Nghiên cứu, tính toán, chế tạo hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung – điện cảm sử dụng bo bin đơn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỖ QUỐC ẤM NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA HỖN HỢP ĐIỆN DUNG- ĐIỆN CẢM SỬ DỤNG BO-BIN ĐƠN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/ năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỖ QUỐC ẤM NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA HỖN HỢP ĐIỆN DUNG- ĐIỆN CẢM SỬ DỤNG BO-BIN ĐƠN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ- 9520103 Hướng dẫn khoa học: PGS TS Đỗ Văn Dũng TS Lâm Mai Long LÝ LỊCH CÁ NHÂN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: Đỗ Quốc Ấm Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 13/07/1965 Nơi sinh: TPHCM Quê quán: Hà nội Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc 241 A Lê Văn Việt, Phường Hiệp Phú, Quận 9, TPHCM Địện thoại 0913120175 Điện thoại nhà riêng E-mail: amdq@hcmute.edu.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Trung học chuyên nghiệp Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo: 1982-1984 Nơi học: Trường trung học công nghiệp Thủ Đức Ngành học: Cơ khí ơtơ Đại học Hệ Đào tạo: Chính qui Nơi học: Trường ĐHSPKT.TPHCM Thời gian đào tạo: 1984-1990 Ngành học: Ơ tơ máy kéo Tên đồ án: Viết chuyên đề điều tốc Ngày nơi bảo vệ luận án tốt nghiệp: tháng năm 1990, Trường ĐHSPKT.TPHCM Người hướng dẫn: Giảng viên Nguyễn Tố Quyên Cao học Hệ Đào tạo: Chính qui i Nơi học: Trường ĐHSPKT.TPHCM Thời gian đào tạo 2000 - 2003 Ngành học: Cơ khí ơtơ Tên đồ án: Nghiên cứu đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu sử dụng hệ thống đánh lửa Việt Nam Ngày nơi bảo vệ luận án tốt nghiệp: năm 2003, Trường ĐHSPKT.TPHCM Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nơi công tác Thời gian Cơng việc đảm nhiệm Cán giảng dạy, Phó 1990- 2013 Trường ĐHSPKT.TPHCM Bộ môn Động cơ, Trưởng Bộ môn Động 2013- 2020 Trường ĐHSPKT.TPHCM Phó trưởng Khoa Cơ khí Động lực III CÁC ĐỀ TÀI DỰ ÁN, NHIỆM VỤ KHÁC ĐÃ CHỦ TRÌ HOẶC THAM GIA Tên đồ án, dự án, nhiệm vụ Thời gian khác chủ trì (bắt đầu- tham gia kết thúc) Nghiên cứu, chế tạo mơ hình đề xuất hệ thống giảng dạy thực hành động phun Tình trạng đề Thuộc chương tài( nghiệm trình có thu, chưa nghiệm thu) Đề tài Nghiên 2001-2003 cứu khoa học cấp Bộ xăng -2001 ii Đã nghiệm thu Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm hệ thống sử Đề tài Nghiên 2002-2003 dụng Việt Nam khả Đã nghiệm thu cấp Bộ lắp lẫn Đề tài Nghiên Nghiên cứu chế tạo mạch đánh lửa động ô tô cứu khoa học 2008-2010 theo chương trình cứu khoa học Đã nghiệm thu cấp Bộ Ngày tháng 11 năm 2020 Nghiên cứu sinh Đỗ Quốc Ấm iii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Ngày tháng 11 năm 2020 Nghiên cứu sinh Đỗ Quốc Ấm iv LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành luận án nhận hỗ trợ, giúp đỡ từ nhiều cá nhân tổ chức Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho thực luận án Tôi vô cảm ơn hai thầy hướng dẫn khoa học: Nhà giáo ưu tú PGS TS Đỗ Văn Dũng TS Lâm Mai Long định hướng nghiên cứu, động viên bỏ nhiều công sức hướng dẫn thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quí thầy phản biện bỏ thời gian công sức để đọc tập luận án đóng góp ý kiến q báu giúp tơi hồn thiện nội dung luận án Xin cảm ơn đồng nghiệp, sinh viên bỏ nhiều thời gian, công sức giúp đỡ thời gian thực nội dung luận án Tôi trân trọng đồng hành hỗ trợ, động viên từ gia đình bạn bè khuyến khích- động viên thời gian thực luận án Hết sức trân trọng Nghiên cứu sinh Đỗ Quốc Ấm v BM13.1-ĐT-BVCS BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự – Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TĨM TẮT NHỮNG ĐĨNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Họ & tên NCS : Đỗ Quốc Ấm Thuộc chuyên ngành : Kỹ thuật khí Tên luận án : Nghiên cứu, tính tốn, chế tạo hệ thống đánh lửa hỗn MSNCS: 13252010301 Khoá: 2013-2016 hợp điện dung – điện cảm sử dụng bo-bin đơn Người hướng dẫn : PGS TS Đỗ Văn Dũng Người hướng dẫn phụ : TS Lâm Mai Long Tóm tắt đóng góp lý luận học thuật luận án: Trên động đốt cháy cưỡng bức, hệ thống đánh lửa có nhiệm vụ tạo tia lửa để đốt cháy hỗn hợp xy lanh vào cuối trình nén Dựa vào cách tích lũy lượng, hệ thống đánh lửa tô chia làm hai loại: hệ thống đánh lửa điện cảm, hệ thống đánh lửa điện dung, hai hệ thống sử dụng biến áp đánh lửa (bo-bin) nhằm tăng điện áp từ 6V hay12V lên điện cao áp từ 7-40kV, tạo tia lửa hai điện cực bugi đốt cháy hỗn hợp động Ở cuối giai đoạn tích lũy lượng cuộn sơ cấp bo-bin xuất sức điện động tự cảm Điện áp tự cảm ảnh hưởng xấu tới thiết bị đóng ngắt, gây nhiễu làm giảm điện áp thứ cấp bobin Nội dung đề tài tập trung vào việc nghiên cứu, chế tạo hệ thống đánh lửa lai hỗn hợp điện dung - điện cảm sử dụng động bốn xylanh có khả tích lũy lượng tự cảm bobin đánh lửa điện cảm, để sử dụng giai đoạn đánh lửa điện dung Như vậy, khắc phục nhược điểm nêu tiết kiệm lượng sử dụng cho hệ thống đánh lửa Những điểm đề tài thể qua đóng góp khoa học sau: - Luận án đề giải pháp thu hồi phần lượng tự cảm cuộn sơ cấp biến áp đánh lửa; qua góp phần giảm lượng sử dụng cho hệ thống đánh lửa nói riêng cho động nói chung; đồng thời làm giảm lượng phát thải môi trường vi - Luận án xây dựng mơ hình tốn học xác định thơng số hệ thống giai đoạn đánh lửa điện cảm, giai đoạn đánh lửa điện dung khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính hệ thống (tổng trở mạch sơ cấp R, hệ số tự cảm cuộn sơ cấp bobin L1, dung lượng tụ điện C1) - Luận án đưa sở lựa chọn cấu hình hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung - điện cảm (đối với động nhiều xy-lanh) phương pháp xác định dung lượng tụ -tích lũy lượng tự cảm Qua đó, đáp ứng hiệu lượng đánh