự do được giới hạn cho hai kỳ nguyên tắc hoạt động, vì hành trình công suất được yêu cầu trên mọi động cơ Mặc dù động cơ hai thì hoạt động kém hơn
22 so với bốn thì, khoảng cách hiệu suất này đang giảm và những năm gần đây đã chứng kiến sự quan tâm ngày càng tăng trong động cơ hai kỳ quy mô nhỏ Động cơ piston tự do không thể khởi động với RPM giống như động cơ thông thường, vì vậy nó phải được khởi động bằng cách nào đó Có thể khởi động bằng cách đẩy pít-tông để cung cấp cho nó đủ năng lượng tới tâm điểm chết trên, hoặc lắc qua lắc lại cho đến khi nó có đủ lực nén Điều sau có thể đạt được nếu thiết bị tải có thể được kích hoạt bằng động cơ, ví dụ như máy điện hoặc máy thủy lực hình trụ
Khi sử dụng chiến lược xung, điều quan trọng là động cơ phải khởi động ở hành trình đầu tiên và bộ điều khiển động cơ có thể giữ cho động cơ hoạt động sau đó Động cơ giữa thế kỷ 20 chủ yếu sử dụng khí nén để hỗ trợ khởi động bằng cách nhanh chóng vào số lùi trong buồng Việc đạt được quá trình đốt cháy hành trình đầu tiên không được báo cáo là một vấn đề vì có thể đạt được độ nén tương đối cao theo cách này Vì buồng tác động hiện đã được lấp đầy bởi không khí khởi động áp suất cao, nên việc kiểm soát lượng không khí trong buồng quay trở lại ngay lập tức để thu đủ số lượng hai lần nhấn sẽ khó hơn Một số báo cáo cho rằng khởi động là một thách thức đối với động cơ piston tự do, nhưng điều này chưa bao giờ được coi là một vấn đề nghiêm trọng Hầu hết các khái niệm máy phát động cơ tuyến tính sử dụng một động cơ điện ở chế độ động cơ để khởi động động cơ Động cơ piston thủy lực một piston và không piston mới sử dụng nguồn điện dự phòng thủy lực để khởi động động cơ Vì bộ tái sinh cho các động cơ này là xi lanh thủy lực, nên hành trình đầu tiên không khác so với bất kỳ hành trình nào khác và không phải là vấn đề [15]
2.2.4.2 Ứng dụng của động cơ piston tự do
Kể từ khi động cơ piston tự do lần đầu tiên được phát triển vào khoảng 1930 một số thiết kế khác nhau đã được đề xuất sử dụng khái niệm piston tự do Phần lớn trong số này là không thành công về mặt thương mại Phần này cho tổng quan về sự phát triển của động cơ piston tự do đã biết, tập trung vào các động cơ mà kết quả thử nghiệm hoặc dữ liệu hiệu suất hoạt động đã được báo cáo Nó cần lưu ý rằng ngoài những con
Nghiên cứu thời gian phun nhiên liệu
Thời gian phun nhiên liệu cơ bản cho một động cơ sẽ được lập trình theo cách dòng khí hoặc là theo mật độ của không khí, cụ thể: Tính toán thời gian phun nhiên liệu cơ bản theo biện pháp dòng khí nạp Nếu cảm biến lưu lượng khí nạp được thiết kế trong hệ thống, thì lượng khí nạp Am [kg] là chính xác, từ đó xác định được lượng nhiên liệu M [kg] thông qua công thức:
Trong đó, là tỉ lệ hòa khí Khi biết được lưu lượng nhiên liệu M, thì ta có thể tính ra được độ rộng xung phun cơ bản t [s] theo công thức (2.2):
T = M/Rf [s] (2.2) trong đó, Rf [kg/s] là tỉ lệ mà khi kim phun phân phối nhiên liệu
Tính toán thời gian phun cơ bản bằng phương thức là đo mật độ không khí Cách thức này sử dụng khi cảm biến lưu lượng không khí chưa được ghi nhận vào hệ thống
