Nghiên cứu, đánh giá các phương pháp xác định tốc độ động cơ

Tuy c u t o và nguyên lý ho t đ ng của các c m biến là khác nhau nh ng có điểm chung là đều tính tốc đ đ ng cơ d ̣a vao viê ̣c tinh khoảng thơi gian gi ̃a hai xung liên tiêp hoă ̣c đếm

ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp M CL C Danh m c hình x Danh m c t vi t t t .xiii Ch ngă1:ăT NGăQUAN………………………………………………………….1 1.1 T ngăquanăchungăv ălƿnhăv cănghiênăc u,ăcácăk tăqu ănghiênăc uătrongăvƠă ngoƠiăn c 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu .1 1.1.2 Các kết qu nghiên cứu n ớc .1 1.2 Tínhăc păthi tăcủaăđ ătƠi 1.3 M căđíchăcủaăđ ătƠi 1.4 Nhi măv ăvƠăgi iăh năcủaăđ ătƠi 1.4.1 Nhiệm v đề tài 1.4.2 Giới h n đề tài 1.5 Ph Ch C ngăphápănghiênăc u ngă2:ă Lụă THUY TăĐ NGă C ă Đ T TRONGă VĨă ĐOă T Că Đ ă Đ NGă 2.1 Nguyên lý ho t đ ng đ ng đốt kỳ lo i piston 2.2 Tầm quan trọng giá trị tốc đ đ ng 2.2.1 Trong điều khiển đ ng 2.2.2 Trong việc kiểm tra, chẩn đoán 2.3 Các ph ơng pháp đo tốc đ đ ng ô tô ………8 2.3.1 Dùng c m biến điện từ 2.3.2 Dùng c m biến quang 2.3.3 Dùng c m biến Hall Ch ngă3:ăÁPăSU TăCHỂNăKHỌNGăTRONGăĐ BI NăĐOăÁPăSU TăTUY TăĐ IăTRểNăĐ NGă NGăN PăVĨ C Mă NGă NGăN P 11 3.1ăĐặcăđi m,ăk tăc uăcủaăh th ngăn pătrênăđ ngăc ăđ tătrong 11 3.1.1 Đặc điểm hệ thống n p 11 3.1.2 Kết c u hệ thống n p đ ng xăng 11 3.1.3 Kết c u hệ thống n p đ ng diesel 12 3.2ăĐặcăđi măcủaăápăsu tăkhíăn pătrênăđ GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng ngăn p 14 vii HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp 3.2.1 Hiệu ứng dao đ ng áp su t trình thay đổi mơi ch t 14 3.2.2 Mối liên hệ áp su t chân không đ 3.3ăHi năt ng ống n p 15 ngăápăđi n 15 3.3.1 Hiện t ng áp điện thuận 16 3.3.2 Hiện t ng áp điện nghịch 16 3.4ăC uăt o,ănguyênălýăho tăđ ngăcủaăc măbi năápăđi n 16 3.4.1 C u t o 17 3.4.2 Nguyên lý đo c m biến áp điện 18 3.4.3 Đôi nét hệ thống L-Jetronic D-Jetronic 20 3.5ăC uăt o,ănguyênălýăho tăđ ngăcủaăc măbi năMAP 20 3.5.1 Giới thiệu c m biến MAP 20 3.5.2 C u t o c m biến MAP 21 3.5.3 Nguyên lý ho t đ ng c m biến MAP 21 3.5.4 Đặc tuyến ho t đ ng c m biến MAP 21 3.6ă Đặcă mă củaătínă hi uăraă ă chơnă PIMă củaă c mă bi năMAPă trongă quáătrìnhă ho tăđ ngăcủaăđ ngăc (Toyota) 22 3.6.1 tốc đ cố định 23 3.6.2 Khi tăng gi m tốc đ 27 3.6.3 Mối liên hệ tín hiệu Ch chân PIM c m biến MAP tốc đ đ ng 27 ngă4: H TH NG CUNG C PăĐI N TRÊN Ô TÔ 28 4.1 c quy 28 4.1.1 Nhiệm v ắc quy ô tô 28 4.1.2 Các q trình điện hóa ắc quy chì axit 28 4.1.3 Đặc tuyến làm việc ắc quy ô tô 29 4.2ăMáyăphátăđi n 30 4.2.1 Nhiệm v , yêu cầu máy phát điện 30 4.2.2 Chế đ làm việc accu - máy phát phân bố t i 30 4.2.3 Máy phát điện xoay chiều kích thích điện từ có vịng tiếp điện 33 4.3 M i liên h gi a t că đ đ ngă c ă vƠă cácă tínă hi uă nă ápă đoă đ c h th ng cung c păđi n 39 4.3.1 Mối liên hệ tốc đ đ ng điện áp pha máy phát 39 GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng viii HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp 4.3.2 Mối liên hệ tốc đ đ ng điện áp máy phát sau chỉnh l u 40 4.3.3 Mối liên hệ tốc đ đ ng điện áp đầu ắc quy 40 Ch ngă5: THI T K , CH T O THI T B ĐOăT CăĐ Đ NGăC 42 5.1 Gi i thi u viăđi u n AVR 42 5.1.1 AVR 42 5.1.2 ATmega 16 42 5.1.3 Ngắt AVR 43 5.1.4 Giao tiếp AVR Text LCD 44 5.2 S ăđ nguyên