Nghiên cứu thiết kế chế tạo ECU cho động cơ ZMZ 409.10

MỤC LỤC TỔNG QUAN CHƯƠNG I .3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 Lý thuyết điều khiển cung cấp nhiên liệu điện tử cho động Diesel[8] .3 1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hỗn hợp dầu thực vật – DO đến chất lượng làm việc hệ thống cấp nhiên liệu điện tử 10 1.3 Yêu cầu chung hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động Diesel 19 1.3.1 Về mặt cấu tạo .19 1.3.2 Về mặt chất lượng trình phun nhiên liệu 20 1.3.3 Ưu điểm HTPNL điện tử Common - Rail 20 CHƯƠNG II 21 CÁC ỨNG DỤNG VỀ MẠNG CAN BUS, MOD BUS CÁC GIAO THỨC TRONG MẠNG VỚI CÁC HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ TÀU THỦY 21 2.1 Giới thiệu mạng CAN bus[8] .21 2.2 Tổng quan giao thức mạng CAN Bus[8] 22 2.2.1 Cơ chế giao tiếp mạng CAN Bus[8] .24 2.2.2 Truy cập giải tranh chấp đường truyền[8] 24 2.2.3 Cấu trúc điện mạng CAN Bus[8] .25 2.2.4 Xử lý lỗi truyền[8] 26 2.2.5 CAN hệ thống cảm biến thông minh .27 2.3 Khái quát giao thức Mod bus[8] 29 2.3.1 Cơ chế giao tiếp[8] 30 2.3.2 Chế độ truyền[8] 31 2.3.3 Cấu trúc điện[8] 32 2.3.4 Bảo toàn liệu 34 2.3.5 Kết nối thiết bị MOD Bus 35 2.3.6 Đưa điều khiển vào trường với Mod bus[8] 36 2.4 So sánh mạng CAN với mạng truyền thông khác 37 i CHƯƠNG III 39 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG MẠNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CẤP NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ CHO ĐỘNG CƠ DIESEL THỦY KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP DẦU THỰC VẬT/DO 39 3.1 Giới thiệu phần mềm CANCapture .39 3.1.1 Cửa sổ giao diện đồ họa lập trình 42 3.1.2 Khối hàm chức .47 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống 49 3.2.2 Cấu trúc mô hình mạng hệ thống 51 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 ii MỤC LỤC CÁC HÌNH Stt Nội dung Trang 1.1 Sơ đồ tính toán lượng phun 1.2 Sơ đồ tính toán lượng phun tối đa 1.3 Điều chỉnh lượng phun sương 1.4 Sơ đồ điều chỉnh lượng phun theo áp suất nhiệt độ khí nạp 1.5 Sơ đồ điều chỉnh lượng phun theo nhiệt độ nhiên liệu nhiệt độ nước làm mát 1.6 Sơ đồ xác định thời điểm phun 1.7 Sơ đồ điều chỉnh lượng phun khởi động 1.8 Ảnh hưởng nhiệt độ nước làm mát 1.9 Sơ đồ điều chỉnh thời điểm phun khởi động 1.10 So sánh phun có hệ phun trước phun thông thường 1.11 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ không tải 1.12 Sơ đồ điều khiển áp suất nhiên liệu 10 1.13 Kết đo khí xả 18 1.14 Các mẫu dầu pha trộn 19 2.1 Mạng CAN Bus thực tế 23 2.2 Một nút mạng CAN Bus 23 2.3 Mô hình tham chiếu mạng CAN mô hình lớp 25 ISO-OSI 2.4 Sơ đồ khối hệ thống 27 2.5 Sơ đồ liên kết vật lý hệ thống 28 2.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống 28 2.7 Cơ chế giao tiếp 30 2.8 Cấu trúc ký tự khung gửi chế độ ASCII 31 2.9 Cấu trúc ký tự khung gửi chế độ ASCII 32 2.10 Cấu trúc khung liệu Modbus chế độ ASCII 32 2.11 Cấu trúc khung liệu Modbus chế độ RTU 33 2.12 Kết nối mạng Mod bus điểm – điểm 36 2.13 Mạng Mod bus kết nối đa điểm 37 iii 3.1 Sơ đồ ghép nối hệ thống dựa CANCapture 40 3.2 Sơ đồ panel hiển thị 41 3.3 Sơ đồ raw capture 42 3.4 Hình ảnh dây cáp