Khi đó tính toán thời gian phun cơ bản sẽ tính theo cảm biến tốc độ, nhiệt độ và EGR tuần hoàn khí thải của động cơ, thông qua công thức (2.3):
Av = [( ) – EGRv] [m 3 s -1 ] (2.3) trong đó, Av [m 3 s -1 ] là lưu lượng thể tích của không khí, ηv là hiệu suất thể tích, EGR [m 3 s -1 ] tuần hoàn khí thải và D [m 3 ] dung tích động cơ Mật độ không khí lưu thông bên trong đường ống nạp được xác định thông qua công thức (2.4):
24 trong đó pi [Pa] là áp suất của khí nạp, Ti [K] là nhiệt độ của khí nạp, ρ0 [kg.m -3 ], p0 [Pa] và T0 [K] mật độ, áp suất và nhiệt độ theo điều kiện tiêu chuẩn Nếu tốc độ dòng khối lượng của không khí Ar [kg.s -1 ] được xác định bởi công thức (2.5):
Tốc độ khối lượng nhiên liệu sẽ được xác định dựa trên công thức (2.6):
Khi đó thời gian phun nhiên liệu sẽ xác định thông qua công thức (2.7): t = tref[s] (2.7) trong đó, tref [s] chính là thời gian phun tham chiếu được tính trên cơ sở tốc độ động cơ (RPM) [14]
2.3.2 Thời gian phun hiệu quả
Khoảng thời gian hiệu quả của phun nhiên liệu được xác định sau khi các giá trị hiệu chỉnh bổ sung được tính toán lại Các giá trị hiệu chỉnh được tính toán từ các chức năng đặc biệt, trong đó các điều kiện vận hành động cơ khác nhau được tính đến Thuật toán, tính toán thời gian phun hiệu quả được thể hiện trong sơ đồ hình 2 Điều quan trọng cần lưu ý là trong trường hợp lượng nhiên liệu phun thấp, một hỗn hợp không cháy được chuẩn bị, do đó giới hạn thời gian phun nhiên liệu tối thiểu phải được xác định để ngăn ngừa sự hình thành các hydrocacbon chưa cháy trong khí thải Trong quá trình khởi động động cơ, một tính toán riêng về thời gian phun nhiên liệu diễn ra không phụ thuộc vào tải và tốc độ động cơ Hình 2.6 cho thấy sơ đồ của mô hình toán học phun nhiên liệu, được đề xuất theo nghiên cứu của nhiều tài liệu khác nhau Lưu đồ chứa tất cả các chức năng xử lý cần thiết, cho quá trình chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu của động cơ ô tô và các hiệu chỉnh thông số về thời gian phun và điều chỉnh hệ số λ Đầu ra của thuật toán là tính toán thời gian phun hiệu quả đã được đề cập ở trên
Hình 2 6: Lưu đồ tính toán thời gian phun hiệu quả
2.4 Tỷ lệ khí và nhiên liệu
Qua quá trình nghiên cứu và khảo sát trên một số ô tô đời mới được sử dụng ở thị trường Việt Nam, Chúng tôi nhận thấy một số vấn đề như sau:
• Các bộ ECU của EFI đặc biệt các cảm biến trong điều kiện nóng ẩm bị lão hóa làm ảnh hưởng đến việc điều khiển quá trình phun nhiên liệu
• Lỗ tia kim phun có tiết diện lớn (do mòn), bẩn hoặc tắc bộ lọc, hoặc điện áp hư hỏng làm thay đổi lượng nhiên liệu phun vào xylanh động cơ
Vì vậy khi sử dụng ở Việt Nam có sự thay đổi rất lớn về tỷ lệ hỗn hợp (quá giàu hoặc quá nghèo) Trên cơ sở đó chúng tôi mạnh dạng đề xuất hiệu chỉnh các cảm biến chính ( Khí nạp và nước làm mát) để tác động vào mạch điều khiển phun xăng nhằm điều chỉnh được tỷ lệ hòa khí tối ưu [16]
Trong quá trình làm việc của động cơ nhiên liệu và không khí được đưa vào xylanh theo một tỷ lệ thích hợp, tỷ lệ đó được tính theo tỷ số khối lượng giữa không khí đối với nhiên liệu