lý m ch thi t k 45 5.2.1 S ăđ nguyên lý m ch ngu n 45 5.2.2 S ăđ nguyên lý m ch ngu n 5V 46 5.2.3 Sơ đồ nguyên lý m ch xử lý tín hiệu PIM, G BATT (Toyota) 46 5.2.4 Sơ đồ m ch vi điều khiển ATMEGA 16 52 5.2.5 Sơ đồ m ch hiển thị LCD 53 5.3 Thu t toán xử lý 54 5.3.1 Thuật đốn tính tốc đ đ ng 54 5.3.2 Ch ơng trình tính tốc đ tốc đ ng cho vi điều khiển 55 5.4 Ch t o m chăđo 56 Ch ngă6: TH C NGHI M THI T B ĐOăT CăĐ NGăC 58 6.1 Thi t b 58 6.2 Qui trình đo 59 6.3 K t qu đo 59 6.3.1 Tín hiệu sau đ c xử lý 59 6.3.2 Kết qu hiển thị LCD 63 6.4 Thi t b đoăt căđ đ ngăc 67 6.5 Đánhăgiá,ănh n xét 68 Ch ngă7: K T LU NăVĨăH NG PHÁT TRI N 70 7.1 K t lu n 70 7.2ăH ng phát tri n củaăđ tài 70 Tài li u tham kh o 71 Ph l c 72 GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng ix HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp DANH M C CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý làm việc đ ng xăng kỳ Hình 2.2: B n đồ góc đánh lửa sớm lý t ng góc ngậm điện Hình 2.3: Vị trí thực tế c m biến điện từ b chia điện Hình 2.4: Khi khơng chắn từ 10 Hình 2.5: Khi chắn từ 10 Hình 3.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống n p th i 11 Hình 3.2: Sơ đồ đ ng n p đ ng phun xăng điện tử dùng c m biến MAP 12 Hình 3.3: Sơ đồ n p th i đ ng diesel tăng áp 13 Hình 3.4: Đồ thị cơng vùng th p áp q trình thay đổi mơi ch t 14 Hình 3.5: Hiện t ng áp điện 16 Hình 3.6: C m biến kiểu áp điện 17 Hình 3.7: Cách bố trí c m biến 20 Hình 3.8: C u t o c m biến MAP 21 Hình 3.9: Biến d ng màng silicon theo áp su t 21 Hình 3.10: Đặc tuyến ho t đ ng c m biến MAP 22 tốc đ cầm chừng 23 Hình 3.11: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP Hình 3.12:Biên d ng tín hiệu c m biến MAP G 1.500 rpm 23 tốc đ 1.500 rpm 24 Hình 3.13: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP Hình 3.14: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP G 2.500 rpm 24 tốc đ 2.500 rpm 24 Hình 3.15: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP Hình 3.19: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP G 3.500 rpm 25 tốc đ 3.500 rpm 25 Hình 3.20: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP Hình 3.21: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP G 4.100 rpm 26 Hình 3.22: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP tốc đ 4.100 rpm 26 Hình 3.23: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP 4.800 rpm 27 Hình 3.24: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP thay đổi theo tốc đ (Picoscope) 27 Hình 4.1: Chế đ phóng n p accu xe 30 Hình 4.2: Sơ đồ tính tốn hệ thống cung c p điện 31 Hình 4.3: C u t o máy phát điện kích thích điện từ có vịng tiếp điện 33 Hình 4.4: Các b phận máy phát kích thích điện từ có vòng tiếp điện 33 GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng x HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp Hình 4.5: C u t o rotor 34 Hình 4.6: B chỉnh l u diode 35 Hình 4.7: Hệ thống cung c p điện với b chỉnh l u diode 35 Hình 4.8: Máy phát pha mắc hình với b chỉnh l u diode với diode D4 D5 dẫn 36 Hình 4.9: Diode D4 D1 dẫn 37 Hình 4.10: Diode D1 D6 dẫn 37 Hình 4.11 Điện áp pha pha điện áp sau đư chỉnh l u 38 Hình 4.12 Tiết chế vi m ch vị trí máy phát 38 Hình 4.13: Tiết chế lo i D 39 Hình 4.14:Tiết chế lo i M 39 Hình 4.15a: Mối liên