nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiển động cơ mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MERCEDES PHỤC VỤ CHO CƠNG TÁC GIẢNG DẠY THỰC TẬP S K C 0 9 MÃ SỐ: T45 - 2008 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM - ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MERCEDES PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC GIẢNG DẠY THỰC TẬP MÃ SỐ: T45 - 2008 THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ : ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG ĐƠN VỊ : KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP HỒ CHÍ MINH – 01/2009 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 CHƢƠNG I DẪN NHẬP I Mở đầu Ngày nay, đất nước ta q trình cơng nghiệp hố, đại hố, hội nhập phát triển Cùng với phát triển khơng ngừng ngành khoa học tiên tiến giới, ngành khoa học nước ta năm gần có bước phát triển vượt bậc, gặt hái nhiều thành tựu to lớn, có nhiều cơng trình khoa học giới biết đến Đội ngũ nhà khoa học khơng ngừng phát triển số lượng chất lượng, nhiều cơng trình nghiên cứu họ áp dụng vào sản suất thực tế góp phần khơng nhỏ vào phát triển kinh tế nước nhà Do q trình phát triển hội nhập với giới, suốt gần hai thập niên trở lại đây, thành tựu khoa học tiến giới liên tục du nhập vào Việt Nam Thêm vào đó, gia tăng đầu tư tập đồn kinh tế giới vào nước ta đem theo nhiều thành tựu kỹ thuật mới, giúp sản xuất nước nhà khơng ngừng nâng cao mở rộng Muốn đất nước phát triển nhanh chóng phát triển vững xu phát triển ngày nhân tố người phải đặt lên hàng đầu Con người phải tiếp thu kịp thành tựu khoa học tiên tiến giới, phải có lực tay nghề tốt sản xuất Phải có đạo đức tốt tư tưởng trị vững Phải có tác phong phong cách làm việc chun nghiệp Có cơng cơng nghiệp hố đất nước thành cơng Phát triển nhanh chóng để “đi tắt, đón đầu”, trở thành quốc gia giàu mạnh giới Để đáp ứng nhu cầu người thời đại giáo dục đất nước giữ vai trò trung tâm, quan trọng Giáo dục phải đào tạo người thợ giỏi, vững vàng chun mơn nghề nghiệp, có tay nghề cao, đáp ứng u cầu thị trường Phải đào tạo nhà khoa học giỏi, để bắt kịp phát triển khoa học tiên tiến giới Thực tế nhiều năm trở lại đây, nước ta khơng ngừng đầu tư cho giáo dục Đội ngũ thầy giáo giỏi chun ngành, vững vàng chun mơn, nghiệp vụ phát triển nhanh chóng Bên cạnh đó, tài liệu giáo khoa dạy nghề, phương tiện kỹ thuật dạy nghề đầu tư phát triển khơng ngừng Đáp ứng kịp nhu cầu học tập học sinh - sinh viên Với mong muốn đóng góp chút cơng sức lĩnh vực giáo dục đào tạo kỹ sư, cơng nhân lành nghề cho nghiệp chung đất nước Tơi thực đề tài: “Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiển động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập.” Góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy hình thành kỹ cho sinh viên chun ngành khí động lực Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 II Mục tiêu đề tài:  Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiển động Mercedes, tạo điều kiện cho sinh viên quan sát, khảo nghiệm thơng số hệ thống điều khiển động với mơ hình cách trực quan, biết hình dạng vị trí chi tiết lắp đặt hệ thống phun xăng  Giúp sinh viên kiểm tra tín hiệu đầu vào thong số đầu hệ thống phun xăng động thơng qua bảng giắc III Phƣơng pháp nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết hệ thống điều khiển động hang Mercedes  Tham khảo mơ hình giảng dạy có Khoa Cơ khí Động lực để cải tiến mơ hình cho phù hợp  Thực nghiệm mơ hình phục vụ cho giảng dạy Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ MERCEDES C220 I Mơ hình động Mercedes C220 Hình 1: Mơ hình động Mercedes phục vụ giảng dạy thực tập Mơ hình sử