Nghiên cứu, mô phỏng hệ thống điện kép accu – siêu tụ điện trên hệ thống điện động cơ xe máy honda wave RSX FI

Ở nước ta các hãng xe máy nổi tiếng như Honda, Yamaha, SYM,.. đã lần lượt đưa công nghệ phun xăng điện tử vào những dòng xe đời mới của mình. Trước đây công nghệ này chỉ được nhìn thấy trên những dòng xe đắt tiền như Dylan, SHi, PSi,… nhưng ngày nay nó đã trở nên phổ biến hơn và dần xuất hiện trên những dòng xe bình dân với giá cả hợp lý, phù hợp với thu nhập của đa số người dân Việt Nam. - Với sự ưu việt của mình, công nghệ phun xăng điện tử nói chung và trên xe gắn máy nói riêng chắc chắn sẽ có những bước phát triển mạnh mẽ, ngày một hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi hơn trong tương lai. - Trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp chúng em nhận thấy hệ thống phun xăng điện tử có thể được tối ưu hơn nữa như: tiết kiệm nhiên liệu hơn, khí thải ra sạch sẽ hơn, công suất được nâng cao hơn... và giải pháp chúng em hướng tới đó là sử dụng siêu tụ điện cung cấp điện cho xe gắn máy. Vì vậy, được sự phân công Bộ môn Động cơ ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô của khoa Đào tạo chất lượng cao – Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM và sự hướng dẫn của thầy Phan Nguyễn Quí Tâm, nhóm chúng em đã nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu, mô phỏng hệ thống điện kép accu – siêu tụ điện trên hệ thống điện động cơ xe máy Honda Wave RSX FI. - Mặc dù có những ưu điểm so với ắc quy, tuy nhiên để siêu tụ có thể thay thế hoàn toàn ắc quy trên xe gắn máy thì cần có thêm nhiều nghiên cứu, thực nghiệm, và mô hình đánh giá hiệu quả của ý tưởng. Đã có những nghiên cứu của các tác giả đi trước về hệ thống điện trên xe và siêu tụ điện, đây là nguồn tài liệu quý giá cộng với sự giúp đỡ của thầy Phan Nguyễn Quí Tâm chúng em quyết định xây dựng mô hình mô phỏng ảnh hưởng của siêu tụ điện đến hệ thống điện trên xe và hệ thống phun xăng điện tử bằng phần mềm MATLAB SIMULINK. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 1.1.2. Mục tiêu của đề tài - Tìm hiểu hệ thống cung cấp điện xe máy Honda Wave RSX FI. - Tìm hiểu hệ thống điều khiển động cơ, khảo sát đặc tuyến các tín hiệu. - Tìm hiểu đặc tính siêu tụ điện, các phương trình đặc tính hệ thống và chi tiết. - Mô phỏng hệ thống phun xăng điện tử sử dụng accu - siêu tụ điện trên xe máy Honda Wave RSX FI. 1.1.3. Giới hạn đề tài - Chỉ mô phỏng trên một loại xe gắn máy. - Chỉ mô phỏng hệ thống phun xăng điện tử và hệ thống điện trên xe gắn máy. 1.1.4. Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng cơ sở lí thuyết của các nguồn tài liệu tham khảo để xây dựng mô hình mô phỏng. - Tính toán những thông số cần thiết đến mô hình hoặc tham khảo từ những thông số xe có sẵn trên thực tế để tiến hành mô phỏng.