Nghiên cứu xây dựng bộ dữ liệu chuẩn cho ECU hệ thống nhiên liệu động cơ diesel

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác! Hà Nội, tháng năm 2014 Nghiên cứu sinh TM TT HƯỚNG DẪN GS.TS Phạm Minh Tuấn Hồ Văn Đàm -i- LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, Viện Cơ khí Động lực Bộ mơn Động đốt cho phép thực luận án Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học Viện Cơ khí Động lực hỗ trợ giúp đỡ suốt q trình tơi làm luận án Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Phạm Minh Tuấn PGS.TS Khổng Vũ Quảng hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chun mơn để tơi thực hồn thành luận án Tôi xin chân thành biết ơn Quý thầy, cô Bộ mơn Phòng thí nghiệm Động đốt - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để hồn thành luận án Tơi xin cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu tập thể cán giảng viên Trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghiệp Việt Nam – Hàn Quốc hậu thuẫn động viên tơi suốt q trình nghiên cứu học tập Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy hội đồng chấm luận án đọc duyệt góp ý kiến q báu để tơi hồn chỉnh luận án định hướng nghiên cứu tương lai Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên khuyến khích tơi suốt thời gian tơi tham gia nghiên cứu thực cơng trình Nghiên cứu sinh Hồ Văn Đàm - ii - MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU i Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài .2 ii Phương pháp nghiên cứu .2 iii Ý nghĩa khoa học thực tiễn .3 iv Các nội dung đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG BỘ DỮ LIỆU CHUẨN CHO ECU TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 Điều khiển điện tử máy móc 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Hệ thống điều khiển điện tử động xăng 1.1.3 Hệ thống điều khiển điện tử động diesel 12 1.1.4 Vai trò liệu chuẩn ECU 19 1.2 Giới thiệu xây dựng liệu chuẩn cho ECU động đốt 21 1.3 Các công trình thực ngồi nước 22 1.3.1 Nghiên cứu nước 22 1.3.2 Nghiên cứu nước 27 1.4 Lựa chọn phương pháp, giới hạn đối tượng nghiên cứu 27 1.5 Kết luận chương 28 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BỘ DỮ LIỆU CHUẨN CHO ECU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 29 2.1 Bài toán tối ưu nhiều biến đa mục tiêu kỹ thuật 29 2.1.1 Bài toán tối ưu tổng quát 29 2.1.2 Phân loại toán tối ưu 30 2.1.3 Nội dung lấy liệu chuẩn 38 2.2 Mơ hình hệ thống nhiên liệu động đốt 39 2.2.1 Miền làm việc động kéo máy công tác 39 2.2.2 Mơ hình tối ưu tổng quát HTNL động diesel sử dụng phương tiện giới 40 -3- 2.2.3 Các nội dung cần thực xây dựng liệu chuẩn cho động 43 2.3 Kết luận chương 46 CHƯƠNG ỨNG DỤNG QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM ĐỂ TỐI ƯU CÁC THAM SỐ TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG BỘ DỮ LIỆU CHUẨN 48 3.1 Lý thuyết quy hoạch thực nghiệm 48 3.1.1 Vai trò quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu thử nghiệm 48 3.1.2 Đối tượng quy hoạch thực nghiệm ngành công nghiệp 49 3.1.3 Các phương pháp quy hoạch thực nghiệm 50 3.2 Phần mềm quy hoạch thực nghiệm DX6 61 3.2.1 Giới thiệu phần mềm DX6 61 -4- 3.2.2 Các bước thực phần mềm DX6 62 3.2.3 Phân tích kết 63 3.2.4 Giải toán tối ưu hoá phần mềm DX6 64 3.3 Thực tối ưu tham số điều chỉnh động 65 3.3.1 Ảnh hưởng tham số điều chỉnh tới tính kinh tế kỹ thuật động sử dụng hệ thống CR 65 3.3.2 Quy trình tối ưu tham số điều chỉnh 68 3.3.3 Tiến hành toán quy hoạch trực giao cấp II 69 3.4 Kết luận chương 70 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG BỘ DỮ LIỆU CHUẨN TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL AVL 5402 .71 4.1 Mục đích 71 4.2 Nội dung thử nghiệm 71 4.3 Thiết bị thử nghiệm 71 4.3.1 Giới thiệu chung 71 4.3.2 Động thử nghiệm 72 4.3.3 Băng thử động 74 4.3.4 Hệ thống điều khiển băng thử 75 4.4 Quy trình điều kiện thử nghiệm 77 4.4.1 Quy trình thử nghiệm 77 4.4.2 Điều kiện thử nghiệm 78 4.5 Tiến hành thử nghiệm kết 78 4.5.1 Xây dựng đường đặc tính ngồi 78 4.5.2 Xây dựng đường đặc tính khơng tải 86 4.5.3 Xây dựng đường đặc tính tải 92 4.5.4 Đánh giá độ tin cậy kết 98 4.6 Kết luận chương 100 KẾT LUẬN CHUNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN .101 Kết luận chung 101 Phương hướng phát triển 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO .102 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .106 PHỤ LỤC 107 -5- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT K ý Ph Fun EBộ Cđiề Ph Pun MÁp Asu EĐi Dều Bơ m VBơ Em Hệ th EM Cô Hệ Hth Eốn Ug AM Nạn ATỷ Flệ Đi Mều Pkhi Cển RHà Bm HHệ Tth ĐĐi Kều ĐĐộ Cng QQu Hy QQu Hy QQu Hy P Ph Tươ QQu Hy P Ph Uần I Ph Nần ACụ Mm T Th Hiết Đ - -v- FCh Euy DPh Xần Gó c Áp su GLư ợn M ô Cô ng đ ộ b a g / N m H p - vi - DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Độ rộng xung phun (mili giây) theo tốc độ động tải 20 Bảng 1.2 Các hệ số xác định từ thông số đo từ cảm biến 21 Bảng 4.1 Bảng thông số kỹ thuật băng thử -71 Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật động AVL 5402 73 Bảng 4.3 Các điểm thử nghiệm tốc độ 3000 v/ph 80 Bảng 4.4 Các giá trị bj tốc độ 3000 v/ph -81 Bảng 4.5 Các điểm thử nghiệm tốc độ 2800 v/ph 83 Bảng 4.6 Các giá trị bj tốc độ 2800 v/ph -83 Bảng 4.7 Giá trị bj tốc độ khác đường đặc tính ngồi 84 Bảng 4.8 Giá trị mô men lớn đường đặc tính ngồi 85 Bảng 4.9 Các điểm thử nghiệm tốc độ 1000 v/ph 87 Bảng 4.10 Các giá trị bj tốc độ 1000 v/ph 87 Bảng 4.11 Các điểm thử nghiệm tốc độ 1200 v/ph -89 Bảng 4.12 Các giá trị bj tốc độ khác đường đặc tính khơng tải 91 Bảng 4.13 Các giá trị Gnlmin , φs pf tốc độ khác đường đặc tính không tải 91 Bảng 4.14 Bộ thông số φs tối ưu điểm sở 94 Bảng 4.15 Bộ thông số pf tối ưu điểm sở 94 Bảng 4.16 Me tối ưu điểm sở 95 Bảng 4.17 Bộ thông số φs tối ưu sau nội suy 95 Bảng 