lửa yêu cầu cho hai giai đoạn đánh lửa mà đạt yêu cầu tiết kiệm lượng hệ thống - Luận án nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung - điện cảm động bốn xylanh (TOYOTA 1NZ-FE) có khả tích lũy sức điện động tự cảm tụ điện 1µF phục vụ cho giai đoạn đánh lửa điện dung Với kết cấu đơn giản tận dụng đặc điểm sẵn có từ hệ thống điều khiển động Hệ thống đánh lửa hỗn hợp trình bày, bảo đảm hoạt động tin cậy chế độ hoạt động khác tiết kiệm 25% lượng sử dụng cho hệ thống (năng lượng cho lần đánh lửa/một chu kỳ làm việc động cơ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng 11 năm 2020 Nghiên cứu sinh Người hướng dẫn Người hướng dẫn phụ PGS TS Đỗ Văn Dũng TS Lâm Mai Long BM13.2-ĐT-BVCS vii MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION Independence – Freedom - Happiness SUMMARY OF CONTRIBUTIONS OF THE DISSERTATION PhD candidate Major Dissertation title Supervisor one Supervisor two : Đỗ Quốc Ấm Fellows code: 13252010301 : Mechanical Engineering Major code: 2013 : Research, calculation and making of hybrid ignition system : Assoc Prof Dr Đỗ Văn Dũng : Dr Lâm Mai Long Summary of theoretical and academic contribution of the dissertation: In the spark-ignition engine, the ignititon system has the mission of creating spark to ignite the mixture in cylinder at the end of the compression stroke Depending on the way electric energy supplied to the spark plug in the system, ignition system can be divided into two main types: the inductive-discharge ignition system and the capacitor-discharge igntion system Both the ignition systems perform the same operation: generate a very high voltage – from to 40 thousand volts – from the car’s 12 volts battery This high voltage passes throught the air-fuel mixture, which is containing in the cylinder, at the spark plug; allowing the mixture to be ignited At the end of the the primary current rising stage, the self-induced emf emerges from the primary circuit This emf causing the ignition system lots of troubles The self-induced emf is the main source of inductive interference in engine, making signals become unreliable or causing undesirable errors in the interaction of ECUs Another problem is that the self-induced emf created in the primary coil tend to maintain the primary current in the interrupt stage, so this emf will run across switch, causing switch damaged The self-induced emf also extends the time primary current “cut down”, making the secondary voltage reduced In this thesis, the hybrid ignition system - the combined ignition system of inductive-discharge and capacitor-discharge - is researched and presented in the fourcylinder engine This kind of ignition system is aimed to make use of the self-induced emf as the main energy for one fourth of the ignition process The reward is not only protection, but also utilization; making