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN KÉP ACCU - SIÊU TỤ ĐIỆN TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE MÁY WAVE RSX FI SVTH : Ngô Đức Hiệp MSSV: 15145054 Nguyễn Duy Hưng MSSV: 15145071 Khóa : 2015 - 2019 Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD : ThS PHAN NGUYỄN Q TÂM Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN KÉP ACCU - SIÊU TỤ ĐIỆN TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE MÁY WAVE RSX FI SVTH : Ngô Đức Hiệp MSSV: 15145054 Nguyễn Duy Hưng MSSV: 15145071 Khóa : 2015 - 2019 Ngành : CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ GVHD : ThS PHAN NGUYỄN Q TÂM Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, mô hệ thống điện kép accu – siêu tụ điện hệ thống điện động xe máy Honda Wave RSX FI Sinh viên thực hiện: Họ tên SV1: Ngô Đức Hiệp Họ tên SV2: Nguyễn Duy Hưng NỘI DUNG: MSSV: 15145054 MSSV: 15145071 • • • • Tìm hiểu hệ thống cung cấp điện xe máy Honda Wave RSX FI Tìm hiểu hệ thống điều khiển động cơ, khảo sát đặc tuyến tín hiệu Tìm hiểu đặc tính siêu tụ điện, phương trình đặc tính hệ thống & chi tiết Mơ hệ thống điện kép accu – siêu tụ điện hệ thống điện động xe máy Honda Wave RSX FI • Viết thuyết minh II TÀI LIỆU THAM KHẢO: • Tài liệu hãng: Honda Wave RSX FI • Hệ thống điều khiển động phun xăng điện tử • Phần mềm mơ phỏng, hỗ trợ so sánh, đánh giá III TRÌNH BÀY: • 01 thuyết minh đồ án • Upload lên google drive khoa file thuyết minh đồ án (word, powerpoint, poster) IV THỜI GIAN THỰC HIỆN: a Ngày bắt đầu: 01/03/2019 b Ngày hoàn thành: Theo kế hoạch Khoa ĐTCLC (dự kiến 10/07/2019) Trưởng ngành Tp.HCM, ngày 26 tháng 02 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Phan Nguyễn Q Tâm ii CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Ngành: Ngô Đức Hiệp MSSV: 15145054 Nguyễn Duy Hưng MSSV: 15145071 Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu, mô hệ thống điện kép accu – siêu tụ hệ thống điện động xe máy Wave RSX FI Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Phan Nguyễn Quí Tâm NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyế t điểm: Đề nghi ̣cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằ ng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Ngành: Ngô Đức Hiệp MSSV: 15145054 Nguyễn Duy Hưng MSSV: 15145071 Công nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu, mô hệ thống điện kép accu – siêu tụ hệ thống điện động xe máy Wave RSX FI Họ và tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyế t điểm: Đề nghi ̣cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằ ng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, sinh viên chúng em gặp nhiều khó khăn kiến thức chuyên môn phương tiện, dụng cụ để hồn thành nội dung Tuy nhiên, việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp phương pháp để đánh giá việc vận dụng kiến thức học sinh viên nói chung chúng em nói riêng Để hồn thành đồ án tốt nghiệp đòi hỏi sinh viên phải vận dụng tất học nhà trường kinh nghiệm tích lũy thân Chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phan Nguyễn Quí Tâm người trực tiếp hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp, nhờ có giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp Qua chúng em có thêm hội tìm hiểu kỹ hệ thống điện động cơ, siêu tụ điện qua mở rộng kiến thức cho thân Đồng thời chúng em chân thành gởi lời cảm ơn đến tất giảng viên Bộ môn Động bảo thêm cho chúng em mặt kiến thức hỗ trợ thiết bị dụng cụ để kịp thời hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên với vốn kinh nghiệm kiến thức ỏi việc hồn thành đồ án tốt nghiệp cịn nhiều thiếu sót chúng em mong thầy thơng cảm thiếu sót để chúng em rút kinh nghiệm Cuối chúng em xin cảm ơn tất giảng viên Khoa Cơ Khí Động Lực, Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao với lòng tri ân cảm ơn sâu sắc, chân thành Tp HCM, tháng 07 năm 2019 Sinh viên thực Ngô Đức Hiệp Nguyễn Duy Hưng v ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii Phiếu nhận xét giáo viên hướng dẫn iii Phiếu nhận xét giáo viên phản biện iv Lời cảm ơn v Mục lục vi Danh mục chữ viết tắt ix Danh mục hình ảnh biểu đồ xi Danh mục bảng xiv Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Mục tiêu đề tài 1.1.3 Giới hạn đề tài 1.1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.2 Giới thiệu thông số kỹ thuật đối tượng nghiên cứu 1.2.1 Giới thiệu dòng xe Honda Wave RSX 1.2.2 Thông số kỹ thuật 1.3 Phân tích tiềm siêu tụ điện 1.3.1 Tình hình siêu tụ điện 1.3.2 Cơ hội cho siêu tụ 1.3.3 Phân tích triển vọng ứng dụng siêu tụ điện 1.3.4 Phân tích xu hướng phát triển siêu tụ điện xe điện 1.3.5 Những tiến nghiên cứu nước Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Tụ điện 12 2.1.1 Giới thiệu 12 2.1.2 Ký hiệu đơn vị 12 vi ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1.3 Cấu tạo tụ điện 14 2.1.4 Nguyên lý hoạt động 15 2.1.5 Sự nạp phóng điện 16 2.1.6 Điện tích, dòng điện điện áp làm việc 17 2.1.7 Siêu tụ điện 19 2.1.8 Các đặc tính tụ điện 21 2.1.9 Tụ điện nối tiếp/song song 25 2.2 Hệ thống điện xe Honda Wave RSX FI 27 2.2.1 Hệ thống khởi động 27 2.2.2 Hệ thống cung cấp điện 30 2.2.3 Hệ thống đánh lửa 32 2.2.4 Hệ thống chiếu sáng tín hiệu 33 2.3 Hệ thống phun xăng điện tử xe Honda (PGM-FI) 35 2.3.1 Lịch sử đời 35 2.3.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển động 36 2.3.3 Các phận 37 2.3.4 Nguyên lý hoạt động 38 2.3.5 Vị trí phận xe 38 Chương 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH MATLAB HỆ THỐNG ĐIỆN KÉP ACCU – SIÊU TỤ 40 3.1 Tính tốn ứng dụng siêu tụ xe gắn máy 40 3.1.1 Sơ đồ khối lắp đặt siêu tụ 40 3.1.2 Thông số kỹ thuật đặc trưng siêu tụ điện 41 3.1.3 Tính toán lựa chọn siêu tụ 41 3.2 Xây dựng mơ hình accu – siêu tụ hoạt động song song 46 3.2.1 Tổng quan mơ hình 46 3.2.2 Các thành phần 47 3.2.3 Kết mô 51 3.3 Mơ hình hệ thống điện xe gắn máy sử dụng siêu tụ điện 53 3.3.1 Tổng quan mô hình 53 3.3.2 Các thành phần 53 vii ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH 3.3.3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kết mô 61 3.4 Mô hoạt động kim phun sử dụng hệ thống điện kép 66 3.4.1 Các thơng số kỹ thuật tính tốn 66 3.4.2 Xác định lượng