Nghiên cứu cải tạo động cơ tĩnh tại đánh lửa cưỡng bức truyền thống thành động cơ điều khiển điện tử.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ MINH TRIẾT NGHIÊN CỨU CẢI TẠO ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI ĐÁNH LỬA CƢỠNG BỨC TRUYỀN THỐNG THÀNH ĐỘNG CƠ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ C C R UT.L D Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 85.20.11.6 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng- Năm 2019 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS TRẦN VĂN NAM TS LÊ MINH TIẾN Phản biện 1: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG C C R UT.L Phản biện 2: TS NHAN HỒNG QUANG D Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Trƣờng Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 30 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm học liệu truyền thông, trƣờng Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thƣ viện Khoa Cơ khí giao thông, Trƣờng Đại học Bách khoa ĐHĐN MỞ DẦU Lý chọn đề tài : Hội nghị toàn quốc tổng kết 10 năm thực Nghị số 26NQ/TW Hội nghị lần thứ Bảy Ban Chấp hành Trung ƣơng khóa X “nơng nghiệp, nơng dân, nơng thôn” đƣợc tổ chức cuối tháng 11 năm 2018, phát biểu kết luận Thủ tƣớng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc cho “phải làm cách mạng cho vùng nông thôn”, đƣa kinh tế nông thôn phát triển đa dạng, phồn thịnh văn minh; cải thiện nhanh đời sống vật chất tinh thần dân cƣ nơng thơn, góp phần phát triển kinh tế - xã hội đất nƣớc Để thực đƣợc cách mạng đó, điều trƣớc tiên phải đƣa đƣợc điện vùng này, nhƣng đặc điểm khu vực nông thơn C C R UT.L nƣớc ta có dân cƣ thƣa thớt phí đầu tƣ hạ kéo dây điện lƣới quốc gia sử dụng cho vài hộ gia đình lớn Chính D việc sử dụng máy phát điện cá nhân cho hộ gia đình khu vực phƣơng án tối ƣu Tuy nhiên hầu hết động kéo máy phát điện cỡ nhỏ có cơng suất thấp, sử dụng nhiên liệu xăng đƣợc nhà sản xuất thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu chế hịa khí hệ thống đánh lửa đơn giản nhằm giảm chi phí sản xuất hạ giá thành sản phẩm nên động hoạt động hiệu vài chế độ định, có nhƣợc điểm lớn mức tiêu hao nhiên liệu lớn, lƣợng khí thải CO2, NOx, HC, CO cao Nhằm khắc phục nhƣợc điểm chọn “Nghiên cứu cải tạo động tĩnh đánh lửa cưỡng truyền thống thành động điều khiển điện tử” làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu : Nhiệm vụ đề tài nghiên cứu cải tạo động máy phát điện SAMDI S3600B-1 chạy xăng có hệ thống cung cấp nhiên liệu chế hịa khí đánh lửa thƣờng sang động điều khiển điện tử Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Máy phát điện chạy động đốt điều khiển điện tử đƣợc cải tạo từ máy phát điện chạy xăng đánh lửa cƣỡng loại SAMDI S3600B-1 3.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu: Cải tạo động xăng đánh lửa cƣỡng sang động xăng đánh lửa điều khiển điện tử C C R UT.L Phƣơng pháp nghiên cứu : Kết hợp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Nghiên cứu lý thuyết D điều khiển phun nhiên liệu đánh lửa điện tử Nghiên cứu thực nghiệm đƣợc tiến hành Trung tâm nghiên cứu ứng dụng lƣợng thay thế, Trƣờng Đại học Bách khoa, Đại Học Đà Nẵng với thiết bị đại Ý nghĩa khoa học thực tiễn : Đề tài tiền đề cho việc chuyển đổi động xăng sang chạy Biogas, nƣớc