Nghiên cứu thiết kế, chuyển đổi hệ thống nhiên liệu DIESEL điều khiển điện tử VE EDC trên xe huyndai 1t25 h100

MC LC Trang tựa Trang QUYT ĐNH GIAO Đ TÀI LÝ LCH KHOA HC i LI CM N ii CM T iii TÓM TT iv ABSTRACT v MC LC vi DANH SÁCH CÁC BNG vii DANH SÁCH CÁC HÌNH viii DANH MC CÁC T VIT TT ix PH LC 1: BNG QUY ĐI ĐN V ĐO x PH LC 2: NG DNG PHN MM MATLAB Đ V Đ TH xi PHN M U 1 1. Dẫn nhập 2 2. Ni dung nghiên cu 3 3. Lý do chọn đ tài 3 4. Các kết qu nghiên cu đư công b 7 4.1. Trong nc 7 4.2. Quc tế 8 5. Mục đích vƠ ni dung công việc thực hiện 10 6. Đi tợng nghiên cu 11 7. Giá trị đ tài 13 8. Gii hn đ tài 13 9. Phng pháp nghiên cu 13 10. Kế hoch thực hiện 14 PHN NI DUNG 15 1 LÝ THUYT 16 1.1. Bm cao áp VE – EDC điu khin bằng điện tử 16 1.1.1. Gii thiệu 16 1.1.2. Yêu cầu đi vi hệ thng cung cấp nhiên liệu 16 1.1.3. Nhiệm vụ bm cao áp 18 1.1.4. Đặc đim cấu to ca bm cao áp VE-EDC 18 1.1.4.1. Bm tiếp vận 18 1.1.4.2. Đĩa cam vƠ con lăn 18 1.1.4.3. Pít tông bm 19 1.1.4.4. B chấp hành 19 1.1.5. Nguyên lý hot đng ca hệ thng VE-EDC 22 1.2. Cm biến dùng trên hệ thng phun dầu điện tử VE-EDC 24 1.2.1. Khái quát v ECU và EDU 24 1.2.2. Cm biến tc đ đng c ( cm biến Ne – Crankshaft angel sensor) 24 1.2.3. Cm biến vị trí trục khuỷu (TDC sensor – cm biến G) 25 1.2.4. Cm biến áp suất tuyệt đi trên đng ng np (MAP – Manifold Absolute Pressure sensor) 25 1.2.5. Cm biến nhiệt đ nc làm mát (THW – Coolant water temperature sensor) 26 1.2.6. Cm biến nhiệt đ khí np (THA – Intake air temperature hay manifold air temperrature sensor) 26 1.2.7. Cm biến nhiệt đ nhiên liệu (THF) 27 1.2.8. Cm biến bƠn đp ga (TPS – Throttle Position Sensor) 27 1.3. Vòi phun 27 1.3.1. Nhiệm vụ 27 1.3.2. Yêu cầu 28 1.3.3. Phân loi 28 1.3.4. Cấu to và nguyên tắc hot đng ca vòi phun 28 1.3.4.1. Cấu to 28 1.3.4.2. Nguyên tắc hot đng ca vòi phun 30 1.4. Mt s đánh giá so sánh giữa BCA VE và VE-EDC 30 1.5. Kết luận ni dung chng 1 31 1.5.1. Các căn c c sở 31 1.5.2. Ni dung công việc 32 1.5.3. Tính toán lựa chọn thiết bị đồng b đ thay thế 32  2: KIM SOÁT QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIU VÀ THÀNH PHN KHÍ X -EDC 33 2.1. Kim soát quá trình phun nhiên liệu điu khin điện tử VE-EDC 33 2.1.1. Lợng nhiên liệu phun ban đầu 33 2.1.2. Chế đ vận hƠnh thông thng 34 2.1.3. Kim soát tc đ không ti 34 2.1.4. Kim soát s vòng quay ln nhất 34 2.1.5. Kim soát tc đ trung bình 35 2.1.6. Kim soát tc đ phng tiện 35 2.1.7. Gii hn tc đ phng tiện 35 2.1.7.1. Gii hn tc đ có th thay đổi 35 2.1.7.2. Gii hn tc đ c định 35 2.1.8. Dập tắt rung đng 35 2.1.9. Kim soát bù lợng nhiên liệu phun 36 2.1.10. Gii hn lợng nhiên liệu phun 37 2.1.11. Chc năng phanh đng c 37 2.1.12. Bù lợng phun theo đ cao 