phun 67 3.4.3 Thời gian hiệu chỉnh kim phun có thay đổi điện áp 71 3.4.4 Mơ hình tính tốn thời gian mở kim phun 74 3.4.5 Kết mô 75 Chương 4: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN 77 4.1 Kết luận 77 4.2 Hướng phát triển 78 4.3 Lời kết 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 viii ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu chữ viết tắt Giải thích ý nghĩa Ghi AC Alternating Current Dịng điện xoay chiều BAT Battery Ắc quy CDI Capacitor Discharged Ignition Hệ thống đánh lửa điện dung DC Direct Current Dòng điện chiều ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiển điện tử EDLC Electrical Double-Layer Capacitors Tụ điện lớp kép EFI Electronic Fuel Injection Hệ thống phun xăng điện tử IAT Intake Air Temperature Cảm biến nhiệt độ khí nạp IGN Ignition Đánh lửa IND Indicator Đồng hồ thị THA Temperature Hot Air Cảm biến nhiệt độ không khí THW Temperature Hot Water Cảm biến nhiệt độ nước làm mát THF Temperature Hot Fuel Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu TPS Throttle Position Sensor Cảm biến vị trí bướm ga MAP Manifold Absolute Pressure Cảm biến áp suất đường ống nạp MAF Mass Air Flow Cảm biến lưu lượng khí nạp LED Light Emitting Diode Đi-ốt phát quang LP Lamp Đèn dây tóc REL Relay Rơ-le STA Start Khởi động ix ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.4.2 Xác định lượng phun 3.4.2.1 Trong q trình khởi động • Xây dựng công thức mô Do tốc độ thấp nên khó xác định xác lượng khí nạp vào Mặt khác, nhiệt độ nước làm mát thấp nên nhiên liệu khó bay Vì vậy, ECU lấy từ nhớ thời gian phun tương ứng với nhiệt độ nước làm mát Lượng khí nạp vào q trình khởi động tính thơng qua thể tích cơng tác xilanh Vh sau: 𝐺𝑘 = 𝑉ℎ 𝑃𝑜 (1) Trong đó: Gk: lượng khơng khí nạp vào buồng cháy (kg) Vh: dung tích cơng tác xilanh (m3) ρkn: khối lượng riêng khí nạp điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ = 20OC, áp suất = 1at; ρkn=1,204 kg/m3) Thơng thường, để đánh giá tính khởi động động xăng, người ta thường xét tới khả bay 10% xăng hỗn hợp với khơng khí Như vậy, nhớ ECU chứa số liệu nhiệt độ nước làm mát tỷ lệ hịa khí chế độ khởi động Để tìm mối quan hệ nhiệt độ nước làm mát tỷ lệ hịa khí chế độ khởi động, người ta thường tiến hành thí nghiệm với loại động hiệu chỉnh cho phù hợp Để đơn giản cho việc mô phỏng, ta coi mối quan hệ tuyến tính biết: tỷ lệ hịa khí (A/F)kd1 = 3:1 tương ứng với nhiệt độ nước làm mát khởi động tlmkd1 (= -20oC ) tỷ lệ hịa khí (A/F)kd2 = 14,7:1tương ứng với nhiệt độ nước làm mát khởi động tlmkd2 (= -10oC) - Bằng phương pháp nội suy tìm mối quan hệ: 𝐴 𝑡𝑙𝑚 − 𝑡𝑙𝑚𝑘𝑑1 ( )𝑘𝑑 = + 𝐹 𝑡𝑙𝑚𝑘𝑑2 − 𝑡𝑙𝑚𝑘𝑑1 (2) 67 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Từ (1) (2), lượng phun khởi động tính theo cơng thức: 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏𝑘𝑑 = 𝑉ℎ 𝑃𝑘𝑑 𝑡 − 𝑡𝑙𝑚𝑘𝑑1 (kg/chu trình) + 𝑙𝑚 𝑡𝑙𝑚𝑘𝑑2 − 𝑡𝑙𝑚𝑘𝑑1 Dựa nhớ lượng phun theo nhiệt độ nước làm mát trên, ECU tiến hành hiệu chỉnh lượng phun theo nhiệt độ khí nạp theo điện áp