Nghiên cứu chế tạo băng thử các loại kim phun có giao tiếp máy tính

vi MC LC Trang ta Quyt định giao đ tài Lý lịch cá nhân i Li cam đoan ii Li cm t iii Tóm tắt iv Mc lc vi Danh sách các bng vi Danh sách các hình xi CHNG 1 : TNG QUAN 1 1.1 Đặt vấn đ 1 1.2 Mc đích vƠ nhim v nghiên cu 2 1.2.1 Mc đích nghiên cu 2 1.2.2 Nhim v nghiên cu 3 1.3 Đi tng nghiên cu 3 1.4 Đim mi ca đ tài 3 1.5 Phng pháp nghiên cu 4 1.6 Phm vi nghiên cu 4 1.7 Tng quan v lĩnh vc nghiên cu 4 1.8 Các kt qu nghiên cu 4 CHNG 2 : C S LÝ THUYT CA Đ TÀI 5 2.1 Khái quát v h thng điu khin lp trình đng c 6 2.1.1 Lịch sử phát trin 6 2.1.2 Phân loi và u nhc đim 8 2.1.2.1 Phân loi 8 2.1.2.2 u đim ca h thng phun xăng 9 vii 2.2 Cấu trúc h thng điu khin lp trình và thut toán điu khin 10 2.2.1. S đ cấu trúc và các khi chc năng 10 2.2.2. Thut toán điu khin lp trình 12 2.2.2.1 Lý thuyt điu khin 12 2.2.2.2. Điu khin phun xăng 14 2.2.2.3. Chc năng chính ca điu khin phun xăng 15 2.2.2.4. Phun gián đon 16 2.2.2.5. Tính toán thi gian phun 17 2.2.2.6. Tính toán thi gian m kim trong D ậ Jetronic: 19 2.3. Điu khin kim phun 23 2.3.1 Nguyên tắc kt cấu kim phun 23 2.3.2 Kt cấu kim phun 23 2.3.3 Hot đng ca kim phun 24 2.3.3.1 Quá trình hot đng 25 2.4 Nhng ci tin ca băng thử kim phun có giao tip máy tính 38 2.5 Nhng li ích kỹ thut ca băng thử kim phun 38 2.6 Yêu cầu ca băng thử kim phun 39 2.7 Kho sát các gii pháp hin ti 39 2.8 Lý thuyt v xử lý nh vi LabVIEW 42 2.8.1 Gii thiu 42 2.8.2 Môi trng làm vic ca Vision Assistant 43 2.8.3 Thu nhn hình nh vi Vision Assistant 43 2.8.4 Xử lý nh vi Vision Assistant 45 2.8.4.1 Các bc làm vic vi Vision Assistant 45 2.8.4.2 To file VI ca LabView 46 2.8.4.3 Sử dng chc năng định vị màu sắc đ nhn bit vị trí và s lng LED 46 viii CHNG 3 : THIT K VÀ CH TO VÀ XÂY DNG THUT TOÁN 48 3.1. Thit k phần cng 48 3.1.1 Gii thiu s đ h thng băng thử kim phun có giao tip máy tính 48 3.1.2 Ch to c khí 49 3.1.3 Thit k h thng đin 52 3.1.3.1 Gii thiu Card Hocdelam USB - 9090 52 3.1.3.2 Webcam sử dng trên h thng băng thử kim phun 54 3.1.3.3 Cm bin áp sử dng trên h thng băng thử kim phun 55 3.1.3.4 Driver điu khin bm xăng 55 3.1.3.5 S đ mch đin ca h thng băng thử 56 3.2 Xử lý nh tia phun nhiên liu và xây dng thut toán điu khin 56 3.2.1 Quá trình xử lý hình nh tia phun đ tính góc tia phun 56 3.2.2 Xác định đ nhuyn ca tia phun 62 3.3 Lp trình chng trình điu khin 65 3.3.1 Thut toán điu khin kim tra kim phun 66 3.3.2 Thut toán điu khin áp suất kim phun 66 3.3.3 Thut toán xử lý góc tia phun 67 3.3.4 Thut toán xử lỦ đ nhin tia phun (đ sng) 68 3.4 Hoàn thin mô hình thc t 69 CHNG 4 : THệ NGHIM VÀ KT QU 69 4.1 Mc tiêu thí nghim 71 4.2 Kt qu thí nghim 71 4.2.1 Kt qu demo kim phun 1 71 4.2.2 Kt qu demo kim phun 2 70 4.2.3 Kt qu demo kim phun 3 71 4.2.4 Kt qu demo kim phun 4 73 ix CHNG 5 : KT LUN VÀ HNG PHÁT TRIN 73 5.1 Kt lun 75 5.2 Hn ch 75 5.3 Hng phát trin 75 Tài liu tham kho 76 x DANH SÁCH CÁC BNG Bng Trang Bng 3.1: Thông s kỹ thut ca Card HDL USB - 9090………………………. …53 Bng 3.2: Cách kim tra Card HDL USB - 9090………………………………… 54 Bng 3.3: Đặc tuyn đin áp ậ áp suất dầu Denso 