Nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW trong thí nghiệm động cơ đốt trong

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẶNG ĐÌNH ĐƯỢC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trần Thanh Hải Tùng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM LabVIEW TRONG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ Phản biện 1: TS Dương Việt Dũng Phản biện 2: TS Phùng Xuân Thọ ĐỐT TRONG Luận văn ñã ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt Chuyên ngành: Kỹ thuật Động nhiệt Mã số: 60.52.34 nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 16 tháng 12 năm 2012 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng – Năm 2012 - Trung tâm Học liệu Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong tình hình nay, với trọng tâm ñổi giáo dục nghệ thông tin vào ñộng dần ñược thay Đại học, nhiều trường Đại học, Cao ñẳng ñang bắt ñầu cải tiến trang thiết bị phòng thí nghiệm với mục tiêu tăng hội tiếp cận sinh viên với vấn ñề thực tiễn Trong trình học tập nghiên cứu ñược thực phòng thí nghiệm, với thiết bị thí nghiệm cũ ñã lạc hậu không ñáp ứng ñủ yêu cầu người học, trang bị ñồng bộ, ñại chi phí cao Do ñó, nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin phòng thí nghiệm nói chung ngành Kỹ thuật ñộng nhiệt nói riêng, giúp cho người học mô trình thí nghiệm máy tính cá nhân với thông số ñầu vào cho trước kết phân tích nhanh, xác Bên cạnh ñó, làm thí nghiệm ñể nghiên cứu hoàn thiện ñộng ñốt nhằm làm tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu ñạt hiệu kinh tế - kỹ thuật, giảm thiểu ô nhiễm môi trường ñã trở thành mục tiêu hàng ñầu hãng sản xuất ô tô giới Do ñó nghiên cứu hoàn thiện ñộng giúp người học nắm vững vần ñề thực nghiệm chuyên ngành mình, từ ñó ñưa nhận xét, giải pháp ñể cải thiện ñộng ñược nghiên cứu Ngày nay, trước phát triển mạnh mẽ ngành ñiện tử ngành công nghệ thông tin ñã ñược ứng dụng rộng rãi thực tiễn Các hệ thống, cấu ñộng hầu hết ñược ñiều khiển hoạt ñộng theo lập trình Các thiết bị kiểm tra ño ñạc ñược hoàn toàn tự ñộng hóa, ñó người học cần phải nắm vững nguyên lý bản, chất trình (ño, ñếm, nguyên lý hoạt ñộng cảm biến…) việc ứng dụng thiết bị ñiện tử công Footer Page of 126 cách ñiều khiển ño ñạc phương thức khí trước ñây Máy tính cá nhân ñược sử dụng rộng rãi việc nghiên cứu học tập, ñể trang bị máy tính chuyên dụng phòng thí nghiệm tốn Do ñó với máy tính cá nhân, thiết bị ngoại vi chương trình phần mềm, qua giao thức truyền thông USB, RS-232, RS-485, GPIB,… thu thập thông tin, thông số hoạt ñộng ñộng ñốt xử lý thông tin phần mềm máy tính, với phần mềm ta ñã lập trình sẵn theo ý muốn kết cần thu thập ñể phục vụ cho việc nghiên cứu thực nghiệm MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW ñể kết nối thiết bị ngoại vi ñược gắn thiết bị ño ñộng cần thí ngiệm, từ ñó xây dựng thiết bị thí nghiệm ñộng ñốt gồm hệ thống kiểm tra ño lường thông số ñộng ñốt trong, ñể nghiên cứu ñặc tính ñộng thông số ảnh hưởng ñến ñộng Với phương pháp thu thập tín hiệu từ cảm biến thiết bị ño ñộng ñốt trong, mở rộng với việc nghiên cứu ñộng khác thông số khác ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu phương pháp thu