Tỷ lệ hỗn hợp khí – nhiên liệu lý tưởng là 14;7:1 vì khi đó tỷ lệ oxygen trong không khí với hydrocacbon trong nhiên liệu là thích hợp để tạo ra một sự đốt cháy hoàn toàn nhất Duy trì tỷ lệ nhiên liệu – khí ở mức lý tưởng là rấy quan trọng trong những xe có bộ chuyển đổi xúc tác sẽ làm việc tốt nhất khi động cơ hoạt động với tỷ lệ khí – nhiên liệu lý tưởng Hầu hết các động cơ có khối điều khiển điện tử (ECU) đều giữ cho tỷ lệ hỗn hợp ở mức lý tưởng
Khi điều kiện hoạt động của động cơ thay đổi Khi khởi động động cơ còn nguội chỉ có 1 phần nhiên liệu hóa hơi nên hỗn hợp phải giàu, tỷ lệ là 9:1, khi chạy không tải hỗn hợp nghèo hơn tỷ lệ là 15:1 Khi đạp ga gia tốc để tăng tốc độ thì hỗn hợp trở nên giàu một cách tạm thời
Mục đích của việc thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu – khí là làm cho hỗn hợp dễ cháy luôn đồng đều giữa các xylanh động cơ
Hình 2 7: Sự liên quan giữa tỷ lệ nhiên liệu – khí và hiệu suất của bộ chuyển đổi xúc tác
Hình 2 8: Tỷ lệ nhiên liệu khí tương ứng với điều kiện làm việc của động cơ
2.5 Mô hình động lực học
Mô hình động lực học
Lực cơ học tác dụng lên piston bao gồm lực khí thể trong xi lanh trái và phải, ma sát cơ học và lực quán tính, và lực kéo của bộ truyền động Động lực học piston có thể được xác định bởi Định luật II Newton
Fst ± Fcyl ± Fcyr – Ff = m.a Fcyl , Fcyr là lực khí từ bên trái và bên phải hình trụ Fcyl = Pcyl x S (2)
Fcyr = Pcyr x S (3) Pcyl, Pcyr là áp suất trong xi lanh trái và phải; S là diện tích đỉnh piston Ff là lực ma sát, m là khối lượng của dịch chuyển, d 2 x/dt 2 là gia tốc của pít-tông Fst lực khởi động động cơ
Vận tốc của piston được tính theo phương trình:
Trên mô hình thực tế, tốc độ ban đầu V0 được dựa trên bộ khởi động cơ học Tốc độ này bị cản trở bởi lực lò xo ở bên trái hoặc bên phải Vận tốc piston của dạng BDC sang TDC được xác định bởi:
TÍNH TOÁN VÀ ĐIỀU KHIỂN LƯỢNG PHUN NHIÊN LIỆU…
Giới thiệu mô hình động cơ
Hình 3 1: Thiết kế mô hình động cơ
1 Bugi đánh lửa; 2 Xylanh; 3 Piston; 4 Kim phun số 1; 5 Bộ điều khiển; 6 Bộ phận khởi động; 7 Đường ống nạp; 8 Kim phun số 2; 9 Van một chiều; 10 Dòng khí nạp vào; 11 Đường ống xả; 12 Trục chính
3.2 Các thông số đầu vào
Dựa trên mô hình thực nghiệm động cơ đốt trong không trục khuỷu có sẵn, sử dụng phương pháp phun nhiên liệu bằng bộ chế hòa khí đánh lửa truyền thống, tiến hành tính toán mô phỏng ban đầu để bắt đầu thiết kế thực nghiệm cải tiến thành Động cơ đốt trong không trục khuỷu điều khiển phun nhiên liệu bằng điện tử
Bảng 3 1: Các thông số thiết kế của động cơ
Loại động cơ Động cơ 2 thì Đường kính Piston 34 mm
Hành trình Piston tối đa 31 mm
Khối lượng di chuyển 0.58 kg
Nhiên liệu Xăng pha nhớt
3.3 Cơ sở tính toán và mô phỏng lượng nhiên liệu phun ban đầu 3.3.1 Cơ sở tính toán
Mục tiêu của việc tính toán lượng nhiên liệu phun để ước lượng, lượng nhiên liệu phù hợp phun vào xylanh, để khối lượng nhiên liệu trên không khí không bị quá thiếu hoặc quá thừa
Hình 3 2: Mô hình lưu lượng dòng khí nạp ṁai: tốc độ dòng khí vào (g/s) ṁao: tốc độ dòng khí ra (g/s) Bướm ga:
31 ṁai = g(Pm ) (2.821− 0.05231 + 0.10299 2 − 0.00063 3 ) g(Pm)= 1 for Pm ≤ g(Pm)= for Pm >
Pm = áp suất ống góp (bar) ;
Pamb = áp suất xung quanh (bar) ; Ống nạp:
Pm: Áp suất chân không Vm: Thể tích buồng chứa khí R: Hằng số không khí (287 J/kg/K) T: Nhiệt độ (287 J/kg/K)
Tốc độ dòng chảy: ṁao = −0.366 + 0.08979NPm − 0.0337N + 0.0001N 2 Pm
N = Tốc độ động cơ (rad/s)
Hình 3 3: Đồ thị cảm biến MAP
32 Hình 3.3, Theo sơ đồ cảm biến MAP [20] thì áp suất khí quyển lý tưởng sẽ nằm ở mức trên dưới 1.04 v với 0 PSI, đây là ước tính về điện áp khi áp suất khí quyển thay đổi theo độ cao và điều kiện thời tiết, cảm biến MAP thường được sử dụng để theo dõi áp suất và chân không nạp của động cơ cho áp suất tăng tối đa Sử dụng cảm biến MAP đo áp suất ban đầu bên trong buồng đốt khi bướm ga góc 90 o
Hình 3 4: Giản đồ áp suất ban đầu khi bướm ga mở 90 0
Khi động cơ khởi động và hoạt động ở chế độ hoạt động bướm ga mở hoàn toàn
90 0 , cảm biến lưu lượng khí nạp đo được áp suất ban đầu sẽ dao động từ 1.0075 bar đến 1.012 bar trong khoảng thời gian 100 ms, như trong Hình 3.4 Theo đồ thị cảm biến MAP [20], thì áp suất và điện áp ở điều kiện khí quyển lý tưởng là 1.04 v = 1 atm
= 1.01 bar, như trong Hình 3.3 Từ những dữ liệu thu thập được tiến tính toán ước lượng nhiên liệu phun ban đầu cho động cơ để lập trình cho kim phun
3.2.2 Mô hình tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu Sử dụng phần mềm matlab simulink để mô phỏng tính toán lượng phun nhiên liệu ban đầu cho động cơ để lập trình điều khiển phun nhiên liệu giúp cho động cơ có khả năng khởi động và hoạt động tính toán được thực hiện như trong Hình 3.5
Hình 3 5: Mô hình tính toán lượng phun nhiên liệu ban đầu
Hình 3 6: Đồ thị khối lượng nhiên liệu được phun trong một chu kỳ chuyển động của Piston
Hình 3.6, Đồ thị mô phỏng khối lượng nhiên liệu phun trong một chu kỳ chuyển động của piston là 0.00162 gam nhiên liệu, trong một chu kỳ chuyển động của Piston
34 từ ĐCT xuống ĐCD trong thời gian là 5 ms, với tỷ lệ tối ưu giữa xăng và không khí là 14.7:1, khi đó nhiên liệu được nạp vào cho quá trình hoạt động sẽ được đốt cháy hoàn toàn Thời điểm phun nhiên liệu được xác định bởi cảm biến mở của nạp, khi cửa nạp mở thì kim phun sẽ bắt đầu phun nhiên liệu
3.4 Điều khiển lượng phun nhiên liệu
Hình 3 7: Sơ đồ điều khiển hệ thống phun nhiên liệu
Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu dựa vào cảm biến dẫn hướng Piston số 1 và số 2, khi động cơ bắt đầu khởi động bộ điều khiển động cơ nhận được tín hiệu khởi động, kim phun sẽ hoạt động ở thời gian phun là 1 ms Sau khi, động cơ hoạt động, hệ thống khởi động ngắt, kim phun sẽ hoạt động dựa vào tín hiệu của cảm biến dẫn hướng piston số 1 và số 2, nếu cảm biến số 1 nhận được tín hiệu thì kim phun máy số 2 bắt đầu phun
35 nhiên liệu và ngược lại khi cảm biến 2 nhận được tín hiệu thì kim phun máy số 1 bắt đầu phun nhiên liệu như trong Hình 3.7 Vị trí đánh lửa 26 mm tính từ đỉnh xy lanh khi ở chế độ hoạt động, và khi ở chế độ khởi động là 28mm Thời điểm điểm nhiên liệu dựa vào tín hiệu cảm biến cửa nạp, khi cửa nạp mở thì nhiên liệu tiến hành phun, lượng nhiên liệu phun vào được xác định dựa trên tính toán matlab simulink để xác định lượng nhiên liệu phun ban đầu, từ đó tiến hành điều chỉnh lượng nhiên liệu phun cho phù hợp.