dụng động Mercedes-Benz C220 (thị trường Bắc Mỹ) đời 1996 Động sử dụng hệ thống phun xăng đa điểm phun theo thứ tự cơng tác kết hợp với hệ thống đánh lửa khơng sử dụng chia điện (Bo6bin đội) Các cảm biến sử dụng:  Cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt  Cảm biến vị trí trục khuỷu loại điện từ  Cảm biến vị trí trục cam loại Hall  Cảm biến vị trí cánh bướm ga  Cảm biến nhiệt độ nước làm mát  Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp  Cảm biến kích nổ  Cảm biến Oxy Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Các chức điều khiển động  Điều khiển phun nhiên liệu  Điều khiển đánh lửa  Điều khiển tốc độ cầm chừng  Điều khiển van ln hồi khí xả  Điều khiển rơ le bơm nhiên liệu  Điều khiển cam thơng minh  Điều khiển nung nóng cảm biến Oxy II Bố trí sơ đồ chân ECU động Hình 2: Bố trí sa bàn mơ hình Trên sa bàn gồm có:  Bảng giắc chân ECU  Relay chính, relay bơm, relay quạt  Cơng tắc máy  Các đèn báo ( Check engine, Charge, Oil) ECU gắn khung giá đỡ động  Các cấu khác: Khung gá đỡ động Accu Thùng xăng bơm xăng Đường nhiên liệu Đặc biệt, mơ hình có bố trí bảng giắc đấu với chân hộp điều khiển động (ECU) để thuận tiện cho việc đo đạc, kiểm tra người sử dụng Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 III Sơ đồ mạch điện điều khiển động ký hiệu chân ECU Sơ đồ mạch điện điều khiển động Ắc quy B R 80A 30 15 15A 80A F25 F24 10A 10A ACC OFF ON ST 80A Công tắc máy Cb vò trí trục cam 1.40 kim phun kim phun 1 2.24 11 22 33 44 2.12 10 21 32 43 2.2 20 31 42 19 30 41 18 29 40 17 28 39 1.29 K3 1.43 CB tốc độ xe 1.8 24 35 2.21 Đồng hồ tốc độ 23 34 CB vò trí trục khuỷu 2.29 G 2.30 GrB 44 33 22 11 2.5 2.7 CB vò trí bướm ga 2.39 Mù 2.6 2.18 2.26 CB nhiệt độ nước CB nhiệt độ khí nạp 2.28 2.36 2.27 Engine side 2.4 43 32 21 10 42 31 20 41 30 19 40 29 18 39 28 17 38 27 16 5ù 1.18 14ù 1.19 Giắc chẩn đoán CB lưu lượng không khí 2.27 Mù 25 36 2 Bơm xăng Van đốt xăng 15 26 37 2.9 16 27 38 Bugi Bô bin Bugi K1 Relay bơm Bugi Bô bin Bugi 2.23 Vehicle side kim phun 1.39 1.27 K2 2.1 Relay bảo vệ áp Bộ đk cam thông minh kim phun 1 15A 2.8 2.19 Đồng hồ tốc độ động 37 26 15 36 25 14 35 24 13 34 23 12 1.40 1.41 CB kích nổ 1.32 1.33 CB ôxy 1.30 1.34 1.35 2.37 Hộp ECU Sơ đồ mạch điện điều khiển động xe Mercedes-Benz C220 Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Ký hiệu chân ECU a Engine side Kí hiệu Tên gọi chân Điều khiển cam thơng minh Kim phun Khơng sử dụng Nguồn cấp motor ISC Tín hiệu cảm biến đo gió Mass van ISC Tín hiệu ISC Tín hiệu cảm biến vị trí trục cam Bobin máy số1 vàsố 10 Khơng sử dụng 11 Khơng sử dụng 12 Kim phun 13 Khơng sử dụng 14 Cơ cấu chấp hành nạp khí 15 Modul điều khiển bơm khí 16 Khơng sử dụng 17 Nguồn cấp cảm biến đo gió 18 Nguồn cấp van ISC (5V) 19 Mass cảm biến vị trí trục cam 20 Khơng sử dụng 21 Bobin máy số số 22 Mass ECU 23 Kim phun1 Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 24 Kim phun 25 Van EGR 26 Mass motor ISC 27 Mass cảm biến đo gió 28 Mass cảm biến nhiệt độ nước 29 Mass cảm biến trục khuỷu 30 Tín hiệu cảm biến trục khuỷu 31 Khơng sử dụng 32 Khơng sử dụng 33 Khơng sử dụng 34 Tiếp điểm cầm chừng 35 Khơng sử dụng 36 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước 37 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp 38 Khơng sử dụng 39 Tín hiệu phản hồi van ISC 40 Mass cảm biến kích nổ 41 Tín hiệu cảm biến kích nổ 42 Khơng sử dụng 43 Khơng sử dụng 44 Khơng sử dụng b Vehicle side Kí hiệu Tên gọi chân Khơng sử dụng Khơng sử dụng Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Khơng sử dụng Cơng tắc đèn phanh Khơng sử dụng Khơng sử dụng Điều khiển quạt nước làm mát Tín hiệu