hệ điện áp ắc quy tín hiệu đánh lửa IGT đ ng 5S-FE 40 Hình 4.15b: Mối liên hệ điện áp ắc quy tín hiệu đánh lửa IGT đ ng 1G-FE 41 Hình 5.1: Sơ đồ chân chip ATmega16 42 Hình 5.2: Thanh ghi MCUCR 44 Hình 5.4: Kết nối LCD vi điều khiển ATmega 16 chế đ bit 45 Hình 5.5: Sơ đồ m ch nguồn 12 V 45 Hình 5.6: Sơ đồ chân IC 7812 IC 7912 46 Hình 5.7: Sơ đồ m ch nguồn V 46 Hình 5.8: M ch xử lý tín hiệu c m biến MAP 47 Hình 5.9: D ng tìn hiệu c m biến MAP tăng gi m tốc 47 Hình 5.10: So sánh tín hiệu c m biến MAP tr ớc sau m ch lọc thông th p 49 Hình 5.11: Sơ đồ chân c u t o bên IC 555 50 Hình 5.12: Tín hiệu sau qua m ch Trigger Smith dùng IC 555 51 Hình 5.13: M ch xử lý tín hiệu c m biến G 51 Hình 5.14: Tín hiệu c m biến G 51 Hình 5.15: M ch xử lý tín hiệu điện áp ắc quy 52 Hình 5.16: M ch giao tiếp ATmega 16 53 Hình 5.17: M ch hiển thị LCD 53 Hình 5.18: Sơ đồ khối thuật tốn xử lý tín hiệu 55 GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng xi HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM ình 5.19: M ch nguồn Luận văn tốt nghiệp 12 V 56 Hình 5.20: M ch nguồn V m ch điều khiển ATmega 16 56 Hình 5.21: M ch xử lý tín hiệu c m biến MAP, G tín hiệu điện áp ắc quy 57 Hình 5.22: M ch hiển thị LCD 57 Hình 6.1: Mơ hình đ ng 5S-FE 7A-FE 58 Hình 6.2: Kết nối m ch đo thử nghiệm 58 Hình 6.3: Máy đo Oscilloscope với kênh đo 59 Hình 6.4: Đo thử nghiệm 59 Hình 6.5: D ng xung tín hiệu tr ớc xử lý 60 Hình 6.6: D ng xung tín hiệu sau xử lý 60 Hình 6.7: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc sau m ch xử lý 1000 rpm 61 Hình 6.8: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc sau m ch xử lý 1000 rpm 61 Hình 6.9: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc sau m ch xử lý 1500 rpm 61 Hình 6.10: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc sau m ch xử lý 1500 rpm 62 Hình 6.11: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc sau m ch xử lý 2500 rpm 62 Hình 6.12: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc sau m ch xử lý 2500 rpm 62 Hình 6.13: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc sau m ch xử lý 4000 rpm 63 Hình 6.14: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc sau m ch xử lý 4000 rpm 63 Hình 6.15: Kết qu đo tốc đ cầm chừng 63 Hình 6.16: Kết qu đo tốc đ 1000 rpm 63 Hình 6.17: Kết qu đo tốc đ 1500 rpm 63 Hình 6.18: Kết qu đo tốc đ 2000 rpm 64 Hình 6.19: Kết qu đo tốc đ 2500 rpm 64 Hình 6.20: Kết qu đo tốc đ 3000 rpm 64 Hình 6.21: Kết qu đo tốc đ 3500 rpm 64 Hình 6.22: Kết qu đo tốc đ 4000 rpm 65 Hình 6.23: Kết qu đo tốc đ 4500 rpm 65 Hình 6.24: Kết qu đáp ứng tốc đ tăng, gi m tốc 66 Hình 6.25: Đồ thị đáp ứng tốc đ ph ơng pháp đo 67 Hình 6.26: Thiết bị tốc đ đ ng hoàn thiện 67 Hình 6.27: Đo kiểm tra ho t đ ng thiết bị 68 GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng xii HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp DANH M C CÁC T ADC: Analog-to-Digital Converter MAP: Manifold Absolute Pressure BATT: Battery ECU: Electronic Control Unit EFI: Electronic Fuel Injection LED: Light emitting diode LCD: Liquid-crystal display MAF: Mass Air Flow Sensors MCU: Microcontroller RPM: VI T T T Revolution Per Minute GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng xiii HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Ch 