Cơ sở tính toán và mô phỏng lượng nhiên liệu phun ban đầu
Mục tiêu của việc tính toán lượng nhiên liệu phun để ước lượng, lượng nhiên liệu phù hợp phun vào xylanh, để khối lượng nhiên liệu trên không khí không bị quá thiếu hoặc quá thừa
Hình 3 2: Mô hình lưu lượng dòng khí nạp ṁai: tốc độ dòng khí vào (g/s) ṁao: tốc độ dòng khí ra (g/s) Bướm ga:
31 ṁai = g(Pm ) (2.821− 0.05231 + 0.10299 2 − 0.00063 3 ) g(Pm)= 1 for Pm ≤ g(Pm)= for Pm >
Pm = áp suất ống góp (bar) ;
Pamb = áp suất xung quanh (bar) ; Ống nạp:
Pm: Áp suất chân không Vm: Thể tích buồng chứa khí R: Hằng số không khí (287 J/kg/K) T: Nhiệt độ (287 J/kg/K)
Tốc độ dòng chảy: ṁao = −0.366 + 0.08979NPm − 0.0337N + 0.0001N 2 Pm
N = Tốc độ động cơ (rad/s)
Hình 3 3: Đồ thị cảm biến MAP
32 Hình 3.3, Theo sơ đồ cảm biến MAP [20] thì áp suất khí quyển lý tưởng sẽ nằm ở mức trên dưới 1.04 v với 0 PSI, đây là ước tính về điện áp khi áp suất khí quyển thay đổi theo độ cao và điều kiện thời tiết, cảm biến MAP thường được sử dụng để theo dõi áp suất và chân không nạp của động cơ cho áp suất tăng tối đa Sử dụng cảm biến MAP đo áp suất ban đầu bên trong buồng đốt khi bướm ga góc 90 o
Hình 3 4: Giản đồ áp suất ban đầu khi bướm ga mở 90 0
Khi động cơ khởi động và hoạt động ở chế độ hoạt động bướm ga mở hoàn toàn
90 0 , cảm biến lưu lượng khí nạp đo được áp suất ban đầu sẽ dao động từ 1.0075 bar đến 1.012 bar trong khoảng thời gian 100 ms, như trong Hình 3.4 Theo đồ thị cảm biến MAP [20], thì áp suất và điện áp ở điều kiện khí quyển lý tưởng là 1.04 v = 1 atm
= 1.01 bar, như trong Hình 3.3 Từ những dữ liệu thu thập được tiến tính toán ước lượng nhiên liệu phun ban đầu cho động cơ để lập trình cho kim phun
3.2.2 Mô hình tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu Sử dụng phần mềm matlab simulink để mô phỏng tính toán lượng phun nhiên liệu ban đầu cho động cơ để lập trình điều khiển phun nhiên liệu giúp cho động cơ có khả năng khởi động và hoạt động tính toán được thực hiện như trong Hình 3.5
Hình 3 5: Mô hình tính toán lượng phun nhiên liệu ban đầu
Hình 3 6: Đồ thị khối lượng nhiên liệu được phun trong một chu kỳ chuyển động của Piston
Hình 3.6, Đồ thị mô phỏng khối lượng nhiên liệu phun trong một chu kỳ chuyển động của piston là 0.00162 gam nhiên liệu, trong một chu kỳ chuyển động của Piston
34 từ ĐCT xuống ĐCD trong thời gian là 5 ms, với tỷ lệ tối ưu giữa xăng và không khí là 14.7:1, khi đó nhiên liệu được nạp vào cho quá trình hoạt động sẽ được đốt cháy hoàn toàn Thời điểm phun nhiên liệu được xác định bởi cảm biến mở của nạp, khi cửa nạp mở thì kim phun sẽ bắt đầu phun nhiên liệu.
Điều khiển lượng phun nhiên liệu
Hình 3 7: Sơ đồ điều khiển hệ thống phun nhiên liệu
Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu dựa vào cảm biến dẫn hướng Piston số 1 và số 2, khi động cơ bắt đầu khởi động bộ điều khiển động cơ nhận được tín hiệu khởi động, kim phun sẽ hoạt động ở thời gian phun là 1 ms Sau khi, động cơ hoạt động, hệ thống khởi động ngắt, kim phun sẽ hoạt động dựa vào tín hiệu của cảm biến dẫn hướng piston số 1 và số 2, nếu cảm biến số 1 nhận được tín hiệu thì kim phun máy số 2 bắt đầu phun
35 nhiên liệu và ngược lại khi cảm biến 2 nhận được tín hiệu thì kim phun máy số 1 bắt đầu phun nhiên liệu như trong Hình 3.7 Vị trí đánh lửa 26 mm tính từ đỉnh xy lanh khi ở chế độ hoạt động, và khi ở chế độ khởi động là 28mm Thời điểm điểm nhiên liệu dựa vào tín hiệu cảm biến cửa nạp, khi cửa nạp mở thì nhiên liệu tiến hành phun, lượng nhiên liệu phun vào được xác định dựa trên tính toán matlab simulink để xác định lượng nhiên liệu phun ban đầu, từ đó tiến hành điều chỉnh lượng nhiên liệu phun cho phù hợp.
MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Xây dựng mô hình thực nghiệm
Hình 4 1: Sơ đồ khối thực nghiệm
Hình 4.1, Sơ đồ khối thực nghiệm được xây dựng có cấu tạo gồm: Hệ thống khởi động động cơ, Cảm biến hướng dịch chuyển piston số 1 và piston số 2, Cảm biến vị trí và tốc độ dịch chuyển Piston, Hệ thống phun xăng và đánh lửa bên trái, bên phải, bộ điều khiển động cơ và Thiết bị điều khiển NI USB 6212 Từ sơ đồ khối thực nghiệm bên trên nhóm tiến hành nghiên cứu chế tạo mô hình thực nghiệm phun xăng điện tử của động cơ không trục khuỷu Hình 4.2
Lựa chọn thiết bị thực nghiệm:
- Cảm biến hướng dịch chuyển của piston: Sử dụng cảm biến tiệm cận
- Cảm biến tốc độ và vị trí của Piston: Sử dụng cảm biến Encoder 1000 xung
- Kim phun nhiên liệu: Sử dụng kim phun thương mại
- Bộ điều khiển phun nhiên liệu: Sử dụng thiết bị NI USB 6212
Hình 4 2: Cấu tạo Mô hình thực nghiệm phun xăng điện tử của động cơ không trục khuỷu
1 – Thân bướm ga máy số 1; 2 – Thân bướm ga máy số 2; 3 – Cảm biến hướng dịch chuyển của piston; 4 – Kim phun máy số 1; 5 – Kim phun máy số 2; 6 – Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí hành trình Piston; 7 – Bugi; 8 – Cảm biến áp suất ban đầu; 9 – Cảm biến A/F; 10 – Hộp điều khiển động cơ; 11 - Thiết bị NI USB 6212; 12 – Bình ắc quy; 13 – Bình nhiên liệu
Hình 4 3: Cảm biến xác định hướng dịch chuyển của Piston
Sử dụng cảm biến tiệm cận để có thể xác định được chính xác hướng dịch chuyển của Piston, từ đó lấy tín hiệu để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ Khi cảm biến tiệm cận bên trái nhận được tín hiệu là Piston dịch chuyển từ phải sang trái, đồng nghĩa với piston máy số 2 sẽ dịch chuyển theo hướng từ ĐCT xuống ĐCD lúc này kim phun máy số 2 sẽ hoạt động và ngược lại nếu cảm biến số 2 nhận được tín hiệu thì piston của máy số 1 sẽ đi từ ĐCT xuống ĐCD lúc đó kim phun của máy số 1 sẽ hoạt động (Hình 4.3)
Hình 4 4: Cảm biến tốc độ dịch chuyển và vị trí của piston
Hình 4.4, Mô hình được thiết kế dùng để đo tốc độ hoạt động của piston thông qua phần mềm Labview để hiển thị thông số, được điều khiển lấy tín hiệu từ thiết bị NI USB 6112 và thiết bị encoder 1000 xung để xác định được vị trí của piston
Hình 4 5: Thiết bị NI USB 6212 và hộp điều khiển động cơ
Thiết bị NI USB 6212 được dùng để vừa điều khiển và vừa lấy tín hiệu lượng phun nhiên liệu vào máy số 1 và máy số 2, dựa vào kết quả thu thập được của cảm biến dịch
40 chuyển Piston số 1, số 2 và thời gian đánh lửa, ngoài ra NI USB 6212 có công dụng để lấy tín hiệu từ các cảm biến như cảm biến tốc độ piston,…
Hình 4 6: Cơ cấu khởi động động cơ
Trong hình 4.6, cơ cấu khởi động của động cơ, khi động cơ bắt đầu khởi động hệ thống điều khiển sẽ nhận tín hiệu, cơ cấu khởi động sẽ bắt vào tiến hành khởi động động cơ với thời gian khởi động khoảng 1.5 s, sau khi động cơ hoạt động cơ cấu khởi động sẽ ngắt ra khỏi chế độ hoạt động của động cơ, lúc đó hoạt động của sự dịch chuyển giữa ĐCT và ĐCD không được ổn định, piston sẽ chuyển động tự do, nhưng vẫn bị giới hạn bởi giới hạn hành trình tối đa của Piston là 31 mm Để xác định tính khả thi của động cơ khi hoạt động, nhóm tiến hành lắp đặt máy phát điện một chiều, để đo điện áp đầu ra của động cơ như trong hình 4.7
Hình 4 7: Bộ phận máy phát điện
Kết quả thực nghiệm