thập thông số ñộng cỡ nhỏ, xylanh (10÷20) mã lực ñiều khiển hoàn toàn khí, cụ thể ñộng KUBOTA GX125-2X-NB-GE băng thử FROUDE thiết bị ño công suất ñộng Header Page of 126 Các thông số cụ thể ñó là: Lưu lượng khí nạp, nhận biết ñộng Nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW ñể thu nhận tín bị kích nổ, tốc ñộ ñộng cơ, mômen công suất phát hiệu từ cảm biến gắn ñộng ñốt vào máy tính, ñộng cơ, nhiệt ñộ làm việc ñộng nồng ñộ ôxy ống thải ñược hệ thống hóa thông số từ tín hiệu thu ñược ñộng PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU hoạt ñộng chế ñộ cần kiểm tra - Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo tài liệu, nghiên cứu chất, Kết ñạt ñược ñề tài ñã xây dựng ñược thiết bị ñể thí nghiệm ñộng ñốt số thực nghiệm chuẩn tương nguyên lý hoạt ñộng thiết bị ño, cảm biến trình chuẩn ứng với thiết bị thông số ñầu vào, phân tích, tổng hợp, rút kết luận CẤU TRÚC LUẬN VĂN Nghiên cứu thực nghiệm: Vận hành ñộng cơ, băng thử kích hoạt máy tính chế ñộ vận hành, thu thập xử lý số liệu, kết luận Cấu trúc luận văn “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW thí nghiệm ñộng ñốt trong” gồm Phần mở ñầu, Kết luận – - Thiết bị nghiên cứu: hướng phát triển ñề tài bốn chương cụ thể là: Thiết bị bao gồm băng thử thủy lực FROUDE ñộng MỞ ĐẦU Diesel KUBOTA RX125-2X-NB-GE Trung tâm nghiên cứu ứng CHƯƠNG TỔNG QUAN dụng lượng thay - Đại học Đà Nẵng CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT Các thiết bị ño, cảm biến thiết bị chuyển ñổi tín hiệu CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ñược tận dụng khai thác từ thiết bị ñược sử dụng rộng rãi CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN công nghiệp xe ôtô cụ thể như: Cảm biến góc quay KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI (Encoder), cảm biến lực (Loadcell), cảm biến nhiệt ñộ, cảm biến kích nổ, cảm biến lưu lượng khí nạp cảm biến ôxy phụ tùng thay CHƯƠNG TỔNG QUAN xe ô tô Các thiết bị ngoại vi gồm Card giao tiếp với 1.1 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG PHẦN MỀM LabVIEW TRÊN LabVIEW qua chuẩn RS-232 Card NI - USB 6009 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Với ñộng cỡ nhỏ, xylanh, ñiều khiển hoàn toàn khí ta dễ dàng cải tiến, thay ñổi kết cấu ñộng cơ, thay ñổi hay phối trộn nhiên liệu sử dụng ñể nghiên cứu tìm hiểu quy luật, mối quan hệ thông số ñộng ñốt nhằm nâng cao công suất, hiệu suất giảm thiểu ô nhiễm môi trường Footer Page of 126 THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1.1 Tình hình ứng dụng phần mềm LabVIEW giới Phần mền LabVIEW ñã ñược sử dụng phổ biến phòng thí nghiệm quốc gia phát triển lĩnh vực ño lường, tự ñộng hóa, ñiện tử, robotics, vật lý, toán học, hàng không, sinh học, vật liệu học, ôtô v.v 1.1.2 Tình hình ứng dụng phần mềm LabVIEW Việt Nam Header Page of 126 Phần mềm LabVIEW ñược sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh trường ñại học kỹ thuật nước ứng dụng 1.3.1 Card NI-USB 6009 Card NI-USB 6009 nhiều công trình nghiên cứu khoa học sản phẩm hãng National 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM LabVIEW VÀ ỨNG DỤNG Instruments, thiết bị giao tiếp 1.2.1 Giới thiệu phần mềm LabVIEW ña máy tính