cảm biến tốc độ xe từ hệ thống phanh ABS Khơng sử dụng 10 Khơng sử dụng 11 Tín hiệu ly hợp máy nén 12 Khơng sử dụng 13 Khơng sử dụng 14 Khơng sử dụng 15 Tín hiệu Oxy 16 Tín hiệu Oxy 17 Tín hiệu vị trí trục cam 18 Tín hiệu tốc độ động đến Tap lơ 19 Giắc chuẩn đốn 20 Cơng tắc khởi động trung gian 21 Tín hiệu khởi động 22 Tín hiệu điều khiển Cruise control 23 Khơng sử dụng 24 Mass Oxy 25 Tín hiệu Oxy 26 Dây mass chống nhiễu 27 Nguồn ECU 28 Khơng sử dụng Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Ngun lý hoạt động dựa theo hiệu ứng Hall Khi cấp nguồn điện đến IC Hall có từ trường nam châm vĩnh cửu qua IC cho điện áp Nam châm vĩnh cửu cảm biến vị trí trục cam bố trí cố định Người ta dùng rotor tín hiệu cảm biến để dẫn từ qua Hall Hình 12: Ngun lý hoạt động cảm biến Hall Hình 13: Sơ đồ mạch điện ngun lý hoạt động cảm biến Hall Theo sơ đồ ngun lý, có điện nguồn cung cấp đến IC Hall có từ thơng qua IC Hall cho tín hiệu điện áp đến OpAmp OpAmp cho tín hiệu điện áp cao LED sáng Khi khơng có từ thơng qua IC Hall, OpAmp cho tín hiệu điện áp vơn Cảm biến vị trí trục cam phát tín hiệu điện áp 200 sau điểm chết Tín hiệu điện áp chuyển thành xung vng chuyển đổi từ mạch tương tự sang số ECU sử dụng tín hiệu để điều khiển phun nhiên liệu đánh lửa lúc khởi động động điều khiển chống kích nổ Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 17 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát cảm biến khí nạp Cấu tạo ngun lý hoạt động Hình14: Vị trí cảm biến nhiệt độ nuớc làm mát Cảm biến có dạng hình trụ rỗng có ren ngồi, bên cảm biến có gắn chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm Khi nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến tăng ngược lại, điện trở cảm biến giảm nhiệt độ nước làm mát tăng Ở loại cảm biến chuyển từ nhiệt độ nước làm mát động sang tín hiệu điện áp Hình 15: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát ECU dùng tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát để điều khiển phun nhiên liệu, làm giàu nhiên liệu sau khởi động hâm nóng động Làm giàu nhiên liệu tăng tốc, ngắt nhiên liệu giảm tốc Điều khiển đánh lửa khởi động, đánh lửa lúc hâm nóng động cơ, tốc độ cầm chừng, điều khiển cam thơng minh chống kích nổ ECU dùng nhiệt độ chuẩn 80°C để hiệu chỉnh lượng lượng phun nhiên liệu nhiệt độ nước thay đổi Khi nhiệt độ nước làm mát bé 80°C ECU điều khiển tăng lượng phun Lượng nhiên liệu phun thay đổi theo nhiệt độ nước làm mát lớn Khi cảm biến bị hở mạch điện áp chân tín hiệu cao, lượng nhiên liệu phun tăng mạnh Khi cảm biến bị ngắn mạch, điện áp chân tín hiệu nhỏ làm cho động hoạt động khơng ổn định, nhiệt độ động 80ºC Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 18 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Hình 16: Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ khí nạp đặt cảm biến đo gió dây nhiệt Nó loại cảm biến nhiệt điện trở âm dùng để xác định nhiệt độ khơng khí nạp vào động Mật độ khơng khí thay đổi theo nhiệt độ, điều có nghĩa khối lượng khơng khí nạp vào động phụ thuộc vào nhiệt độ lượng khơng khí nạp Cảm biến bao gồm điện trở nhiệt có trị số nhiệt điện trở âm Số lượng mật độ khơng khí thay đổi theo nhiệt độ, lượng khơng khí nạp qua đo gió lượng nhiên liệu phun thay đổi theo nhiệt độ ECU dùng nhiệt độ 200C để giảm lượng nhiên liệu phun nhiệt độ khơng khí nạp tăng cao gia tăng lượng nhiên liệu nhiệt độ khơng khí bé 200C Điều có nghĩa cảm biến nhiệt độ khơng khí cảm biến dùng để hiệu chỉnh lưu lượng phun nhiệt độ mơi trường thay đổi Hình 17: Cấu tạo sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp Theo sơ đo mạch điện, dòng điện 5V từ ECU cung cấp