1.1 Luận văn tốt nghiệp ngă1: T NG QUAN T ng quan chung v lƿnhăv c nghiên c u, k t qu nghiên c u ngoƠiăn c 1.1.1 T ng quan chung v lƿnhăv c nghiên c u Tôc đô ̣ đô ̣ng g ọi tua máy hay tốc đ quay tr c khuỷu la mô ̣t thông sô r t quan trọng, chứa đựng nhiều thơng tin ph n ánh tồn diện tình tr ng làm viê ̣c của ̣ng nh tính đ ng học, đ ng lực học, tính kinh tế nhiên liệu Dựa vào tốc đ đ ng thơng qua hệ thống chẩn đốn ng đ c chi tiết, c u bên đ ng có ho t đ ng bình th i ta biết ng hay khơng Vì thê viê ̣c xac đinh tôc đô ̣ đô ̣ng mô ̣t cach nhanh chong t c thơi co mô ̣t y nghia r ̣ ̃ t quan tro ̣ng điều khiển nh viê ̣c kiể m tra bảo d ỡng s ̉ a ch ̃ a Các ph ơng phap đ ể xác định tôc đô ̣ đô ̣ng th ng đ c s ̉ du ̣ng hi ện tơ có đ bên va chinh xac cao Trong điều khiển đ ng cơ, ng i ta d a ̣ việc nhận tín hiệu gửi từ c m biến nh c m biến điện từ, c m biến Hall, c m biến quang đ a tín hiệu vào b xử lý để xác định tốc đ đ ng Bên c nh để hiển thị tốc đ lên đồng hồ Taplo, ng i ta dùng tín hiệu từ cực âm bobine hay chân Tach Igniter Tuy c u t o nguyên lý ho t đ ng c m biến khác nh ng có điểm chung tính tốc đ đ ng d a vao viê ̣c tinh khoảng thơi ̣ gian gi ̃ a hai xung liên tiêp hoă ̣c đếm sô xung mô ̣t khoảng thơi gian Tuy nhiên, tốc đ đ ng nh h ng đến r t nhiều ho t đ ng hệ thống đ ng cơ, gây biến đổi tín hiệu có tính quy luật theo tốc đ đ ng Do đó, cịn có nhiều tín hiệu khác dùng để tính tốc đ đ ng Ng i nghiên cứu dựa vào m t vài tín hiệu có liên quan để xác định tốc đ đ ng 1.1.2 Cácăk tăqu ănghiênăc u trongăvƠăngoƠiăn c Nhận th y tầm quan trọng thông số tốc đ đ ng cơ, đo cac nha nghiên c u tim mo ̣i cach để lam co thể đo đ ̣c tôc đô ̣ ̣ng mơ ̣t cach nhanh chóng, xác nh ng tiện l i việc đo D la mô ̣t vai nghiên c u cách xác định tốc đ đ ng theo ph ơng pháp GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp “A new method for measuring engine rotational speed based on the vibration and discrete spectrum correction technique” - Hinbin Lin va Kang Ding [1] Bài viêt của tac giả Hinbin Lin va Kang Ding công tac ta ̣i khoa Cơ va Kỹ thuâ ̣t ô tô thuô ̣c tr ơng Đa ̣i ho ̣c Công nghê ̣ phia Nam Trung Quôc Nô ̣i dung bai viêt cho thây viê ̣c xac đinh tôc đô ̣ đô ̣ng piston d a s ̣ rung đô ̣ng va kỹ thuật hiệu ̣ ̣ chỉnh phổ r i r c Ph ơng pháp đề xu t tính tốc đ đ ng từ tần số điều hòa nhỏ nh t tín hiệu dao đ ng sử d ng kỹ thuật hiệu chỉnh phổ r i r c để c i thiện đ xác phép đo Kết qu thu đ ̣c t việc thử nghiệm băng thử thử nghiệm đ ng thực M i lần thử nghiệm với số xilanh khác ph ơng pháp cho th y kết qu đ tđ c đ xác cao đ ng làm việc tr ng thái ổn định tốc đ nhỏ So với ph ơng pháp b n xác định tốc đ đ ng ph ơng pháp sử d ng phần cứng đơn gi n, dễ dàng cài đặt thích h p cho việc kiểm tra b o d ỡng định kỳ ô tô  “The new Measurement Algorithm of the Engine Speed Base on the Basic Frequency of Vibration Signal” - SONG Xiang, LI Xu ZHANG Wei-gong [2] viết tác gi SONG Xiang , LI Xu , ZHANG Wei-gong khoa Khoa học Kỹ thuật thu c Đ i học Đông Nam , Nam Kinh , Trung Quôc trinh bay tâm quan tro ̣ng viê ̣c xac đinh tôc đô ̣ đô ̣ng nhanh chong va xác có ý nghĩa ̣ rât lơn viê ̣c chẩ n đoan cac lỗi ô tô Bài viết thiếu sót bât tiê ̣n của cac ph ơng phap đo tôc đô ̣ đô ̣ng truyên thông qua đo chỉ ph ơng pháp đo dựa tần số rung bản Thông qua phân mêm Lab VIEW để thu thâ ̣p d ̃ liê ̣u va ng du ̣ng cac ph ơng phap x ̉ ly tin hiê ̣u nh biên đổ i wavelet , biên đổ i Fourier thơi gian ngăn t đo tinh đ ̣c tinh đ ̣c tân sô rung bản , u điể m của ph ơng pháp thuật tốn có đ xác cao , tốn , ̣ bên cao , dễ th c ̣ hiê ̣n va tỉ lê ̣ lỗi của thuâ ̣t toan chỉ co 1%  “Measurement of engine speed by the analysis of vibration” - Alastair J.Hotchkiss, Paul Smith, Barbara L and Jones [3] Ph ơng pháp đo tốc đ đ ng dựa tín hiệu thu đ gia tốc đ c gá thân đ ng la nh ̃ ng gi Alastair J c từ c m biến Hotchkiss, Paul Smith , Barbara L and Jones muôn trinh bay bai viêt Ph ơng pháp có u điểm GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp chi phí th p, vừa ứng d ng cho c đ ng xăng Diesel, dễ dàng gá đặt c m biến, đo t ốc đ đ ng từ cầm chừng 700 vòng/ph́t cho đ ến kho ng 5000 vòng/ph́t điện tiêu th m ch đo th p Trong tr m đăng kiểm dùng phổ biến máy đo tốc đ đ ng AVL Dispeed MAHA RPM VC2 để xác định tốc đ đ ng Đầu đo máy thu nhận tín hiệu rung đ ng tiếng ồn đ ng để xác định tốc đ Ng i nghiên cứu đư nghiên cứu rung đ ng đ ng thu thập từ tín hiệu c m biến kích nổ đ ng cơ… 1.2 Tínhăc păthi tăcủaăđ ătƠi Tơc ̣ đô ̣ng la mô ̣t nh ̃ ng thông sô rât quan tro ̣ng ô tô D a vao ̣ tôc đô ̣ đô ̣ng ECU sẽ điêu khiể n hoa ̣t đô ̣ng phun xăng va đanh l ̉ a hơ ̣p ly đảm b o cho đô ̣ng hoa ̣t đô ̣ng u nhât mo ̣i chê đô ̣ lam viê ̣c Trong chẩ n đoan viê ̣c xac đinh nhanh chong va chinh xac tôc đô ̣ đô ̣ng giup cho công viê ̣c bảo ̣ d ỡng s ̉ a ch ̃ a đ ̣c diễn nhanh chong va thuâ ̣n lơ ̣i Hiện c m biến đo tốc đ đ ng ô tô bên c nh u điểm nh có đ xác tuổi thọ cao song tồn t i m t vài nh c điểm nh ph i gia công cac đia co xẽ ranh yêu câu đô ̣ chinh xac cao , biên d ng r ăng lôi hoă ̣c lõm ̃ ̃ lo i ph i đ c dẫn đ ng trực tiếp b i tr c khuỷu hay gián tiếp thơng qua dây đai, xích Để gi m bớt công đo n gia công, lắp ráp qua góp phần gi m chi phí s n xu t nh chi phí b o d ỡng sửa chữa sau thiết nghĩ cần có m t ph ơng pháp đo tốc đ đ ng thay ph ơng pháp đo truyền thống nh ng có đ bền xác cao 1.3 M căđíchăcủaăđ tài Trong q trình đ ng làm việc b phận nh tr c cam, máy phát điện, bơm tr lực lái đ c đ ng dẫn đ ng thông qua dây đai đồng th i m t vài c m biến xe liên t c gửi tín hiệu ECU để tính tốn cho đ ng ho t đ ng tối u nh t đ chế đ làm việc Với ý t c kết nối với đ ng ta tính đ ng b phận, chi tiết c tốc đ đ ng Do đó, ng i nghiên cứu xin trình bày ph ơng pháp dùng tín hiệu t c m biến đo áp su t tuyệt đối đ ng ống n p MAP va da ̣ng xung c tín hiệu hệ thống cung c p điện để tính GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp Hình 6.2́: Kết đáp ứng tốc độ tăng giảm tốc GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 66 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp Hình 6.25: Đ thị đáp ứng tốc độ ̀ phương pháp đo (được vẽ phần mềm Excel) 6.4 Thi t b đoăt căđ đ ngăc Hình 6.26: Thiết bị đo tốc độ động hoàn thiện GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 67 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp Hình 6.27: Đo kiểm tra hoạt động thiết bị 6.5 Đánhăgiá,ănh n xét điều kiện đ ng ho t đ ng ổn định, c ba tín hiệu G, PIM BATT cho kết qu tốc đ đ ng với đ xác cao Tuy nhiên, m i lo i tín hiệu