thiết kế, chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động cơ sử dụng chế hòa khí

47 614 1
thiết kế, chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động cơ sử dụng chế hòa khí

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM XĂNG KIỂU MÀNG CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG CHẾ HÒA KHÍ S K C 0 9 MÃ SỐ: T61 - 2007 S KC 0 0 Tp Hồ Chí Minh, 2008 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ I Đề tài NCKH cấp trường Đối tượng nghiên cứu Phát triển giao thông công cộng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm tiêu hao nhiên liệu, tăng tính động vấn đề cần phải giải Bên cạnh để phát triển ngành công nghiệp Ôtô Việt Nam cần phải qua tâm đến dòng xe có mức độ tiên tiến dòng xe bãi nhập nguyên Trong số đó, xe sử dụng chế hoà khí nhiều khả hoạt động chế hoà khí Đây nguyên nhân sâu xa gây tình trạng ô nhiễm khí thải tiêu hao nhiên liệu Để giải vấn đề cần phải tác động đến phận cung cấp nhiên liệu cho động Một đặc điểm chế hoà khí mức độ tiêu hao nhiên liệu chịu tác động mạnh mẽ từ áp lực nhiên liệu Do đối tượng nghiên cứu đề tài cải thiện tiêu hao nhiên liệu, giảm ô nhiểm khí thải thông qua việc điều khiển bơm xăng cho chủng loại bơm xăng kiểu màng điều khiển điện II Tình hình nghiên cứu nước Ngày nay, sống thời đại khoa học công nghệ phát đỉnh cao Các nước phương tây đạt trình độ khoa học kỹ thuật cao công nghiệp ôtô họ phát triển so với Vì vấn họ quan tâm nghiên cứu Đối với nước vấn đề mang tính chất thực dụng thời giải quết vấn đề trước mắt Nhưng thành công đề tài mang cho xã hội ý nghĩa thực tiễn to lớn giải quết vấn đề ô nhiểm môi trường tiêu hao nhiên liệu cho dòng xe sử dụng chế hoà khí, tránh tình trạng loại bỏ bơm xăng cách ạt thị trường mạch điều khiển bị hỏng Do thời gian hạn chế nên đề tài chạy thử nghiệm xuởng mà chưa ứng dụng thực tế xe thị trường III Phương pháp nghiên cứu Trong trình thực đề tài phương pháp nghiên cứu sau sử dụng: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp giải tích mạch - Phương pháp thiết kế mạch - Phương pháp lập trình vi điều khiển Đề tài NCKH cấp trường Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Khảo sát mạch điều khiển bơm xăng khiểu màng - Thiết kế mạch điều khiển bơm xăng khiểu màng có sử dụng vi điều khiển - Lập trình cho mạch điều khiển bơm xăng ngôn ngữ Assembly - Chạy thử nghiệp mạch bơm xăng kiểu màng Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường PHẦN II N ỘI DUNG Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường Chương KHẢO SÁT MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM XĂNG KIỂU MÀNG I Bơm xăng kiểu màng sử dụng động chế hoà khí Bơm xăng kiểu màng động sử dụng chế hoà khí bơm tiếp vận Nó có nhiệm vụ bơm xăng từ thùng nhiên liệu lên chế hoà khí để bảo đảm hoạt động chế hoà khí Bộ phận quan trọng bơm bao gồm màng bơm kéo đẩy nhờ cuộn dây điều khiển điện lò xo hồi vị.(xem hình 1) Điểm đặc biệt so với bơm màng kiểu khí có đường xăng vào, đường xăng mà đường xăng hồi Vì việc điều khiển lưu lượng xăng hoàn toàn mạch điều khiển tính toán Ở cuối bơm gắn cảm biến quang để nhận biết vị trí màng bơm nhờ chắn gắn cần bơm dẩn động màng bơm Khi màng bơm chuyển động mạch điều khiển nhận biết vị trí màng bơm hay nói cách khác mạch điều khiển biết bơm hút hay nén để mở dòng điều khiển cuộn dây Giả sử ban đầu van kim chế hòa khí chưa đóng lại, vị trí màng bơm bị lò xo hồi vị đẩy vị trí cuối chu kỳ bơm chắn không che khe hở cảm biến quang Khi động hoạt động, cuộn dây hút màng bơm thực chu kỳ hút nhiên liệu từ thùng chứa vào buồng nhiên liệu Vào thời điểm màng bơm cuối chu kỳ hút, chắn che khuất khe hở cảm biến quang Mạch điều khiển ngắt dòng kích cuộn dây lò xo hồi vị lại đẩy màng bơm vị trí cũ thực chu kỳ bơm