qua điện trở cố định đến cực 2.27 ECU để cung cấp cho cảm biến Khi nhiệt độ khơng khí nạp thay đổi điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp thay đổi theo Điện áp cực 2.27 ECU thay đổi theo điện trở cảm biến thay đổi ECU dùng tín hiệu cực 2.27 ECU đưa xử lý để xác định nhiệt độ khơng khí nạp Cảm biến oxy Cấu tạo ngun lý hoạt động Cảm biến oxy bố trí đường ống thải, dùng để nhận biết nồng độ oxy có khí thải từ xác định tỉ lệ nhiên liệu khơng khí buồng đốt động Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 19 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Hình 18: Cấu tạo cảm biến Oxy Cảm biến oxy phần gồm hợp chất Zirconia (Zirconium dioxyt), điện cực Platin xơng cảm biến ( Heater) Cảm biến oxy cho tín hiệu điện áp dựa vào so sánh lượng oxy có khí thải oxy áp suất mơi trường Một mặt cảm biến tiếp xúc với khí thải mặt lại tiếp xúc với khí trời Hai điện cực cảm biến làm platin Khi lượng oxy có khí thải nhiều, điện áp hai điện cực platin thấp Khi lượng oxy có khí thải thấp, cảm biến oxy phát tín hiệu điện áp cao Khi chênh lệch lượng oxy có khí thải mơi trường lớn tín hiệu điện áp từ cảm biến cao Như cảm biến oxy gửi tín hiệu điện áp đến ECM ECM sử dụng tín hiệu điện áp để điều khiển phun nhiên liệu Từ lương oxy khí thải mà ECM xác định được, hiệu chỉnh lại tỉ lệ hỗn hợp buồng đốt Khi hỗn hợp giàu tín hiệu điện áp cảm biến oxy từ 0,6 đến 1,0 vơn Khi hỗn hợp buồng đốt nghèo, tín hiệu điện áp phát thấp từ 0,4 đến 0,1 vơn Khi tỉ lệ khơng khí nhien liệu 14,7/1 tín hiệu phát từ càm biến oxy 0,45 vơn Cảm biến kích nổ Cấu tạo ngun lý hoạt động Cảm biến kích nổ bố trí xy lanh động Cảm biến kích nổ chế tạo phần tử áp điện Khi tượng kích nổ xảy ra, xylanh bị rung động mạnh làm biến dạng phần tử cảm biến phát xung điện áp từ kHz đến 13kHz Khi tượng kích nổ xảy ra, áp suất xy lanh động tăng nhanh đột ngột lân cận điểm chết Sự tăng áp suất đột ngột lên chi tiết sinh Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 20 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 va đập , làm cho chi tiết rung động mạnh, cơng suất hiệu suất động giảm Để khắc phục kích nổ xảy cách giảm áp suất cháy xy lanh động  thực đánh lửa trễ Cảm biến kích nổ dùng để xác định tượng kích nổ xảy xy lanh động ECU dùng tín hiệu để điều khiển đánh lửa trễ tượng kích nổ khơng xảy Hình 19: Vị trí dạng xung cảm biến kích nổ Cảm biến vị trí bƣớm ga Cấu tạo ngun lý hoạt động Cảm biến bao gồm điện trở, nguồn điện áp 5V từ ECU cung cấp vào hai đầu điện trở, trượt di chuyển điện trở theo góc mở cánh bướm ga Tín hiệu điện áp (ở chân tín hiệu) từ trượt gởi ECU để xác định độ mở cánh bướm ga Cảm biến vị trí bướm ga bố trí thân bướm ga điều khiển trục bướm ga Nó chuyển góc mở cánh bướm ga thành tín hiệu điện áp gởi ECU Cảm biến bướm ga có chức sau: Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 21 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Hình20: Cấu tạo cảm biến vị trí bƣớm ga  Điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp theo tải động cơ: Ở tốc độ cầm chừng đòi hỏi hỗn hợp giàu, tải lớn phải làm giàu hỗn hợp để cơng suất động phát tối đa ( = 0,85 – 0,95) động hoạt động tải trung bình phải đảm bảo động chạy tiết kiệm ( =1)  Cắt nhiên liệu giảm tốc: Khi giảm tốc ECU vào cảm biến số vòng quay động cảm biến vị trí bướm ga để cắt nhiên liệu, nhằm tiết kiệm nhiên liệu chống nhiễm mơi trường Tốc độ cắt nhiên liệu phụ thuộc vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ động thấp tốc độ cắt nhiên liệu cao  Làm giàu hỗn hợp tăng tốc: Khi ấn ga đột ngột từ vị trí cầm chừng, ECU tăng lượng nhiên liệu cung cấp để làm giàu hỗn hợp giúp cho