this kind of ignition system more efficiency Contributions of this thesis are described below: viii IGF IGT3 IGT2 IGT1 Tín hiệu IGF từ ECU động ECU dong co ECU Tín hiệu IGT 1-4 từ ECU động IGT4 10k R1 1 1 4007 D14 4007 D13 4007 D12 4007 D11 2 2 2 R2 10k Q1 C1815 4,7kΩ 10k R3 3.3k 2.7k R7 2 R5 10k 3.3k R8 C0 1uF 4007 D1 A1015 Q2 Q7 C1815 Q3 A1015 330 82 R6 4007 D2 1 +IG Q6 TY N1225 Bobin1 BOBINE1 T1 T1 NISSAN ICMj 1005 1N5408 D3 2 1 +IG 1N5408 D6 1N5408 1 Bobin2 BOBINE2 T2 T2 IC 1005 MjNISSAN 1 2 2 +IG 1N5408 1N5408 D9 D8 1N5408 D7 105/400V C3 105/400V C2 105/400V C1 D5 1N5408 Bobin3 BOBINE3 T3 T3 IC 1005 MjNISSAN BOBINE4 BOBINE3 BOBINE2 BOBINE1 Hình 1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung- điện cảm 1 2 2 2 3 R4 10k D4 2 130 MSV5 BR2 BOBINE4 Bobin4 Các cổng kết nối với cuộn sơ cấp bo-bin 1, 2, 3,4 Bảng 1: Các thơng số linh kiện sử dụng mạch [64] TT Tên linh kiện Mã mạch kiện SCR Q6 Transistor Q1, Q7 linh Các thông số linh kiện TYN 1225 - ITmax= 25A - IGTmax = 40mA - VDRM = 1200V - Tj= - 400C đến +1250C C1815 - ICmax= 150 mA IBmax= 50mA VCEO= 50V hFE= 300 Tj= - 400C đến +1250C A1015 - ICmax= 150 mA IBmax= 50mA VCEO= -50V hFE= 300, Tj= - 400C đến +1250C Transistor Q2, Q3 Diode: D1, D2, D11, D12, D13, 1N 4007 D14 - IFmax= 1A, - IFSM (8,3ms)= 30A - VRRM=1.000V - Tj= -550C đến +1750C Diode: D3, D4, D5, 1N5408 D6, D7, D8, D9 - IFmax= 3A, - IFSM (8,3ms) = 200A - VRRM=1.000V - Tj= -550C đến +1500C Điện trở R1, R2, R3, Yageo loại R4, R5, R6, R7, R8 dán 0805 Tụ điện: C1, C2, C3 105J- 400V CBB 131 Công suất làm việc P= 0,125W - C= µF - V= 400V T= -400C đến1000C - ICmax= 30A - IBmax= 5A - VCEO= 400V - hFE= 200 - Tj= - 650C đến +2000C Transistor T1, T2, MJ 10005 T3 Các nội dung cần tính toán 2.1 Các yêu cầu lựa chọn linh kiện Để thỏa mãn điều kiện bền cho linh kiện hoạt động mạch Các yêu cầu chọn lựa linh kiện sau: Transistor - Điều kiện bão hòa: transistor dẫn bão hòa khi: IB- thực tế > IB-bh ≥ IC/ hFE - Điều kiện bền: transistor thỏa điều kiện bền: IBmax > IB- thực tế, ICmax ≤ IC điện áp làm việc transistor < điện áp làm việc cực đại VCEO SCR - Dòng điều khiển: dòng điều khiển SCR: IGT < IGTmax - Điều kiện bền: dòng tải SCR: IT < ITmax điện áp ngược đặt lên SCR (điện áp tự cảm cuộn dây bobine) < VDRM SCR Điện trở - Công suất làm việc thực tế điện trở (tỏa nhiệt) < công suất làm việc cho phép Diode - Dòng điện qua diode IFSM < IFSM-max, thời gian xuất xung nhỏ giá trị cho phép Ngồi nhiệt độ mơi trường làm việc phải nằm vùng làm việc theo nhiệt độ linh kiện (Tj) 2.2 Tính tốn linh kiện 2.2.1 Tính tốn cho transistor Q2 Xung điều khiển đánh lửa IGT từ ECU (TOYOTA 1NZ-FE) dạng xung vng có điện áp VIGT= 5V, điện trở ngõ có giá trị R0 = 30 Vì vậy, dịng IC-Q2 = (VIGTVD1) / R0 = (5-0,7)/30= 143mA 132 Điều kiện bão hòa - Dòng IB-bh-Q2= IC-Q2/hFE-Q2, hay: IB-bh-Q2= 143/300 = 0,47mA - R3 phải thỏa