37 2.2. Các nh hởng ca thành phần khí x trên đng c diesel VE-EDC 38 2.2.1. Ni dung c bn v quá trình cháy trong đng c diesel 38 2.2.2. C chế hình thành CO 40 2.2.3. C chế hình thành NO x 40 2.2.4. C chế hình thành HC 42 2.2.5. C chế hình thành bồ hóng (PM) 42 2.3. Kết luận ni dung chng 2 44 2.3.1. V vấn đ gim lợng tiêu thụ nhiên liệu 44 2.3.1.1. nh hởng ca thi đim phun nhiên liệu 44 2.3.1.2. nh hởng ca lợng phun nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình 46 2.3.1.3. nh hởng ca đặc tính phun 46 2.3.2. V vấn đ tăng công suất và mô men xoắn đng c 47 2.3.2.1. Các vấn đ c bn ca đng c 47 2.3.2.2. Các yếu t nh hởng đến công suất và mô men xoắn đng c 49  3: NGHIÊN CU CI TIN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE  U KHIN T TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 53 3.1. Đánh giá khái quát v tầm chiến lợc ca hệ thng bm cao áp điu khin bằng điện tử VE – EDC 53 3.2. C sở lựa chọn thiết bị và quy trình thực hiện chuyn đổi HTPNL đng c Huyndai H100 1T25 55 3.2.1. Gii thiệu v mẫu đng c D4BB trên xe Huyndai H100 1T25 55 3.2.2. Phng pháp luận đi vi việc xây dựng c sở lựa chọn thiết bị 55 3.3. Kho sát mt s dòng xe có cùng tính tng thích 56 3.4. Gia công c khí vƠ chuyn đổi trên đng c D4BB 59 3.4.1. Các bc thực hiện 59 3.4.2. Ni dung công việc 59 . 3.4.2.1. Đánh giá sự tng đồng ca bm cao áp VE cũ trên xe vƠ bm cao áp VE-EDC mi lựa chọn 59 3.4.2.2. Gia công c khí vƠ nghiên cu các vị trí lắp đặt cm biến sao cho phù hợp vi hệ thng điu khin điện tử 60 3.5. Đánh giá chi phí vƠ mc đ phc tp ca công nghệ chuyn đổi 62 3.6. Kết luận ni dung chng 3 63  4: TH NGHI      U QU VIC CHUYI H THNG CUNG CP NHIÊN LIU VE-EDC 64 4.1. Tổng quan v băng thử công suất 64 4.1.1. Gii thiệu v băng thử công suất đng c 64 4.1.2. Công dụng ca băng thử công suất đng c 65 4.1.2.1. Công dụng 65 4.1.2.2. Phân loi 65 4.1.3. Băng thử công suất đng c loi phanh thy lực 66 4.1.3.1. Gii thiệu 66 4.1.3.2. Cấu to và nguyên lý hot đng ca phanh thy lực 67 4.1.3.3. u đim vƠ nhợc đim ca phanh thy lực 69 4.2. Thử nghiệm đng c trc và sau khi chuyn đổi 70 4.2.1. Gii thiệu phòng thử nghiệm ô tô ti nhà máy Z-751/BQP 70 4.2.2. Tiến hành thử nghiệm đng c D4BB trc và sau khi ci tiến 75 4.2.2.1. Thử nghiệm công suất đng c 75 4.2.2.2. Thử nghiệm mô men xoắn ca đng c 77 4.2.2.3. Suất tiêu hao nhiên liệu ca đng c 79 4.2.2.4. Đo nồng đ khí thi 83 4.3. Các phng pháp gim phát thi ô nhiễm cho đng c diesel (đng c cháy vi hn hợp hòa khí nghèo) 86 4.4 Kết luận ni dung chng 4 87 PHN KT LUN VÀ KIN NGH 88 1. Kết luận các kết qu đư thực hiện đợc ca đ tài 89 2. Tự nhận xét những đóng góp mi ca đ tƠi 89 3. Mt s khó khăn trong việc thực hiện đ tài 90 4. Kiến nghị