nhiên liệu lên buồng phao chế hòa Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường khí Một nhiên liệu điền đầy buồng phao chế hòa khí, van kim đóng lại xăng thoát khỏi buồng nhiên liệu tạo áp lực định lên màng bơm Áp lực làm cho lò xo hồi vị đẩy màng bơm vị trí cũ chắn che cảm biến quang khoảng thời gian dài Lúc mạch điều khiển hiểu xăng đầy ngắt dòng điều khiển màng bơm van kim mở giải phóng xăng, lò xo hồi vị đẩy màng bơm vị trí cuối trình bơm Hinh Cấu tạo bơm xăng Mạch điều khiển bơm xăng gắn phía sau bơm xăng bơm đặt khoang động để thuận tiện cho việc bố trí đường ống cung cấp nhiên liệu cho động Mạch thiết kế nhỏ gọn phù hợp với không gian có sau bơm có ba dây giao tiếp với bên dây cấp nguồn tín hiệu đánh lửa từ âm bobin Mạch bố trí hình bên dưới: Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường Hinh Mặt trước vị trí mạch điều khiển Hinh Mặt sau mạch điều khiển Trên mặt sau mạch có hai linh kiện quan trọng transistor công suất điều khiển cuộn dây cảm biến quang để nhận biết vị trí màng bơm Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường II Mạch điều khiển bơm xăng Mạch điều khiển bao gồm hai phận phận cảm biến phận chấp hành Bộ phận cảm biến bao gồm phân cực Transistor NPN cảm biến quang ( hình ) Hình Mạch nhận biết xung đánh lửa Tại thời điểm đánh lửa âm bobin xuất suất điện động cảm ứng xoay chiều lên đến 300V Bán kỳ âm xung làm cho tụ C1 xả nhanh tụ nạp lai sau xung đánh lửa Lúc mày mạch xuất dòng điện từ âm bobin qua điện trở R1 nạp tụ C1 qua transistor xuống mass Dòng điện làm cho T1 dẫn kích hoạt cho led cảm biến quang OK1 hoạt động Led phát sáng làm cho Phototransistor dẫn bảo hòa điện áp chân số cảm biến quang xuống mức thấp tín hiệu báo chân số IC 555 chấp hành Bộ phận chấp hành IC 555 mắc theo nguyên lý mạch đơn ổn phát xung chân số 2, ngõ điều khiển transistor công suất kích hoạt cuộn dây Để tìm hiểu nguyên lý hoạt động mạch phát xung kết hợp sơ đồ cấu trúc bên IC 555 hình Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường Hình Mạch cấu trúc IC555 Ban đầu cấp nguồn, dòng điện từ nguồn 12v chạy qua điện điện trở 10kΩ nạp tụ 0.1μF chân số làm cho chân số mức thấp ngưỡng 2/3Vreff Ngõ Opamp1 mức thấp Chân số treo lên 12v làm cho ngõ Opamp2 mức điện áp thấp Chân R S F/F mức thấp nhờ cấu trúc bên nên ngõ Q mức cao Qua cổng đảo ngõ chân có mức điện áp thấp gần 0V Đồng thời ngõ Q mức cao làm cho transistor T1 dẫn bảo hòa nhịp chân số xuống mass Mạch ổn định trạng thái thay đổi chân số IC 555 Khi xuất sườn âm chân số 2, ngõ Opamp2 thay đổi từ mức thấp sang mức cao Chân S F/F mức cao làm thay đổi trạng thái ngõ Q từ mức cao sang mức thấp điều làm cho ngõ chân số chuyển từ mức thấp sang mức cao transistor T1 ngắt Lúc xuất dòng nạp tụ C1 làm cho điện áp chân số số tăng dần từ lên 2/3Vreff Trong trình chân số vẩn nguyên trạng thái Khi điện áp chân số vượt mức 2/3Vreff , ngõ Opamp1 chuyển từ mức thấp sang cao Chân R chuyển lên mức cao làm cho ngõ Q F/F thay đổi trạng thái từ thấp sang cao làm cho chân số xuống mức thấp đồng thời transistor T1 dẩn xả nhanh tụ C1 mạch nguyên trạng thái chân số không tiếp tục tác động Trong trường hợp tụ C1 nạp, điện áp chân số chưa vượt qua ngưỡng 2/3Vreff mà chân số xuất sườn âm xung kích transistor T1 dẩn bảo hòa làm tụ C1 xả nhanh làm cho điện áp chân số trở 0V Tụ C1 nạp trở lại đồng thời ngỏ chân số vẩn mức cao Điều có nghĩa chân số trạng thái điện áp cao Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường Ví dụ: Var: DW 12,354,3434,31345 ENDMACRO: Kết thúc macro Chỉ thị không kèm tham số Cú pháp: Endmacro Ví dụ: Macro subi16 subi r16,low(@0) subi r17,high(@0) Endmacro EQU: Chỉ thị EQU gán giá trị biểu thức cho nhãn Nhãn sau gán giá trị trở thành số không định lại giá trị