499000 -7150…………………. .55 xi DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 2.2: S đ cấu trúc ca h thng điu khin lp trình cho đng c [1] 11 Hình 2.3: S đ các khi chc năng ca h thng điu khin phun xăng [1] 11 Hình 2.4a: S đ nguyên lý ca h thng điu khin đng c vi liên h ngc [1] 12 Hình 2.5: S đ tng quát h thng phun nhiên liu [1] 23 Hình 2.10: Mch đin điu khin kim phun bằng áp [1] 28 Hình 2.11: Mch đin kim phun có đin tr thấp [1] 28 Hình 2.12: Các cách mắc đin tr ph cho kim phun có đin tr thấp [1] 29 Hình 2.13- Phng pháp điu khin kim phun bằng dòng [1] 30 Hình 2.14: Mch điu khin kim phun bằng dòng [1] 31 Hình 2.17: Điu khin thi gian phun nhiên liu [1] 33 Hình 2.18: Điu khin kim phun khi khi đng [1] 34 Hình 2.19: Đặc tính hiu chỉnh bi nhit đ khí np [1] 35 Hình 2.20: S hiu chỉnh làm giàu sau khi khi đng [1] 35 Hình 2.21: S làm giàu hâm nóng [1] 36 Hình 2.22: Đ thị biu din s cắt nhiên liu [1] 37 Hình 2.23: Hiu chỉnh lng phun theo đin áp [1] 37 Hình 2. 25: Máy kim tra & v sinh kim phun ca hãng YAMAHA [7] 39 Hình 2.27: Thit bị kim tra & làm sch kim phun CRV ậ 66 [7] 41 Hình 2.29: Giao din ca Vision Assistant [6] 43 Hình 2.30: Cửa s thu nhn nh [6] 44 Hình 2.32: Chọn nh đ xử lý [6] 46 Hình 2.33: Kt qu sau khi xử lý [6] 47 Hình 3.1: S đ h thng 48 Hình 3.2: Bn v các chi tit gia công 49 Hình 3.4: Bn v chi tit bình xăng 50 Hình 3.5: Bn v chi tit hp đen 50 Hình 3.6: Bn v c khí hoàn chỉnh băng thử kim phun 51 Hình 3.7: Mô hình băng thử kim phun 51 Hình 3.8: Card HDL USB - 9090 52 xii Hình 3.9: S đ chân Card HDL USB - 9090 52 Hình 3.10: S đ đấu chân Card HDL USB - 9090 53 Hình 3.11: Webcam sử dng trên băng thử 54 Hình 3.12: Driver điu khin bm xăng 55 Hình 3.13: Mch đin trên mô hình băng thử kim phun 56 Hình 3.15: Sử dng hàm Color Plane Extraction 1 57 Hình 3.16: Sử dng hàm Gray Morphology 1 57 Hình 3.17: Sử dng hàm Threshold 1 58 Hình 3.18: Sử dng hàm Binary Image Inversion 58 Hình 3.19: Sử dng hàm Adv. Morphology 1 59 Hình 3.20: Sử dng hàm Basic Morphology 1 59 Hình 3.21: Sử dng hàm FFT Filer 1 60 Hình 3.22: Sử dng hàm Image Mask 1 60 Hình 3.23: Sử dng hàm Cirde Detection 1 61 Hình 3.24: Sử dng hàm Image Mask 1 61 Hình 3.25: Sử dng hàm Original Image 62 Hình 3.27: Sử dng hàm Gray Morphology1 63 Hình 3.28: Sử dng hàm Threshold 1 63 Hình 3.29: Sử dng hàm Binary Image Inversion 64 Hình 3.31: Thut toán điu khin cho nút điu khin (Test) 66 Hình 3.32: Thut toán điu khin áp suất phun 67 Hình 3.33: Thut toán xử lý góc tia phun 68 Hình 3.35: Cửa s front panel 69 Hình 3.36: Băng thử kim phun có giao tip máy tính 70 Hình 4.1: Hin thị kt qu kim tra kim phun 1 71 Hình 4.2: Hin thị kt qu kim tra kim phun 1 72 Hình 4.4: Hin thị kt qu kim tra kim phun 3 73 Hình 4.5: Hin thị kt qu kim tra kim phun 4 73 [1], [6], [7]: Danh mc tài liu tham kho. 1 CHNG 1 TNG QUAN 1.1 Đ̣t v́n đ Từ khi chic ô tô đầu tiên trên th gii ra đi cho đn nay, ô tô đƣ tr thành mt phng tin vn chuyn cần thit khó có gì thay th đc trong cuc sng. Hin nay, so vi các phng tin giao thông khác ô tô có vị trí vô cùng quan trọng và tỷ l hành khách tham gia giao thông đng b cao hn so vi