Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu trong việc ứng dụng thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh dewe 2600 vào khảo sát một số tín hiệu từ các cảm biến trên động cơ đốt trong. Đối tượng nghiên cứu của bài báo là động cơ Solata LPG 2.0 đây là động cơ sử dụng nhiên liệu LPG có dung tích xy lanh 1999 cm3 .
ISSN 2354-0575 ỨNG DỤNG THIẾT BỊ THU THẬP DỮ LIỆU ĐA KÊNH DEWE 2600 KHẢO SÁT TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nguyễn Văn Thịnh1, Đào Chí Cường1, Nguyễn Văn Nhơn1, Phạm Thị Minh Huệ2, Lê Đăng Đông1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Ngày tòa soạn nhận báo: 15/03/2020 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 22/05/2020 Ngày báo duyệt đăng: 10/06/2020 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết nghiên cứu việc ứng dụng thiết bị thu thập liệu đa kênh dewe 2600 vào khảo sát số tín hiệu từ cảm biến động đốt Đối tượng nghiên cứu báo động Solata LPG 2.0 động sử dụng nhiên liệu LPG có dung tích xy lanh 1999 cm3 Kết nghiên cứu cho thấy thiết bị thu thập liệu đa kênh Dewe-2600 dễ dàng kết nối với hệ thống tín hiệu phục vụ q trình chẩn đốn điều khiển dịng động có sử dụng hệ thống cảm biến điều khiển điện tử Các tín hiệu đo từ cảm biến gửi phản ánh chất vật lý với thông số từ hãng cung cấp Từ khóa: dewe 2600, tín hiệu cảm biến, khảo sát tín hiệu, dewesoft Đặt vấn đề Hiện nay, nước ta trình cơng nghiệp hóa, đại hóa để trở thành nước công nghiệp tương lai Cùng với phát triển kinh tế, ngành công nghiệp ôtô có phát triển mạnh mẽ Khi đời sống nâng cao nhu cầu xe cộ đặc biệt ôtô tăng cách mạnh mẽ Cùng với việc tăng mức độ an toàn trì tình trạng ơtơ trạng thái hoạt động tốt thời gian dài vấn đề quan tâm Do việc cải tiến cơng nghệ áp dụng tiến khoa học, kỹ thuật vào kiểm tra chuẩn đốn ngành cơng nghiệp ôtô trọng đầu tư phát triển Trên ơtơ nay, cảm biến có vai trị quan trọng Các cảm biến thu thập liệu hoạt động xe gửi tín hiệu ECU giúp điều chỉnh chế độ làm việc xe cho an toàn nhất, hoạt động hiệu Các cảm biến tốc độ xe giám sát tốc độ xe thời điểm xe chạy, cung cấp thông tin cho hệ thống máy tính để hạn chế tốc độ xe cần thiết, cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến lưu lượng khí nạp cung cấp thơng tin chế độ hoạt động động để điều chỉnh nhiên liệu đánh lửa cho công suất động phát phù hợp nhất… Vì việc xây 34 dựng chương trình kiểm tra, chẩn đốn tín hiệu cảm biến cần thiết để bảo đảm an toàn trì tính kỹ thuật xe DEWE2600 thiết bị kèm phần mềm đo đạc xung tín hiệu chun nghiệp, mơi trường cho phép tạo chương trình sử dụng kí hiệu đồ họa giúp xây dựng thuật toán nhanh, gọn, sáng tạo dễ hiểu Thông qua card giao tiếp chuẩn giao tiếp DEWE-2600 giúp kết nối cảm biến với máy tính Với mục đích nghiên cứu nhằm khai thác tính thiết bị nghiên cứu phương pháp để xây dựng sở giao tiếp với tín hiệu từ cảm biến gửi ECU phục vụ trình điều khiển chẩn đoán động Đối tượng nghiên cứu * Động Hyundai Sonata 2.0 LPG Hyundai Sonata dòng xe sedan thuộc phân khúc hạng sang hãng xe Hyundai chế tạo sản xuất, phiên tác giả lựa chọn nghiên cứu loại động sử dụng nhiên liệu LPG tích buống cháy 1999 cm3 kỳ, cấu phân phối khí loại SOHC, xilanh thẳng hàng, hộp số tự động sử dụng hệ thống AES đặc biệt tiết kiệm nhiên liệu sản xuất cho thị trường nội địa Hàn Quốc Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng - 2020 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Bảng Thông số động Sonata 2.0 TT Ký hiệu Giá trị S/D 85/88 i Công suất đạt cực đại 5.500 vòng/phút (Hp) Nemax 105 Mơ men xoắn cực đại 4600 vịng/phút (Nm) Memax 164 Số vòng quay cực đại (vòng/phút) nemax 6000 Tỷ số nén (-) ε 10,5:1 Dung tích (lít) Vc 1.99 Thơng số Hành trình piston/đường kính (mm) Số xylanh (-) OBD; 8: Cuộn đánh lửa; 9: Cơng tắc đóng LPG; 10: ECU; 11: Cảm biến xy; 12: Bình ắc quy; 13: Cảm biến MAP; 14: Van khóa ga Động xe Sonata 2.0 sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG giới thiệu Hình LPG tích bình chứa thương mại chuyên dụng bình chứa thị trường Việc điều chỉnh áp suất LPG q trình thí nghiệm thực van giảm áp dạng khí kiểm sốt việc đóng cắt tự động van điện từ LPG hóa hồn tồn qua chuyển đổi hóa trước vào động Trên đường cung cấp LPG cho động cịn có cảm biến đo nhiệt độ, áp suất lưu lượng LPG Nhiên liệu LPG phun vào đường ống nạp động qua vòi phun Các tín hiệu từ cảm biến tốc độ, cảm biến nhiệt độ, cảm biến lưu lượng, cảm biến chân ga, cảm biến áp suất, đưa điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG (ELC - Electronic LPG Control) Tín hiệu điều khiển phun LPG gửi tới van điện từ đóng ngắt nhiên liệu đặt phía trước hóa tín hiệu điều khiển vịi phun Q trình điều khiển cung cấp LPG thực thơng qua giao diện máy tính kết nối với ELC * Thiết bị thu thập liệu đa kênh Dewe 2600 Hình Mơ hình động Sonata 2.0 LPG Dewe-2600 hệ thống có khả thu thập liệu loại xách tay hãng DEWETRON Áo Hệ thống tương thích với tất module khuyếch đại DEWETRON, sử dụng với phần mềm thu thập khác Dewe-2600 thiết kế có kết cấu chắn để sử dụng cơng nghiệp chẩn đốn Với hình Touchscreen 15 inches, thiết bị nhận cấp chứng CE sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 9001 Hình Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG động Sonata 2.0 1: Bình chứa nhiên liệu; 2: Đồng hồ báo áp suất; 3: Van từ; 4: Bộ hóa hơi; 5: Lọc; 6: Vịi phun; 7: Cáp Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng - 2020 Hình Thiết bị thu thập liệu đa kênh Dewe 2600 Journal of Science and Technology 35 ISSN 2354-0575 Tính thiết bị Dewe 2600 đo lưu trữ số liệu, phân tích số liệu, phân tích phổ FFT… Cũng đo áp suất, mơ men, đo lực, đo nhiệt, đo rung động nhiều thành phần, phân tích rung động, đo cơng suất động Và nhiều chức khác DEWE-2600 quản lý tới 64 module DEWETRON Nó hiển thị theo thời gian thực dạng đồ thị khác như: scope, overview, recoder, x-y, FFT Hình Kết nối thiết bị động thí nghiệm Một số kết khảo sát Trường hợp 1: Khảo sát tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ động Cảm biến nhiệt độ nước xác định nhiệt độ làm mát động cơ, chuyển đổi thay đổi trở kháng thành tín hiệu điện áp, tín hiệu vào cho điều khiển ECU, điều khiển sử dụng tín hiệu để điều khiển kiểm soát chế độ làm việc động cơ, đồng thời tín hiệu sử dụng để điều khiển quạt làm mát Hình Sơ đồ cấu trúc thiết bị thu thập liệu đa kênh Dewe 2600 Hình Cảm biến nhiệt độ nước Bảng Thông số cảm biến nhiệt độ động Nhiệt độ -20°C 20°C 60°C 80°C Hình Thiết lập kênh đo phần mềm dewesoft 36 Thông số kỹ thuật Trở kháng 10.7 kΩ 20.5 kΩ 0.6 kΩ 0.2 kΩ Điện áp 4.2 V 2.6 V 1.1 V 0.5 V Hình Đồ thị xung đặc tính cảm biến nhiệt độ Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng - 2020 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Trường hợp 2: Khảo sát tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga áp suất tuyệt đối đường ống nạp Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) gắn đường ống nạp để đo góc mở van bướm ga TPS cảm biến trở kháng biến thiên, trở kháng phụ thuộc vào vị trí van bướm Tín hiệu cảm biến TPS 0.3~0.9V van bướm đóng, 4.0~4.8V van bướm mở hồn tồn Bộ ECU sử dụng MAPS TPS để đo để đo trạng thái hoạt động, phần tải, trạng thái tăng tốc giảm tốc để xác định thời gian đánh lửa kiểm soát lượng nhiên liệu cấp vào động ECU dựa vào thay đổi áp suất ống dẫn khí nạp, sử dụng ECU liệu việc xác định số vịng quay động lượng khí nạp Hình 11 Cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp (MAPS) Bảng Thông số cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp Hình Cảm biến vị trí bướm ga Bảng Thơng số cảm biến vị trí bướm ga Độ mở van bướm ga Idle -0% 50% Full Acceleration (tăng tốc)-90% Áp suất 200 mmHg 400 mmHg 600 mmHg 760 mmHg Điện áp 1V 2.1V 3.2V 4V Điện áp 0.2~0.463V 2.9V 5V Hình 12 Đồ thị xung đặc tính cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp Hình 10 Đồ thị