hng nghiên cu mở rng 90 TÀI LIU THAM KHO 91 DANH SÁCH CÁC BNG Trang PHN M U Bng 1. Tiêu chuẩn chung Euro đi vi từng loi xe. 4 Bng 2. Thông s kỹ thuật xe Hyundai H100 12 Bng 3. Kế hoch thực hiện luận văn thc sĩ 14 PHN NI DUNG KIM SOÁT QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIU VÀ THÀNH PHN KHÍ X TRÊN -EDC Bng 2.1. Các chỉ tiêu ca nhiên liệu Diesel 44 Bng 2.2. Tác đng ca những yếu t chính ca quá trình phun đến sự làm việc ca đng c diesel. 47 NGHIÊN CU CI TIN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE  U KHIN T TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 Bng 3.1. Thông s c bn đng c 4DBB 55 Bng 3.2. Thông s c bn đng c xe Hyundai Starex 56 Bng 3.3. Thông s c bn đng c xe Toyota Hilux 57 Bng 3.4. Thông s c bn đng c xe Toyota Hiace 57 Bng 3.5. Thông s c bn đng c xe Ford Everest 58 Bng 3.6. Thông s c bn đng c xe Ford Ranger 58 TH NGHIU QU VIC CHUYI H THNG CUNG CP NHIÊN LIU VE-EDC Bng 4.1. Thông s thử nghiệm công suất đng c trc và sau khi ci tiến 76 Bng 4.2. Thông s thử nghiệm mô men đng c trc và sau khi ci tiến. 78 Bng 4.3. Bng so sánh kết qu đo thử nghiệm và kết qu tính toán. 78 Bng 4.4. Bng chuyn đổi từ g nl sang G nl . 81 Bng 4.5. Bng s liệu g e trc và sau ci tiến. 81 Bng 4.6. Thông s thực nghiệm HC vƠ CO trc và sau ci tiến 84 DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang PHN M U Hình 1. Đng c Jeep CRD. 2 Hình 2. Đng c Mercedes SLK 320. 2 Hình 3. Mc tiêu thụ nhiên liệu dng lỏng ca thế gii qua các năm 3 Hình 4. Biu đồ v mc đ khí thi cho phép ca các tiêu chuẩn Euro. 4 Hình 5. Tiêu chuẩn khí thi ca mt s nc khu vực Đông Nam Á. 5 Hình 6. Xe Huyndai H100 1T25. 11 Hình 7. Mã s đng c D4BB 9051440. 11 Hình 8. Mô hình đng c Hyundai H100 13 Hình 9. Bm cao áp VE 13 PHN NI DUNG  LÝ THUYT Hình 1.1. Cấu to bm cao áp VE – EDC. 16 Hình 1.2. Cấu to bm tiếp vận. 18 Hình 1.3. Đĩa cam vƠ con lăn. 19 Hình 1.4. Cấu to pít tông bm. 19 Hình 1.5. Cấu to van SPV thông thng. 20 Hình 1.6. Quá trình lƠm việc ca van SPV thông thng. 20 Hình 1.7. Cấu to van TCV. 21 Hình 1.8. Cấu to b định thi. 21 Hình 1.9. S đồ nguyên lý hot đng. 22 Hình 1.10. Điu khin phun sm hn 22 Hình 1.11. Điu khin phun mun hn 22 Hình 1.12. S đồ khi hệ thng điu khin điện tử VE-EDC. 23 Hình 1.13. S đồ và mch điu khin van SPV. 24 Hình 1.14. Cm biến tc đ đng c vƠ dang tín hiệu ra ca cm biến. 25 Hình 1.15.Cm biến vị trí trục khuỷu (a) và dng tín hiệu ra ca cm biến (b). 