thiết bị a Lịch sử hình thành tính phần mềm LabVIEW thông qua cổng USB Hình 1.14 Card NI-USB 6009 Phần mềm LabVIEW ñược phát triển công ty National Bảng 1.1 thể Intrument (NI) Hoa Kỳ, LabVIEW từ viết tắt cụm từ thông số Card NI-USB 6009 Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench 1.3.2 Card giao tiếp với LabVIEW qua chuẩn RS-232 Về chất phần mềm LabVIEW môi trường ñể lập Card ñược thiết kế dùng Vi Điều Khiển (VĐK) PIC18F4331 trình cho ngôn ngữ lập trình ñồ họa, hay gọi ngôn ngữ lập ñể thu thập tín hiệu cảm biến ñiều khiển, gồm kênh thu thập tín trình G (Graphic) hiệu, kênh xuất xung PWM 20 chân ñiều khiển số b Giới thiệu môi trường LabVIEW 2010 1.4 NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Giao diện phần mềm LabVIEW gồm hai phần chính: − Thiết bị ño ảo (Virtual Instruments – VI) thiết bị ño cá nhân ñược sử dụng ñể gọi thiết bị ñược xây dựng thiết kế chương trình LabVIEW máy tính − Mặt máy (Front Pannel) giao diện thiết bị với người dùng Trên mặt máy tập hợp nút ñiều khiển, công tắc…và thị ñồng hồ, ñồ thị…tương ứng vời ñầu vào, ñầu VI 1.2.2 Ứng dụng phần mềm LabVIEW − Nội dung nghiên cứu: Ứng dụng phần mềm LabVIEW ñể xử lý thông tin tín hiệu từ thiết bị ño cảm biến ñể theo dõi ghi nhận thông số ñộng ñốt − Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lựa chọn lắp ñặt thiết ño, cảm biến gắn băng thử thủy lực FROUDE ñộng Diesel KUBOTA RX125-2X-NB-GE − Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng thiết bị thí nghiệm ñộng ñốt xây dựng quy trình thí nghiệm Phần mềm LabVIEW ñược nghiên cứu ứng dụng ñề tài dùng ñể thu thập thông số từ cảm ñược gắn thay băng thử CHƯƠNG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT thủy lực FROUDE ñộng Diesel KUBOTA 2.1 LÝ THUYẾT TÍN HIỆU VÀ CẢM BIẾN 1.3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG CARD NI-USB 6009 VÀ CARD 2.1.1 Lý thuyết tín hiệu GIAO TIẾP VỚI LabVIEW QUA CHUẨN RS-232 Tín hiệu biểu diễn ñại lượng vật lý chứa ñựng tham số thông tin truyền dẫn ñược Footer Page of 126 Header Page of 126 2.1.2 Lý thuyết cảm biến Cảm biến thiết bị chịu tác ñộng ñại lượng cần ño m 10 Nếu mắt xích ñó tín hiệu không ñược truyền ñi liên tục hệ thống ñược gọi hệ thống ñiều khiển rời rạc tuyến tính chất ñiện cho ta ñặc trưng mang chất ñiện tính hay gọi hệ thống ñiều khiển xung tuyến tính (ñiện tích, ñiện áp, dòng ñiện trở kháng…) ký hiệu s 2.3.4 Đặc tính ñộng học hệ thống ñiều khiển tự ñộng 2.2 CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG 2.2.1 Khái niệm kỹ thuật ño lường ñặc trưng Kỹ thuật ño lường ngành kỹ thuật nghiên cứu ứng dụng thành ño lường học vào phục vụ sản xuất ñời sống Đặc tính hệ thống phản ánh mối liên hệ tín hiệu tín hiệu vào hệ thống 2.3.5 Ổn ñịnh hệ thống ñiều khiển tự ñộng Hệ thống ñiều khiển tự ñộng ñược gọi ổn ñịnh sau bị 2.2.2 Cơ sở kỹ thuật ño lường phá vỡ trạng thái cân tác ñộng nhiễu, tự ñiều chỉnh a Đại lượng ño ñể trở lại trạng thái cân b Phương trình phép ño 2.3.6 Phân tích chất lượng hệ thống ñiều khiển c Phương pháp ño Chất lượng hệ thống ñiều khiển tự ñộng ñược ñánh giá qua d Đánh giá kết ño tiêu tính ổn ñịnh tiêu chất lượng khác trạng thái xác 2.3 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG lập trạng thái ñộ Hệ thống ñiều khiển mà tham gia trực tiếp người trình ñiều khiển ñược gọi ñiều khiển tự ñộng 2.3.1 Hệ thống ñiều khiển tự ñộng liên tục tuyến tính a Phương trình vi phân tuyến tính b Phép biến ñổi Laplace 2.4 KẾT LUẬN Xây dựng kết nối thiết bị, cảm biến phần mềm thành hệ thống thiết bị thí nghiệm hoàn chỉnh, ñó thiết bị, cảm biến, tín hiệu phải có kết hợp tương thích ñồng với chương trình ñược xây dựng phần mềm c Hàm truyền hệ thống 2.3.2 Hệ thống ñiều khiển tự ñộng phi tuyến CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Một hệ thống ñiều khiển tự ñộng ñược coi phi tuyến Các cảm biến ñược sử dụng ñề tài nhằm thu nhận tín có chứa phần tử có ñặc tính hoạt ñộng phi tuyến hiệu từ thông số cần khảo sát ñộng ñốt trong, cảm ñược mô tả phương trình vi phân tuyến tính biến ñược gắn ñộng cần nghiên cứu phụ tùng 2.3.3 Hệ thống ñiều khiển xung tuyến tính thay ñộng ô tô Footer Page of 126 Header Page of 126 11 12 Những cảm biến ñược gắn thiết bị ño công suất 3.2.3 Cảm biến nhiệt ñộ cảm biến ñược dùng công nghiệp, cụ thể cảm biến góc quay 3.2.4 Cảm biến kích nổ cảm biến lực, sơ ñồ kết nối cảm biến hình 3.1 3.3 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO BĂNG THỬ THỦY LỰC FROUDE Băng thử thủy lực FROUDE dùng ñể ño công suất ñộng có công suất ño từ ÷ 200 mã lực Hình 3.1 Sơ ñồ kết nối cảm biến với phần mềm LabVIEW 3.1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO ĐỘNG CƠ DIESEL KUBOTA RX125-2X-NB-GE Hình 3.15 Cấu tạo băng thử thủy lực FROUDE Hình 3.2 Động 1.Ống nước ra; 2.Ống nước vào; 3.Van chỉnh lượng nước vào; Diesel KUBOTA RX125- 4,11.Mặt bích nối trục ñăng; 5.Ổ ñỡ trục; 6.Van ñiều chỉnh áp 2X-NB-GE lực nước; 7.Đồng hồ ño khối lượng; 8.Cánh rôto; 9.Cánh stato (Điều chỉnh tải); 10.Đối trọng; 12.Chân ñế 3.1.1 Đặc ñiểm ñộng 3.1.2 Các thông số ñộng Bảng 3.1 thể thông số ñộng Kubota RK1252X-NB-GE 3.2 CÁC CẢM BIẾN GẮN TRÊN ĐỘNG CƠ 3.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp 3.2.2 Cảm biến nồng ñộ ôxy Footer Page of 126 3.4 CÁC CẢM BIẾN GẮN TRÊN BĂNG THỬ THỦY LỰC FROUDE 3.4.1 Cảm biến tốc ñộ ñộng 3.4.2 Cảm biến lực 3.5 THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CÁC CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ VÀ BĂNG THỬ 3.5.1 Lắp ñặt băng thử ñộng Header Page of 126 13 14 3.7 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ GIAO DIỆN TRÊN PHẦN MỀM LabVIEW 3.7.1 Lưu ñồ thuật toán truyền nhận tín hiệu LabVIEW thiết bị ngoại vi Hình 3.23 Bố trí lắp ñặt băng thử FROUDE ñộng KUBOTA 1.Nền xưởng; 2.Bộ khung ñế; 3.Đế băng thử; 4.Băng thử thủy lực; 5.Trục ñăng; 6.Động cơ; 7.Chân trụ tăng ñơ; 8.Chân trượt khung ñế 3.5.2 Lắp ñặt thiết bị ño lường, cảm biến thiết bị kết nối ñể truy xuất tín hiệu máy tính a Lắp ñặt cảm biến lưu lượng khí nạp ñộng b Lắp ñặt cảm biến nhiệt ñộ nước làm mát ñộng c Lắp ñặt cảm biến ôxy ñộng d Lắp ñặt cảm biến kích nổ ñộng e Lắp ñặt encorder băng thử Hình 3.38 Lưu ñồ thuật toán truyền nhận tín hiệu LabVIEW f Lắp ñặt loadcell băng thử thiết bị ngoại vi 3.6 CHUẨN CÁC CẢM BIẾN 3.7.2 Xây dựng biểu ñồ khối phần mềm LabVIEW Chuẩn thiết bị ño lường hay chuẩn cảm biến nhằm ñánh giá ñại Các tín hiệu thu ñược từ cảm biến, người lập trình xây dựng lượng cần ño dạng ñồ thị ñại số, mối quan hệ giá trình xử lý tín hiệu cuối biểu tượng cho kết trị ñại lượng ño giá trị ño ñược ñại lượng ñiện ñầu có ño, ñược thể theo sơ ñồ khối sau: tính ñến thông số ảnh hưởng 3.6.1 Chuẩn cảm biến lưu lượng khí nạp 3.6.2 Chuẩn cảm biến nhiệt ñộ nước làm mát 3.6.3 Chuẩn loadcell Footer Page of 126 Hình 3.39 Sơ ñồ biểu tượng xây dựng biểu ñồ khối Header Page of 126 15 16 Các ñoạn chương chình ñược xây dựng thu thập, xử lý tín hiệu xuất kết hiển thị luận văn ñược xây dựng vòng lặp While (While loop), lưu ñồ thuật toán vòng lặp While ñược thể sau: Hình 3.44 Biểu ñồ khối thu thập xử lý tín hiệu cảm biến lưu lượng c Chương trình thu thập xử lý tín hiệu cảm biến ôxy kích nổ Hình 3.40.Biểu tượng vòng lặp While lưu ñồ thuật toán a Chương trình thu thập xử lý tín hiệu cảm biến nhiệt ñộ nước làm mát Chương trình thu thập xử lý tín hiệu ñiện áp từ cảm biến nhiệt Hình 3.46 Biểu ñồ khối thu thập xử lý tín hiệu cảm biến ôxy ñộ ñược xây dựng hình 3.41 Hình 3.41 Biểu ñồ khối thu thập xử lý tín hiệu cảm biến nhiệt ñộ 1.Biểu tượng tín hiệu vào; 2.Các biểu tượng xử lý tín hiệu; 3.Các biểu tượng hiển thị kết b Chương trình thu thập xử lý tín hiệu cảm biến lưu lượng khí nạp Footer Page of 126 Hình 3.48 Biểu ñồ khối thu thập xử lý tín hiệu cảm biến kích nổ d Chương trình thu thập xử lý tín hiệu từ encoder Header Page of 126 17 18 Chương trình thu thập xử lý tín hiệu từ encoder ñược xây dựng hình 3.49 Hình 3.49 Biểu ñồ khối thu thập xử lý tín hiệu từ encoder e Chương trình thu thập xử lý tín hiệu từ Loadcell Chương trình ñược xây dựng kết hợp hai tín hiệu từ Loadcel Encoder sau: Hình 3.55 Thu thập liệu tín hiệu qua cấu trúc Các biểu tượng xử lý tín hiệu ño biểu tượng hiển thị kết ñược xây dựng chung ñoạn cấu trúc hình 3.56 Hình 3.53 Biểu ñồ khối thu thập xử lý tín hiệu loadcell encoder f Xây dựng biểu ñồ khối Vì ñặc ñiểm Card NI – USB 6009 không trích mẫu ñồng thời nên biểu tượng thu thập liệu từ cảm biến phải ñược lấy hình 3.55 Hình 3.56 Chương trình xử lý tín hiệu thành kết ño Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 19 20 3.7.3 Xây dựng giao diện người sử dụng phần mềm LabVIEW Hình 3.57 Giao diện chương trình Hình 3.61 Mô hình thực nghiệm 1.Chân trụ tăng ñơ; 2.Động KUBOTA; 3.Bộ bình ổn khí nạp; 4.Đồng hồ áp lực nước; 5.Van ñiều chỉnh áp lực nước; Băng thử thủy lực FROUDE; 7.Vô lăng ñiều chỉnh tải 3.10 KẾT LUẬN Giao diện người sử dụng ñược xây dựng dùng luận văn Chương trình phần mềm ñược xây dựng “ngôn ngữ lập bao gồm ñồng hồ, ñèn báo hiệu nút ñiều khiển giao diện trình ñồ họa” LabVIEW kết hợp với Card NI –USB 6009 ñã thu thập ñược thể tab “Dong ho theo doi” hình 3.57, xử lý tín hiệu ñiện áp thành giá trị ñại lượng ño cách có giao diện hiển thị ñồ thị bảng số liệu nhanh chóng xác Chỉ với việc xác ñịnh dạng tín hiệu 3.8 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SAI SỐ CỦA THIẾT BỊ chức chân Card NI –USB 6009 ta dễ dàng kết 3.8.1 Đánh giá thiết bị ño lưu lượng khí nạp nối thành hệ thống mà phần mềm LabVIEW nhận biết 3.8.2 Đánh giá thiết bị ño nhiệt ñộ nước làm mát Với người chưa có kiến thức lập trình dễ 3.8.3 Đánh giá thiết bị ño