phần cứng ECOM 42 3.5 Khối chức thiết bị nguồn 44 3.6 The Graphical Workspace Flowchart 47 3.7 Kích hoạt khối hàm giao tiếp 47 3.8 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 50 3.9 Mô hình tổng quan hệ thống điều khiển giám sát 51 3.10 Mô hình điều khiển vòi phun 52 3.11 Sơ đồ tổng quan hệ thống giám sát 53 3.12 Sơ đồ giám sát graphite Panel 54 3.13 Sơ đồ giám sát Gauge Panel 55 3.14 Giao diện điều khiển giám sát đồ họa 66 3.15 Bộ thu thập liệu theo hàng 57 3.16 Hình mô tả liệu dạng đồ thị 57 3.17 Hình biểu diễn biến hệ thống 58 3.18 Hình biểu diễn gói tin 58 MỤC LỤC CÁC BẢNG Stt Nội dung Trang 1.1 Các tính chất vật lý diesel sinh học diesel truyền thống 13 1.2 Số liệu tính chất nhiên liệu 14 1.3 Các số liệu thí nghiệm động K657 M2 6Ч18/14 16 1.4 Kết đo số khí thải 16 2.1 Mối quan hệ tốc độ đường truyền chiều dài 34 đường truyền 2.2 Thông số CAN tốc độ thấp CAN tốc độ cao iv 34 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trên giới, vấn đề tiết kiệm nhiên liệu với bảo vệ môi trường chiến lược mang tính thiên niên kỉ Trên thực tế, hộ tiêu thụ nhiên liệu lớn phải kể đến lĩnh vực điện, sau giao thông vận tải mà giao thông vận tải biển đóng vai trò chủ đạo Để đóng góp phần vào chiến lược thiên niên kỉ, nhà khoa học thực nhiều công trình nghiên cứu khoa học khác nhau, có công trình nghiên cứu xử lý tận gốc nguồn gây ô nhiễm tiết kiệm nhiên liệu “Hoàn thiện cấu trúc động diezen nói chung động diezen thủy nói riêng” Chúng tìm hiểu nghiên cứu công trình nhà khoa học Việt Nam hệ thống cấp nhiên liệu điện tử cho động diezen thấy rằng: - Phần lớn công trình phân tích đánh giá hệ thống cấp nhiên liệu điện tử hãng sản xuất lắp đặt ô-tô; - Giới thiệu hệ thống cấp nhiên liệu điện tử cho ô-tô; - Bước đầu nghiên cứu chế tạo thử hệ thống cấp nhiên liệu điện tử cho động diezen lắp đặt ô-tô Như thực chất chưa có công trình công bố nghiên cứu chế tạo hệ thống cấp nhiên liệu điện tử cho động diezen nói chung động diezen thủy nói riêng sử dụng nhiên liệu hỗn hợp dầu thực vật - DO Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Ngoài nước Các công trình nhằm hoàn thiện cấu trúc trình làm việc động diezen là: - Nghiên cứu chế tạo điều khiển phun xăng điện tử cho động ô-tô; - Nghiên cứu chế tạo điều khiển phun nhiên liệu điện tử cho động diesel dành cho ô-tô”; Nghiên cứu chế tạo ứng dụng hệ thống cấp nhiên liệu “Common rail” cho động diezen thủy” Trong nước Ở Việt Nam, nhà khoa học trường đại học kĩ thuật lớn Trường ĐH Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Học viện Kỹ thuật quân sự, ĐH Giao thông vận tải Hà Nội quan tâm đến hệ thống cấp nhiên liệu điện tử cho động phương tiện giao thông, mà chủ yếu giao thông đường Năm 2004, Viện Cơ khí Động lực - Đại học Bách khoa Hà Nội thực thành công đề tài cấp Bộ Giáo dục Đào tạo “Nghiên cứu chế tạo điều khiển phun v xăng điện tử cho động phun xăng”, mã số B2002-28-48 Đề tài thiết kế thành công ECU đáp ứng chế độ làm việc động cơ, dùng cho số hệ thống phun xăng động thông dụng thị trường Việt Nam Năm 2010, Viện Thiết kế Cơ giới quân sự/Tổng cục Kỹ thuật, nghiệm thu đề tài nghiên cứu cấp Bộ Quốc phòng “Nghiên cứu thiết kế chế tạo ECU cho động ZMZ 409.10” đạt số thành công ban đầu, đề tài gặp phải số trở ngại định Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu; Việc nghiên cứu đề tài thành công mở triển vọng sau đây: - Các nhà khoa học Việt Nam làm chủ công nghệ thiết kế chế tạo hệ thống phun nhiên liệu điện tử cho động diezen nói chung động diezen thủy nói riêng; - Chủ động việc sửa chữa bảo dưỡng hệ thống cấp nhiên liệu đại này; - Làm giàu thêm kiến thức nhà giáo nhà khoa học Việt nam Trường ĐH Hàng hải việc giảng dạy nâng cao chất lượng dạy học trường đại học Phương pháp nghiên cứu, kết cấu công trình nghiên cứu; */ Phương pháp nghiên cứu - Thu thập tài liệu - Phân tích nghiên cứu */ Kết cấu đề tài gồm: Phần tổng quan Chương 1: Phương pháp điều khiển hệ thống cấp nhiên liệu động Diesel Chương 2: Các ứng dụng mạng CAN BUS, MOD BUS giao thức mạng với hệ thống cấp nhiên liệu điện tử tàu thủy Chương 3: Đề xuất phương án sử dụng mạng hệ thống điều khiển giám sát cấp nhiên liệu điện tử cho động Diesel thủy sử dụng hỗn hợp dầu thực vật /DO Kết luận Kết đạt đề tài Phân tích, đánh giá phương pháp truyền thông hệ thống điều khiển cấp nhiên liệu điện tử với diesel vi TỔNG QUAN Dầu lại tăng giá, môi trường toàn cầu ô nhiễm vấn đề phương tiện thông tin đại chúng toàn giới đề cập đến Với gần tỷ người sống trái đất, vòng hai thập niên qua chứng kiến phát triển mạnh mẽ kinh tế giới với nhu cầu nhiên liệu chưa thấy Tuy Việt Nam có kinh tế chưa lớn, hàng năm mức độ tiêu thụ nhiên liệu lỏng cao thống kê với số lượng tuyệt đối khoảng 12 triệu tấn/ năm Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, năm vừa qua, đội tàu nước đầu tư phát triển mạnh mẽ số lượng chất lượng Tính đến tháng năm 2011, đội tàu Việt Nam có khoảng 1.600 tàu hoạt động ven biển tuyến quốc tế cộng với khoảng 200.000 tàu tuyến vận tải nội địa với tổng công suất tới 16 triệu mã lực Việc phát triển đội tàu luôn phải kèm với việc giải toán ô nhiễm môi trường Như chúng ta biết, động diesel tàu thủy nguồn gây ô nhiễm không khí Trong khí xả động Diesel có nhiều thành phần phát thải khác oxit nito NOx, ô xít bon COx, ô xít lưu huỳnh SO2 , Các thành phần độc hại ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người có nhiều tác động xấu đến môi trường sống Vì vậy, Tổ chức Hàng hải giới (IMO) đưa tiêu chuẩn để hạn chế mức độ ô nhiễm môi trường Theo quy định đó, tàu không đáp ứng tiêu chuẩn trước mắt không vào cảng Mỹ Châu Âu không cấp chứng nhận đăng kiểm Đối với phương tiện giao thông phương tiện giao thông thủy hoạt động ven bờ, không thỏa mãn tiêu chuẩn nước thuộc liên minh Châu Âu (thường gọi tiêu chuẩn EURO) không phép lưu hành Ngoài ra, theo tính toán chuyên gia lượng, vòng 40 năm tới giới phải đối mặt với tình trạng khủng hoảng thiếu lượng, tốc độ cạn kiệt hầu hết mỏ dầu lớn giới diễn nhanh dự đoán Theo nhận định quan lượng quốc tế (IEA), “giá dầu tăng cao nhu cầu gia tăng nhanh nguồn cung giảm ảnh hưởng đến tốc độ phục hồi kinh tế giới” Nhà kinh tế hàng đầu IEA khuyến cáo, “nhiều quốc gia xem nhẹ chí nguồn dầu mỏ cạn kiệt với tốc độ nhanh dự tính trước tối thiểu thập kỷ Mức giảm sản lượng dầu mỏ 6,7% năm so với dự đoán đưa hồi năm 2007 3,7%” Cắt giảm tiết kiệm tiêu thụ lượng, đồng thời tìm loại nhiên liệu tái tạo lại để thay nhiên liệu hóa thạch giải pháp để ứng phó với tình trạng cạn kiệt lượng Xuất phát từ thực tế vậy, nhóm nghiên cứu đề xuất nhiệm vụ khoa học “Nghiên cứu sử dụng phương pháp truyền thông hệ thống điều khiển nhiên liệu điện tử cho động Diesel tàu thủy sử dụng hỗn hợp dầu thực vật, dầu DO” CHƯƠNG I PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1 Lý thuyết điều khiển cung cấp nhiên liệu điện tử cho động Diesel [8] Động Diesel phát triển vào năm 1897 nhờ Rudolf Diesel hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối trình nén, nhiên liệu phun vào buồng cháy động để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927 Robert Bosch phát triển bơm cao áp (Bơm phun Bosch lắp cho động Diesel ô tô thương mại ô tô khách vào năm 1936)[8] Hệ thống nhiên liệu (HTNL) Diesel không ngừng cải tiến, với giải pháp kỹ thuật tối ưu làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm suất tiêu hao nhiên liệu Hiện nay, nhược điểm HTNL Diesel khắc phục cải tiến phận như: Bơm cao áp, vòi phun, ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao, ứng dụng điều khiển tự động nhờ phát triển công nghệ (năm 1986 Bosch đưa vào thị trường việc điều khiển điện tử cho động Diesel) Đó HTNL Common Rail Diesel Trong động Diesel đại, áp suất phun thực cho vòi phun cách riêng lẻ, nhiên liệu áp suất cao chứa hộp chứa (Rail) hay gọi “Ắc quy thủy lực” phân phối đến vòi phun theo yêu cầu Lợi ích vòi phun Common Rail làm giảm mức độ tiếng ồn, nhiên liệu phun áp suất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, kiểm soát lượng phun, thời điểm phun Do làm hiệu suất động tính kinh tế nhiên liệu cao Hệ thống Common Rail linh hoạt việc đáp ứng thích nghi để điều khiển phun nhiên liệu cho động Diesel so với hệ thống cũ dẫn động cam như: - Phạm vi ứng dụng rộng rãi (cho xe khách, xe du lịch, xe tải nặng, tải nhẹ, xe lửa tàu thủy) - Áp suất phun đạt đến 1500 bar Thay đổi áp suất phun tùy theo chế độ hoạt động động Có thể thay đổi thời điểm phun - Phun chia làm ba giai đoạn: Phun sơ khởi, phun phun kết thúc + Nhiệm vụ: Dự trữ nhiên liệu Đảm bảo cho động làm việc liên tục thời gian định mà không cần cấp thêm nhiên liệu vào, việc nhiên liệu luân chuyển dễ dàng hệ thống nhờ lọc nước, tạp chất học lẫn nhiên liệu Nhìn chung hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) điện tử thực chất HTPNL điều khiển thiết bị điện tử Do đó, có chức yêu cầu hoàn toàn tương tự chức yêu cầu hệ thống phun nhiên liệu trước Nó khác so với hệ thống khác chỗ: Hệ thống phun nhiên liệu điện tử có phận điều khiển module điều khiển ECM (Electronic Contronl Unit) mudule điều khiển truyền động công suất PCM (Power Contronl Unit), thay cho thiết bị điều khiển khí HTPNL trước Quá trình điều khiển ECU EDU điều khiển thời gian lượng nhiên liệu phun xác vào động ECU thực tính toán cần thiết dựa vào tín hiệu nhận từ cảm biến Sau thì ECU xác định lượng phun điều khiển thời điểm phun 1.1.1 Xác định lượng phun [1] ECU thực ba chức sau để xác định lượng phun: - Tính toán lượng phun - Tính toán lượng phun tối đa - So sánh lượng phun lượng phun tối đa Tính toán lượng phun Việc tính toán lượng phun thực sở tín hiệu tốc độ động phụ tải Tốc độ động Phụ tải ECU Tính toán lượng phun Hiệu chỉnh ISC Công tắc A/C Nhiệt độ Hình 1.1 Sơ đồ tính toán lượng phun Gồm: + Bộ phát điện 11 bít: Các khối phát điện 11 bít 29 bít sử dụng để tạo điện mạng CAN Từng khối phát cấu hình để gửi điện xác định trước sau thời gian lệch định, khoảng thời gian định kỳ, sau phím nóng nhấn người sử dụng Gói mạng CAN tiêu chuẩn gói J1939 hỗ trợ với tất trường có liên quan + Bộ phát điện 29 bít: Các khối phát điện 11 bít 29 bít sử dụng để tạo điện mạng CAN Từng khối phát cấu hình để gửi điện xác định trước sau thời gian lệch định, khoảng thời gian định kỳ, sau phím nóng nhấn người sử dụng Gói mạng CAN tiêu chuẩn gói J1939 hỗ trợ với tất trường có liên quan + Custom Script: Khối chữ viết (Script) sử dụng để viết mã sử dụng mà tương tác với gói liệu vào Cú pháp C/C+ dễ dàng học, lập trình viên dựa nhiều ví dụ tài liệu hướng dẫn có sẵn Nếu hàm chức đặc biệt mà cần thiết khối hàm thực yêu cầu đó, khối chữ viết lấp đầy khoảng trống Dễ dàng thực lọc đại, kích hoạt phản hồi, mã hóa/giải mã liệu, dòng cuối thủ tục kiểm tra, giả lập nút,… + Packet Filter: Khối lọc gói sử dụng để lựa chọn gói tin CAN tiếp đến khối cổng Mỗi lọc cấu hình lọc “Bộ lọc” nơi gói tin phù hợp chuyển qua, “lọc loại bỏ”, nơi mà tất điện chuyển tiếp ngoại trừ điện phù hợp Các gói thêm vào, xóa đi, kích hoạt vô hiệu, tất thực mạng làm việc + Diagnostics: Các khối chẩn đoán J1939 sử dụng để hiển thị mã chẩn đoán cố (DTCs-Diagnostic Trouble Codes) thông tin mã lỗi khác cho hệ thống cở sở J1939 Cửa sổ hiển thị chẩn đoán hiển thị đèn cố, đèn dừng màu đỏ, đèn cảnh báo màu hổ phách đèn cảnh báo cho tất hệ thống mạng CAN Nó có 12 khả hiển thị danh sách tương tác tất hoạt động, trình lịch sử mã chẩn đoán cố thông tin khung liệu + CCP Tester: Khối CCp sử dụng để kiểm tra chẩn đoán bổ sung giao thức tính toán CAN Nó hỗ trợ tất lệnh bản: Kết nối, lấy phiên CCP, chuyển đổi ID,… Nó cho phép người dùng nhập vào đoạn văn đơn giản để 48 thực chuỗi GET_SEED/UNLOCK cung cấp hỗ trợ cho việc đọc ghi địa nhớ ECU Configuring Functional Blocks Mỗi khối chức cấu hình việc lựa chọn khối chức mong muốn kích chuột phải sau lựa chọn đặc tính rồi kích chuột trái hình mô tả bên dưới: 3.2 Mô hình hệ thống Common Rail 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống a Sơ đồ hệ thống Sau nghiên cứu đặc điểm hệ thống phun kiểu trực tiếp hệ thống nhiên liệu kiểu gián tiếp, kiểu Commol Rail điện tử loại động khác Nhóm nghiên cứu thiết kế sơ đồ dạng khối hệ thống phun nhiên liệu kiểu điện tử sử dụng hỗn hợp nhiên liệu B20 sau (hình 3.8): 49 10 11 12 13 17 14 15 ECU 18 16 ECM Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý hệ thống b Các phần từ hệ thống Két dầu sinh học 11 Bộ cảm biến áp suất nhiên liệu Két dầu DO 12 Ống cao áp 3, 4, Bơm chuyển nhiên liệu 13 Súng phun Bình hòa trộn nhiên liệu 14 Bộ điều khiển phun nhiên liệu ECU Bộ cảm biến nồng độ nhiên liệu B20 15 Bộ điều khiển trung tâm ECM Két nhiên liệu Biodiesel –B20 16, 17, 18 Van điện từ Phin lọc 10 Bơm cao áp c Nguyên lý hoạt động hệ thống Trước động làm việc, dầu sinh học B20 hòa trộn đúng tỷ lệ qua bình hòa trộn (5) Khi động làm việc, nhiên liệu bơm cấp nhiên liệu (6) hút từ bình (5) lên két nhiên liệu (8), qua bầu lọc (9) tới bơm cao áp (10) Sau đó, dầu chuyển tới ống phân phối nhiên liệu (12) (bình tích tụ) Từ ống phân phối, nhiên liệu phân phối tới vòi phun (13) thông qua ống cao áp phun vào xilanh động hỗn hợp với không khí nén, tạo thành hoà khí hay hỗn hợp tự cháy sinh công Để tạo nhiên liệu có áp suất cao cho trình phun ta dùng bơm cao áp (3) Sau khỏi bơm cao áp nhiên liệu vận chuyển vào phận tích luỹ cao áp 50 Ống tích tụ (12) phận tích luỹ nhiên liệu áp suất cao cấp nhiên liệu để trì áp suất lượng nhiên liệu phục vụ cho việc phun nhiên liệu Nhiên liệu ống có áp suất 180 MPa để phun vào xylanh vào đúng thời điểm Một số thành phần hệ thống Common Rail đặt trực tiếp ống này, cảm biến áp suất (11) Để phun đúng thời điểm lượng cần thiết Các cảm biến tốc độ, vị trí tay ga, tải động cơ, nhiệt độ khí xả đưa tới ECM, thông qua ECU định thời điểm phun, lượng nhiên liệu phun, điều khiển nam châm điện vòi phun Khi áp suất tồn ống tích luỹ cao áp, nhiên liệu phun vào buồng cháy động nhờ việc nam châm điện mở vòi phun Common Rail hệ thống phun điều khiển ECU, EDU điều khiển giám sát trình phun giá trị cần thiết mặc định sẵn cho trình phun nhiên liệu 3.2.2 Cấu trúc mô hình mạng hệ thống a Sơ đồ Mô hình tổng quan hệ thống điều khiển giám sát cấp nhiên liệu mô tả hình 3.9 bên dưới: Hình 3.9 Mô hình tổng quan hệ thống điều khiển giám sát 51 Hệ thống chia làm phần: + Tại đầu máy: Tại đầu máy chính, hệ thống gồm có khối điều khiển phụ ACU (Auxiliaries Control Unit); Các khối điều khiển xylanh CCU (Cylinders Control Unit Per Cylinder); khối điều khiển máy A máy B (Engine Control Unit A and B); Panel khai thác cục + Trong buồng điều khiển: Trong buồng điều khiển gồm khối giao diện điều khiển máy EICU-A EICU-B (Engine Interface Control Unit A and B); Panel khai thác điều khiển chính; Máy tính PC + Trên buồng điều khiển lầu lái: Trên buồng điều khiển lầu lái có panel điều khiển, giám sát từ xa Mô hình điều khiển vòi phun thiết kế sau: Hình 3.10 Mô hình điều khiển vòi phun b Nguyên lý hoạt động, chức hệ thống ECM làm việc dựa thông tin nhận từ cảm biến truyền vào nó, thông tin đem so sánh với sở thông tin, liệu lập trình sẵn nhớ ECM, từ đề phương án điều khiển thích hợp phận chấp hành Cụ thể phát tín hiệu dạng điện để điều khiển BCA trình nạp nhiên liệu để tạo áp suất cao, điều khiển áp suất nhiên liệu bình tích áp thích hợp để vào vòi phun thực tốt trình phun, đặc biệt tín hiệu điện vào điều khiển EDU (Electronics Driver Unit), EDU có nhiệm vụ phân phối điện thích hợp cho van tử tính 52 vòi phun với trị số khác ứng với thời kỳ làm việc vòi phun, đồng thời góp phần việc điều chỉnh thứ tự phun thích hợp cho hệ thống vòi phun lưu lượng phun, thời điểm phun thích hợp nhằm bảo đảm cho trình phun tốt 3.3 Thiết kế trang giao diện giám sát cài đặt ECU CANCapture phần mềm ứng dụng linh hoạt, công suất lớn hiệu giá thành cao để thu thập phân tích lưu lượng truy cập bus đường truyền mạng điều khiển cục - CAN CANCapture phần mềm lập trình giao tiếp chuyên dụng cho giao thức CAN, CANopen NMEA 2000 Phần mêm hỗ trợ khối block, hàm chức năng, dễ dàng việc lập trình giám sát Hình 3.11 Sơ đồ tổng quan hệ thống giám sát CANCapture thiết kế phù hợp với ý tưởng kỹ sư, suốt trình phát triển đáp ứng yêu cầu phát triển mạng CAN Tính linh hoạt CANCapture thể qua: - Hoàn toàn tùy chỉnh việc quản lý lưu lượng liệu - đưa liệu vào dây CAN nhiên bạn muốn, tải sửa đổi sở liệu CAN, kết nối ngắt kết nối khối chức mà dừng trình thu thập liệu - Cơ sở quản lý liệu tích hợp vào ứng dụng - đến định nghĩa, tìm kiếm sở liệu, thêm vào biến, đồ thị,… Đầy đủ sở liệu hỗ trợ J1939! 53 - Không cần đăng ký giấy phép! CANCapture cài đặt máy tính nhóm, không cần nhu cầu chia sẻ máy tính xách tay - Kết nối nhiều thiết bị ECOM biểu đồ lưu lượng CANCapture để tạo cổng ảo, liên kết, thao tác, chọn lọc phân tích hoạt động đường truyền cô lập Hình 3.12 Sơ đồ giám sát graphite Panel Hiệu quả: thể - Một danh sách khối block cho phép bạn dễ dàng hình dung phân tích liệu đường truyền CAN cách chọn màu sắc để ấn định cho gói tin sở liệu CAN Như gói riêng lẻ thu khối "Raw Capture", gán màu, hiển thị cuộn thời gian thực - Chương trình tự tạo cho phép tất mọi thứ từ việc thử nghiệm trực tuyến để mã hóa / giải mã liệu Thực lọc nâng cao vượt khả gói tiêu chuẩn lọc cách sử dụng C / C + + cú pháp - Bảng người sử dụng cho phép hiển thị thời gian thực 1000 biến đồng hồ đo tinh vi, trượt, nhiệt kế, hiển thị số, hộp văn bản, vv - Khối J1939 yêu cầu hiển thị hoạt động - Phù hợp với gói Fast Packet NMEA-2000, multipacket J1939 - Ghi liệu thành file sau có mở lại phân tích lại với tốc độ toàn biến 54 - Có thể tạo ghi liệu thành tệp tin dạng file.EXE dễ dàng việc sử dụng lại Hình 3.13 Sơ đồ giám sát Gauge Panel Chương trình mô phòng giám sát Giao diện thiết kế chia thành nhiều trang hình Mỗi trang hình có chức riêng biệt để thuận tiện cho người khai thác, vận hành hệ thống Trang cấu trúc tổng quan hệ thống hình 4.13 bên dưới: Từ trang hình hệ thống ta kích hoạt; thay đổi cấu trúc tổng thể hệ thống Ngoài ra, từ trang hình ta lựa chọn sang trang hình khác hệ thống như: Giao diện Graphic, giao diện cài đặt, giao diện giám sát đồ họa; giao diện giám sát trạng thái đường truyền,… Giao diện giám sát đồ họa hệ thống thiết kế hình 4.14 Từ trang giao diện thông số hệ thống Diesel giám sát dạng đồng hồ thị trực quan cho sĩ quan vận hành, khai thác Tất thông số hiển thị thông qua việc thiết lập, cài đặt chọn địa thông số 55 Hình 3.14 Giao diện điều khiển giám sát đồ họa Một số trang giao diện khác hệ thống thiết kế hình bên dưới: 56 Hình 3.15 Bộ thu thập liệu theo hàng Hình 3.16 Hình mô tả liệu dạng đồ thị 57 Hình 3.17 Hình biểu diễn biến hệ thống Hình 3.18 Hình biểu diễn gói tin Như nóí mạng CAN bus chuẩn truyền thông công nghiệp hiệu phổ biến, vì chúng đơn giản truyền nhận Ưu điểm bật chuẩn CAN bus linh hoạt dễ thực Không thiết bị thông minh microcontroller, PLC, … truyền thông với Modbus, mà cảm biến 58 thông minh trang bị giao diện CANBus gửi liệu chúng đến trạm quản lý CANBus có mở rộng cho chuẩn truyền thông không dây mạng TCP/IP Với đặc điểm trên, nên ngày chuẩn CANBus áp dụng phổ biến công nghiệp mà tàu thủy, với hệ thống phức tạp đòi hỏi độ xác thời gian đáp ứng nhanh 59 KẾT LUẬN Trên giới, số nước phát triển ứng dụng nhiên liệu diesel sinh học hỗn hợp với dầu Biodiesel (B20) động diesel trang bị phương tiện giao thông đường bộ, đặc biệt ô tô Đã có nghiên cứu thử nghiệm sử dụng nhiên liệu diesel sinh học hỗn hợp cho động diesel tàu thủy Kết nghiên cứu sử dụng nhiên liệu diesel sinh học hỗn hợp cho phép giảm chất thải độc hại khí xả, mức tiêu thụ nhiên liệu, công suất, mô men động không thay đổi so với sử dụng dầu diesel truyền thống Trong việc ứng dụng công nghệ điện tử tin học vào lĩnh vực tàu thủy ngày nhiều Hầu hết hệ thống tàu thủy có hệ thống điều khiển điện tử Hệ thống nhiên liệu động không nằm số Kể từ đời đến hệ thống nhiên liệu Diesel có nhiều cải tiến Từ hệ thống nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp thẳng hàng ban đầu, ngày người ta đưa nhiều hệ thống nhiên liệu Diesel kết hợp điều khiển điện tử như: HEUI, Common Rail Hệ thống cung cấp nhiên Liệu điện tử vượt lên hạn chế hệ thống nhiên liệu Diesel truyền thống Để khắc phục nhược điểm hệ thống phun nhiên liệu cổ điển hệ thống phun nhiên liệu khí khác động diesel yêu cầu khắc khe nhiệt khí xả, hàm lượng tạp chất khí xả, độ ô nhiễm môi trường, đồng thời tiếc kiệm triệt để nguồn nhiên liệu Sự đời hệ thống phun nhiên liệu diesel điện tử giải vấn đề động diesel như: • Hệ thống nhỏ gọn • Áp suất phun nhiên liệu chọn cách ngẫu nhiên rộng khoảng giá trị cho phép lấy vùng đặc tính • Sự khởi đầu linh hoạt phun nhiên liệu với trình phun ban đầu, trình phun trình phun cuối • Có nhiều khả cho phát triển cho trình đốt động Diesel tương lai, tạo nhiều linh hoạt cho việc phun nhiên liệu • Các trình xử lý khí thải kết hợp cách tối ưu 60 • Khả bay cao: Nhiên liệu qua lỗ nhỏ vòi phun làm cho trở thành dạng sương mù dễ bắt cháy • Điều khiển điện tử: Việc sử dụng ECU cho phép điều khiển xác thông số phun nhiên liệu áp suất, thời điểm phun lượng phun nhiên liệu • Sự bắt đầu phun nhiên liệu với chu trình phun trước phun phun trễ • Luôn đảm bảo động hoạt động êm dịu tiết kiệm nhiên liệu, giảm độ độc hại khí thải lượng nhiên liệu tiêu thụ đồng thời tăng tính an toàn thoải mái tiện nghi 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Đặng Bảo Lâm Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel, Hà Nội 2009 TS Lê Viết Lượng - Lý thuyết động diesel - NXB Giáo Dục, HN 2001 Nguyễn Tất Tiến - Nguyên lý động đốt - NXB GD, 2000 PGS,TSKH Đăng Văn Uy thành viên - Đề tài nghiên cứu khoa học Bộ Công thương : Nghiên cứu giải pháp công nghệ chế tạo thử nghiệm hệ thống thiết bị chuyển đổi động diesel tàu thuỷ cỡ vừa nhỏ sang sử dụng hỗn hợp dầu thực vật - dầu diesel - Mã số ĐT.04.11/NLSH – HN 2014 Nước : Common Rail Diesel System – AK Training Fuels of Opportunity: Characteristics and Uses in Combustion Systems Davis A Tillman, N Staley Harding, 2004 Tài liệu kỹ thuật động Wartsila RT-Flex, 2007 Site: http://www.thuvientailieu.vn http://doc.edu.vn http://idoc.vn 62