25 Hình 1.16. Cm biến áp suất đng ng np. 26 Hình 1.17. Cm biến nhiệt đ nc làm mát. 26 Hình 1.18. Cm biến nhiệt đ khí np. 27 Hình 1.19. Cm biến nhiệt đ nhiên liệu. 27 Hình 1.20. Cm biến vị trí bƠn đp ga (a) và cm biến vị trí bm ga (b.) 27 Hình 1.21. Kết cấu vòi phun kín có cht trên kim phun. 28 Hình 1.22. Dng tia phun ca vòi phun kín có cht trên kim phun. 29 KIM SOÁT QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIU VÀ THÀNH PHN KHÍ X -EDC Hình 2.1. S đồ hệ thng EDC (a) và tính toán quá trình phun nhiên liệu trong ECU (b) 33 Hình 2.2. Chc năng dập tắt rung đng. 36 Hình 2.3. Chc năng điu khin vận hành êm dịu 37 Hình 2.4. nh hởng ca thi đim phun đến hƠm lợng NOx và HC ca đng c diesel. xe ti (không tuần hoàn khí thi). 45 NGHIÊN CU CI TIN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE  U KHIN T TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 Hình 3.1. Đng c D4BB vi BCA VE-c khí (a) vƠ bm cao áp VE-EDC (b) . 60 Hình 3.2. Bo dỡng thơn đng c, mặt nắp máy vƠ thay đệm nắp máy. 60 Hình 3.3. Dấu các vị trí đặt bm ca nhà chế t và cm biến nhiệt đ nc (vòng tròn đỏ). 61 Hình 3.4. Dấu vị trí lấy tín hiệu cm biến vị trí trục khuỷu (vòng tròn vàng), cm biến vị trí trục khuỷu (vòng tròn đỏ). 61 Hình 3.5. Cm biến MAP (vòng tròn đỏ), cm biến TPS (vòng tròn xanh), cm biến nhiệt đ khí np (vòng tròn đỏ). 62 Hình 3.6. Lắp đặt mô hình vƠ đấu dây hoàn thiện. 62 Hình 3.7. Chy thử nghiệm vƠ đánh giá tình trng kỹ thuật đng c sau ci tiến 62 C TH NGHIU QU VIC CHUYI H THNG CUNG CP NHIÊN LIU VE-EDC Hình 4.1. Hình nh tổng quan v băng thử. 64 Hình 4.2. Thiết bị đo thy lực. 67 Hình 4.3. Cấu to ca băng thử thy lực. 68 Hình 4.5. Bệ thử công suất. 71 Hình 4.6 Mô hình đng c D4BB sau ci tiến đợc gá lắp c định trên bệ thử. . 72 Hình 4.7 S đồ hệ thng nc lƠm mát đng c. 72 Hình 4.8 Lắp đặt đng ng thoát khí x trên mô hình đng c thử nghiệm. 72 Hình 4.9 Bng điện điu khin băng thử công suất và cụm công tắc bật / tắt nguồn điện vƠ các đèn báo nguy. 73 Hình 4.10 Đồng hồ đo áp suất nht và áp suất nc đng c. 73 Hình 4.11 Thông s chỉ thị trên bng điu khin. 73 Hình 4.12 Đồng hồ báo nhiệt đ nc và nhiệt đ nht đng c 74 Hình 4.13 Nhiệt đ nc băng thử vƠ đèn báo nguy 74 Hình 4.14 Công tắc tắt tín hiệu vợt tc và dừng khẩn cấp 74 Hình 4.15 Đồ thị so sánh công suất đng c trc và sau khi ci tiến 77 Hình 4.16 Đồ thị so sánh mô men đng c trc và sau khi ci tiến. 79 Hình 4.17 Cơn điện tử VIBRA 80 Hình 4.18 Đồ thị so sánh lợng phun dầu diesel trc và sau khi ci tiến. 80 Hình 4.19 Đồ thị so sánh suất tiêu hao nhiên liệu trc và sau khi ci tiến .82 Hình 4.20 Máy đo khí x NHT-6. 