khối lượng dàng tiếp cận sử dụng phần mềm này, biểu tượng 3.8.4 Đánh giá sai số cảm biến kích nổ, ôxy encoder LabVIEW ñược xây dựng cách ñơn giản, thân thiện với tài liệu 3.9 XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM hướng dẫn, trợ giúp xuất biểu tượng ví dụ minh Mô hình thực nghiệm xây dựng sau: họa ñơn giản Với cảm biến ñược lựa chọn lắp ñặt ñộng cơ, băng thử phù hợp với dải cần ño ñộng với ñộ xác cao Footer Page 10 of 126 Header Page 11 of 126 21 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN khoa học chuẩn xác Thiết bị so với thiết bị ñể làm thí NỘI DUNG VÀ CÁC CHẾ ĐỘ THỰC 4.1 NGHIỆM nghiệm ñộng khác có thuận lợi khó khăn sau: Thuận lợi: 4.1.1 Nội dung thực nghiệm - Có kết cấu nhỏ gọn nên có tính ñộng cao 4.1.2 Các chế ñộ thực nghiệm - Dễ dàng thay ñổi thông số ño khác việc mở 4.2 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM Trình tự tiến hành thí nghiệm thao tác vận hành ñộng rộng thêm nhiều thông số ño khác ñộng - Giá thành rẻ hoạt ñộng chế ñộ thực nghiệm, bước ñiều khiển vận hành thiết - Dễ sử dụng bị ño, theo dõi thông số thể thiết bị thu thập số liệu Khó khăn: Các bước tiến hành dẫn cụ thể việc sử dụng thiết bị - Động ñược sử dụng thực nghiệm có công suất nhỏ cho an toàn trình hoạt ñộng, kết ño ñược xác nhiều so với dải ño công suất băng thử nên hết ñầy ñủ 4.2.1 Trình tự tiến hành thực nghiệm a Các bước tiến hành ñộng chưa hoạt ñộng b Các bước tiến hành ñộng hoạt ñộng 4.2.2 Xây dựng ñường ñặc tính 4.3 KẾT QUẢ ĐO CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ THỰC NGHIỆM khả ño băng thử Các số liệu thu thập ñược từ chương trình LabVIEW ñã ñược lưu sang file Excell bảng thể số lần lấy mẫu bao gồm thông số: Tốc ñộ ñộng N [v/p]; mômen xoắn M [Nm]; công suất ñộng P [Hp]; lưu lượng khí nạp Q [kg/h]; nhiệt ñộ nước làm mát t [0C]; giá trị ñiện áp cảm biến ôxy [V] giá trị ñiện áp cảm biến kích nổ [V] Kết ño thông số ñược thể phụ lục 3.7, 3.8, 3.9 3.10 4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Với thiết bị ño thông số ñộng vừa xây dựng ñược ñể dùng cho việc học tập nghiên cứu ñộng ñốt cách Footer Page 11 of 126 - Băng thử ñược ñiều khiển thay ñổi tải tay nên làm ảnh hưởng ñến giá trị ño ñặt tay vào thay ñổi tải - Cảm biến ôxy nhanh bẩn nhiên liệu sử dụng Diesel có nhiều mụi than bám vào cảm biến - Động xy lanh nên thông số ño tốc ñộ, lưu lượng khí nạp có dao ñộng theo chu kỳ 4.4.1 Kết ño thông số tốc ñộ quay ñộng Với giá trị tốc ñộ ñộng nhỏ N = 1000 [v/p] lớn N = 2650 [v/p] ño ñược ta nhận thấy giá trị tốc ñộ phù hợp với tốc ñộ làm việc ñộng thay ñổi ñúng quy luật 4.4.2 Kết ño thông số công suất mômen ñộng Ở ñường ñặc tính tốc ñộ ta nhận thấy ñường ñặc tính công suất ñạt cực ñại số vòng quay lớn N = 2650 [v/p] hình 4.4 số vòng quay N = 1500 [v/p] mômen ñạt cực ñại Header Page 12 of 126 23 24 hình 4.5 Đường ñặc tính công suất mômen thay ñổi giống với ñặc tính lý thuyết Nhiệt ñộ thay ñổi tăng dần ta tăng tải (Tốc ñộ giảm dần) Với phần mềm LabVIEW, có tốc ñộ xử lý nhanh nên ñiểm nhiệt ñộ tối ña ño ñược ñộng khoảng 94 [0C] hình 4.7, giá lấy mẫu (kết quả) cho thấy ñộ nhạy cao, xác Để xác trị nhiệt ñộ phù hợp với nhiệt ñộ làm việc ñộng ta lấy nhiều mẫu liên