các loi phng tin giao thông khác. Cùng vi xu hng phát trin v khoa học kỹ thut công ngh, nn công nghip ô tô cũng phát trin không ngừng. Từ nhng năm 80 ca th kỷ XX, công ngh đin tử đƣ đc ng dng trên ô tô dần dần thay th các c cấu điu khin bằng c khí. Qua nhiu thp niên, đin tử tr thành mt trong nhng nhân t quan trọng không th thiu đc trên ô tô. Đ đt đc nhng tính năng ấy, trên đng c đc trang bị rất nhiu cm bin đ thu thp nhng thông tin  dng đin áp và chuyn v b ECU. B ECU s xử lỦ hay lƠ ― tính toán‖ nhng d liu nhp vƠo đ thc hin các quyt định và hoàn thành chc năng  đầu ra, mà c th lƠ kim phun đng c. Nó không nhng giúp đng c ô tô điu khin chính xác hn vƠ còn lƠm gim ô nhim môi trng, tit kim nhiên liu, tăng công suất đng c. Song song vi vic hin đi hoá, chic ô tô ngày càng hoàn ho hn thì vấn đ bo trì, chẩn đoán, sửa cha ngày càng phc tp hn. Vi nhng chic ô tô hin đi hin nay lng d liu điu khin xe ngày càng nhiu. Vì vy chẩn đoán sửa cha theo phng pháp th công đƣ tr nên ht sc khó khăn. S c nghiêm trọng nhất  đng c là kim phun, đơy lƠ ni bị nghi vấn nhiu nhất. Trong quá trình phun, nu chất lng nhiên liu không tt, b lọc làm vic không hiu qu s rất d dn ti vic kim phun bị tắc, đóng cặn. Khi kim bị tắc, lng xăng cung cấp không đ theo nhu cầu thc t nên xe yu vƠ thng xuyên cht máy. Nhng yu t khác nh hng ti hot đng ca kim phun còn có th do dòng đin không đáp ng yêu cầu. Gần đơy, vic ch to băng thử kim phun đƣ đc nghiên cu. Nhng vic ng dng kim tra kim phun có giao tip vi máy tính cha đc đ cp đn. 2 Vic ng dng phần mm LabVIEW trong vic giao tip gia máy tính vƠ băng thử kim phun ca h thng phun xăng đin tử đƣ đc tác gi nghiên cu. Đng thi, băng thử kim phun có giao tip máy tính cũng dùng đ thc hin các thí nghim nhằm xây dng mt s đng đặc tính làm vic ca kim phun phc v vic ging dy, nghiên cu và học tp cho các giáo viên và học sinh. Mặt khác, chng trình giao tip còn cho phép ngi sử dng thay đi mt s thông s làm vic ca kim phun từ đó mô phng các ch đ hot đng khác nhau ca kim phun nhiên liu nh: áp suất phun, góc phun và đ nhuyn ca tia phun Bắt đầu từ đng lc này, nghiên cu ca tác gi là tp trung vào nghiên cu ch to băng thử kim phun có giao tip vi máy tính vi ng dng phần mm LabVIEW. 1.2 Mục đích vƠ nhim vụ nghiên cu 1.2.1 Mục đích nghiên cu V  i s ̣ pha  t tri n ca các ngƠnh đin tử vƠ công ngh thông tin nga  y nay các ngành t đng hóa, kỹ thut đin tử đƣ có nhng bc phát trin nhy vọt, các ng dng ca các ngành này vào các ngành khác ngày càng nhiu, trong đó có ngƠnh công ngh ô tô, dn đn s thúc đẩy s phát trin ca các h thng kim tra thông minh , hiê ̣ n đa ̣ i các chi tit trên ô tô ra đ  i. Nhng thit k ngày nay càng phc v cho con ngi nhiu hn trong nhng công vic  nhng môi trng đc hi nguy him mƠ con ngi không th tip cn đc. ng dng lý thuyt v hê ̣ thông phun xăng đin tử trên ôtô kt hp lý thuyt xử lý nh, sử dng card Hocdelam USB - 9090 và camera, vit chng trình giao tip bằng LabVIEW nhằm ch to và thc nghim hê ̣ thông băng thử kim tra kim phun trên đng c ô tô, từ đó hoƠn thin và phát trin h thng kim tra kim phun trc tip trên đng c ô tô, đó cũng chính lƠ là tin