động tăng tốc nhanh chóng IV Các cấu chấp hành chức điều khiển ECU ECU điều khiển động có chức sau:  Điều khiển phun nhiên liệu kim phun  Điều khiển thời điểm đánh lửa  Điều khiển tốc độ cầm chừng  Điều khiển hệ thống chẩn đốn động  Điều khiển bơm nhiên liệu  Chức an tồn  Chức dự phòng … Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 22 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Chức điều khiển phun nhiên liệu Hình 21: Sơ đồ chức điều khiển phun xăng Nhiên liệu bơm nhiên liệu cung cấp đầy đủ áp suất định đến kim phun Trong q trình làm việc, ECU xác định tình trạng làm việc động thơng qua tín hiệu từ cảm biến gởi về, từ ECU tính tốn gởi tín hiệu đến điều khiển thời gian mở kim phun để cung cấp lượng nhiên liệu xác cho xy lanh Tín hiệu từ cảm biến gởi bao gồm:  Tín hiệu điện áp từ cảm biến đo gió  Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát  Tín hiệu nhiệt độ khơng khí nạp  Tín hiệu điện áp Accu  Tín hiệu khởi động  Tín hiệu từ cảm biến ơxy v.v… Thời gian mở thực tế kim phun gồm thời gian phun + thời gian phun hiệu chỉnh Thời gian phun dựa vào hai thơng số: lượng khơng khí nạp thực tế số vòng quay trục khuỷu động Lượng phun tỉ lệ thuận với lưu lượng khơng khí nạp tỉ lệ nghịch với số vòng quay trục khuỷu Các cảm biến lại ECT, ITA, OS… dùng để hiệu chỉnh lưu lượng phun cho xác Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 23 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Động Mercedes C220 thực việc điều khiển phun nhiên liệu theo kiểu phun độc lập Hình 22: Sơ đồ mạch điện điều khiển kim phun Hình 23: Sơ đồ mạch cấp nguồn cho bơm nhiên liệu Ngồi ECM điều khiển phun nhiên nhiên theo thay đổi phận khác:  Van giảm phun nhiên liệu Trong thời gian phun nhiên liệu giảm, kim phun đóng bướm ga đặt vị trí theo tốc độ Sự giảm hoạt động nhiệt độ nước làm mát lớn 1220F (500C), tốc độ động lớn 2100 vòng/phút, tốc độ xe lớn 22 dặm/giờ ECM nhận biết giảm vị trí bướm ga nhỏ mà u cầu cho tốc độ động xác định hay tiếp điểm vị trí cầm chừng bướm ga nhận thấy Nếu tốc độ động đạt 1000 vòng/phút, kim phun lần bật Để ngăn áp lực tức thời lượng nhiên liệu phân phối sau phun nhiên liệu giảm thời điểm đánh lửa giảm  Van cắt nhiên liệu an tồn Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 24 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Vì lý an tồn ECM nối đến cơng tắc tiếp điểm chấp hành điều khiển bàn đạp ga điện tử hay chấp hành điều khiển tăng tốc/ cầm chừng thơng qua dây riêng biệt Với động tốc độ cầm chừng hay vận hành, cơng tắc tiếp điểm gởi tín hiệu vị trí đến ECM Nếu bướm ga mở lớn vị trí xác định bàn đạp ga điều khiển tăng tốc khơng nối lại, cơng tắc an tồn chấp hành điều khiển bàn đạp ga điện tử hay chấp hành điều khiển tăng tốc/ tốc độ cầm chừng gởi tín hiệu thơng qua mơ đun bàn đạp ga điều khiển điện tử hay mơ đun điều khiển tăng tốc/ tốc độ cầm chừng đến ECM Điều đóng kim phun Những kim phun mở sau tốc độ động giảm xuống thấp 1200 vòng/ phút  Van cắt nhiên liệu hƣ hỏng đánh lửa Trong động hoạt động, để bảo vệ xúc tác khơng bị q nhiệt nhiên liệu chưa cháy, kim phun hay tất kim phun bị hư hỏng mạch đánh lửa ngắt hư hỏng đánh lửa xảy sau 50 lần đánh lửa Nếu hư hỏng hệ thống đánh lửa khơng dài 50 lần, nhiên liệu phun trở lại 255 lần đánh lửa thành cơng, xe tăng tốc, tốc độ động xấp xỉ 2500 vòng/ phút  Điều khiển tốc độ xe cực đại Tốc độ cực đại xe 130 dặm/giờ Nếu tốc độ xe vượt q 130 dặm/ giờ, hỗn hợp khơng khí/ nhiên liệu giảm thời điểm cam điều chỉnh sớm Chức điều khiển đánh lửa Hình 24: Sơ đồ mạch điện điều khiển đánh lửa Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 25 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Trên