Tính toán thiết kế hệ thống phun xăng điện tử trên xe máy Tính toán thiết kế hệ thống phun xăng điện tử trên xe máy Tính toán thiết kế hệ thống phun xăng điện tử trên xe máy luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
Lê đăng đông Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội *** Lê đăng đông khí động lực tính toán thiết kế hệ thống phun xăng điện tử xe máy luận văn thạc sĩ khoa học khí động lực khóa: 2008 - 2010 Hà nội Năm 2010 l Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - LÊ ĐĂNG ĐÔNG TíNH TOáN, THIếT Kế Hệ THốNG PHUN XĂNG ĐIệN Tử TRÊN XE MáY Chuyên ngành: Động đốt luận văn thạc sĩ khoa học khí khí động lực Ngời hớng dẫn khoa học: gs.ts PHạM MINH tuấn Hà nội Năm 2010 LI CM N Em xin chân thành cảm ơn GS.TS Phạm Minh Tuấn, người tận tình hướng dẫn em suốt q trình thực luận văn Em bày tỏ lịng biết ơn đến thầy giáo Viện Cơ khí Động lực, phịng thí nghiệm Động đốt trong, Viện Đào tạo Sau ñại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tồn thể bạn đồng nghiệp tạo ñiều kiện giúp ñỡ em hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2010 HỌC VIÊN Lê Đăng Đông LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học ñộc lập Các thông tin, số liệu luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng, cụ thể Kết nghiên cứu luận văn đắn, trung thực chưa có cơng bố cơng trình nghiên cứu khác HỌC VIÊN Lê Đăng Đông DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT A eff - Tiết diện lỗ kim phun Vh fp - Dung tích xi lanh F - Hằng số Faraday k - Hệ số làm ñậm L vp - Độ tự cảm vòi phun L st - Lượng khơng khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu (14,66) ma - Khối lượng khơng khí &a m - Lưu lượng khơng khí tính khối lượng (kg/s) mf - Lượng nhiên liệu phun &f m - Lượng xăng phun theo thời gian m fcb - Lượng phun M ftt - Khối lượng phun tính tốn Mk - Khối lượng khơng khí p - Áp suất tuyệt đối pa - Áp suất tuyệt ñối ñường ống nạp - Tần số dao động dịng khí đường ống nạp po kk - Áp suất riêng phần khí ôxy không khí tiêu chuẩn po kt - Áp suất riêng phần khí ơxy khí xả ∆p - Độ chênh lệch áp suất phía trước sau kim phun q inj - Lưu lượng vòi phun Q - Lượng nhiên liệu phun ti - Thời gian phun thực tế tb - Thời gian phun tc - Thời gian phun hiệu chỉnh t aq - Thời gian hiệu chỉnh theo ñiện áp ắc quy τi - Trường ñộ xung Tx - Chu kỳ xung Tpla - Nhiệt ñộ ñiện cực platin Ta - Nhiệt ñộ ñường ống nạp T - Nhiệt ñộ tuyệt đối U vp - Điện áp đặt vào vịi phun V - Thể tích khơng khí v& a - Lưu lượng thể tích khơng khí (m3/s) λ - Hệ số dư lượng khơng khí λa - Hệ số nạp tương đối ηv - Hiệu suất nạp tính thể tích αt - Góc mở bướm ga ρ - Khối lượng riêng khơng khí (kg/m3) ρt - Tỉ trọng nhiên liệu A/F - Air/Fuel - Tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu ADC - Analog to Digital Converter - Bộ chuyển ñổi tương tự sang số BPI - BiPoint Injection - Hệ thống phun xăng hai ñiểm CVS - Constant Volume Sampling - Lấy mẫu với thể tích khơng đổi DALY - Disability Adjusted Life Years - Số năm ñời bị tàn tật DCE - Data Communication Equipment - Các thiết bị trung gian DTE - Data Terminal Equipment - Thiết bị xử lý ñấu cuối ECU - Electronic Control Unit - Bộ ñiều khiển trung tâm EFI - Electronic Fuel Injection - Phun xăng ñiện tử ESA - Electronic Spark Advance - Đánh lửa ñiện tử FDI - Foreign Direct Investment - Đầu tư trực tiếp từ nước FSI - Fuel Stratified Injection - Phun xăng phân lớp (phân tầng) GDI - Gasoline Direct Injection - Phun xăng trực tiếp HDV - Công ty Honda Việt Nam IDL - Tín hiệu vị tri khơng tải MAF - Mass Air Flow - Lưu lượng khí nạp MAP - Manifold Absolute Pressure - Áp suất ñường nạp MOSFET - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor - Transistor hiệu ứng trường MPI - Multi Point Injection - Phun xăng đa điểm PIM - Tín hiệu lưu lượng khơng khí nạp NIOEH - Viện Y học lao ñộng Vệ sinh môi trường ROM - Read Only Memory - Bộ nhớ ñọc RAM - Random Access Memory - Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên Sở TNMT&NĐ - Sở Tài ngun Mơi truờng Nhà đất SPI - Single Point Injection - Phun xăng ñơn ñiểm STA - Starter signal - Tín hiệu khởi động TCCP - Tiêu chuẩn cho phép THA - Tín hiệu nhiệt độ khí nạp THW - Tín hiệu nhiệt độ động Tp HCM - Thành phố Hồ Chí Minh Vcc - Nguồn cấp cho cảm biến VĐK - Vi ñiều khiển VTA - Tin hiệu ñộ mở bướm ga VOCs - Volatile Organic Compounds - Hợp chất hữu dễ bay VXL - Vi xử lý UART - Universal Ansynchronous Receiver/ Transmitting - Truyền/ Nhận liệu nối tiếp khơng đồng WTO - Worrld Trade Organnization - Tổ chức Thương mại Thế giới DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1-1 Dự báo lực sản xuất xe máy ñến 2020 Bảng 1-2 Ước tính thải lượng chất gây nhiễm từ nguồn thải Việt Nam năm 2005 10 Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật xe SuperDream hãng Honda 44 Bảng 3-2 Địa cổng COM máy tính PC 59 Bảng 3-3 Các tín hiệu chân đầu nối DB9 máy tính PC 59 Bảng 3-4 Lượng nhiên liệu phun theo tốc ñộ tải trọng ñộng 76 Bảng 4-1 Bảng kết ño cơng suất ứng với đặc tính ngồi tay số 89 Bảng 4-2 Bảng kết ño suất tiêu hao nhiên liệu ñộng 90 Bảng 4-3 Kết thử nghiệm xe SuperDream dùng chế hịa khí .92 Bảng 4-4 Kết thử nghiệm xe SuperDream dùng hệ thống EFI 92 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1-1 Sự tăng trưởng ơtơ xe máy hoạt động đến năm 2007 Hình 1-2 Số lượng xe máy 1.000 dân thành phố lớn Việt Nam năm 2006 Hình 1-3 Tỷ lệ phát thải chất nhiễm mơi trường nguồn thải Việt Nam năm 2005 10 Hình 1-4 Tỷ lệ thải chất gây ô nhiễm môi trường từ phương tiện giới ñường Việt Nam 11 Hình 1-5 Sơ đồ bố trí cảm biến khí nạp hệ thống EFI 16 Hình 2-1 Kết cấu EFI 18 Hình 2-2 Sơ đồ hệ thống EFI 19 Hình 2-3 Sơ đồ ngun lý hệ thống ñiều khiển ñộng với liên hệ ngược .21 Hình 2-4 Thuật tốn điều khiển thời gian phun nhiên liệu 23 Hình 2-5 Hiệu chỉnh