tồn t i nh c điểm khiến cho việc tính tốc đ đ ng từ khơng xác, tối u nh tín hiệu NE  C m biến G: nh c điểm b n tín hiệu G đáp ứng chậm Sau vòng quay tr c khuỷu có m t xung tín hiệu G Trong c m biến NE 24 đư có 12 xung tín hiệu vịng quay tr c khuỷu Do đó, để cung c p tín hiệu tốc đ cho ECM điều khiển đ ng c m biến G khó đáp ứng đ c yêu cầu Tuy nhiên, để hiển thị giá trị tốc đ lên máy đo hay b ng đồng hồ c m biến G l i r t phù h p u điểm xác  Tín hiệu điện áp ắc quy: việc tính tốc đ đ ng từ s t áp ắc quy ph thu c vào ho t đ ng đánh lửa đ ng Trong tr ng h p có cố m t lửa máy làm cho giá trị tốc đ sai lệch không tối u đ c ch ơng trình xử lý Ngồi ra, đ ng diesel, ph ơng pháp không thực đ GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 68 c HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM đ ng diesel khơng có s t áp đánh lửa Luận văn tốt nghiệp u điểm ph ơng pháp xác dễ đo  Tín hiệu c m biến MAP: việc thiết kế phần cứng xử lý tín hiệu phù h p ch ơng trình tính tốc đ , ta có giá trị tốc đ từ m t c m biến có sẵn xe Nh ng nh c điểm ph ơng pháp tín hiệu gốc có giá trị nhỏ khơng r̃ ràng đ ng có nhiều xi lanh, đó, việc xử lý khó, nh ng điều khắc ph c cách sử d ng c m biến đo áp su t có đ nh y cao c m biến MAP dùng đ ng tơ tín hiệu đầu r t rõ xử lí dễ dàng Khi có h hỏng làm sai lệch giá trị áp su t chân không đ ng ống n p (nh xupap n p khơng kín, làm khí từ buồng cháy lọt ng ng ống n p) kết qu c tr l i đ đo khơng cịn xác GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 69 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM ngă7: K T LU N ậ H Ch Luận văn tốt nghiệp NG PHÁT TRI N 7.1 K t lu n Qua th i gian thực đề tài “Nghiên cứu, đánh giá m t số ph ơng pháp đo tốc đ đ ng cơ” đ t đ c m t số kết qu nh sau: Chỉ mối liên hệ tốc đ đ ng hệ thống đ ng mà  thực tín hiệu tiêu biểu PIM, G BATT  Thiết kế thi công thành công thiết bị đo tốc đ đ ng từ tín hiệu  So sánh, đánh giá mức đ ph n ánh xác giá trị tốc đ đ ng tín hiệu Đề tài đ t đ c m t số kết qu nh t định đem l i nhiều ý nghĩa mặt khoa học nh thực tiễn Mơ hình đáp ứng đ c yêu cầu kỹ thuật, làm việc ổn định, chống nhiễu điện từ tốt, tính thẩm mỹ nh đáp ứng đ c nhiều chức nh ph c v thiết thực công tác gi ng d y hay sử d ng làm s nghiên cứu nh để h ớng đến việc s n xu t thiết bị d y học, đáp ứng cho nhu cầu đào t o nhà tr ng nh nhu cầu xã h i 7.2 H ng phát tri n củaăđ tài Từ kết qu đề tài, có h ớng phát triển đề tài để nâng cao tính thiết thực hiệu qu đề tài mà em ch a thực đ c: C i tiến thiết bị đo tốc đ không từ tín hiệu PIM, G, BATT mà cịn từ tín hiệu khác, khơng cố định cho đ ng kỳ, xi lanh mà cịn có thêm ńt chọn số kỳ, số xi lanh… làm tăng tính đ ng kh áp d ng thực tiễn thiết bị Dựa vào sai lệch kết qu đo d ng tín hiệu đo xử lý đ c có tr c trặc đ ng để chế t o thiết bị chẩn đốn tình tr ng đ ng Vẫn cịn nhiều tín hiệu khác có liên hệ với tín hiệu tốc đ đ ng nên thu thập xử lý ch́ng để tốc đ đ ng nh áp su t dòng khí x , rung đ ng đ ng hay tín hiệu từ c m biến kích nổ… GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 70 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp TÀI LI U THAM KH O [1] Hinbin Lin va Kang Ding , A new method for measuring engine rotational speed based on the vibration and discrete spectrum correction