xung đặc tính cảm biến vị trí bướm ga Bộ điều khiển điện tử (ECU) yêu cầu thông tin xác áp suất khơng khí vào động để xác định lượng phun nhiên liệu cần thiết Cảm biến áp suất tuyệt đối sử dụng để đo lượng khơng khí vào động cách xác định áp suất đường ống nạp để gián tiếp tính tốn lượng khơng khí nạp vào động Cảm biến MAPS gửi tín hiệu đầu tương tự tỷ lệ thuận với áp suất tuyệt đối tới Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng - 2020 Trường hợp 3: Khảo sát tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu Trục cam quay với tốc độ phần hai tốc độ quay trục khuỷu, ECU dựa vào hai tín hiệu để tính tốn, điều khiển lượng nhiên liệu thời điểm đánh lửa phù hợp với chế độ làm việc động Cảm biến xác định vị trí trục cam xác định xy lanh giai đoạn nén hay giai đoạn xả theo hướng điểm chết Cảm biến ví trí trục cam cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng hiệu ứng Hall, với đầu cảm biến làm vật liệu từ gắn vào trục quay phận đầu thu tín hiệu Journal of Science and Technology 37 ISSN 2354-0575 cố định thân máy Hình 15 Đồ thị xung đặc tính cảm biến vị trí trục khuỷu trục cam Hình 13 Cảm biến vị trí trục cam Hình 14 Cảm biến vị trí trục khuỷu Kết luận Bài báo trình bày việc nghiên cứu để ứng dụng khai thác thiết bị thu thập liệu đa kênh DEWE-2600 vào khảo sát tín hiệu từ cảm biến động gửi ECU, qua dựa vào kết đo để chẩn đoán đánh giá trạng thái kỹ thuật động Đồng thời dựa vào tín hiệu đặc tính cảm biến thu giả lập tín hiệu để thực trình điều khiển động hoạt động theo chế độ mong muốn để thực thực hành thí nghiệm Kết nghiên cứu nhóm tác giả sử dụng làm tài liệu đào tạo cao học, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên sinh viên khối ngành công nghệ kỹ thuật ô tô Tài liệu tham khảo [1] Lê Văn Doanh, , Các cảm biến kỹ thuật đo lường & điều khiển, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội, 2005 [2] Phan Quốc Phô, Giáo trình cảm biến, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 [3] Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện điện tử ô tô đại - Hệ thống điện động cơ, NXB Đại học Quốc gia TPHCM, 2007 [4] Trần Thanh Hải Tùng, Kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu mới, Đà Nẵng, Đại học bách khoa Đà Nẵng, 2012 [5] www.dewe-2600.com.vn [6] DEWE-2600 Technical reference manual [7] Hyundai sonata III 2.0 LPG, www.automobile-catalog.com USING DEWE 2600, A MULTICHANEL DATA ACQUISITION DEVICE, TO EXAMINE SIGNALS FROM SENSORS ON INTERNAL COMBUSTION ENGINES Abstract: This paper presents the research results in the application of DEWE 2600 multi-channel data acquisition device to investigate some signals from sensors on internal combustion engines The research object of the paper is Solata LPG 2.0 engine which is an engine using LPG fuel with cylinder capacity of 1999 cm3 The research results show that the Dewe-2600 multi-channel data acquisition device can easily connect to signal systems for the diagnosis and control on motor lines using sensor systems and Electronic Control The signals measured from the sensors reflect the true physical nature and the parameters from the company Keywords: dewe 2600, signal sensor, signal survey, dewesoft 38 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng - 2020 Journal of Science and Technology ... thập liệu đa kênh DEWE- 2600 vào khảo sát tín hiệu từ cảm biến động gửi ECU, qua dựa vào kết đo để chẩn đoán đánh giá trạng thái kỹ thu? ??t động Đồng thời dựa vào tín hiệu đặc tính cảm biến thu giả... đồ cấu trúc thiết bị thu thập liệu đa kênh Dewe 2600 Hình Cảm biến nhiệt độ nước Bảng Thông số cảm biến nhiệt độ động Nhiệt độ -20°C 20°C 60°C 80°C Hình Thiết lập kênh đo phần mềm dewesoft 36... FFT Hình Kết nối thiết bị động thí nghiệm Một số kết khảo sát Trường hợp 1: Khảo sát tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ động Cảm biến nhiệt độ nước xác định nhiệt độ làm mát động cơ, chuyển đổi thay