Sau khi mô hình thực nghiệm được xây dựng, để động cơ hoạt động duy trì ổn định nhóm tiến hành đo tính toán khối lượng nhiên liệu phun để lập trình cho kim phun giúp cho động cơ hoạt động duy trì ổn định, thông qua phần mềm hỗ trợ là thu thập dữ liệu Labview, Thiết bị NI USB 6212 và cân đo tiểu ly có độ min 0.001g Để số liệu thực nghiệm được chính xác, nhóm tiến hành thực nghiệm đo ở nhiều thời gian phun khác nhau, kết quả sẽ được lấy trung bình từ các kết quả đo được để tăng độ chính xác
Hình 4 8: Số lần phun nhiên liệu trong 5 giây Điều khiển phun nhiên liệu trong thời gian 5 giây ở điều kiện, thời gian cho một lần nhấc kim phun là 0.6 ms và một chu kỳ phun nhiên liệu là 10 ms, tiến hành ghi nhận kết quả trong thời 5 giây thu thập được 480 lần, như trong Hình 4.9 Sử dụng cân tiểu ly đo trong 480 lần phun thu thập được 1.143 gam nhiên liệu
Hình 4 9: Khối lượng nhiên liệu phun được trong 5 giây
Hình 4.8, Kết quả đo được khối lượng nhiên liệu phun được trong thời gian 5s, với 480 lần phun, ở thời gian 0.6 ms cho một lần phun là 1.143 g nhiên liệu, như vậy một lần kim phun nhiên liệu là 0.00230 g nhiên liệu, với lượng nhiên liệu này thì động
43 cơ có thể hoạt động, nhưng khả năng duy trì kém Tiến hành thực nghiệm thay đổi thời gian phun để thu thập kết quả so sánh như trong hình 4.10
Kết quả khi thay đổi thời gian phun nhiên liệu tăng lên, thì khối lượng nhiên liệu phun được cho một lần phun cũng tăng nhưng không đáng kể, chỉ tăng nhiều ở thời gian phun 1.5 ms với 0.00298 g nhiên liệu
Hình 4 10: Đồ thị khối lượng nhiên liệu cho một lần phun Ở thời gian phun 1.5 ms động cơ vẫn có khả năng hoạt động, nhưng không thể duy trì ổn định được do tỷ lệ hòa khí thấp dẫn đến động cơ dễ bị tắt máy Ở thời gian phun 0.6 ms thì động cơ vẫn có thể khởi động được do nhưng dễ bị tắt máy do tỷ lệ hòa khí cao, Động cơ khởi động và duy trì ổn định ở thời gian phun là 0.8 ms
4.2.2 Thực nghiệm vị trí và tốc độ Piston
Hình 4 11: Vị trí Piston trên thời gian khi động cơ khởi động
Hình 4.11, Khi động cơ bắt đầu khởi động tín hiệu sẽ được chuyển đến bộ điều khiển, do cơ cấu khởi động nên vị trí dịch chuyển cao nhất (ĐCT) của piston gần như không đổi với vị trí là 26 mm, mặc dù có sự chênh lệch giữa 2 ĐCT của 2 piston nhưng sự chênh lệch áp suất nén ban đầu không đáng kể như trong Hình 4.12
Hình 4 12: Áp suất nén ban đầu bên trong Xylanh 1 và Xylanh 2
45 Với áp suất nén ban đầu này động cơ vẫn dủ khả năng đánh lửa Động cơ tiến hành khởi động ở tốc độ 10 Hz trong khoảng thời gian khởi động là 1.5s Sau đó, cơ cấu khởi động sẽ ngắt và hệ thống đánh lửa hoạt động, bắt đầu quá trình hoạt động của động cơ, trong quá trình này điểm dịch chuyển cao nhất của piston không ổn định, vị trí dịch chuyển cao nhất là 28 mm, vì động cơ có cơ cấu giới hạn hành trình nếu không có cơ cấu này khả năng piston có thể dịch chuyển cao hơn và có thể va chạm với xylanh
Khi động cơ bắt đầu khởi động, Vận tốc khởi động là 1 m/s, do có cơ cấu khởi động nên khi dịch chuyển piston bị giới hạn , sau khi động cơ khởi động cơ cấu khởi động sẽ bị ngắt, lúc này động cơ sẽ hoạt động ở vận tốc 4 m/s Khi động cơ hoạt động piston dịch chuyển từ ĐCT đến ĐCD không ổn định, Piston sẽ dịch chuyển tự do ở tốc độ cao, nhưng bị giới hạn lại bởi giới hạn hành trình của Piston dưới 31 mm như trong hình 4 13 là thởi điểm giao nhạu giữa quá trình khởi động của động cơ và khi động cơ hoạt động cho ta thấy được sự thay đổi rõ ràng của tốc độ động cơ