điều kiện bão hòa IB-Q2- thực tế = (VIGT- VD1)/ R3 > IB-bh-Q2 Chọn R3 = 4,7k, IB-Q2- thực tế = (5- 0,7)/ 4.700 = 0,91mA > 0,47mA - Dòng IB-Q2- thực tế = 0,91mA ≫ IB-bh-Q2 = 0,47mA, đảm bảo Q2 bão hòa sâu Điều kiện bền - IB-Q2- thực tế= 0,91mA < IB- Q2 max = 50mA - IC-Q2 = 143mA ≪ IC-Q2max = 150mA, đảm bảo độ bền cho transistor Q2 2.2.2 Tính tốn cho transistor Q1 - Dòng IC-Q1 = IB-Q2 = 0,91mA Điều kiện bão hòa - Dòng IB-bh-Q1 = IC-Q1 / hFE-Q1= 0,91mA / 300= 3µA - R1 phải thỏa điều kiện bão hòa: IB-Q1- thực tế = (VIGT- VQ1)/ R1 > IB-bh-Q1 Chọn R1= 10kΩ, IB-Q1- thực tế = (5- 0,7)/10.000 = 0,43 µA > 3µA - Dịng IB-Q1- thực tế = 0,43 µA > IB-bh-Q1=3µA, đảm bảo Q1 bảo hịa Điều kiện bền - IB-Q1- thực tế= 0,43µA < IB- Q1 max = 50mA - Đồng thời, IC-Q1 = 0,91mA < IC-Q1max = 150mA, bảo đảm bền cho transistor Q1 - R2 R4 chống dòng rò cho Q1 Q2 nên chọn 10k 2.2.3 Tính tốn cho SCR Q6 - Điện áp nạp tụ C0 (U0) tính toán sau: U0 = VR5 – VD1 = VIGT / (1+R0 / R5) - 0,7 = / (1+R0/R5) – 0,7 = 4,2V - Với thời gian tích lũy lượng động TOYOTA 1NZ-FE nhỏ tđ =3,5ms, (thời gian nạp đầy tụ = 4R0.C0 = 4.30.10-6 = 120µs) nên bảo đảm điện áp nạp tụ đạt giá trị U0= 4,2V Dòng điều khiển SCR - Dòng điều khiển SCR: IGT-Q6 = (U0 – UD2 – USCR) / R6 < IGT-Q6max = 40mA - Chọn R6 = 82, IGT-Q6 = (U0 – UD2 – USCR) / R6 = (4,2- 0,7-0,7) / 82 ~ 34mA 133 - Theo tính tốn trên, dịng kích SCR IGT-Q6 = 34mA < IGT-Q6max = 40mA SCR Đảm bảo dòng điều khiển cho SCR Q6 Điều kiện bền - Ngồi ra, dịng điện qua SCR Q6: IT = idmax= 21A có điện áp lớn = V1m =195V (trang 67), nên thỏa mãn điều kiện: IT < IT-Q6max = 25A điện áp ngược đặt lên SCR- Q6 ≪ VDRM -Q6 = 1200V nên bảo đảm bền cho SCR Q6 2.2.4 Tính tốn cho transistor Q3 - Dịng IC-Q3 = IGT-Q6 = 34 mA Điều kiện bão hòa - Dòng IB-bh-Q3 = IC-Q3 / hFE-Q3= 34/ 300 = 0,11 mA - R5 phải thỏa điều kiện IB-Q3- thực tế = (U0)/ R5 > IB-bh-Q3 Chọn R5= 10kΩ, ta > IB-Q3- thực tế= 4,2 /10.000 = 0,42 mA > 0,11mA - Dòng IB-Q3- thực tế= 0,42 mA > IB-bh-Q3= 0,11mA, đảm bảo Q3 bão hòa sâu Điều kiện bền - IB-Q3- thực tế = 0,42mA < IB- Q1 max = 50mA - IC-Q3 = 34 mA < IC-Q3max= 150m, bảo đảm bền cho transistor Q3 2.2.5 Tính tốn cho transistor Q7 - IB-Q7 =(VIGT – VD11 – VQ7)/(R7+R0) Điều kiện bão hòa - R7 phải thỏa điều kiện bảo hòa IB-Q7- thực tế = (VIGT – VD11– VQ7)/(R7+R0) > IB-bhQ7 Trên động TOYOTA 1NZ-FE, dòng IGF = 120mA = IC-Q7 - IB-bh-Q7 = IC-Q7/ hFE- Q7= 120mA/ 300= 0,4mA Chọn R7 = 2,7k, dòng IB-Q7- thực tế = (5-0,7-0,7)/2.730 = 1,3mA - IB-Q7- thực tế = 1,3mA > IB-bh-Q7 = 0,4 mA, thỏa điều kiện bão hòa Điều kiện bền - IB-Q7- thực tế =1,3mA ≪ IB-Q7max =150mA - IC-Q7 = 120mA < IC-Q7max =150mA, đảm bảo độ bền cho transistor Q7 134 2.2.6 Tính tốn cho transistor T1 Dòng IC- T1= 12,6 / 1,5= 8,4 A (Dòng điện qua điện trở cuộn sơ cấp bobin đánh lửa điện cảm) Điều kiện bão hòa - IB-bh- T1= IC-T1/ hFE- T1 = 8,4A/ 200= 42mA - IB-T1- thực tế = (VIGT – VT1) / R0, hay IB-T1- thực tế = (5 – 1,4) / 30 = 120mA - IB-T1- thực tế = 120mA > IB-bh-T1 = 42mA, đảm bảo T1 bão hòa sâu Điều kiện bền - IB-T1- thực tế =120mA ≪ IB-T1max =5A - IC- T1 =8,4 A ≪ IC- T1- max= 30A, đảm bảo độ bền cho transistor T1 Bảng 2: So sánh thông số làm việc linh kiện mạch Thông số thực tế IB- thực tế IC 3µA 0,91mA Thơng số nhà sản xuất IBmax ICmax 50mA 150mA Q1 Mã linh kiện C1815 Q2 A1015 0,91mA 143mA 50mA 150mA Q3 A1015 0,42mA 34mA 50mA 150mA Q7 C1815 1,3mA 120mA 50mA 150mA T1 MJ10005 120mA 8,4 A 5A 30A IGT IT IGTmax ITmax 34mA 21A 40mA 25A Transistor SCR Q6 Mã linh kiện TYN 1225 Từ Bảng ta thấy thông số làm việc thực tế transistor, SCR thỏa mãn yêu cầu lựa chọn linh kiện phần 2.1 2.2.7 Tính tốn cơng suất làm việc thực tế điện trở Công suất làm việc thực tế điện trở tính cơng thức: P = I2.R=U2/R=U.I Các điện trở mạch sử dụng điện trở dán có cơng suất = 0,125W, cơng suất làm việc thực tế điện trở liệt kê Bảng 135 Bảng 3: Liệt kê công suất tỏa nhiệt làm việc điện trở Điện trở I (mA) PR1 0,43mA PR2 PR3 U (V) 0,7V 0,91mA R() P (mW) 10k 1,85mW 10k 0,049mW 4,7k 3,9mW PR4 0,7V 10k 0,049mW PR5 4,2V 10k 1,76mW PR6 34mA 82 94,8mW PR7 1,3mA 2,7kΩ 4,5mW 3,3k 0,15mW PR8 0,7 Từ Bảng cho thấy công suất điện trở chọn (công suất hoạt động P = 0.125W) lớn cơng suất làm việc thực tế Vì vậy, điện trở sử dụng mạch thoả mãn điều kiện làm việc lâu dài 2.2.8 Tính tốn diode - Dịng điện cực đại tối đa qua diode D3-D9 có giá trị IF = idmax / = 21/ = 7A (trong thời gian t = 0,1-0,3ms) [5,38], Như vậy: IF ≪ IFSM= 200A (trong thời gian: t= 8,3ms) - Các diode: D1, D2 có giá trị IFSM (8,3ms) = 30A lớn giá trị IFSMD1 = IC-Q2 = 143mA IFSM-D2 = IGT-Q6 = 34mA (trong thời gian tối đa 5,6ms < 8,3ms) - Các diode: D11, D12, D13, D14 có giá trị IFSM (8,3ms) = 30A ≫ IF- D11 = IB-Q7 = 1,3mA (5,6ms < 8,3ms) Các diode hoạt động với cưởng độ dòng điện nhỏ nhiều so với giá trị giá trị dòng điện thuận định mức (IF SM ≪ IFSM diode làm việc lâu dài 136 max) Vì vậy, bảo đảm Nhận xét: Các tính toán cho thấy việc lựa chọn linh kiện transistor, SCR, diode, điện trở thỏa mãn yêu cầu lựa chọn linh kiện phần 2.1 Các linh kiện có nhiệt độ làm việc (Tj) thỏa mãn môi trường nhiệt độ cao khoang động (vị trí nóng nhất: 960C) Ngồi ra, hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung - điện cảm làm việc với điện áp 12V, nhỏ giá trị điện áp làm việc tối đa cho phép linh kiện (xem Bảng 1) Vì vậy, kết luận linh kiện thỏa mãn điều kiện làm việc lâu dài mạch 137 Phụ lục TRANG THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM Thiết bị đo điện áp cường độ dòng điện PICO Automotive oscilloscopes 4425 Các thực nghiệm (đo cường độ dòng điện điện áp) luận án, sử dụng thiết bị chuyên dụng ôtô Picoscope 4425, có kênh đo, giao tiếp với máy tính với đặc điểm thể Bảng Bảng 1: Các thông số thiết bị đo Automotive oscilloscopes 4425 [65] Tên thiết bị: PICO Automotive oscilloscopes 4425 [65] Thơng số Đặc tính Băng thơng 20 Mhz Độ phân giải 12bits Cấp xác 0,05% Tốc độ lấy mẫu 400 Ms/s Bộ nhớ đệm 256 MS Khoảng đo (full scale) Từ ±50 mV tới ±200 V Kết nối Máy tính bàn hay máy tính xách tay sử dụng Windows 7, hay 10 Nguồn cung cấp Cổng USB 138 Băng thử công suất AVL Dynoperform 160 [66] Các thực nghiệm xác định moment công suất động TOYOTA 1NZFE luận án, sử dụng băng thử công suất AVL Dynoperform 160 Băng thử công suất AVL Dynoperform 160 sử dụng ngun lý dịng điện xốy (eddy current), rotor quay mật độ từ trường thay đổi dịng điện xốy gây bề mặt rotor Từ trường dịng điện xốy chống lại với từ trường sinh có tác dụng hãm hoạt động rotor Lực phanh tỷ lệ thuận với dịng điện kích thích stator Năng lượng phanh chuyển thành dạng nhiệt hấp thụ nước làm mát chảy qua stator [67] Việc điều khiển tải thông qua điều khiển bướm ga Throttle actuator THA 100, việc điều chỉnh thu thập số liệu tốc độ động (RPM), momen có ích Me (Nm), cơng suất có ích Ne (kW)… hệ thống hệ thống điều khiển thu thập liệu AVL EMCOM 400 AVL IndiCOM thực Các đặc tính băng thử thể bảng 5.7 Bảng 2: Thông số kỹ thuật băng thử AVL Dynoperform 160 [66] Đặc tính Thơng số kỹ thuật Công nghệ Eddy current Moment tối đa 400 Nm (1.400 - 3.800 RPM) Công suất tối đa 160 kW (3.800 -10.000 RPM) Số vòng quay lớn 10.000 RPM Cấp xác đo moment 0,2 % FS Cấp xác số vịng quay +/- RPM 139 Hình 1: Băng thử cơng suất AVL Dynoperform160 [66] Hình 2: Đặc tính băng thử cơng suất AVL Dynoperform 160 [66] Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu FP7000 model 406 - II Lượng tiêu hao nhiên liệu xác định phép cân trực tiếp thông qua thiết bị cân FP7000 model 406 - II hãng fillon Pichon Thiết bị cho phép đo lượng tiêu hao nhiên liệu, cho phép cập nhật số liệu liên tục lần/ giây có cấp xác 0,1 gram Các thơng số thiết bị mơ tả bảng 5.8 140 Màn hình Mặt kính bảo vệ Mặt cân Đế cân Hình 3: Thiết bị cân FP7000 model 406 –II hãng Fillon Pichon [68] Bảng 3: Đặc tính thiết bị cân FP7000 model 406 –II (Fillon Pichon)[68] Thơng số Đặc tính Phạm vi cân – 7.000 grams (7kg) Sai số 0,1 gram Thời gian ổn định < 1,5 giây Tốc độ cập nhật lần/s Máy phân tích khí thải [69] Đánh giá phát thải động xăng thông qua thành phần khí thải động CO (% vol), HC (ppm) Thiết bị HG-520 hãng HESHBON- HG-520 sử dụng thực nghiệm, có chức xác định hiển thị thành phần Cacbon oxide (CO) Hydrocacbon (HC) có khí thải động [58] Thành phần CO xác định phân tích hồng ngoại không tán sắc (NDIR- Nondispersive infrared analyser) [69,70], thành phần HC (hydrocarbon) xác định dò lửa ion hóa (FID- Flame ionization detector) [69- 72] Các thơng số thiết bị thể bảng 141 Hình 4: Thiết bị phân tích khí thải HG-520 hãng HESHBON - Hàn Quốc [69] Bảng 4: Các thơng số thiết bị đo khí thải HG-520 hãng HESHBON [69] Thông