ta có 75% dân số sống nơng thôn Hoạt động sản xuất sinh hoạt khu vực nơng thơn địi hỏi nguồn lƣợng lớn Sự gia tăng giá xăng dầu giá điện thời gian gần gây nhiều khó khăn khu vực Nhu cầu sử dụng nguồn lƣợng chỗ để phát điện nhằm giảm chi phí lƣợng đảm bảo đến năm 2030 điện khí hóa nơng nghiệp nơng thơn nƣớc ta theo tinh thần nghị Trung Ƣơng trở nên xúc Nƣớc ta mạnh lƣợng mặt trời lƣợng sinh khối Vì đề tài bƣớc khởi đầu cho việc kết hợp sử dụng hiệu nguồn lƣợng khác góp phần giảm lệ thuộc vào lƣợng hóa thạch đảm bảo an ninh lƣợng quốc gia Cấu trúc luận văn: Ngoài phần Mở đầu Kết luận – Hƣớng phát triển, nội dung luận văn đƣợc chia làm chƣơng: Chƣơng 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU VÀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG Nêu tổng quát hình thành phát triển hệ thống cung cấp nhiên liệu hệ thống đánh lửa động xăng Chƣơng 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG C C R UT.L ĐIỆN TỬ VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ Nêu loại cảm biến có hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử D nhƣ thông số ảnh hƣởng đến tỉ lệ khí nhiên liệu thơng số hệ thống đánh lửa Chƣơng 3: CẢI TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG, ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ CHO ĐỘNG CƠ SAMDI 6,5HP Lựa chọn thiết bị, nghiên cứu thiết lập mô lắp đặt hệ thống điều khiển điện tử cho động Chƣơng 4: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN Phân tích số liệu thu đƣợc từ thí nghiệm, nhận xét đánh giá kết đƣa kết luận TÀI LIỆU THAM KHẢO Chƣơng :TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU VÀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1 Tổng quan hệ thống cung cấp nhiên liệu : 1.1.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu hút Xăng khơng khí đƣợc hịa trộn chế hịa khí Bộ chế hồ khí phải đảm bảo đƣợc chế độ làm việc động cơ: chế độ không tải, chế độ khởi động, chế độ tải trung bình, chế độ tồn tải, chế độ mở bƣớm ga đột ngột, ngồi cịn phải có hệ thống đảm bảo tính tiết kiệm nhiên liệu tránh ô nhiễm môi trƣờng 1.1.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu phun xăng điện tử a/ Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng điện tử b/Các thành phần hệ thống phun xăng điện tử EFI EFI chia thành khối gồm: Hệ thống điều khiển điện tử; Hệ thống nhiên liệu; Hệ thống nạp khí C C R UT.L c/ Hệ thống phun xăng điện tử EFI ? Hệ thống phun xăng điện tử hệ thống cung cấp nhiên liệu cho D động thiết bị điện đƣợc hoạt động dƣới làm việc linh kiện điện tử lấy tín hiệu đầu vào cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động động từ cung cấp tín hiệu cho điều khiển trung tâm để lệnh cấu chấp hành thực phun nhiên liệu nhằm tối ƣu hóa q trình cháy giúp phát huy hết có hiệu lực sinh d/ Yêu cầu hệ thống phun xăng + Tỉ lệ khơng khí nhiên liệu phải thích hợp với chế độ làm việc động + Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ phần lớn phải dạng hơi; hỗn hợp phải đồng xy lanh nhƣ xy lanh; + Hỗn hợp cung cấp phải phù hợp với ảnh hƣởng nhiệt độ, áp suất môi trƣờng nhiệt độ động + Điều khiển cắt nhiên liệu giảm tốc nhằm tiết kiệm nhiên liệu giải đƣợc vấn đề ô nhiểm môi trƣờng + Lƣợng nhiên liệu phải có chất lƣợng tốt + Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt động làm việc số vòng quay cao + Lƣợng khí thải đƣợc kiểm tra để hiệu chỉnh lƣợng nhiên liệu phun cho xác… e/ Ưu điểm hệ thống EFI so với loại hệ thống phun xăng khác - Có thể cấp hỗn hợp khí - nhiên liệu đồng đến xylanh - Có thể đạt tỷ lệ khí - nhiên liệu xác với tất dải tốc độ động C C R UT.L - Đáp ứng kịp thời với thay đổi góc mở bướm ga - Hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu D +Bù tốc độ thấp: +Cắt nhiên liệu giảm tốc: - Nạp hỗn hợp khí - nhiên liệu có hiệu quả: f / Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử EFI Hình 1.5: Sơ đồ kết cấu hệ thống phun xăng điện tử - Thùng xăng; - Bơm xăng; - Lọc xăng; - ECU; - Kim phun; - Bộ điều áp; - Ống góp hút; - Kim phun xăng khởi động lạnh; - Cảm biến vị trí bƣớm ga; 10 - Cảm biến lƣu lƣợng khơng khí nạp; 11 - Cảm biến Ơxy; 12- Công tắc nhiệt-thời gian; 13 - Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát; 14 - Delco (cảm biến tốc độ động vị trí piston); 15 - Van khí phụ; 16 - Ắcquy; 17 - Cơng tắc khởi động 1.2 Tổng quan hệ thống đánh lửa động đốt trong: 1.2.1 Công dụng, yêu cầu: a/ Cơng dụng:Dùng để biến dịng hạ áp có điện áp thấp (6V 12V) thành xung điện cao (12000V - 50000V) để tạo tia lửa điện (phóng qua khe hở bugi) đốt cháy hỗn hợp làm việc xi lanh động vào thời điểm thích hợp tƣơng ứng C C R UT.L với trình tự xi lanh chế độ làm việc động b/ Yêu cầu: D - Phải đảm bảo hiệu đủ để tạo đƣợc tia lửa điện phóng qua khe hở điện cực bugi; - Tia lửa điện phải có lƣợng đủ lớn để đốt cháy đƣợc hỗn hợp làm việc điều kiện làm việc động cơ; - Thời điểm đánh lửa phải tƣơng ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý chế độ làm việc động cơ; - Độ tin cậy làm việc hệ thống đánh lửa phải tƣơng ứng với độ tin cậy làm việc động 1.2.2 Các kiểu hệ thống đánh lửa sử dụng động đốt a/ Kiểu điều khiển má vít Hệ thống đánh lửa dòng sơ cấp thời điểm đánh lửa đƣợc điều khiển Dòng sơ cấp đƣợc điều khiển cho chạy ngắt quãng qua tiếp điểm vít lửa Bộ điều chỉnh đánh lửa sớm ly tâm chân không điều khiển thời điểm đánh lửa b/ Kiểu bán dẫn Hệ thống đánh lửa sử dụng linh kiện bán dẫn transitor đóng mở dịng điện sơ cấp thay cho tiếp điểm kim loại c/ Kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa Sớm điện tử) Hệ thống đánh lửa sử dụng chức ESA Bộ điều khiển điện tử (ECU) để điều khiển góc đánh lửa sớm Hình 1.8 Hệ thống đánh lửa ESA C C R UT.L D d/ Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS) Hệ thống sử dụng bô bin đơn đôi cung cấp điện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa đƣợc điều khiển ESA ECU động Hình 1.9 Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS e/ Hệ thống đánh lửa điều khiển kỹ thuật số Đƣợc gọi hệ thống đánh lửa theo chƣơng trình Các thơng số nhƣ tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ đƣợc cảm biến mã hóa tín hiệu đƣa vào ECU (electronic control unit) xử lý tính tốn để đƣa góc đánh lửa sớm tối ƣu theo chế độ hoạt động động f/ Khái quát đánh lửa sớm điện tử (ESA) Hệ thống ESA hệ thống dùng ECU động để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu từ cảm biến khác Số tín hiệu vào nhiều việc xác định góc đánh lửa sớm tối ƣu xác Kết luận chƣơng : Với nhiều ƣu điểm bật hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử đƣợc ứng dụng rộng rãi động đốt C C R UT.L nay, đáp ứng đƣợc nhu cầu gắt gao khí xả tính tiết kiệm nhiên liệu Để giảm giá thành sản phẩm dễ dàng D tiếp cận với ngƣời tiêu dùng nên nhà sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu hút đánh lửa thƣờng cho động cỡ nhỏ, chọn đề tài “Nghiên cứu cải tạo động tĩnh đánh lửa cưỡng truyền thống thành động điều khiển điện tử” để nâng cao tính kinh tế kỹ thuật động góp phần đƣa hệ thống điều khiển điện tử sử dụng rộng rãi động tĩnh Chƣơng 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ 2.1 Các loại cảm biến: 2.1.1 Cảm biến vị trí bướm ga : a/ Chức năng: Cảm biến vị trí bƣớm ga có nhiệm vụ xác định độ mở bƣớm ga gửi thông tin xử lý trung tâm để điều chỉnh lƣợng phun nhiên liệu 10 b/ Nguyên lý hoạt động: Điện trở nhiệt phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng điện trở giảm ngƣợc lại, nhiệt độ giảm điện trở tăng Sự thay đổi giá trị điện trở làm thay đổi giá trị điện áp đƣợc gửi đến ECU động tảng cầu phân áp Khi nhiệt độ động thấp, giá trị điện trở cảm biến cao điện áp gửi đến biến đổi ADC(Analog to Digital converter) lớn c/ Cấu tạo Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát có cấu tạo dạng trụ rỗng có ren ngồi, bên có lắp điện trở bán dẫn 2.1.4 Cảm biến vị trí trục khuỷu a/ Chức nhiệm vụ C C R UT.L Cảm biến vị trí trục khuỷu có nhiệm vụ đo tín hiệu tốc độ trục khuỷu, vị trí trục khuỷu gửi cho ECU ECU sử dụng tín hiệu D để tính tốn góc đánh lửa sớm bản, thời gian phun nhiên liệu cho động b/ Cấu tạo Cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu thƣờng có loại - Loại cảm biến hiệu ứng điện từ - Loại cảm biến hiệu ứng Hall c/ Nguyên lý hoạt động Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trục cam có vành tạo xung có vấu cực, vấu cực quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ cảm biến tạo xung tín hiệu gửi ECU để ECU nhận biết đƣợc điểm chết xi lanh 11 2.2 Hệ thống điều khiển điện tử phun xăng: Bao gồm cảm biến động cơ, ECU, khối lắp ghép kim phun dây điện - ECU định việc cung cấp nhiên liệu cần thiết cho động thơng qua tín hiệu phát từ cảm biến - ECU cấp tín hiệu điều khiển kim phun xác theo thời gian để tạo tỷ lệ xăng khơng khí thích hợp C C R UT.L D Hình 2.9 Sơ đồ tổng quát khối điều khiển 2.2.1 Khối tín hiệu Khối bao gồm cảm biến xác định tình trạng động báo cho ECU Hình 2.10 Sơ đồ khối tín hiệu điều khiển 12 2.2.2 Khối xử lý (ECU) Khối xử lý ECU tập hợp nhiều modul khác nhau: ổn áp, mạch khuếch đại, chuyển đổi Analog sang Digital ngƣợc lại, vi điều khiển, thạch anh tạo dao động, mạch tách tín hiệu…Tất đƣợc tích hợp bo mạch cứng qua tín hiệu đƣợc truyền cho với tốc độ nhanh tiết kiệm lƣợng ổn định + Bộ ổn áp: + Bộ chuyển đổi Analog/Digital (A/D): + Vi điều khiển: + Chương trình điều khiển: 2.2.3 Khối cấu chấp hành Bao gồm kim phun, rơle, công tắc điện từ, sử dụng điện áp C C R UT.L 12V tiêu thụ công suất lớn nhiều so với điện áp cung cấp từ cổng vi điều khiển Vi điều khiển đƣa tín hiệu dạng xung D để điều khiển cấu chấp hành 2.3 Các thông số ảnh hƣởng đến tỉ lệ khí - nhiên liệu Động làm việc hiệu chế độ làm việc hệ thống cấp nhiên liệu phụ thuộc vào tỷ lệ khơng khí nhiên liệu 2.3.1 Tỉ lệ khơng khí-nhiên liệu 2.3.2 Sự thay đổi f cố định a: Đối với động