tục mà không làm cho chương trình 4.4.5 Kết ño thông số tín hiệu ñiện áp cảm biến ôxy cảm xử lý phần mềm có “ñộ trễ” biến kích nổ 4.4.3 Kết ño thông số lưu lượng khí nạp Lưu lượng khí nạp có quan hệ tuyến tính bậc với tốc ñộ ñộng hình 4.6, quy luật phù hợp với lý thuyết 4.4.4 Kết ño thông số nhiệt ñộ nước làm mát Hình 4.8 Tín hiệu ñiện áp cảm biến ôxy chế ñộ 100% Trong trường hợp ñộng vận hành chế ñộ ga 100%, giá trị ñiện áp lớn 0,6 [V] hình 4.8, lúc cần ga vị trí “max”, nhiên liệu ñược phun vào nhiều ñể công suất ñộng Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 25 26 ñạt tối ña nên hỗn hợp chế ñộ luôn hỗn hợp giàu nhiên Phần mềm LabVIEW dễ dàng tiếp cận, sử dụng dễ dàng kết liệu nối với tất liệu vào/ra Với cảm biến kích nổ ta xem tín hiệu ñiện áp cảm Với giao diện ñược xây dựng từ phần mềm LabVIEW biến phát lớn 2,4 [V] tần số hiệu ứng cộng hưởng khoảng ñề tài, trực quan theo dõi kết qua ô số hiển [kHz] ñược mặc ñịnh ñộng bị kích nổ, giá trị ñiện áp tần số thị, ñồng hồ, ñèn báo, ñồ thị thông số biến thiên theo thời ñược thể ñồ thị hình 4.9 hoàn toàn phù hợp với ñặc gian thực theo biến ñộc lập khác kết ñược lưu tính cảm biến ñã giới thiệu mục 3.2.4 trữ, xuất sang file Excel Hệ thống thiết bị thí nghiệm hoàn toàn ñáp ứng ñược mục tiêu phục vụ công tác ñào tạo sinh viên chuyên ngành nghiên cứu ñộng Việc xác ñịnh ñược thông số hệ thống thí nghiệm tốc ñộ, mômen, nhiệt ñộ ñộng cơ, lưu lượng khí nạp, rung ñộng tồn ôxy khí thải cho phép ñánh giá ñược chất lượng hoạt ñộng ñộng HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Hình 4.9 Tín hiệu ñiện áp tần số hiệu ứng cộng hưởng cảm biến kích nổ Do giới hạn nội dung nghiên cứu nên ñề tài chưa thể giải vấn ñề tồn Vì vậy, ñề tài mở rộng ñối với việc nghiên cứu phát triển ñể ñáp ứng ñược nhu cầu học tập KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI KẾT LUẬN nghiên cứu ñộng ñốt trong, cụ thể số nội dung sau: Sử dụng thêm cảm biến ñể ño vài thông số như: Qua trình nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW Lượng nhiên liệu tiêu thụ, nhiệt ñộ khí nạp, cảm biến áp suất… thí nghiệm ñộng ñốt ñề tài rút số kết luận Điều khiển ñộng cơ, thiết bị từ máy tính thông qua sau: cấu chấp hành như: Điều khiển vị trí cần ga, ñiều khiển vô lăng Nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW ñể chuyển ñổi ñặt tải, ñiều khiển lưu lượng nước cấp cho băng thử, ñiều khiển thông số ño băng thử thủy lực FROUDE ñộng lựa tắt khởi ñộng ñộng chọn ñúng ñắn, phù hợp với xu hướng Footer Page 13 of 126  ... thông tin phần mềm máy tính, với phần mềm ta ñã lập trình sẵn theo ý muốn kết cần thu thập ñể phục vụ cho việc nghiên cứu thực nghiệm MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu ứng dụng phần mềm LabVIEW ñể... phần mềm LabVIEW − Nội dung nghiên cứu: Ứng dụng phần mềm LabVIEW ñể xử lý thông tin tín hiệu từ thiết bị ño cảm biến ñể theo dõi ghi nhận thông số ñộng ñốt − Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lựa... Diesel KUBOTA RX125-2X-NB-GE − Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng thiết bị thí nghiệm ñộng ñốt xây dựng quy trình thí nghiệm Phần mềm LabVIEW ñược nghiên cứu ứng dụng ñề tài dùng ñể thu thập thông số