để tính thời gian phun thực tế trình khởi động Hình 3.33 Thuật tốn tính tốn lượng phun khởi động Nhận xét: Khi động khởi động ECU lấy liệu thời gian phun khối lượng khí nạp lưu nhớ cho lần phun đầu tiên, lượng phun 32.81 mg/chu trình, khối lượng khí nạp 131.2 mg 3.4.2.2 Sau khởi động • Xây dựng công thức mô Một yếu tố quan trọng điều khiển phun xăng phải xác định khối lượng khơng khí vào xilanh Lượng xăng tương ứng tính tốn để đảm bảo tỷ lệ hồ khí mong muốn Trên thực tế, khơng thể đo xác khối lượng khơng khí vào xilanh Vì vậy, điều khiển động phun xăng, người ta thường dựa lưu lượng khơng khí qua đường ống nạp tính khối lượng Đối với thể tích khơng khí V điều kiện nhiệt độ T áp suất p, khối lượng riêng khơng khí xác định cơng thức: 68 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ⍴= 𝐺𝑘 𝑉𝑘 Trong đó: Gk khối lượng khơng khí thể tích Vk Như vậy, lưu lượng khơng khí tính khối lượng Rm suy từ lưu lượng khơng khí tính thể tích Rv 𝑅𝑚 = 𝑅𝑣 ⍴ - Khối lượng khí nạp vào xilanh tính theo cơng thức sau: 𝐺𝑘 = 𝑅𝑚 120 𝑛.𝑧 (kg/chu trình) Trong đó: z: số xilanh Rm: nhận biết từ cảm biến lưu lượng khí nạp (kg/s) n: tốc độ động (vịng/phút) - Mặt khác, hệ số dư khơng khí tính theo cơng thức: 𝛼= 𝐺𝑘 𝐺𝑛𝑙 𝐿𝑜 (Lo lượng khơng khí lí thuyết cần thiết để đốt cháy kg nhiên liệu, Lo= 14,7 kg khơng khí) - Suy ra, lượng nhiên liệu cần phun vào xilanh là: 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 = 𝐺𝑘 𝛼𝐿𝑜 (kg/chu trình) Tuy nhiên, lượng nhiên liệu phun tính tốn dựa tốc độ động khối lượng khí nạp lượng nhiên liệu phun chế độ điều khiển kín hệ số dư khơng khí α=1 nên: 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 = - 𝐺𝑘 𝐿𝑜 = 𝑅𝑚 120 𝑛.𝑧.𝐿𝑜 (kg/chu trình) Thời gian mở kim phun phụ thuộc vào lưu lượng kim phun Rinj: 69 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 𝑡𝑐𝑏 = 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 𝑅𝑖𝑛𝑗 Nếu điều áp sử dụng, Rinj gần số nhờ chênh lệch áp suất đường ống dẫn xăng đến đầu kim phun đuôi kim phun (áp suất đường ống nạp) không đổi Trên số xe không sử dụng điều áp, lượng nhiên liệu phun vào Gnl tỷ lệ thuận với thời gian phun tinj bậc chênh lệch áp suất p ống phân phối nhiên liệu đường ống nạp trường hợp phun đường ống nạp, hệ thống phun xăng trực tiếp p chênh lệch áp suất ống phân phối áp suất buồng cháy Tỉ trọng nhiên liệu f diện tích mở có ích van kim phun Aeff xem số 𝑅𝑖𝑛𝑗 ≈ 𝜌𝑓 𝐴𝑒𝑓𝑓 √2 ∆𝑃 𝜌𝑓 Khi phun đường ống nạp, chênh lệch áp suất p khoảng (2,5- 2,9) (kG/cm2) Hệ thống phun trực tiếp vào xilanh có chênh lệch áp suất p khoảng 400 (kG/cm2) cho động xăng 2000 (kG/cm2) cho động Diezel Bản đồ phụ thuộc lưu lượng kim phun vào áp suất tuyệt đối đường ống nạp phải ghi vào EPROM cơng thức tính thời gian mở kim phun là: 𝑡𝑐𝑏 ≈ 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 𝜌𝑓 𝐴𝑒𝑓𝑓 √ 𝜌𝑓 2.∆𝑃 = 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 𝜌𝑓 𝐴𝑒𝑓𝑓 √ 𝜌𝑓 2.