xăng hoạt động quanh tỉ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết Hệ số nạp a đƣợc định phụ tải + Hỗn hợp nghèo (> 1): + Hỗn hợp đậm (< 1): 2.3.3 Sự thay đổi a cố định f: Đối với động xăng vận hành với hỗn hợp nghèo tải phận Hệ số nhiên liệu f đƣợc định phụ tải + Hỗn hợp nghèo (> 1): 13 + Hỗn hợp đậm (< 1): 2.4 Giới thiệu chung hệ thống đánh lửa điện tử: 2.4.1.Khái quát nhiệm vụ yêu cầu hệ thống đánh lửa điện tử Hệ thống đánh lửa tạo tia lửa mạnh, vào thời điểm xác để đốt cháy hỗn hợp hịa khí Nhiệm vụ địi hỏi hệ thống đánh lửa phải bảo đảm đƣợc: - Tia lửa mạnh: - Thời điểm đánh lửa xác: - Có đủ độ bền: Mô tả sơ lƣợc hệ thống đánh lửa điện tử: - Hệ thống đánh lửa sử dụng điện cao áp cuộn đánh lửa tạo nhằm phát tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu đƣợc nén ép - Hỗn hợp khơng khí nhiệt liệu đƣợc nén ép đốt cháy xi lanh Sự bốc cháy tạo động lực động - Nhờ có tƣợng tự cảm cảm ứng tƣơng hỗ, cuộn dây tạo điện áp cao cần thiết cho đánh lửa - Cuộn sơ cấp tạo điện hàng trăm vơn cịn cuộn thứ cấp tạo điện hàng chục ngàn vơn C C R UT.L D Hình 2.11 Hệ thống đánh lửa điện tử 2.4.2.Các thông số chủ yếu hệ thống đánh lửa a/ Hiệu điện thứ cấp cực đại U2m: b/ Hiệu điện đánh lửa Udl: 14 c/ Hệ số dự trữ Kdt: d/ Năng lượng dự trữ Wdt: e/ Tốc độ biến thiên hiệu điện thứ cấp S: f/ Tần số chu kỳ đánh lửa: g/ Góc đánh lửa sớm: h/ Năng lượng tia lửa thời gian phóng điện: Kết luận chƣơng : Từ sở nghiên cứu hoạt động cảm biến đƣợc sử dụng hệ thống phun xăng thông số hệ thống đánh lửa, sử dụng cảm biến để lắp đặt cho động tĩnh đánh lửa cƣỡng nhằm chuyển sang hệ thống điều khiển điện tử C C R UT.L Chƣơng : CẢI TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG, ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ CHO ĐỘNG CƠ SAMDI 6,5HP D 3.1 Lựa chọn thiết bị: 3.1.1 Cảm biến áp suất đường ống nạp 3.1.2 Cảm biến vị trí bướm ga 3.1.3 Cảm biến tốc độ động vị trí piston 3.1.4 Vịi phun 3.2 Nghiên cứu mơ 3.2.1 Thiết lập mơ hình: Mơ đƣợc thực động 168FB kéo máy phát điện SAMDI S3600B-1 Thông số kỹ thuật động cho bảng 3.1 15 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật động 168FB Loại động Công suất cực đại kỳ, xilanh 4,8 kW/3600 vòng/phút Monen cực đại 12,4 N.m/2500 vịng/phút Dung tích xi lanh Đƣờng kính x hành trình piston 196 cm3 68 x 54 mm Góc đánh lửa sớm Tỷ số nén 20° 8,5: 3.2.2 Mô giản đồ phun nhiên liệu: 3.3 Lắp đặt hệ thống điều khiển điện tử cho động Trên sở giản đồ phun giản đồ đánh lửa phần nghiên cứu mô C C R UT.L phỏng, thực việc lắp đặt hệ thống điện tử để cải tạo động Samdi 168FB Chọn hệ thống EFI đƣợc lắp loại xe D gắn máy phun xăng điện tử để lắp động cải tạo Hình 3-11 Sơ đồ lắp đặt hệ thống điều khiển phun xăng đánh lửa động 168FB Để điều khiển vòi phun hệ thống đánh lửa phù hợp với động cải tạo, sử dụng ECU APITECH 9.0 Đây ECU mở, cho 16 phép nạp giản đồ điều khiển vòi phun giản đồ điều khiển hệ thống đánh lửa theo thiết kế Các cảm biến cung cấp liệu điều khiển cho ECU gồm cảm biến tốc độ điểm chết trên, cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí bƣớm ga, cảm biến lƣu lƣợng khí nạp, cảm biến oxygen đƣợc sử dụng toàn cảm biến xe gắn máy EFI Các cảm biến cung cấp thơng số để ECU tính tốn thời gian mở vịi phun thời điểm bật tia lửa điện Vị trí lắp đặt cảm biến động 168FB nhƣ hình 3-13a, b, c, d C C R UT.L D Hình 3-13 Lắp đặt hệ thống cảm biến lên động 168FB Trƣớc cho động hoạt động, ta cần phải thiết lập thông số ban đầu cho ECU Trong trình hoạt động theo dõi điều chỉnh thông số để đảm bảo động hoạt động tối ƣu nhƣ mong muốn 17 Hình 3-14 Động 168FB sau lắp đặt hệ thống điều khiển điện tử Động sau cải tạo chạy ổn định, gia tốc tốt, ổn định tốc độ chế độ tải đảm bảo mức công suất cực đại nhƣ trƣớc cải tạo 3.4 Sơ đồ hệ thống đánh lửa phun xăng động Hình 3-15 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử 3.5 Nguyên lý hoạt động hệ thống Nhiên liệu cung cấp cho động đƣợc nén lại nhờ bơm nhiên liệu chạy điện chảy đến vòi phun qua lọc Nhiên liệu đƣợc phun van điện từ mở ngắt quãng Do vậy, lƣợng khí nạp nhỏ, khoảng thời gian phun ngắn cịn lƣợng khí nạp lớn, khoảng thời gian phun dài hơn, tùy thuộc vào chế độ động để ECU điều khiển lƣợng nhiên liệu cần phun thời gian phun Kết luận chƣơng : Kết cho phép rút đƣợc kết luận sau: - Khi tốc độ động tăng, trình bốc kéo dài, phận nhiên liệu bốc cuối kỳ nén làm cho hệ số tƣơng đƣơng tăng nhẹ hệ số tƣơng đƣơng trƣờng hợp tốc độ thấp đạt giá trị ổn định kỳ nạp - Cơng thị chu trình giảm tăng tốc độ động Ứng với tốc độ cho trƣớc, công thị chu trình có giá trị cực đại theo góc đánh lửa sớm D C C R UT.L 18 - Cùng chế độ tải, tăng tốc độ động góc phun tăng nhƣng khơng tuyến tính Cùng tốc độ động cơ, góc phun giảm theo độ mở bƣớm ga, tốc độ giảm tăng nhanh vùng bƣớm ga đóng nhỏ - Góc đánh lửa sớm tối ƣu tăng gần nhƣ tuyến tính theo tốc độ động chế độ tải cho trƣớc Ứng với chế độ tốc độ cho trƣớc, góc đánh lửa sớm giảm nhẹ tăng tải động - Có thể sử dụng ECU APITech mở với cảm biến hệ thống phun nhiên liệu xe gắn máy EFI để cải tạo động xăng truyền thống thành động phun xăng điều khiển điện tử Tính động đƣợc cải thiện sau cải tạo Chƣơng KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 4.1 Kiểm tra chạy thử Sau lựa chọn thiết bị, tiến hành lắp đặt điều chỉnh khối tín hiệu vào, Chạy thử theo dõi tình trạng hoạt động động 4.1.1 Quy trình kiểm tra a/ Địa điểm: Tại trung tâm nghiên cứu ứng dụng lƣợng thay Đại học Đà Nẵng b/ Nội dung kiểm tra: + Hệ thống phun xăng, đánh lửa cảm biến: + Cơ cấu chấp hành: 4.1.2 Các bước tiến hành kiểm tra Bƣớc 1: Lắp đặt dây tín hiệu đầu vào Bƣớc 2:Kiểm tra tín hiệu đầu vào, hiệu chỉnh tín hiệu đầu vào Bƣớc 3: Lắp đặt tín hiệu đầu Bƣớc 4: Kiểm tra tín hiệu đầu ra, hiệu chỉnh tín hiệu đầu 4.1.3 Chạy thử Các tín hiệu hiển thị LCD: D C C R UT.L 19 4.2 Thực nghiệm điều chỉnh góc đánh lửa, phun xăng tối ƣu, đo suất tiêu hao nhiên liệu đặc tính động thực nghiệm 4.2.1 Thiết bị thực nghiệm: Đồng hồ đo điện áp, tần số, công suất, số KWh tiêu thụ, cân đo tiêu hao nhiên liệu, phụ tải, máy tính Ngƣời nghiên cứu chọn phụ tải 4,5 KW (4 bóng 1000W 01 bóng 500W nối trực tiếp), cân đo nhiên liệu max 7,5kg, đồng hồ đo max 22KW phụ kiện nhƣ phíc cắm, dây điện, cáp nối ECU động 4.2.2 Bố trí thí nghiệm C C R UT.L D Hình 4- Sơ đồ bố trí thí nghiệm động cải tạo 4.2.3 Quy trình thực nghiệm a/ Điều khiển góc đánh lửa cho động thực nghiệm Theo tính tốn lý thuyết  = 00- 200, đặt góc đánh lửa theo tùng chế độ nhƣ tính tốn sau ta tối ƣu thực tế chế độ : nhiệt độ ban đầu