Cú pháp: EQU const=expression Ví dụ: EQU io=0x23 EQU ios=io-10 ESEG: Hoàn toàn giống với CSEG EXIT: Chỉ thị EXIT báo cho chương trình dịch biết dừng việc đọc file lại Bình thường chương trình dịch chạy hết file kết thúc Nhưng Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 32 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường file có chứa thị chương trình dịch gặp thị kết thúc qúa trình đọc Cú pháp: EXIT INCLUDE Chỉ thị báo cho chương trình dịch biết bắt đầu từ file xác định hết file thị ngừng đọc (EXIT) Cú pháp: Include “tên_file” ; Đôi tên file đường dẫn Ví dụ: ;Nội dung file iodef.asm” EQU sreg = 0x3f EQU sphigh=0x3e EQU splow=0x3d ;Trong chương trình INCLUDE “iodef.asm” in r0,sreg ; đọc ghi trang thái LIST: Cho phép chương trình dịch tạo file list Cú pháp: LIST Chú ý:Mặc định chương trình dịch cho phép tạo file list thị kèm với thị NOLIST LISTMAC: Hoàn toàn giống với LIST với macro Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 33 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường MACRO: Chỉ dẫn khai báo macro.Vậy macro gì? Macro thực đoạn chương trình Khi mà macro gọi đoạn chương trình dán vào vị trí gọi macro Tham số theo sau thị tên macro Một macro có tới 10 tham số Cú pháp: Macro macro_name Ví dụ: Macro sub16 ……… ;lệnh ……….;lênh Endmacro CSEG sub16 ;goi macro NOLIST: ORG: Chỉ thị ORG thiết lập trỏ tuyệt đối Giá trị thiết lập tham số cho thị này.Nếu thị nằm đoạn liệu vị trí thiết lập vị trí SRAM cụ thể vị trí bắt đầu biến khai báo sau thị BYTE Còn thị khai báo đoạn chương trình vị trí tuyệt đối nằm nhớ chương trình đoạn mã lệnh theo sau ghi vào bobin nhớ chương trình từ trỏ đó.Và đoạn ESEG tương tự Nếu thị sau nhãn nhãn có giá trị tham số thị Cú pháp: Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 34 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường org tham_số Label: org tham_số Ví dụ: DSEG org 0x60 var1: BYTE ESEG org 0x20 evar: DB 0xff CSEG org 0x10 mov r0,r1 SET: Gán giá trị cho nhãn Nhãn sử dụng thay cho giá trị hoàn toàn bị thay đổi phụ thuộc vào chương trình.( Đây điểm khác biệt so với thị EQU) Một số thị khác : IFDEF IFNDEF IF IFDEF |.IFNDEF ELSE | ELIF Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 35 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường ENDIF Ví dụ: MACRO SET_BAT IF @0>0x3F MESSAGE "Address larger than 0x3f" lds @2, @0 sbr @2, (1 cuộn sơ cấp >> R >> C >> Transistor >> mass Thời gian nạp tụ tính theo công thức: Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 39 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường Tnt = τ R C ( τ = 0.4 đến 0.5) Chọn τ = 0,5 ; R = 120.103 ; Tnt=0,087 ta có giá trị tụ điện cần mạch là: C= Tnt/ τR = 0,087/ (0,5.120.103) = 1.45 μF Vậy ta chọn tụ xoay chiều 105 sử dụng cho mạch cảm biến để phù hợp với thời gian trì hoãn Tín hiệu chân INT0 vừa tín hiệu đánh lửa vừa tín hiệu vị trí màng bơm.Với chế độ hoạt động bình thường, chắn màng bơm chưa che kín khe hở cảm biến quang nhận tín hiệu đánh lửa Nhưng xăng đầy, bơm hoạt động chế độ điều áp chắn che khuất khe hở cảm biến tín hiệu đánh lửa không xuất chân INT0 vi điều khiển không xuất tín hiệu bơm xăng chân PB4 Sau nhận định xong tín hiệu chân INT0 có hai trường hợp xẫy Nếu có tín hiệu chân INT0 vi điều khiển xuất tín hiệu bơm chân PB4 chu kỳ resest timer0 Còn tín hiệu chương trình quay vòng khoảng thời gian trì hoản mà ta thiết lập Timer0 vi điều khiển cúp bơm xăng rơi vào chế độ tắt máy hay điều áp Chương trình viết bang ngôn ngữ Assembly chạy phần mềm AVRstudio4.12 có đoạn code sau: CSEG ; KHAI BAO DOAN CHUONG TRINH INCLUDE "TN15DEF.INC" ORG $000 RJMP MAIN ORG $001 RJMP NGAT_INT0 ORG $004 RJMP NGAT_TIMER1_OVER ;****************************************************** MAIN: LDI