khởi ñộng 24 Hình 2-6 Đặc tính hiệu chỉnh hâm nóng 24 Hình 2-7 Đặc tính hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp 25 Hình 2-8 Đặc tính hiệu chỉnh tăng tốc .25 Hình 2-9 Đặc tính hiệu chỉnh giảm tốc 26 Hình 2-10 Đặc tính hiệu chỉnh theo ñiện áp 26 Hình 2-11 Tỷ lệ hịa khí đặc tính hiệu chỉnh phản hồi 27 Hình 2-12 Cảm biến khí nạp MAP sơ đồ mạch điện 32 Hình 2-13 Đặc tuyến cảm biến MAP 32 Hình 2-14 Cấu tạo, đặc tính cảm biến nhiệt độ động nhiệt độ khí nạp 33 Hình 2-15 Kết cấu đặc tính cảm biến bướm ga loại biến trở .34 Hình 2-16 Cảm biến trục khuỷu tín hiệu 35 Hình 2-17 Cảm biến ôxy loại ZrO2 36 Hình 2-18 Đặc tính cảm biến lambda 37 Hình 2-19 Mạch điện sấy cảm biến ơxy 38 Hình 2-20 Bơm nhiên liệu 38 Hình 2-21 Bơm nhiên liệu có điều áp 39 Hình 2-22 Cấu tạo đặc tính ñiều áp 39 Hình 2-23 Vịi phun điện từ 40 Hình 2-24 Đặc tính u, i, δ = f (t) cuộn dây vịi phun 41 Hình 2-25 Phương pháp điều khiển vịi phun theo điện áp .42 Hình 2-26 Phương pháp điều khiển vịi phun theo dịng điện 42 Hình 2-27 Vị trí lắp kết cấu van không tải 43 Hình 3-1 Cổ họng gió TYPE 72 tích hợp cảm biến bướm ga 46 Hình 3-2 Cảm biến SYNERJECT .46 Hình 3-4 Vịi phun DEKA hướng tia phun 47 Hình 3-5 Mơ hình cắt bổ đường nạp xe nguyên .48 Hình 3-6 Đường nạp sau thiết kế, mô lắp ghép .48 Hình 3-7 Đường nạp chế tạo thử nghiệm 49 Hình 3-8 Đặc tính hoạt động chất xúc tác phụ thuộc nhiệt độ 50 Hình 3-9 Hình vẽ mơ đường thải sau cải tiến 50 Hình 3-10 Sơ ñồ bố trí ñường nhiên liệu 51 Hình 3-11 Sơ đồ ngun lý mạch khối cấp nguồn 51 Hình 3-12 Bo mạch khối cấp nguồn ổn áp 5V 52 Hình 3-13 Mạch xử lý tín hiệu tốc độ động 52 Hình 3-14 Mạch xử lý tín hiệu cảm biến dạng điện trở 53 Hình 3-15 Mạch xử lý tín hiệu IDL STA .53 Hình 3-16 Mạch khuếch đại tín hiệu cảm biến lambda 54 Hình 3-17 Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm xăng 55 Hình 3-18 Mạch ñiều khiển van ISC 55 Hình 3-19 Mạch điều khiển sấy nóng cảm biến lambda 55 Hình 3-20 Mạch điện điều khiển vịi phun nhiên liệu 56 Hình 3-21 Sơ ñồ chân bố trí tín hiệu vào chân VXL .57 Hình 3-22 Sơ ñồ mạch tạo xung nhịp (a) mạch reset (b) 58 Bo mạch ECU sau chế tạo hàn linh kiện hồn chỉnh Vị tí lắp ñặt ECU xe Phụ lục 6: Chương trình ñiều khiển EFI #include #define on #define off #include #include #include "basic.h" #include "isr.h" #include "tim_bang.h" #include unsigned long int toc_do_cc, vuot_toc; unsigned int gia_tri_ban_dau, gia_tri_sau, luong_phun, p_nap, lam_da, nl, nhiet_do, buom_ga, buom_ga_truoc, buom_ga_sau; int toc_do,thay_doi_bg, s; char i,f; bit bao_nhan_vi_tri_thanh_rang, gui_time_low, gui_time_high, gui_test, khoi_dong, chuyen_tiep_KD_KT,Dem,bien_chay,khong_tai,chuyen_tiep_KT_OD,van_khong_tai,on_dinh, chuyen_tiep_OD_KT; unsigned int thanh_rang_cc[4]; char don_vi_t, x, k, giam, tang; unsigned int p_tinh[10],p_tb; flash WORD luong_nhien_lieu[204]={1507,1575,1578,1618,1683,1795,1880,2100,2200,2520,3300,4550, 