4.18 Bộ thông số pf tối ưu sau nội suy 96 Bảng 4.19 Me tối ưu sau nội suy 97 Bảng 4.20 So sánh Me tính tốn thực nghiệm -99 -7- PHỤ LỤC 2: Tiêu chuẩn Student Bảng PL2.1 Tiêu chuẩn Student BậcM M tự ứ ứ PHỤ LỤC 3: Tiêu chuẩn Fisher f(n ,n ) Bảng PL3.1 Tiêu chuẩn Fisher f(n1,n2 ) Bảng PL3.2 Tiêu chuẩn Fisher (n ,n2 ) f (tiếp) Bảng PL3.3 Tiêu chuẩn Fisher (n ,n2 f (tiếp) Bảng PL3.4 Tiêu chuẩn Fisher (n ,n2 f (tiếp) PHỤ LỤC 4: Các bước thực phần mền DX6 Khai báo tên thứ nguyên yếu tố đầu vào, thể hình Hình PL4.1, sau điền thơng tin bấm nút continue để tiếp tục Hình PL4.1 Đặt tên thứ nguyên yếu tố đầu vào Số lượng, tên thứ nguyên yếu tố đầu khai báo Hình PL4.2 Sau khai báo bấm continue để tiếp tục Hình PL4.2 Khai báo biến đầu Kích chuột vào Design tool chọn Augment Design, thể Hình PL4.3, chọn qu y hoạch quanh tâm (central composite), bấm OK để tiếp tục Hình PL4.3 Lựa chọn phương pháp thiết kế thí nghiệm Số lượng thử nghiệm thực điểm (Runs per Axial Poin) Số lượng thử nghiệm thực tâm (Center Point) Khoảng mở rộng thử nghiệm (Rotatable) lựa chọn Hình PL4.4, để tiếp tục bấm OK Hình PL4.4 Lựa chọn thông số quy hoạch Ma trận thử nghiệm thể Hình PL4.5 khối (Block 1) điểm thử nghiệm ứng với QHTG cấp khối (Block 2) điểm thử nghiệm bổ sung tiến hành QHTG cấp Tiến hành thử nghiệm điền giá trị tương ứng yếu tố đầu vào hàng tương ứng Hình PL4.5 Các điểm thử nghiệm Để lựa chọn mơ hình tốn học (dạng phương trình hồi quy) bấm vào Evaluation, thể Hình PL4.6 Hình PL4.6 Lựa chọn mơ hình tốn học Phụ lục Thiết bị băng thử động Hình PL5.1 Cụm phanh điện AMK Hình PL5.2 Thiết bị đo tiêu thụ nhiên liệu Fuel Balance 733S Hình PL5.3 Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL 415 Hình PL5.4 THA 100 hộp tín hiệu Hình PL5.5 Sơ đồ nguyên lý làm việc AVL 577 PHỤ LỤC 6: Một số Hình ảnh trình thực thí nghiệm Phòng thí nghiệm Bộ mơn Động – Viện Cơ khí Động lực Hình PL4.1 PL4 Nhập xử lý số liệu phần mêm INCA PUMA Hình PL4.2 Kết hợp với Giảng viên Bộ môn Động xử lý số liệu phần mêm INCA PUMA Hình PL4.3 Xử lý số liệu máy tính Phòng thí nghiệm thí nghiệm Hình PL4.4 Số liệu nhập vào máy tính để thí nghiệm Hình PL4.5 Động Diesel xy lanh AVL 5402 băng thử Phòng thí nghiệm Hình PL4.6 Động Diesel xy lanh AVL 5402 băng thử Phòng thí nghiệm ... cứu xây dựng liệu chuẩn cho ECU hệ thống nhiên liệu động diesel i Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài  Mục đích nghiên cứu Đưa qu y trình xây dựng liệu chuẩn cho ECU hệ thống nhiên liệu. .. sử dụng động đốt Ứng dụng quy trình để xây dựng liệu chuẩn cho ECU hệ thống nhiên liệu CR sử dụng động diesel nghiên cứu  Đối tượng phạm vi nghiên cứu Động diesel có hệ thống nhiên liệu CR lựa... Tổng quan xây dựng liệu chuẩn cho ECU động đốt  Chương Cơ sở lý thuyết xây dựng liệu chuẩn cho ECU động đốt  Chương Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm để tối ưu tham số trình xây dựng liệu chuẩn 