(𝑃𝑛𝑙 −𝑃𝑎 ) Trong đó: pnl: áp suất tuyệt đối nhiên liệu đường ống dẫn đến đầu kim phun, ta có pnl= 3,3  0.2 (kG/cm2) pa: áp suất đuôi kim phun hay áp suất chân không đường ống nạp Sau vòng quay trục khuỷu động cơ, ECU lặp lại phép tính nêu f: khối lượng riêng xăng 20oC (kg/m3) Aeff: diện tích mở có ích van kim phun (m2) tcb: thời gian mở kim phun (μs) 70 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Thuật tốn mơ Hình 3.34 Thuật tốn tính tốn lượng phun sau khởi động Nhận xét: Sau động khởi động, động hoạt động ổn định ECU điều chỉnh lượng phun giảm cịn 19.59 mg/chu trình 3.4.3 Thời gian hiệu chỉnh kim phun có thay đổi điện áp - • Xây dựng cơng thức mô Lực gây cản nhấc kim phun lên gồm: Fcản= Flx+Fnl+ G Trong đó: Flx: lực căng lị xo Fnl: áp lực nhiên liệu đề lên kim phun G: trọng lượng ty kim Gọi Fđiện từ lực từ cuộn dây kim phun sinh Để cho ty kim nhấc lên cường độ dịng điện phải đạt giá trị Im, Fđiện từ ≥ Fcản Cường độ dòng điện qua kim tuân theo quy luật: 𝑈 𝑖 = (1 − 𝑒 𝑅 𝑅.𝑡 𝐿 − ) Trong đó: R: tổng trở kim (Ω) 71 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP L: độ tự cảm kim phun (mH) U: điện áp đặt vào mạch (V) t: thời gian từ bắt đầu có tín hiệu phun (ms) Nếu gọi UO giá trị điện áp tiêu chuẩn ắc quy (UO=14V) to (ms) khoảng thời gian trễ tiêu chuẩn ứng với UO 𝐼𝑚 = 𝑈𝑜 𝑅 𝑅.𝑡𝑜 𝐿 (1 − 𝑒 − ) Suy ra: Gọi t (ms) thời gian trễ ứng với giá trị điện áp U ắc quy 𝑅.𝑡 𝑈 𝐼𝑚 = (1 − 𝑒 − 𝐿 ) 𝑅 Khi đó: 𝑈 = 𝑈𝑜 1−𝑒 𝑅.𝑡 − 𝑜 𝐿 1−𝑒 𝑅.𝑡 − 𝐿 Suy ra: 𝐿 𝑈𝑜 𝑅 𝑈 𝑡 = ln (1 − 𝑅.𝑡𝑜 𝐿 (1 − 𝑒 − )) (ms) (t khoảng thời gian cần hiệu chỉnh theo điện áp ắc quy) Từ công thức trên, ta thấy khoảng thời gian hiệu chỉnh theo điện áp ắc quy/siêu tụ phụ thuộc vào kết cấu kim phun • Thuật tốn mơ 72 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.35 Thuật toán xác định thời gian hiệu chỉnh kim phun Nhận xét: ECU bù trừ trễ kim phun so với điểm khởi phun cách kéo dài tín hiệu phun lượng tương ứng với trễ 12.58 ms Ta có thơng số lượng phun trước khởi động, lượng phun sau khởi động thời gian hiệu chỉnh kim phun thay đổi điện áp Các số liệu sử dụng để tính tốn khoảng thời gian phun thực tế phần sau 73 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.4.4 Mơ hình tính tốn thời gian mở kim phun Hình 3.36 Mơ hình tính tốn lượng phun thời gian phun thực tế Dựa vào thông số lượng phun công thức: 𝑡𝑐𝑏 ≈ 𝜌𝑓 𝜌𝑓 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 𝐺𝑛𝑙𝑐𝑏 √ = √ 𝜌𝑓 𝐴𝑒𝑓𝑓 ∆𝑃 𝜌𝑓 𝐴𝑒𝑓𝑓 (𝑃𝑛𝑙 − 𝑃𝑎 ) Ta có chương trình tính tốn thời gian phun cần thiết (tức thời gian phun bản): 74 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.37 Mơ hình tính tốn thời gian phun cần thiết Sau có thời gian phun cần thiết thời gian phun hiệu chỉnh ta tính thời gian phun thực tế tức thời gian kim phun mở có thay đổi điện áp ắc quy 7.48 ms 3.4.5 Kết mơ Hình 3.38 Hiệu chỉnh thời gian mở kim phun theo điện áp siêu tụ 75 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.39 Hiệu chỉnh thời gian mở kim phun theo điện áp accu Nhận xét: Ngay cấp điện áp vào vịi phun phun nhiên liệu không xảy mà ln có khoảng trễ định, gọi khoảng thời gian không phun) Khoảng thời gian