mơ hình, động sử dụng hệ thống đánh lửa khơng chia điện sử dụng bobbin đơi Kiểu sử dụng phổ biến Sơ đồ mạch điện điều khiển đánh lửa hình Đặc điểm hệ thống nguời ta dùng bơ bin để thực đánh lửa cho hai bu gi hai xy lanh có piston song hành, gọi kiểu hệ thống đánh lửa đồng thời Nó có ưu điểm sau  Bỏ chi tiết khí rotor, nắp chia điện  Thời gian dòng điện qua cuộn sơ cấp bơ bin gia tăng, đủ khả tạo ta tia lửa đốt cháy hỗn hợp khơng khí nhiên liệu  Giảm nhiễu chia điện Bơ bin bố trí bu gi gần bu gi giảm khả gây nhiễu tăng độ tin cậy hệ thống  Góc đánh lửa sớm thực lớn hơn, khơng có chia điện Một đặc điểm nửa hệ thống đánh lửa DLI điện áp bugi cặp lệch từ 1,5 ÷ KV chiều đánh lửa ngược (1 bugi tia lửa đánh từ dương sang âm bugi lại từ âm sang dương) Đây hạn chế hệ thống đánh lửa DLI ECU vào tín hiệu từ cảm biến có liên quan đến đánh lửa gởi để tính tốn xác định góc đánh lửa sớm tối ưu chế độ làm việc động Theo thực nghiệm người ta thấy rằng, cơng suất động đạt tối ưu áp suất hỗn hợp cháy xy lanh đạt cực đại sau điểm chết từ 100 – 150 Động Mercedes C220 điều khiển thời điểm đánh lửa theo chế độ hoạt động động như:  Điều khiển chống kích nổ Biểu đồ hệ thống đánh lửa thiết kế cho động hoạt động tối ưu Có vài trường hợp xảy tượng cháy kích nổ Việc điều khiển chống kích nổ thực ECM ECM nhận biết tượng cháy kích nổ xảy xy lanh động điều khiển giảm góc đánh lửa để bảo vệ động Khi ECM phát tượng cháy kích nổ điều khiển giảm góc đánh lửa xuống 30 thời điểm đánh lửa Nếu kích nổ tiếp tục xảy ECM tiếp tục điều khiển giảm góc đánh lửa xuống 30 thời điểm đánh lửa Nếu tượng kích nổ tiếp tục xảy sau lần giảm trước ECM tiếp tục giảm góc đánh lửa xuống tối đa 120 Việc điều chỉnh góc đánh lửa sớm thực lại khơng tượng kích nổ nhiệt độ nước làm mát khoảng 80 – 900C để tránh tượng động q nóng hết tượng cháy kích nổ góc đánh lửa sớm điều khiển tăng lên 350 thời điểm đánh lửa sau để đạt góc đánh lửa tối ưu  Điều khiển đánh lửa giảm tốc Trong suốt thời gian giảm tốc kim phun bắt đầu phun trở lại, góc đánh lửa trễ tối đa 150 thời gian tối đa 15 giây để tránh mơ men động tăng đột ngột ECM nhận tín hiệu từ cảm biến: nhiệt độ nước làm mát, vị trí trục khuỷu, mạch đánh lửa để điều khiển giảm góc đánh lửa xuống vòi phun ngắt nhiên liệu Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 26 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008  Điều khiển đánh lửa lúc khởi động Khi khởi động với tốc độ động 600 vòng/ phút việc điều khiển thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu Khi tốc độ động xấp xỉ 800 vòng/ phút, ECM điều khiển từ góc đánh lửa ban đầu đến góc đánh lửa đạt ECM sử dụng tín hiệu từ cảm biến: nhiệt độ nước làm mát, tốc độ động cơ, vị trí trục khuỷu, tín hiệu mạch đánh lửa, vị trí trục cam để điều khiển việc đánh lửa sau thời gian khởi động  Điều khiển đánh lửa theo nhiệt độ khí nạp ECM điều khiển góc đánh lửa theo nhiệt độ khí nạp tốc độ động ECM điều khiển giảm góc đánh lửa tải động q cao nhiệt độ khí nạp lớn 350C Ở chế độ ECM sử dụng tín hiệu từ cảm biến: nhiệt độ khí nạp, tốc độ động cơ, vị trí trục khuỷu, vị trí cảm bướm ga, cảm biến đo gió để tính tốn góc đánh lửa cho xác Chức điều khiển tốc độ cầm chừng Hình 25: Bộ điều khiển tốc độ cầm chừng Khi cơng tắc đánh lửa bật, tốc độ cầm chừng điều khiển trước khởi động, vị trí van bướm gió điều khiển motor servo Tần số làm việc Motor servo khoảng 360 - 600Hz Vị trí van bướm gió chỉnh giá trị điện điều khiển vị trí van bướm gió Bộ điều khiển HFM so sánh tốc độ thực tế tốc độ lý thuyết động để xác định vị trí bướm gió thơng qua Motor Servo Phạm vi hoạt động van bướm gió tốc độ cầm chừng điều khiển HFM có giá trị từ 00-100 Khi động hoạt động tốc độ cầm chừng cơng tắc cầm chừng đóng, q trình đánh lửa ổn định nhờ chức cảm biến nhiệt độ nước làm mát điều khiển HFM Nếu khác biệt tốc độ cầm chừng tuyệt đối, tốc độ cầm chừng điều khiển thay đổi thời điểm đánh lửa Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 27 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Thời điểm đánh lửa sớm trể khoảng 80 tốc độ cầm chừng tiếp tục điều khiển cảm biến nhiệt độ nước làm mát Chức chẩn đốn: ECU động thường xun theo dõi tín hiệu gởi đến từ cảm biến khác Nếu phát hư hỏng tín hiệu đầu vào, ECU động lưu liệu hư hỏng nhớ đèn check engine sáng, nhằm làm giảm thời gian chẩn đốn sửa chữa Đèn báo cố MIL cấp nguồn từ rơ le bảo vệ q áp nối mass thơng qua giắc chuẩn đốn Khi cơng tắc IG bật tốc độ động tăng lên 500 vòng/ phút đèn MIL sáng tối đa 30 giây đèn kiểm tra Nếu khơng có hư hỏng thời điểm giắc chuẩn đốn ngắt mạch nối mass đèn MIL đèn MIL tắt Chức dự phòng: Nếu tín hiệu vào ECU động hư hỏng, ECU động chuyển sang dùng giá trị tiêu chuẩn lưu nhớ để điều khiển động Điều cho phép điều khiển động tiếp tục hoạt động để đưa xe đến nơi sửa chữa Nếu trường hợp phần ECU khơng hoạt động, chức dự phòng tiếp tục điều khiển việc phun nhiên liệu thời điểm đánh lửa Điều cho phép điều khiển động tiếp tục hoạt động Các hệ thống điều khiển khác: Ngồi hệ thống trên, ECU điều khiển hệ thống tuần hồn khí thải, hệ thống tăng áp suất nhiên liệu, hệ thống hút khơng khí… Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 28 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I Kết luận Qua thời gian thực đề tài, với nỗ lực thân với giúp đỡ tận tình bạn đồng nghiệp, tơi hồn thành nội dung đăng ký đề tài, có kiến thức khơng cấu tạo ngun lý làm việc hệ thống điều khiển động mà tiếp cận cơng nghệ Hãng xe tiếng giới Thơng qua đề tài nghiên cứu tơi có kết luận sau :  Từ sản phẩm mơ hình lý thuyết điều khiển động đề tài tạo them cho sinh viên thiết bị thực tập tốt, loại động đại nhiều hệ thống sinh viên giáo viên khoa  Mơ hình cho lớp sinh viên thực tập sử dụng học tập hoạt động tốt, đáp ứng đầy đủ u cầu đặc người nghiên cứu  Mơ hình trợ huấn cụ tốt việc đào tạo kỹ chẩn đốn sửa chữa hệ thống điều khiển động xăng, kiểm tra cảm biến, đo xung tín hiệu…  Đề tài nghiên cứu tài liệu tham khảo tốt cho CBGD sinh viên chun ngành CKĐ ĐỀ NGHỊ Qua việc nghiên cứu đề tài tơi có đề nghị sau:  Cần phải nghiên cứu nhân rộng mơ hình điều khiển loại động đại để phục vụ cho cơng tác đào tạo, giúp người học tiếp cận cơng nghệ đủ tự tin làm việc  Cần phải hỗ trợ thêm kinh phí đầu tư cho việc nghiên cứu loại động thường giá thành cao  Cần phải tiến hành biên soạn thực tập hồn chỉnh ứng dụng cho mơ hình động giúp cho việc khai thác thiết bị tốt tiết kiệm thời gian đào tạo  Cần phải nghiên cứu chế tạo nhũng mơ hình tương tự với giá thành rẻ để cung cấp cho trường nước Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 29 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống điện động - PGS.TS Đỗ Văn Dũng Hệ thống điện điện tử tơ - PGS.TS Đỗ Văn Dũng Cẩm nang sửa chữa Hãng Mercedes - Benz Hệ thống phun xăng điện tử EFI Toyota Giáo trình thực tập động Nguyễn Tấn Lộc Bộ Mitchell 2007 Tài liệu Internet: www.autoshop101.com, www.pdftown.com Các tài liệu tham khảo khác Nghiên cứu, chế tạo mơ hình điều khiều động Mercedes phục vụ cho cơng tác giảng dạy thực tập 30 S K L 0 [...]... khối hệ thống điều khiển động cơ Mercedes C220  Hình 4: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển động cơ Mercedes C220 Hệ thống điều khiển động cơ bao gồm các cảm biến tín hiệu, ECM và các cơ cấu chấp hành Các cảm biến được bố trí xung quanh để xác định tình trạng làm việc của Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 12 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường... thời điểm đánh lửa  Điều khiển tốc độ cầm chừng  Điều khiển hệ thống chẩn đoán động cơ  Điều khiển bơm nhiên liệu  Chức năng an toàn  Chức năng dự phòng … Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 22 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 1 Chức năng điều khiển phun nhiên liệu Hình 21: Sơ đồ chức năng điều khiển phun xăng Nhiên... soạn các bài thực tập hoàn chỉnh ứng dụng cho mô hình động cơ giúp cho việc khai thác thiết bị tốt nhất và tiết kiệm thời gian trong đào tạo  Cần phải nghiên cứu và chế tạo nhũng mô hình tương tự với giá thành rẻ để cung cấp cho các trường trong nước Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 29 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45... hỗn hợp không khí/ nhiên liệu sẽ được giảm và thời điểm cam được điều chỉnh sớm hơn 2 Chức năng điều khiển đánh lửa Hình 24: Sơ đồ mạch điện điều khiển đánh lửa Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 25 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Trên mô hình, động cơ này sử dụng hệ thống đánh lửa không bộ chia điện sử dụng bobbin... tránh mô men động cơ tăng đột ngột ECM sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến: nhiệt độ nước làm mát, vị trí trục khuỷu, mạch đánh lửa để điều khiển giảm góc đánh lửa xuống khi vòi phun ngắt nhiên liệu Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 26 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008  Điều khiển đánh lửa trong lúc khởi động Khi khởi động. .. suất đột ngột lên các chi tiết sinh Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 20 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 ra va đập , làm cho các chi tiết rung động mạnh, công suất và hiệu suất động cơ giảm Để khắc phục kích nổ xảy ra bằng cách giảm áp suất cháy trong các xy lanh của động cơ  thực hiện đánh lửa trễ Cảm biến kích... toàn Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 24 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Vì lý do an toàn ECM được nối đến công tắc tiếp điểm bộ chấp hành điều khiển bàn đạp ga bằng điện tử hay bộ chấp hành điều khiển tăng tốc/ cầm chừng thông qua dây riêng biệt Với động cơ ở tốc độ cầm chừng hay trong khi vận hành, những công. .. cơ lớn hơn 4300 vòng/ phút, thời điểm cam nạp được giảm lại 3 Giới hạn tốc độ động cơ Để bảo vệ động cơ, bộ chuyển đổi mô men quay và hệ thống truyền lực, ECM sẽ giới hạn tốc độ động cơ dưới điều kiện hoạt động cho phép Tốc độ động cơ được giới hạn khi hỗn hợp hòa khí nghèo hoặc sự phun nhiên liệu dừng lại và đánh lửa trễ đi Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác. .. và được điều khiển bởi trục của bướm ga Nó chuyển góc mở của cánh bướm ga thành tín hiệu điện áp và gởi về ECU Cảm biến bướm ga có các chức năng sau: Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 21 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 Hình2 0: Cấu tạo cảm biến vị trí bƣớm ga  Điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp theo tải của động cơ: Ở tốc... giờ Nghiên cứu, chế tạo mô hình điều khiều động cơ Mercedes phục vụ cho công tác giảng dạy thực tập 11 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Mã số: T45 – 2008 ECM trì hoãn bởi sự điều khiển trì hoãn van luân hồi và bộ chân không ECM dùng tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu tốc độ xe, tín hiệu dải hộp số, và thời gian chạy sau khi khởi động để điều khiển trì hoãn II Sơ đồ khối hệ thống điều khiển