đ quan trọng trong các bc tin cho các thit bị kim tra ô tô trong tng lai. Ch to đc băng thử kim tra kim phun có giao tip vi máy tính. Băng thử phi gọn, bn chắc d điu khin, d bo dỡng, kim tra sửa cha. 3 1.2.2 Nhim vụ nghiên cu Do đ tài v băng thử kim phun có giao tip máy tính còn mi mẻ  Vit nam và cho ti thi đim nƠy cha có mt công trình nghiên cu nào v băng thử này nên tác gi đƣ nghiên cu thu thp tài liu v băng thử kim phun có giao tip máy tính đặc bit là kin thc và mt s tài liu v phun xăng đin tử ca thầy: PGS.TS Đỗ Văn Dũng và các lun văn thc sỹ ca các khoá trc đ da vƠo đó phát trin h thông băng thử kim phun có giao tip máy tính. - Nghiên cu, thử nghim và tìm gii pháp thích hp từ đó đ ra phng pháp thit k c khí ti u và mch điu khin phù hp vi thc t đ thun tin cho vic lắp đặt h thng. - Tìm hiu phần mm LabVIEW đ lp trình điu khin cho h thng. - Đ xuất đc thut toán điu khin h thng băng thử kim phun. - Tìm đc gii pháp thử nghim kt cấu & chng trình đƣ lp trình. - Đánh giá đc kt qu đƣ nghiên cu. 1.3 Đi tng nghiên cu - Các loi kim phun trên đng c phun xăng. - Phần mm LabVIEW. - Card giao tip Hocdelam USB-9090. - Camera chuyên dng trong thu thp hình nh tia nhiên liu. - Các thit bị thu nhn tín hiu, các cm bin. 1.4 Đim mi ca đ tƠi - Ch to và thc nghim băng thử các loi kim phun trên đng c phun xăng có giao tip máy tính. - ng dng phần mm LabVIEW đ lp trình và điu khin h thng. - Băng thử hot đng  các ch đ: + Xác định áp suất phun. + Xác định góc phun. + Xác định đ ti (sng) ca tia phun. Thông qua vic xử lý hình nh ca tia phun. [...]...1.5 Ph ng pháp nghiên c u Trong quá trình th c hi n đ tƠi ― Nghiên c u ch t o băng thử kim phun có giao ti p máy tính tác gi đƣ sử d ng các ph ng pháp nghiên c u - Ph ng pháp nghiên c u tài li u - Ph ng pháp thi t k và ch t o băng thử các lo i kim phun có giao ti p máy - Ph ng pháp l p trình đi u khi n - Ph ng pháp th c nghi m trên băng thử thông qua giao ti p gi a máy tính, tính card giao ti p và camera... 1.6 Ph m vi nghiên c u - Đ tài chỉ gi i h n nghiên c u ch t o băng thử kim phun cho đ ng c phun xăng trên ô tô - Thu th p tín hi u qua card giao ti p Hocdelam USB ậ 9090 - Phần m m LabVIEW - C s lý thuy t v xử lý nh trong LabVIEW 1.7 T ng quan v lĩnh vực nghiên c u Đ th c hi n đ tài nghiên c u này, tác gi t p trung ch t o h th ng băng thử kim phun có giao ti p máy tính - Tr tr c tiên, ng i nghiên c u... này, v n ch a có m t công trình nghiên c u nƠo đ c công b v h th ng này Tuy nhiên tác gi đƣ t p h p nhi u ngu n thông tin cũng nh các công trình nghiên c u có liên quan đ ph c v cho vi c nghiên c u và phát tri n đ tài 4 M t s băng thử đƣ đ YAMAHA, thi t bị nƠy đ c nghiên c u ch t o nh : băng thử kim phun c a hãng c thi t k đ so sánh s ho t đ ng c a kim phun v i m t kim phun t t Thi t bị có th đo l ng... c a kim g m: 1 Bộ lọc: b o đ m nhiên li u đi vƠo kim phun ph i th t s ch; 2 Giắc cắm: n i v i m ch đi n đi u khi n; 3 Cuộn dây: t o ra từ tr ng khi có dòng đi n; 4 Ty kim: tác đ ng đ n s đóng m c a van kim; 5 Van kim: đóng kín vòi phun, khi có dòng đi n s nhấc lên cho nhiên li u phun ra; 6 Vòi phun: định góc phun vƠ xé t i nhiên li u; 7 Vỏ kim Hình 2.6: K t cấu kim phun 23 ]Hình 2.7: B trí kim phun. .. v i ki u phun đ ng lo t * Ph ng pháp đi u khi n kim phun bằng đi n áp cho lo i kim phun đi n trở th́p Hình 2.11: M ch đi n kim phun có đi n tr thấp M ch đi n làm vi c t ng t nh lo i trên nh ng vì sử d ng kim phun có đi n tr thấp nên m t đi n tr ph Rf đ c mắc gi a công tắc máy vƠ kim phun đ h n ch dòng 28 L u Ủ: Có nhi u cách mắc đi n tr ph nh hình 2.12 a a) M t đi n tr ph cho hai cu n dây kim b) M... phun ng pháp đi u khi n kim phun bằng đi n áp cho lo i kim phun đi n trở cao Đi n áp accu cung cấp tr c ti p đ n kim phun qua công tắc máy, khi Transistor Tr trong ECU m s có dòng ch y qua kim phun, qua chân N010, N020 đ n E01, E02 v mass Trong khi Tr m , dòng đi n ch y qua kim phun làm nhấc ty kim và nhiên li u đ c phun vào supap n p 27 Hình 2.10: M ch đi n đi u khi n kim phun bằng áp M ch đi n hình... nghiên c u kh o sát các h th ng băng thử kim phun từ c đ n nay - Sau đó, d a trên nh ng tài li u đƣ đ c nghiên c u, tác gi đ xuất m t gi i pháp m i đ thay th cho h th ng băng thử kim phun hi n t i - Cuôi cung , thu thơ ̣p cac tốn hiê ̣u qua may tốnh thông qua phơn mêm LabVIEW, quan sat tốn hiê ̣u điêu khiể n để phơn tốch , đanh gia hiê ̣u quả của vi c ki m tra kim phun 1.8 Các k t qu nghiên c u Cho... gián đo n có th xuất hi n xung chấn đ ng trong đ ng ng cũng lƠ nguyên nhơn tác đ ng lên l là các hi n t ng trên cũng nh h ng đ n l ng nhiên li u qua kim phun Rõ ràng ng xăng phun Đ tăng đ chính xác c a kim phun, ngoài các bi n pháp nh ch t o ty kim bằng h p kim nhẹ d n từ, mắc đi n tr ph ki m soát bằng dòng, còn có các bi n pháp tăng đ nh y nh dùng v t li u áp đi n Ph * Ph ng pháp đi u khi n kim phun ng... nƠy có nghĩa lƠ ty kim s gi lâu h n trong mỗi lần phun đ cung cấp thêm m t l ng nhiên li u Hình 2.8: Xung đi u khi n kim phun ng v i từng ch đ làm vi c c a đ ng c 24 Khi dòng đi qua cu n dây c a kim phun s t o ra m t l c từ đ m nh đ thắng s c căng lò xo, thắng l c trọng tr kim, kim s đ ng c a ty kim và thắng áp l c c a nhiên li u đè lên c nhích kh i b kho ng 0.1mm nên nhiên li u đ c phun ra kh i kim phun. .. l i các phép tính nêu trên Trình t tính toán và tím ki m các thông s t i u c a đ ng c đ l u đ thu t toán đi u khi n trình bày trên hình 2.4b 21 c mô t trên Hình 2.4b: Thu t toán đi u khi n đ ng c 22 2.3 Đi u khi n kim phun 2.3.1 Nguyên t c k t ću kim phun S đ t ng quát c a h th ng đi u khi n kim phun đ c trình bày trên hình 2.5 Hình 2.5: S đ t ng quát h th ng phun nhiên li u 2.3.2 K t ću kim phun . băng thử kim phun có giao tip máy tính tác gi đƣ sử dng các phng pháp nghiên cu. - Phng pháp nghiên cu tài liu. - Phng pháp thit k và ch to băng thử các loi kim phun có giao. giao tip gia máy tính vƠ băng thử kim phun ca h thng phun xăng đin tử đƣ đc tác gi nghiên cu. Đng thi, băng thử kim phun có giao tip máy tính cũng dùng đ thc hin các thí nghim. vực nghiên cu Đ thc hin đ tài nghiên cu này, tác gi tp trung ch to h thng băng thử kim phun có giao tip máy tính. - Trc tiên, ngi nghiên cu kho sát các h thng băng thử kim