Hình 4 13: Vận tốc của Piston trên vị trí trong quá trình chuyển giao giữa khởi động và hoạt động 4.2.3 Thực nghiệm quá trình hoạt động
Khi động cơ khởi động và hoạt động duy trì ổn định với tần số dịch chuyển của piston là 100 Hz ở thời gian phun nhiên liệu là 0.8 ms, tiến hành thực nghiệm thay đổi thời gian phun nhiên liệu thì kết quả cho được tần số sẽ thay đổi không đáng kể khi thay đổi thời gian phun nhiên liệu Hình 4.15, tương ứng với đó tỷ lệ không khí trên nhiên liệu A/F cũng chỉ ở mức xung quanh 20
Quá trình hoạt động của động cơ Quá trình khởi động của động cơ
Hình 4 14: Cảm biến đo tỷ lệ A/F
Tỷ lệ A/F chỉ thay đổi xung quanh 20, Nguyên nhân (1) vị trí đặt kim phun trước van một chiều và ở kỳ nạp nên khả năng một phần nhiên liệu động lại trước van, (2) Do động cơ không kéo tải máy phát nên với lượng phun lớn thì tốc độ và lực khí thể sinh ra lớn, nếu một bên không sinh ra đủ lực khí thể để chống lại bên đối diện thì động cơ có khả năng ngưng hoạt động
Hình 4 15: Tần số chuyển động Piston theo thời gian phun nhiên liệu
48 Trước thời gian 0.6 ms cho một lần phun nhiên liệu đo được kim phun đã phun khoảng 0.00230 g nhiên liệu, ở mốc thời gian phun này động cơ vẫn có thể nổ máy được nhưng khó duy trì do tỷ lệ hòa khí quá nhạt, mốc thời gian phun 0.7 ms động cơ khởi động và hoạt động ở tần số khoảng 95 Hz lúc này động cơ có thể duy trì hoạt động nhưng chưa được ổn định, tiếp tục tăng thời gian phun lên 0.8 ms thì đo được tần số chuyển động là khoảng 100 Hz ở thời gian phun này động cơ khởi động và hoạt động duy trì ổn định không bị tắt máy Khi tăng thời gian phun lên cao thì tần số chuyển động của piston cũng giao động ở mức trên dưới 100 Hz Như vậy kết luận rằng động cơ chỉ có thể khởi động và duy trì ổn định ở thời gian phun là 0.8 ms
Hình 4 16: Vị trí dịch chuyển của piston trong thời gian 10s
Hình 4 17: Chu kỳ hoạt động của Piston bị chạm giới hạn hành trình
Do hiện nay động cơ chưa hoàn thiện về hệ thông bôi trơn làm mát để tránh hư hỏng nên thời gian thực nghiệm động cơ ở chế độ hoạt động trong khoảng thời gian 10s, thể hiện trên Hình 4.15 Hành trình tối đa của piston khi hoạt ở thời gian dài lên đến 31 mm do cơ cấu giới hạn hành trình, khoảng dịch chuyển của piston phần lớn từ 26 mm - 30 mm Vẫn có hiện tượng va chạm với cơ cấu giới hạn hành trình điều này ảnh hưởng đến độ bền, điều khiển động cơ, do cơ cấu giới hạn hành trình là va chạm cứng Khống chế hành trình tối đa của piston rất phức tạp cần tối ưu lượng nhiên liêu, cách thức phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa…hoặc cho phép va chạm với lực nhỏ
Những nghiên cứu này nhóm sẽ giới thiệu ở các nghiên cứu sau
4.2.4 Thực nghiệm kết quả điện áp máy phát
Tiến hành lắp đặt máy phát điện DC có công suất 60W để kiểm tra khả năng phát điện của động cơ khi hoạt động duy trì ở khoảng thời gian 2000ms như trong hình
4.18, sử dụng thiết bị NI USB 6212 để đo kết quả thực nghiệm và sử phần mềm Labview để thu thập và xử lí dữ liệu Kết quả được thu thập theo sơ đồ thực nghiệm trong Bảng 2 phụ lục
Hình 4 18: Điện áp của máy phát điện