technique [2] SONG Xiang, LI Xu ZHANG Wei-gong, The new Measurement Algorithm of the Engine Speed Base on the Basic Frequency of Vibration Signal [3] Alastair J.Hotchkiss, Paul Smith, Barbara L and Jones, Measurement of engine speed by the analysis of vibration [4] Nguyễn Văn Tr ng, Động đốt 1, Đ i học S ph m Kỹ thuật Tp.HCM,2005 [5] Đ Văn Dũng, Trang bị điện điện tử ô tô đại, Nhà xu t b n Đ i học Quốc gia Tp.HCM, 2004 [6] Nguyễn T t Tiến, NguỔên lý động đốt trong, Nhà xu t b n Giáo d c, 2000 [7] Nguyễn T n L c, Thực tập động ồăng II, Đ i học S ph m Kỹ thuật Tp.HCM, 2007 [8] Nguyễn Văn Nhận, Lý thuyết động đốt trong, Đ i học Nha Trang, 2010 [9] www.hocavr.com [10] ATmega 16, NE555, LCD1602, TL084 Opamp datasheet GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 71 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp PH L C Trong trình nghiên cứu, em đư kh o sát, đo đ c tín hiệu tiến hành thực nghiệm t i x ng Đ ng Diesel thu c Khoa Cơ Khí Đ ng Lực tr học S Ph m Kỹ Thuật Tp HCM Các thiết bị, d ng c sau đư đ ng Đ i c sử d ng q trình đó:  Mơ hìnhăđ ngăc ăToyotaă5S-FE  Mơăhìnhăđ ngăc ăToyotaă7A-FE  Mơăhìnhăđ ngăc ăToyotaă1G-FE LEXUS GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 72 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM  Máy Oscilloscope 4ăkênhăđo  Luận văn tốt nghiệp Ampe kìm GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 73 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp  BreadboardăvƠăcácălinhăki năđi nătửăđ ălƠmăm chăthửănghi m  Đ ngăh ăVOMăhi năs  Codeăch Chip type ngătrình: : ATmega16 Program type : Application AVR Core Clock frequency: 8.000000 MHz Memory model : Small External RAM size :0 Data Stack size : 256 *****************************************************/ #include GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng #include 74 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp #include } #include // Trình ph c v ngắt ngồi INT1 #include interrupt [EXT_INT1] void unsigned long int T_alter=0; unsigned long int T_g=0; unsigned long int T_map=0; unsigned long int time0=0; unsigned long int time1=0; unsigned long int time2=0; int ig=0; int im=0; int ia=0; // Trình ph c v ngắt INT0 interrupt [EXT_INT0] void ext_int1_isr(void) { // Place your code here im++; if(im>=16) { T_map=time1/16; time1=0; im=0; } } ext_int0_isr(void) // Trình ph c v ngắt ngồi INT2 { interrupt [EXT_INT2] void // Place your code here ig++ ; if(ig>=4) { T_g=time0/4; time0=0; ig=0; } GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng ext_int2_isr(void) { // Place your code here ia++; if(ia>=120) { T_alter=time2/120; time2=0; 75 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp ia=0; time2=time2+0x6B; } TCNT2=0X9C; } } // Trình ph c v ngắt tràn Timer void main(void) interrupt [TIM0_OVF] void { timer0_ovf_isr(void) { // Khai báo biến c c b unsigned long int T_mf; // Place your code here time0=time0+0x6B; TCNT0=0X9C; } unsigned long int T_gg; unsigned long int T_ma; unsigned int V_alter; unsigned int V_g; // Trình ph c v ngắt tràn Timer interrupt [TIM1_OVF] void unsigned int V_map; unsigned char kq_alter[5]; timer1_ovf_isr(void) unsigned char kq_g[5] ; { unsigned char kq_map[5]; // Place your code here //Khai báo PORT A ngõ time1=time1+0x006B; PORTA=0x00; TCNT1=0XFF9C; DDRA=0x00; } // Timer/Counter initialization // Trình ph c v ngắt tràn Timer // Clock source: System Clock interrupt [TIM2_OVF] void timer2_ovf_isr(void) // Clock value: 1000.000 kHz { // Mode: Normal top=0xFF // Place your code here // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x02; GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 76 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp TCNT0=0x9C; // Timer/Counter initialization OCR0=0x00; // Clock source: System Clock // Timer/Counter initialization // Clock value: 1000.000 kHz // Clock source: System Clock // Mode: Normal top=0xFF // Clock value: 1000.000 kHz // OC2 output: Disconnected // Mode: Normal top=0xFFFF ASSR=0x00; // OC1A output: Discon TCCR2=0x02; // OC1B output: Discon TCNT2=0x9C; // Noise Canceler: Off OCR2=0x00; // Input Capture on Falling Edge // External Interrupt(s) initialization // Timer1 Overflow Interrupt: On // INT0: On // Input Capture Interrupt: Off // INT0 Mode: Falling Edge // Compare A Match Interrupt: Off // INT1: On // Compare B Match Interrupt: Off // INT1 Mode: Falling Edge TCCR1A=0x00; // INT2: On TCCR1B=0x02; // INT2 Mode: Falling Edge TCNT1H=0xfF; GICR|=0xE0; TCNT1L=0x9C; MCUCR=0x0A; ICR1H=0x00; MCUCSR=0x00; ICR1L=0x00; GIFR=0xE0; OCR1AH=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng initialization TIMSK=0x45; // Alphanumeric LCD initialization 77 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp // Connections are specified in the // Place your code here // Project|Configure|C T_gg=(float)(T_g); Compiler|Libraries|Alphanumeric V_g=120*1000000/T_gg; LCD menu: if(T_gg==0) // RS - PORTA Bit { // RD - PORTA Bit V_g=0; // EN - PORTA Bit } // D4 - PORTA Bit T_mf=(float)(T_alter); // D5 - PORTA Bit V_alter=60/2*1000000/T_mf; // D6 - PORTA Bit if(T_mf==0) // D7 - PORTA Bit { // Characters/line: 16 V_alter=0; lcd_init(16); } // Global enable interrupts T_ma=(float)(T_map); #asm("sei") V_map=30*1000000/T_ma; lcd_clear(); if(T_ma==0) lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts("000000000000000"); { delay_ms(200); V_map=0; lcd_clear(); } lcd_gotoxy(0,0); itoa(V_alter,kq_alter); lcd_puts(" ALT G MAP "); itoa(V_g,kq_g); while (1) itoa(V_map,kq_map); { lcd_gotoxy(0,1); GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 78 HVTH: Đinh Tấn Ngọc ĐH S ph m Kỹ thuật TPHCM Luận văn tốt nghiệp lcd_puts(kq_alter); lcd_clear(); lcd_gotoxy(5,1); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(kq_g); lcd_puts(" ALT G MAP "); lcd_gotoxy(10,1); lcd_puts(kq_map); } } delay_ms(500); GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 79 HVTH: Đinh Tấn Ngọc S K L 0 ... p điện với tốc đ đ ng  Thiết kế, chế t o máy đo tốc đ đ ng cơ, đánh giá đ xác kh ứng d ng thực tiển 1.5 Ph ng? ?pháp? ?nghiên c u     Ph Ph Ph Ph ơng pháp nghiên cứu tài liệu ơng pháp kh o sát... nghiệm với số xilanh khác ph ơng pháp cho th y kết qu đ tđ c đ xác cao đ ng làm việc tr ng thái ổn định tốc đ nhỏ So với ph ơng pháp b n xác định tốc đ đ ng ph ơng pháp sử d ng phần cứng đơn gi... dùng phổ biến máy đo tốc đ đ ng AVL Dispeed MAHA RPM VC2 để xác định tốc đ đ ng Đầu đo máy thu nhận tín hiệu rung đ ng tiếng ồn đ ng để xác định tốc đ Ng i nghiên cứu đư nghiên cứu rung đ ng