số Phạm vi CO 0,00 – 9,99 % CO2 0,0 – 20,0 % HC – 9.999 ppm Hệ số Lamda 0–2 AFR 0,0 – 99,0 Nhiệt độ hoạt động – 400C Nguồn điện hoạt động AC220V 50/60Hz Cấp xác thiết bị đo khí thải phù hợp với TCVN 6208:2014 (ISO 3930:2009) dụng cụ đo chất phát thải động [73] 142 CÁC KẾT QUẢ ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Am Do Quoc, Dung Do Van, Le Khanh Diem, Tan Le Khanh An Application of hybrid method for improving of ignition system in small power explosion engine International conference on advances in civil, structural and mechnical engineering, 21-22 February, 2015, pp 31 Đỗ Quốc Ấm, Đỗ Văn Dũng, Lê Khánh Tân Nghiên cứu mơ hình đánh lửa hybrid Hội nghị khoa học cơng nghệ tồn quốc khí Thành phố Hồ Chí Minh, 6-11-2015, tr 411 Đo Van Dung, Do Quoc Am, Nguyen Tan Ngoc Effects of Resistance, Capacitance and Self-Inductance on Accumulated Energy in the Hybrid Ignition system International conference on system science and engineeing Hochiminh city, July 21-23rd/2017, pp.349 Do Quoc Am, Đo Van Dung, Nguyen Tan Ngoc Estimation of the Accumulated Energy in the Hybrid Ignition System.International conference on green technology and sustainable development Hochiminh city, November 23rd–24th, 2018, pp.201 Đinh Tấn Ngọc, Đỗ Văn Dũng Đỗ quốc Ấm Nghiên cứu, đánh giá số phương pháp đo tốc độ động Tạp chí khoa học giáo dục kỹ thuật trường ĐHSPKT TPHCM, số 30, tháng 11-2014 Đỗ quốc Ấm, Đỗ Văn Dũng, Phan Nguyễn Quí Tâm, Lê Khánh Tân Tính tốn sức điện động tự cảm hệ thống đánh lửa lai Tạp chí khoa học giáo dục kỹ thuật trường ĐHSPKT.TPHCM, số 32, tháng 4- 2015 Phan Nguyễn Quí Tâm, Đỗ Văn Dũng, Đỗ quốc Ấm, Nguyễn Bá Hải Nghiên cứu, thi cơng hệ thống tích lũy lượng điện dạng cảm kháng tơ Tạp chí khoa học giáo dục kỹ thuật trường ĐHSPKT TPHCM, số 32, tháng – 2015 Do Quoc Am, Đo Van Dung, Nguyen Tan Ngoc Effects of capacitor onthe hybrid ignition system Journal of Applied Mechanics and Materials (ISSN 143 print 1660-9336 and ISSN web 1662-7482) SWITZERLAND, Mar 06th , 2019 Đỗ Quốc Ấm, Đỗ Văn Dũng, Nguyễn Tấn Ngọc Phân tích trình đánh lửa điện dung hệ thống đánh lửa lai hỗn hợp điện dung - điện cảm Tạp chí khoa học giáo dục kỹ thuật trường ĐHSPKT TPHCM, số 57, 2020 144 ... mạch đánh lửa hỗn hợp điện dung điện cảm sử dụng bobin đơn có khả sử dụng phần lượng tự cảm cuộn sơ cấp bobin cụ thể sau: - Xây dựng mơ hình ngun lý hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung - điện cảm. .. nhà chế tạo Hình 4.4 Sơ đồ cấu tạo hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung 86 – điện cảm Hình 4.5 Mạch in hệ thống đánh lửa hỗn hợp điện dung - 87 điện cảm Hình 4.6 Thiết kế mạch điều khiển đánh lửa. .. dần hệ thống đánh lửa Luận án đặt mục tiêu: Nghiên cứu, tính tốn chế tạo hệ thống đánh lửa hỗn hợp động nhiều xylanh, phối hợp hai kiểu đánh lửa điện dung điện cảm Ở giai đoạn đánh lửa điện cảm,