Thiết kế, chế tạo băng thử hệ thống conmon rail kết hợp các bài giảng thực hành

Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt vii MC LC QUYTăĐNHăGIAOăĐ TÀI LÝ LCH KHOA HC i LIăCAMăĐOAN iii LI CMăN iv TÓM TT v MC LC vii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT xi DANH SÁCH CÁC HÌNH xii DANH SÁCH CÁC BNG xvi M ĐU 1 CHNGă1:ăTNG QUAN V VNăĐ NGHIÊN CU 3 1.1 Tng quan 3 1.2 Lch s phát trin h thng nhiên liuădieselătrênăđngăcăđt trong 4 1.2.1 H thng nhiên liuădieselăđiu khin bằngăcăkhí 4 1.2.2 H thng nhiên liuădieselăđiu khin bằngăđin t 4 1.3 Các công trình khoa hcătheoăhng nghiên cu 7 1.3.1 Các nghiên cuăngoƠiănc 7 1.3.2 Các nghiên cuătrongănc 9 1.4 Lý do chnăđ tài 10 1.5 Mc tiêu nghiên cu 10 1.6 Phngăphápănghiênăcu 10 1.7 Gii hnăđ tài 11 1.8 Ni dung nghiên cu 11 1.9 Kt qu đtăđc caăđ tài 11 CHNGă2:ăC S LÝ THUYT 12 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt viii 2.1 H thng nhiên liu Common Rail 12 2.1.1 Lch s phát trin h thng phun duăăđin t Common Rail 12 2.1.2 Nguyên lý làm vic ca h thng Common Rail 12 2.1.3 Săđ khiăđiu khin h thng nhiên liu Common Rail 14 2.1.4 Đng nhiên liu thp áp 15 2.1.5 Cmăbmăcaoăáp 16 2.1.6 Cm ng phân phi 19 2.1.7 Điu khin vòi phun 20 2.2 Phngăphápăđánhăgiáătìnhătrng vòi phun daăvƠoăluălng du 26 2.2.1 Phngăphápăđoălng du hi. 27 2.2.2 Soăsánhălng du hi  các bình 29 2.3 Môătăđin và bin tn 30 2.3.1 Môătăđinăkhôngăđng b 30 2.3.2 Bin tn 32 2.4 GiiăthiuăphnămmăLabVIEW 34 2.5 Mt s vnăđ lý lun v thit b dy hc (TBDH) 35 2.5.1 Thit b dy hc 35 2.5.2 V trí, vai trò ca thit b dy hc trongă đi miă phngăphápădy hc (PPDH) 35 2.5.3 Các giá tr giáo dc ca thit b dy và hc 37 2.5.4 Yêu cuăđi vi thit b dy và hc 37 CHNGă3:ăTHIT K CH TOăBĔNGăTH H THNG COMMON RAIL 38 3.1 Cu toăchungăvƠăsăđ nguyên lý caăbĕngăth 39 3.1.1 Cu to caăbĕngăth 39 3.1.2 Săđ nguyên lý caăbĕngăth 40 3.2 Thit k h thng nhiên liu áp sut thp 41 3.3 Thit k h thng dnăđngăbmăcaoăáp 42 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt ix 3.3.1 Căcu truynăđng 42 3.3.2 Ngunăđng lc dnăđngăbm 42 3.4 Thit k giáăđỡ vòi phun và bu thy tinh quan sát 44 3.5 Thit k nguyênălỦăxácăđnhălng nhiên liuăphunăvƠălng nhiên liu hi 45 3.5.1 Cân bình nhiên liu 45 3.5.2 Dùng ngăđong 46 3.6 Thit k h thngăđin ậ đin t điu khinăbĕngăth 47 3.6.1 B điu khin trung tâm 49 3.6.2 Moduleăđo 49 3.6.3 Moduleăđiu khin áp sut nhiên liu trong thanh tích áp 52 3.6.4 Moduleăđiu khin vòi phun 53 3.6.5 Mch giao tip 53 3.7 Thit k các bài ging ng dngăbĕngăth h thng Common Rail 56 CHNGă4:ăTHC NGHIMăVÀăĐÁNHăGIÁăHOTăĐNG CAăBĔNGăTH H THNG COMMON RAIL 63 4.1 Quy trình s dngăbĕngăth 63 4.1.1 Kimătraătrc khi vn hành 63 4.1.2 LpăđặtăvòiăphunăvƠoăbĕngăth 63 4.1.3 Kt niămáyătínhăvƠoăbĕngăth 64 4.1.4 VnăhƠnhăbĕngăth 64 4.2 Thc nghim kim tra vòi phun 64 4.2.1 Thc nghimăđi vi vòi phun DENSO 5511/4152 06H05298 64 4.2.2 Thc nghimăđi vi vòi phun DENSO 5511/4152 11L02114 66 4.3 Thc nghim kh nĕngăng dng caăbĕngăth vào công tác ging dy 68 4.4 Đánhăgiáăkt qu bĕngăth 70 4.4.1 Mcăđ đápăng caăbĕngăth khi tin hành kim tra vòi phun 70 4.4.2 Kh nĕngăng dng vào công tác ging dy 70 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt x KT LUN ậ HNG PHÁT TRINăĐ TÀI 71  Kt lun 71  Hng phát trin caăđ tài 72 TÀI LIU THAM KHO 73 TRANG PH LC 75 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt xi DANH SÁCH CÁC CH VIT TT D-4D: Direct Injection-4 stroke Diesel Engine CDI: Common rail Direct Injection HDI: High pressure Direct Injection UI: Unit injector fuel injection system UP: Unit pump fuel injection system VE:ăbmăcaoăápăphơnăphi EDC: electronic diesel control CB: cm bin SPV:ăvanăđiu khinăluălng phun TCV:ăvanăđiu khin thi gian phun EGR: van luân hi khí x ECU: hpăđiu khinăđngăc EDU: b dnăđng bằngăđin t IGBT:ătransistorălỡng cc có cng cách ly PWM:ăphngăphápăđiu ch đ rng xung PID: b điu khin vi tích phân t l SCADA: h thngăđiu khin giám sát và thu thp d liu TBDH: thit b dy hc PPDH:ăphngăphápădy hc HS: hc sinh YCKT: yêu cu kỹ thut. Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt xii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 Sơ đồ hệ thng nhiên liệỐ động cơ diesel điều khiển cơ khí 4 Hình 1.2 Sơ đồ hệ thng UI 5 Hình 1.3 Sơ đồ hệ thng UP 5 Hình 1.4 Sơ đồ hệ thng VE- EDC 6 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thng Common Rail 7 Hình 1.6 Thiết bị TEC100 7 Hình 1.7 Thiết bị Minitec 8 Hình 1.8 Thiết bị DNT 200 8 Hình 1.9 Thiết bị làm sạch vòi phun 8 Hình 1.10 Băng thử hệ thng phun dầỐ điện tử Common Rail 9 Hình 1.11 Common Rail Tester 9 Hình 2.1 Một s điều khiển trong hệ thng Common Rail 13 Hình 2.2 Sơ đồ khi hệ thng điều khiển động cơ Common Rail 14 Hình 2.3 Bình cha nhiên liệu 15 Hình 2.4 Lọc nhiên liệu 15 Hình 2.5 Cấu tạo bơm áp cao loại 2 pít tông 16 Hình 2.6 Nguyên lý tạo áp suất trong bơm áp cao 2 pít tông 17 Hình 2.7 Bơm cấp liệu kiểu rô to 17 Hình 2.8 Van điều áp 18 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt xiii Hình 2.9 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 18 Hình 2.10 Cấu tạo ốà đặc tính ca cảm biến nhiệt độ 19 Hình 2.11 ng phân phi 19 Hình 2.12 Hoạt động ca bộ hạn chế áp suất 19 Hình 2.13 Cảm biến áp suất nhiên liệu 20 Hình 2.14 Cấu tạo vòi phun 21 Hình 2.15 ECU tính toán lượng phỐn cơ bản 22 Hình 2.16 ECU tính toán lượng phun ti đa 22 Hình 2.17 ECU điều chỉnh áp suất và nhiệt độ khí nạp 23 Hình 2.18 ECU hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu 24 Hình 2.19 Điều chỉnh lượng phun 24 Hình 2.20 ECU điều khiển phun ngắt quãng 25 Hình 2.21 ECU điều khiển phỐn trước 25 Hình 2.22 ECU điều khiển tc độ không tải 26 Hình 2.23 Sơ đồ kiểm tra (phương pháp đo lưỐ lượng dầu hồi) 27 Hình 2.24 Đo lượng dầu hồi 28 Hình 2.25 Sơ đồ kiểm tra ốòi phỐn (so sánh lượng dầu hồi ở các vòi) 29 Hình 2.26 Bình cha nhiên liệu 29 Hình 2.27 Động cơ điện không đồng bộ 3 pha 30 Hình 2.28 Stator động cơ điện 30 Hình 2.29 Rotor động cơ điện 31 Hình 2.30 Sơ đồ nguyên lý làm việc ca động cơ không đồng bộ 32 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt xiv Hình 2.31 Sơ đồ nguyên lý làm việc ca biến tần 33 Hình 2.32 Khả năng giao tiếp ca phần mềm LabVIEW 35 Hình 2.33 Sơ đồ tương qỐan qỐan hệ giữa các yếu t trong dạy học 36 Hình 3.1 Cấu tạo ca băng thử 39 Hình 3.2 Sơ đồ ngỐyên lý băng thử 40 Hình 3.3 Thùng dầu, lọc dầu, bơm tiếp vận ốà các đường ng dầu hồi được b trí trên băng thử 41 Hình 3.4 Khớp truyền động 42 Hình 3.5 Mô tơ điện 3 pha sử dụng trên băng thử 43 Hình 3.6 Biến tần CT-2000PLUS 43 Hình 3.7 Sơ đồ dây biến tấn – mô tơ điện và nguồn điện 44 Hình 3.8 Giá đỡ vòi phun và bầu quan sát 45 Hình 3.9 Hình vẽ minh họa phương pháp cân bình nhiên liệu 46 Hình 3.10 Giá đỡ và ng đong dầu 47 Hình 3.11 Hệ thng đường ng thu hồi lưỐ lượng dầu phun và dầu hồi 47 Hình 3.12 Sơ đ khi nguyên lý hệ thng điện – điện tử điều khiển băng thử 48 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý tổng quát 48 Hình 3.14 Khi chíp PsoC 49 Hình 3.15 Ngõ vào tín hiệu 50 Hình 3.16 Vị trí lắp đặt cảm biến áp suất trên ng tích áp 50 Hình 3.17 Đồ thị đặc tuyến ca cảm biến áp suất nhiên liệu 51 Hình 3.18 Sơ đồ điện điều khiển ốan điều áp 52 Hình 3.19 Sơ đồ điện điều khiển vòi phun 53 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt xv Hình 3.20 Sơ đồ mạch cấp nguồn 53 Hình 3.21 Thiết kế khi UART cho board mạch ch 54 Hình 3.22 Sơ đồ nguyên lý 55 Hình 3.23 Sơ đồ mạch in 55 Hình 3.24 Giao diện điều khiển trên nền LabVIEW 56 Hình 4.1 Người nghiên cu tiến hành vận hành băng thử 65 Hình 4.2 Nhân viên kỹ thuật tiến hành kiểm tra vòi phun 65 Hình 4.3 Thầy Phan Văn Nam hướng dẫn sinh viên thực hành 68 Hình 4.4 Sinh viên thực hành trên băng thử 68 Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành CBHD: TS. Trần ắểanể ắểưng HVTH: Phạm XỐân Đạt xvi DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bảng 3.1 Các chi tiết dùng trong hệ thng nhiên liệu áp suất thấp 41 Bảng 3.2 Các chi tiết dùng trong hệ thng dẫn động bơm cao áp 43 Bảng 3.3 Chc năng các chân trong board điều khiển 55 Bảng 4.1 Các kết quả kiểm tra ốòi phỐn DENSO 5511/4152 06H05298 trên băng thử chế tạo 55 Bảng 4.2 Các kết quả kiểm tra ốòi phỐn DENSO 5511/4152 06H05298 trên băng thử thương mại 66 Bảng 4.3 Các kết quả kiểm tra ốòi phỐn DENSO 5511/4152 11L02114 trên băng thử chế tạo 67 Bảng 4.4 Các kết quả kiểm tra ốòi phỐn DENSO 5511/4152 11L02114 trên băng thử thương mại 67 Bảng 4.5 S liệu thng kê cuộc khảo sát ý kiến sinh viên về việc học tập trên băng thử chế tạo 69 [...]... ng 13 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành 2.1.3 Sơ đồ kh i đi u khi n h th ng nhiên li u Common Rail Hình 2.2 Sơ đồ kh i h th nỂ đi u khi n độnỂ cơ Common Rail CBHD: TS Trần ắểanể ắểư ng 14 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành Đư ng nhiên li u thấp áp 2.1.4 a Bình ch... Common Rail t i các tr ng d y ngh c gặp khóăkhĕn n c ta cũngăđangă gặp r t nhi uăkhóăkhĕn v vi c trang b thi t b và tài li u gi ng d y CBHD: TS Trần ắểanể ắểư ng 1 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành Xu t phát t nh ngăphơnătíchătrên,ăng i nghiên c u ch nătênăđ tài: “ắểi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực. .. th ng nhiên li u Common Rail vƠăđ aăra các bài h c th c hành v đoăki m vòi phun h th ng nhiên li u Common Rail 1.6 Ph ngăphápănghiênăc u CBHD: TS Trần ắểanể ắểư ng 10 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành Đ tƠiăđưăs d ng các ph ngăphápănghiênăc u sau: - T ng h p các v năđ lý lu n và th c ti n v h th ng Common Rail - Thi t k , ch t oăbĕngăth... d yăđưăgiúp cho sinh viên có th th c hành ki m tra vòi phun Common Rail T đóăgiúpăvi c hình thành kỹ nĕngăc a các emăđ c hoàn thi năh n CBHD: TS Trần ắểanể ắểư ng 11 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành CH C S NGă2 LÝ THUY T Đ ti n hành ch t oăbĕngăth h th ngăCommon Rail, ăng i nghiên c uăđưăti n hành nghiên c u nh ng lý thuy t sau:... ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành phun,ăng c v i các b mănhiênăli u th p áp (cho các lo iăđ ngăc ăthôngăth ng ta v n g i các b mănƠyălƠăb măcaoăápăv i áp su t t o ra t 200 ậ 300 bar) c p nhiên li u cho các vòi phun ho tăđ ngătheoăc ăch c ăh că(lòăxo)ăthôngăqua các đ đ ng ng cao áp và c d năđ ng bằng h th ng cam trên tr c cam Hình 1.5 Sơ đồ h th ng Common Rail 1.3 Các. .. thông s c a các chi ti t trong h th ng Tuy nhiên, vi c trang b các thi t b ph c v đƠoăt o v h th ng Common Rail s n xu t n các tr ng gặp r t nhi uăkhóăkhĕnăvì các thi t b c ngoài giá cao Xu t phát t th c t trên, tôi ch nătênăđ tài: “ắểi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực ểànể” 1.5 M c tiêu nghiên c u Trênăc ăs ho tăđ ng c a h th ng nhiên li u Common Rail ti n hành ch t... k n i dung các bài h c v h th ng Common Rail - Th c nghi măvƠăđánhăgiáăbĕngăth ụănghĩaăth c ti n c aăđ tài: Đ tài “ắểi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực ểànể” là m tăh ngăđiăm iămangătínhăđ t phá trong lĩnhăv c d ng c thi t b d y h c v h th ng nhiên li u Common Rail - Ch t oăthƠnhăcôngăbĕngăth h th ng Common Rail giúp cho vi c d y và h c lý thuy t, th c hành v h th... khi n phun các ch đ khác nhau (400 bar, 800 bar, 1350 bar) - Đi u khi năđ c b r ng xung phun - Ki m tra các lo i vòi phun c aă các hưngă nh :ă Bosch, Delphi, Denso và Piezo Hình 1.8 Thi t bị DNT 200 CBHD: TS Trần ắểanể ắểư ng 8 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành d Thi t b làm s ch và ki m tra vòi phun đ ngăc ăDiesel Common Rail  ắỬnể... Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành  ắỬnể nănỂ - Đi u ch nh b r ng xung phun và áp su t phun - Th c hi n ki m tra - Ki mătraăđ các ch đ phun khác nhau c nhi u ch ng lo i vòi phun - Xácăđ nhăl uăl ng d u h i và d u phun c a vòi phun Hình 1.11 Common Rail Tester Các bĕngăth trongăn c ch t oăđưăđápă ngăđ phun h th ng Common Rail, ăgiáăthƠnhăt c m t s nhu c u c a vi c th vòi ngăđ i rẻ Tuy nhiên, các. .. nhiên li u có áp su t th p thành nhiên li u có áp su t cao Chuy n đ ng xoay c aăpítătôngăb măcóănhi m v phân ph i nhiên li u có áp su tăcaoăđ n t ng CBHD: TS Trần ắểanể ắểư ng 5 HVTH: Phạm XỐân Đạt Đ tài: Thi t k , ch tạo bănỂ ỏể h th ng Common Rail, k t hợp các bài giảng thực hành vòi phun Trong h th ng VE ậ EDC, ECU nh n tín hi u t các c m bi n và ti n hành tính toán m t cách kỹ l ỡng th iăđi măphunăvƠăl . băng thử chế tạo 55 Bảng 4.2 Các kết quả kiểm tra ốòi phỐn DENSO 5511/4152 06H05298 trên băng thử thương mại 66 Bảng 4.3 Các kết quả kiểm tra ốòi phỐn DENSO 5511/4152 11L02114 trên băng thử. tiến hành vận hành băng thử 65 Hình 4.2 Nhân viên kỹ thuật tiến hành kiểm tra vòi phun 65 Hình 4.3 Thầy Phan Văn Nam hướng dẫn sinh viên thực hành 68 Hình 4.4 Sinh viên thực hành trên băng thử. Common Rail - Common Rail Tester ậ LêăQuangăVũ ậ 2009 ậ Đi hcăSăPhm Kỹ Thut Thành Ph H Chí Minh. Đ tài: Thit k, ch tạo bănỂ ỏể h thng Common Rail, kt hợp các bài giảng thực hành