1398,1439,1519,1592,1714,1817,1912,2025,2100,2240,2759,4100, 1491,1528,1608,1693,1790,1881,1975,2040,2280,2470,3280,4890, 1400,1420,1484,1513,1575,1637,1713,1909,2140,2890,3000,4400, 1390,1423,1462,1500,1540,1591,1649,1735,1813,2070,3035,4500, 1380,1403,1448,1492,1532,1584,1626,1712,1830,2065,2780,4530, 1370,1392,1424,1465,1520,1562,1620,1669,1793,2000,2635,4520, 1360,1375,1392,1439,1484,1534,1574,1634,1726,1880,2660,4450, 1350,1360,1385,1402,1458,1491,1547,1601,1680,1898,2570,4350, 1360,1370,1380,1422,1469,1497,1530,1595,1651,1835,2580,4230, 1380,1404,1420,1445,1478,1521,1550,1593,1680,1710,2240,4250, 1370,1402,1419,1438,1446,1466,1503,1521,1681,1796,2130,3500, 1360,1399,1404,1452,1480,1504,1534,1598,1671,1860,2690,4000, 1350,1380,1400,1450,1490,1520,1597,1669,1734,1927,2570,3900, 1350,1375,1395,1440,1490,1502,1552,1624,1639,1817,2220,3600, 1370,1390,1420,1470,1550,1600,1650,1700,1740,1850,2200,3500, 1370,1390,1420,1470,1550,1600,1650,1700,1740,1850,2200,3500}; // cac ham noi suy /* X1, X2: diem thu nhat va diem thu hai cua truc X Y1, Y2: diem thu nhat va diem thu hai cua truc Y X: gia tri dua vao xac dinh gia tri Y X1 tuong ung gia tri Y1 X2 tuong ung gia tri Y2 X2 luon luon > X1 X1 < X < X2 */ float noi_suy (float X1, float X2, float Y1, float Y2, float X) { if (Y2> Y1) return Y2-(((Y2-Y1)*(X2-X))/(X2-X1)); else return Y2+(((Y1-Y2)*(X2-X))/(X2-X1)); } /**pMAP: ten bang buoc_X: khoang nhay hai truc X gia_tri_X: gia tri noi suy X dau_X: gia tri dau truc X cuoi_X: gia tri cuoi truc X */ float tra_bang_2D(flash WORD *pMap, float buoc_X, float gia_tri_X, float dau_X, float cuoi_X) { WORD X1, X2, Y1, Y2; WORD nhap; nhap= (gia_tri_X-dau_X)/buoc_X; X1=(nhap*buoc_X)+dau_X; X2=X1+buoc_X; Y1=pMap[nhap]; Y2=pMap[nhap+1]; if (cuoi_X > gia_tri_X && gia_tri_X > dau_X) return noi_suy(X1, X2, Y1, Y2, gia_tri_X); else return 0; } /**pMAP: ten bang buoc_X, buoc_Y: khoang nhay hai truc X, Y gia_tri_X, gia_tri_y: gia tri noi suy X,Y dau_X, dau_Y: gia tri dau truc X va Y so_buoc_X, Y: tong vi tri cua truc X Y */ float tra_bang_3D(flash WORD *pMap, BYTE buoc_X, WORD gia_tri_X, BYTE buoc_Y, WORD gia_tri_Y, WORD dau_X , WORD dau_Y, char so_buoc_X, char so_buoc_Y) { float X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2, Z3, Z4; WORD nhap1, nhap2; nhap1= (gia_tri_X-dau_X)/buoc_X; X1=(nhap1*buoc_X)+dau_X; X2=X1+buoc_X; nhap2= (gia_tri_Y-dau_Y)/buoc_Y; Y1=(nhap2*buoc_Y)+dau_Y; Y2=Y1+buoc_Y; Z1=pMap[nhap2*so_buoc_X+nhap1]; Z2=pMap[nhap2*so_buoc_X+nhap1+1]; Z3= noi_suy(X1, X2, Z1, Z2, gia_tri_X); //// Z1=pMap[(nhap2+1)*so_buoc_X+nhap1]; Z2=pMap[(nhap2+1)*so_buoc_X+nhap1+1]; Z4= noi_suy(X1, X2, Z1, Z2, gia_tri_X); if (nhap19) f=0; if (TCNT1+luong_phun>65536) OCR1A= luong_phun-(65536-TCNT1); else OCR1A=TCNT1+luong_phun; } } #define RXB8 #define TXB8 #define UPE #define OVR #define FE #define UDRE #define RXC #define FRAMING_ERROR (1