phụ thuộc vào điện áp siêu tụ Vì vậy, ECU tính tốn để cộng thêm khoảng thời gian trễ vào thời gian phun cần thiết để đảm bảo tỷ lệ khơng khí nhiên liệu khơng bị nhạt so với yêu cầu ECU lấy khoảng thời gian trễ điện áp siêu tụ 14V làm tiêu chuẩn hiệu chỉnh thời gian trễ theo giá trị Từ hình 3.38 ta thấy rằng: Tín hiệu phun dài điện áp siêu tụ nhỏ 13.5V ngắn điện áp cao Từ hình 3.39 ta thấy rằng: Tín hiệu phun dài điện áp accu nhỏ 14V ngắn điện áp cao 76 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 4: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận Sau thời gian thực đồ án tốt nghiệp, nhóm em hồn thành cơng việc “nghiên cứu hệ thống điện kép accu – siêu tụ điện hệ thống điện động xe máy Honda WAVE RSX FI” mơ hệ thống điện xe Qua q trình nghiên cứu, tìm hiểu thực đề tài, nhóm em nắm bắt khối lương lớn kiến thức chuyên ngành, đặc biệt hệ thống điện động phun xăng điện tử Sự kết hợp lý thuyết thực hành giúp em hiểu sâu sắc kiến thức chuyên ngành học, qua chúng em thực cơng việc sau: Tính tốn chọn siêu tụ điện 350 F với điện áp 2,7 V thông qua việc thực ghép nối tiếp siêu tụ có điện dung 350 F - 2,7 V lại với để có điện áp 16,2 V đảm bảo cho máy khởi động xe gắn máy 12 V - Thực việc so sánh thời gian phóng, nạp siêu tụ điện với accu Mơ q trình tính tốn lượng phun nhiên liệu hệ thống phun xăng điện tử (EFI) sử dụng hệ thống điện kép Đánh giá ảnh hưởng điện áp accu siêu tụ tới thời gian mở kim phun lượng phun nhiên liệu Sau thực nghiên cứu, nhóm em rút kết luận sau: Ghép nối tiếp siêu tụ 350 F 27 V ta siêu tụ có dung lượng 58,3 F với điện áp 16,2 V - Điện áp nạp đầy siêu tụ 14 V - Thời gian nạp lại trung bình nhanh accu 50 lần - Mỗi lần khởi động động điện áp giảm 0,7 V Sản phẩm siêu tụ điện thân thiện với môi trường so với accu - Thời gian làm việc đến 10 năm (gấp lần accu) Tín hiệu phun dài điện áp siêu tụ nhỏ 14 V ngắn điện áp cao 77 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bên cạnh đó, đề tài cịn có hạn chế nghiên cứu xe Honda Wave RSX nên kết chưa phù hợp xác với dịng xe khác, ra, nghiên cứu ban đầu lý thuyết mơ hình thử nghiệm 4.2 Hướng phát triển - Tiến hành thực nghiệm mơ hình nhận xét kết thực tế - Tiếp tục nghiên cứu cải thiện hoàn thiện hệ thống điện kép accu – siêu tụ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện xe gắn máy siêu tụ kết hợp hệ thống kiểm soát tự ngắt nguồn điện nạp cho siêu tụ điện áp siêu tụ đạt đến giá trị định mức nhằm kéo dài tuổi thọ cho siêu tụ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện siêu tụ cho loại động ô tô, động chạy điện 4.3 Lời kết Sau 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với nỗ lực tìm hiểu nghiên cứu, với giúp đỡ tận tình thầy, đặc biệt giáo viên hướng dẫn thầy Phan Nguyễn Q Tâm, đến nhóm em hoàn thành nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp giao Tuy nhiên, trình nghiên cứu, thời gian, khả hiểu biết tài liệu hạn chế nên q trình nghiên cứu, tìm hiểu khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong lượng thứ đóng góp ý kiến bổ sung thầy để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Đào tạo Chất lượng cao, khoa Cơ khí Động lực, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy, giúp đỡ em năm học tập nhà trường 78 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] PGS-TS Đỗ Văn Dũng, “Điện động Điều khiển động cơ” , Nhà xuất ĐHQG, Tp HCM, Việt Nam [2] Nguyễn Phùng Quang, “MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động” , Nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] PGS-TS Lý Vĩnh Đạt, “Ứng dụng máy tính mô động đốt trong” , Nhà xuất ĐHQG, Tp HCM, Việt Nam [4] Việt Trường – Vân Sơn (2002), “Kỹ thuật chuyên điện xe gắn máy”, Nhà xuất Giao thông vận tải [5] Ths Phạm Thanh Huyền – Ths Đỗ Việt Hà (2008), “Giáo trình Linh kiện điện tử”, NXB Thông tin Bưu điện Tiếng Anh [1] Akshay A Kakde, Dr Shrikrishna G Tarnekar and Dr Prema M Daigavane – “MatLab simulation of reconfigured ultracapacitors for co-working with battery for faster energy exchange” [2] C Fărcaş, D Petreuş, I Ciocan and N Palaghiţă – “Modeling and Simulation of Supercapacitors” [3] B Ramu and Afroz Shaik – “Improvement of Power Quality by using Injection Super Capacitor UPQC for BLDC Motor” [4] Shifang Li, Thomas Nehl, Suresh Gopalakrishnan and Avoki Omekanda – “A Dynamic Solenoid Model for Fuel Injectors” 79 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tài liệu Internet [1] Maxwell Technology Co., BCAP0350 E270 T1110 Ultracapacitor Module Datasheet, http://www.maxwell.com [2] https://www.honda.com.vn/products/waversx110/dong-co-va-cong- nghe.html [3] https://sj.ctu.edu.vn/ql/docgia/download/baibao-39286/09-CN- VO%20TRAN%20TAN%20QUOC(66-72)009.pdf [4] https://www.2banh.vn/threads/he-thong-phun-xang-dien-tu-cua-honda-pgm- fi-hoat-dong-the-nao.21436/ [5] http://cesti.gov.vn/UPLOADS/XUHUONGCONGNGHE/OVERVIEW/201711130601545 139Tongquan_Ky%203_Sieutudien_26052017.pdf [6] http://thuvien.hcmute.edu.vn/Default.aspx?ModuleId=00000001-0000-0000- 0000000000000003&st=2&rg=0&fi=0&qr=subject%7Cword_list%7CXe%20m%E1y&iv=0&s r=date_1 [7] https://www.researchgate.net/publication/224111915_Modeling_and_simulation_of_super capacitors [8] https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/69371-batterysupercapacitor-hybrid-storage-system 80 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ... hoạt động máy khởi động Hình 3. 27 Đồ thị hoạt động máy phát Hình 3. 28 Điện áp siêu tụ khởi động xe khơng tải Hình 3. 29 Điện áp siêu tụ khởi động toàn hệ thống đèn xe Hình 3. 30 Điện áp accu khởi động. .. mô hệ thống điện kép accu – siêu tụ điện hệ thống điện động xe máy Honda Wave RSX FI Mặc dù có ưu điểm so với ắc quy, nhiên để siêu tụ thay hồn tồn ắc quy xe gắn máy cần có thêm nhiều nghiên cứu,. .. lượng siêu tụ Hình 3. 9 Dịng điện, điện áp dung lượng accu Hình 3. 10 Hệ thống điện xe gắn máy sử dụng siêu tụ Hình 3. 11 Hệ thống đèn xe gắn máy Hình 3. 12 Mơ hình hệ thống đèn signal Hình 3. 13 Mơ