83 Hình 4.21 Đo nồng đ khí x trên đng c D4BB trc ci tiến 84 Hình 4.22 Đồ thị so sánh nồng đ CO trc và sau ci tiến. 85 Hình 4.23 Đồ thị so sánh nồng đ HC trc và sau ci tiến. 85 Hình 4.26. Đồ thị so sánh nồng đ HC trc và sau ci tiến. 90 DANH MC CÁC T VIT TT BCA Bm cao áp DOC Diesel Oxidation Catalyst DPF Diesel Particulate Filter ĐCD Đim chết di ĐCT Đim chết trên ECU Electronic Control Unit EDC Electronic Diesel Control EGR Exhaust-gas Recirculation 0 GQTK đ góc quay trục khuỷu HTĐKĐT Hệ thng điu khin điện tử HTPNL Hệ thng phun nhiên liệu MAP Manifold Absolute Pressure sensor NE sensor Crankshaft position (CKP) sensor PM Particulate Matter SCR Selective Catalyst Reduction SCV Suction control valve TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCV Timing control valve G sensor Camshaft angel sensor THW Coolant water temperature sensor THA Intake air temperature hay manifold air temperrature sensor THF Thermal Heat Fuel TPS Throttle Position Sensor VE Verteiler [...]... thành công c a kỹ thuật chuy n đổi vƠ cũng lƠ lý do chính c a n i dung đ tài cần nghiên c u Xuất phát từ những lý do nêu trên, lƠm c sở đ phát tri n và thực hiện đ tài ắNGHIểN C U, THIẾT KẾ CHUY N Đ I H TH NG NHIÊN LI U DIESEL ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ VE- EDC TRÊN XE HYUNDAI 1T25 H100 6 4 Các k t qu nghiên c u đư công b 4.1 Trong n ớc a Hệ th ng đi u khi n điện tử đ ng c diesel (EDC) Tác gi : Nguyễn Tấn Qu... áp VE 7 Giá trị đ tài V i việc c i tiến hệ th ng nhiên liệu đ ng c diesel VE – EDC trên mô hình đ ng c HyunDai 1T25, đ tài này s góp phần nghiên c u thực tiễn v vấn đ tiết kiệm nhiên liệu, c i thiện công suất đ ng c vƠ gi m l ợng khí th i ra môi tr ng T o mô hình trực quan sinh đ ng giúp sinh viên nắm chắc v lý thuyết vƠ tăng kh năng thực hành trên mô hình hệ th ng nhiên liệu đ ng c diesel VE – EDC. .. hệ th ng Common Rail trên xe Ford Ranger, thiết kế chê t o hệ th ng cung cấp nhiên liệu kép cho đ ng c diesel Ford Ranger Kết qu : chuy n đổi vƠ chế t o thƠnh công mô hình đ ng c diesel sử dụng HTPNL kép diesel- CNG trên xe Ford Ranger Kết qu các công trình nghiên cứu trong n ớc Đ i v i m t s công trình nghiên c u trong n c đư công b , đư có nhi u đ tƠi đ cập đến HTPNL VE- EDC, tuy nhiên chỉ m i dừng l... n VE- EDC là m t hệ th ng đi u khi n điện tử ph c t p, có kh năng xử lý m t l ợng l n dữ liệu theo th i gian thực.Nó là m t phần c a hệ th ng đi u khi n điện tử c a toàn b ph ng tiện 17 1.1.3 Nhi m vụ b m cao áp [2] - B m cao áp phơn ph i VE đi u khi n điện tử có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho kim phun v i áp suất cao đ m b o cho nhiên liệu phun vào buồng cháy d i d ng s ng mù - Cung cấp nhiên liệu. .. System), ki m soát hệ th ng truy n lực bằng điện tử- ETC (Electronic Transmission Control), ch ng trình ổn định điện tử- ESP (Electronic Stability Program) Ngoài ra, EDC còn đáp ng yêu cầu c a hệ th ng tự chẩn đoán OBD (On-Board Diagnosis) c a Mỹ [4] Các kh i hệ th ng: EDC đ ợc chia thƠnh 3 kh i hệ th ng: Hình 1.12 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử VE- EDC - C m biến vƠ b t o giá trị cƠi đặt: xác... hệ th ng đi u khi n bằng máy tính; áp suất phun ��ℎ , th i đi m phun ��ℎ ) cho đ ng c diesel + Làm rõ các đặc tr ng trong quá trình đi u khi n cung cấp nhiên liệu (l ợng phun nhiên liệu �ℎ , - Phân tích sự khác biệt giữa HTPNL VE ki u c khí vƠ VE- EDC đ xác định những công việc cần làm khi chuy n đổi; - Xây dựng ph ng pháp lựa chọn thiết bị khi chuy n đổi VE ki u c khí thành VE- EDC ki u đi u khi n điện. .. đi m tiết kiệm nhiên liệu Chính từ những sự phát tri n v công nghệ mà những đ ng c diesel sử dụng b m cao áp th ng (đi u khi n bằng c khí) dần đ ợc thay thế bằng các lo i b m cao áp đi u 2 khi n bằng điện tử ECU nh : HTPNL VE – EDC vƠ b c tiến m i là HTPNL Common Rail 2 Nội dung nghiên c u Nghiên c u vƠ xơy dựng ph ng pháp chuy n đổi HTPNL VE ki u c khí thành VE- EDC ki u đi u khi n điện tử phù hợp (qui... EDC, thiết kế chế t o mô hình b đi u t c điện tử cho đ ng c diesel sử dụng b m cao áp VE Kết qu : chuy n đổi vƠ chế t o thƠnh công mô hình đ ng c diesel sử dụng b đi u t c điện tử trên b m cao áp VE c Thiết kế chế t o hệ th ng Common Rail cho đ ng c 1 xi lanh Tác gi : Nguyễn Phụ Th ợng L u Nguồn : luận văn th c sĩ t i tr ng ĐH SPKT Tp.HCM Năm : 2006 - 2008 Tóm tắt : nghiên c u c lý thuyết c a hệ th... trình nƠo đ cập đến vấn đ chuy n đổi hệ th ng cung cấp nhiên liệu VE ki u c khí thƠnh hệ th ng VE- EDC ki u đi u khi n điện tử, đ đánh giá tính hiệu qu trong việc c i tiến đ ng c diesel Do vậy, n i dung nghiên c u c a đ tài là hoàn toàn m i, nh sử dụng những thiết bị sẵn có nên có tính thực tiễn cao, đ m b o đ b n vƠ đ tin cậy, rút ngắn công lao đ ng, th i gian và chi phí nghiên c u c b n 5 Mục đích vƠ... – EDC ng dụng thực tế đ i v i các đ ng c sử dụng hệ th ng nhiên liệu đ ng c diesel đ i cũ cần chuy n đổi đ tăng đ ợc giá trị sử dụng 8 Giới h n c a đ tài Do đi u kiện và th i gian h n chế nên trong luận văn t t nghiệp chỉ tập trung nghiên c u và chế t o m t mô hình đ ng c cụ th là Hyundai 1T25 H100 sử dụng hệ th ng phun nhiên liệu đ ng c diesel VE – EDC; Quá trình thử nghiệm diễn ra trong th i gian . bằng điện tử VE – EDC 53 3.2. C sở lựa chọn thiết bị và quy trình thực hiện chuyn đổi HTPNL đng c Huyndai H100 1T25 55 3.2.1. Gii thiệu v mẫu đng c D4BB trên xe Huyndai H100 1T25 55. quá trình phun nhiên liệu trên đng c diesel sử dụng hệ thng điu khin điện tử Common Rail. Kết qu: nghiên cu, tính toán vƠ thiết kế b kim soát quá trình phun nhiên liệu. Thông qua. khi chuyn đổi; - Xây dựng phng pháp lựa chọn thiết bị khi chuyn đổi VE kiu c khí thành VE- EDC kiu điu khin điện tử cho đng c diesel phun dầu trực tiếp; - Nghiên cu chuyn đổi và chế