từ 00C đến 600C, tốc độ từ tốc độ cầm chừng đến 2.000 v/p, điều chỉnh góc đánh lửa  = 100, nhiệt độ từ 60 – 1000C, ECU không thực hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ, điều chỉnh góc đánh lửa theo tốc độ động cơ, động 2000 v/p góc đánh lửa điều chỉnh sớm tăng độ lên tới tốc độ cực đại động 20 3.600v/p, góc đánh lửa sớm tăng lên đến 160 Khi nhiệt độ 1100C, dễ gây tƣợng kích nổ tăng hàm lƣợng NOx khí thải, ECU điều khiển giảm góc đánh lửa xuống, góc tối đa giảm xuống 5° b/ Điều khiển phun xăng cho động thực nghiệm Các bước thực nghiệm Sau cài đặt chƣơng trình điều khiển cho ECU chế độ phun động Winner, khởi động động cho hoạt động ta tiến hành điều chỉnh lƣợng xăng phun theo chế độ làm việc động Tiến hành hiệu chỉnh :Bƣớc đầu, chọn mức mở bƣớm ga 5%, động hoạt động, ta tăng tải lên, lúc động bắt đầu chậm lại, điều chỉnh tăng lƣợng xăng phun lên đến cảm biến ô xy báo đến mức gần 0, chọn số liệu Tiếp tục chọn vị trí bƣớm ga lên 10% thực bƣớc nhƣ trƣớc ta lấy số liệu tiếp tục vị trí bƣớm ga 15%, 20% đến 100% Ta có số liệu điều khiển lƣợng xăng phun tối ƣu cho động cơ, nhiên có thêm số chƣơng trình cấp phụ cho động lƣợng nhiên liệu chế độ tăng ga đột ngột 4.3 Đo thực nghiệm đặc tính ngồi động (công suất) Phương pháp đo: Cho động thực nghiệm dùng chế hịa khí động đƣợc thay hệ thống điều khiển đánh lửa phun xăng điện tử thực nghiệm chế độ nhƣ Đo công suất: Cho động thực nghiệm hoạt động ổn định nhiệt độ hoạt động ổn định (trên 750C) kéo động điện không tải Bắt đầu đo: Cho động hoạt động 100% (mở bƣớm ga mở 100%) tăng tải trực tiếp bóng đèn 500KW, điều chỉnh để động hoạt động số vòng quay n = 3.500v/p tiếp tục tăng tải, động tự điều chỉnh (nhờ điều tốc) đến động giảm xuống dƣới mà tự điều chỉnh lại 3500v/p ghi nhận đồng hồ báo công suất thời điểm này; tiếp tục tăng tải cho động hoạt động ổn định mức n = D C C R UT.L 21 3.000v/p nhƣ thu đƣợc công suất số vòng quay này, tiếp tục 2.500v/p, 2.000v/p, 1.500v/p ta có kết nhƣ sau: Tốc Động chuyển sang độ (n Động dùng BCHK EFI v/p) 1.500 Từ số liệu đo ta tính mơ men động theo cơng thức N = M.ω.Ta có bảng số liệu kết đo thực nghiệm công suất mô men động dùng BCHK sau đƣợc thay lắp đặt hệ thống EFI C C R UT.L Bảng 4.3 Số liệu thực nghiệm vị trí bướm ga 100% dùng BCHK D n [v/p] 1500 2000 2500 3000 3500 Me [N.m] 10.51 10.99 11.08 10.99 10.65 Ne [kW] 1.65 2.30 2.90 3.45 3.90 Bảng 4.4 Số liệu thực nghiệm vị trí bướm ga 100% dùng EFI n [v/p] Me [N.m] Ne [kW] 1500 11.09 1.74 2000 11.59 2.40 2500 11.69 3.06 3000 11.59 3.64 3500 11.23 4.11 22 Qua kết đo cho thấy chế độ thực nghiệm bƣớm ga mở 100%, với số vịng quay khác ta thấy cơng suất có ích động tăng từ đến 10,5%, mô men có ích tăng bình qn 10% 4.4 Đo lượng tiêu hao nhiên liệu Suất tiêu hao nhiên liệu đƣợc thử nghiệm động thực nghiệm sử dụng BCHK động sử dụng EFI phƣơng pháp đo thông qua đồng hồ báo điện áp, cân điện tử để đo lƣợng nhiên liệu tiêu hao Cho động hoạt động chế độ tải 25%, 50%, 75%, 100%, tƣơng đƣơng 1KW, 2KW, 3KW, 4KW chế độ hoạt động 03 phút ta đo đƣợc suất tiêu hao nhiên liệu nhƣ bảng Bảng số liệu đo suất tiêu hao nhiên liệu động thực nghiệm dùng BCHK dùng EFI Bảng 4.5 Suất tiêu hao nhiên liệu động dùng BCHK EFI TIÊU THỤ XĂNG [g/h] 25% 50% 75% 100% %Tải BCHK g (nhiên 490 820 1.200 1.650 liệu) EFI g (nhiên 460 760 1.100 1.530 liệu) Cải thiện % 6,1% 7,3% 8,3% 7,3% Qua kết thể Bảng 4.5 cho thấy động sử dụng phun xăng điều khiển điện tử cải thiện tiêu thụ xăng tƣơng ứng chế độ tải 25% 6,1%; 50% 7,3%, 75% 8,3% toàn tải 7,3% 4.5 Sự khác biệt trình làm việc trƣớc sau cải tạo 1/ Xăng đƣợc hình thành hạt bụi sƣơng nhỏ phun vào động có tồn áp suất 2/ Động chạy không tải êm dịu 3/ Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển đƣợc lƣợng xăng xác 4/ Giảm đƣợc khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trƣờng D C C R UT.L 23 5/ Mômen xoắn động phát lớn hơn, khởi động nhanh động làm việc ổn định 6/ Tạo công suất lớn hơn, khả tăng tốc tốt khơng có họng khuyếch tán gây cản trở nhƣ động chế hịa khí 7/ Gia tốc nhanh nhờ xăng bốc tốt lại đƣợc phun vào xylanh tận nơi 8/ Duy trì đƣợc hoạt động lý tƣởng phạm vi rộng điều kiện vận hành Kết luận chƣơng : Động sử dụng hệ thống phun xăng thay chế hịa khí động tĩnh cỡ nhỏ đảm bảo cho động hoạt động ổn định tất chế độ làm việc động Công suất động sau thay hệ thống phun xăng sinh công suất lớn động nguyên thủy C C R UT.L Ở chế độ tải khác suất tiêu hao nhiên liệu động sau chuyển đổi cải thiện lƣợng nhiên liệu tƣơng ứng D Việc tiến hành thực nghiệm cho tơi có đƣợc nhiều đánh giá quan trọng trình thực đề tài, đề tài mới, có kết hợp việc điều khiển phun xăng đánh lửa điện tử, nên đòi hỏi phải có kiến thức khơng chun ngành tô mà liên quan đến điện - điện tử KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ “Nghiên cứu cải tạo động tĩnh đánh lửa cƣỡng truyền thống thành động điều khiển điện tử” đƣợc nghiên cứu phƣơng pháp lý thuyết, mơ hình hóa thực nghiệm Có thể rút đƣợc số kết nhƣ sau: Động tĩnh đánh lửa cƣỡng truyền thống cải tạo thành động phun xăng điều khiển điện tử với trang thiết bị phù hợp dễ tìm kiếm thị trƣờng Có thể sử dụng ECU APITech mở với cảm biến hệ 24 thống phun nhiên liệu xe gắn máy EFI để cải tạo động xăng truyền thống thành động phun xăng điều khiển điện tử Tính động đƣợc cải thiện sau cải tạo Động sau cải tạo hoạt động bƣớm ga mở 100%, với số vòng quay khác cơng suất có ích tăng từ đến 10,5% mơ men có ích tăng bình quân 10% Động sau cải tạo thành phun xăng điều khiển điện tử cải thiện tiêu thụ xăng tƣơng ứng chế độ bƣớm ga lần lƣợt 25% 6,1%; 50% 7,3%, 75% 8,3% toàn tải 7,3% HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài mở rộng nghiên cứu phát triển số nội dung cụ thể sau: - Nghiên cứu tối ƣu cho nhiên liệu thay nhƣ LPG, biogas, biomass, cồn, hydro… tiến đến thƣơng mại hóa sản phẩm - Nghiên cứu ứng dụng động nhiều xi lanh, động kéo máy phát điện cỡ lớn D C C R UT.L ... ? ?Nghiên cứu cải tạo động tĩnh đánh lửa cưỡng truyền thống thành động điều khiển điện tử” làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu : Nhiệm vụ đề tài nghiên cứu cải tạo động máy phát điện. .. có ESA (Đánh lửa Sớm điện tử) Hệ thống đánh lửa sử dụng chức ESA Bộ điều khiển điện tử (ECU) để điều khiển góc đánh lửa sớm Hình 1.8 Hệ thống đánh lửa ESA C C R UT.L D d/ Hệ thống đánh lửa trực... ? ?Nghiên cứu cải tạo động tĩnh đánh lửa cƣỡng truyền thống thành động điều khiển điện tử” đƣợc nghiên cứu phƣơng pháp lý thuyết, mơ hình hóa thực nghiệm Có thể rút đƣợc số kết nhƣ sau: Động tĩnh