R16,0B01000000 ; CHO PHEP NGAT NGOAI INT0 OUT GIMSK,R16 LDI R16,2 OUT MCUCR,R16 ; NGAT KHI CO SUON AM LDI R16,0B00000100 OUT TIMSK,R16 ; CHO PHEP NGAT TIMER1 Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 40 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường SEI CBI DDRB,2 SBI PINB,2 SBI DDRB,0 LDI R16,0 OUT TCNT1,R16 LDI R16,0B00001111 OUT TCCR1,R16 LDI R21,0 LDI R20,10 ; KHAI BAO XONG ;**************************************************** PILOT_PRO: SBI PORTB,4 RCALL DELAY CBI PORTB,4 RCALL DELAY DEC R20 CPI R20,0 BRNE PILOT_PRO MAIN_PRO: CPI R21,0X00 BRNE BOM RJMP NGAT_BOM BOM: CBI PORTB,0 RCALL DELAY SBI PORTB,0 RCALL DELAY RJMP MAIN_PRO NGAT_BOM: CBI PORTB,0 RJMP MAIN_PRO ;**************************************************** NGAT_INT0: LDI R16,0X00 OUT TCCR1,R16 LDI R16,0 OUT TCNT1,R1 LDI R21,0XFF LDI R16,0B00001111 OUT TCCR1,R16 RETI Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 41 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường ;************************************ NGAT_TIMER1_OVER: LDI R16,0X00 OUT TCCR1,R16 LDI R21,0X00 LDI R16,0 OUT TCNT1,R16 LDI R16,0B00001111 OUT TCCR1,R16 RETI ;************************************ DELAY: LDI R19,100 LOOP: LDI R18,100 LOOP1: DEC R18 CPI R18,0 BRNE LOOP1 DEC R19 CPI R19,0 BRNE LOOP RET Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 42 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường PHẦN III KẾT LUẬN ĐỀ NGHỊ Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 43 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ I Đề tài NCKH cấp trường Kết luận Sau thời gian tháng tìm hiểu nghiên cứu vấn đề, với nổ lực thân cộng tác đồng nghiệp, đề tài hoàn thành chạy thử nghiệm xưởng động khoa CKD Bước đầu đề tài giải số phần vấn đề đạt thành công định Song thời gian hạn chế nên đề tài chưa đạt mục đích chủ ý người chủ trì đề tài như: - Chưa có thời gian chạy trực tiếp xe thị trường - Chưa thử nghiệm độ bền độ an toàn chạy xe - Chưa giải vấn đề lắp lẫn loại chế hoà khí khác II Hướng phát triển đề tài Trong tương lai đề tài tiếp tục nghiên cứu phần mềm điều khiển để tối ưu hoá việc điều khiển bơm xăng kiểu màng nhằm mục đích chống ô nhiểm môi trường, giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu, bảo đảm tính hoạt động cho động Mạch điều khiển phải lắp lẩn nhiều loại bơm xăng kiểu màng hang khác Với mạch điều khiển bơm xăng kiều màng điều khiển điện thay hoàn toàn bơm xăng kiểu màng điều khiển khí bảo đảm cho thị trường xe chế hoà khí tiếp tục phát triển mang lại lợi ích cho xã hội Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 44 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật - Khoa CKĐ Đề tài NCKH cấp trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Văn Dũng, Trang bị điện điện tử Ôtô đại Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP HCM 2004 Lê Phi Yến – Lưu Phú - Nguyễn Như Anh, Kỹ thuật điện tử Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Ngô Diên Tập, Kỹ thuật vi điều khiển với AVR Nhà xuất Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội 2003 Vương Khánh Hưng, IC timer 555 ứng dụng Tài liệu giảng dạy Trung tâm Điện tử_Tin học Toyota, Động xăng Tài liệu đào tạo kỹ thuật giai đoạn _1997 Nguyễn Tấn Phước, Linh kiện điều khiển chiều công nghiệp Nhà xuất tổng hợp Tp Hồ Chí Minh Tài liệu từ internet: www.howstuffworks.com/auto/ www.autoshop101/ www.autosaigon.com/ www.spkt.info/ebooks/ www.dientuvietnam.net/ www.24h.com/Ôtô-xemáy Thiết kế chế tạo mạch điều khiển bơm xăng kiểu màng cho động sử dụng chế hòa khí 45 S K L 0

Ngày đăng: 04/09/2016, 10:27

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.pdf

    • Page 1

  • 3.pdf

  • 4 BIA SAU A4.pdf

    • Page 1

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan