C ut oăchungăvƠăs ăđ nguyên lý c aăbĕngăth

Một phần của tài liệu Thiết kế, chế tạo băng thử hệ thống conmon rail kết hợp các bài giảng thực hành (Trang 49)

2. 5M ts v năđ lý lu nv thi hc (TBDH)

3.1 C ut oăchungăvƠăs ăđ nguyên lý c aăbĕngăth

3.1.1 Cấu tạo của bănỂ ỏể

Hình 3.1 Cấu tạo của bănỂ ỏể

1. Bơm cao áp 2. Lọc dầu 3. Thùng dầu 4. ng phân ph i

5. ng cao áp 6. Vòi phun 7. Bầu th y tinh quan sát

8. ng dầu thấp áp 9. ng đong 10. ng dầu hồi 11. Biến tần

12. Khớp truyền động 13. Mô tơ.

Bĕngăth g m các c m chi ti t sau:

- H th ng nhiên li u áp su t th p; - H th ng nhiên li u áp su t cao; - H th ng d năđ ngăb măcaoăáp; - H th ngăđoăl uăl ng nhiên li u;

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

40

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý của bănỂ ỏể

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

41

3.2 Thi t k h th ng nhiên li u áp su t th p

H th ng nhiên li u áp su t th p g m 2 ph n chính:

 H th ng cung c p nhiên li u t bình ch aăđ năb măcaoăáp.ăH th ng này ph i

đ m b o cung c p m tăl ng nhiên li u liên t c và năđ nh,ăđ m b o nhiên li uăđ c l c

s chătr căkhiăvƠoăb măcaoăápăđ tránhălƠmăh ăh ngăb măcaoăáp,ăvanăđi u áp và các vòi

phun.

 H th ng nhiên li u h i t các chi ti t:ăb măcaoăáp,ă ng phân ph i, t các ng

đongăl uăl ng. H th ng này ph iăđ m b o thông su tătrênăđ ngăđiăc a nhiên li u,

cũngănh ăthuăh iăhoƠnătoƠnăl ng d u h i v .

1. ng dầu vào lọc từ thừng dầu;

2. Lọc dầu;

3. Thùng dầu;

4. ng dầỐ ốào bơm cao áp từ lọc;

5. Bơm tay;

6. Các đường dầu hồi.

Hình 3.3 Thùng dầu, lọc dầỐ, bơm ỏi p vận và các đư ng ng dầu hồi được b ỏrỬ ỏrên bănỂ ỏể

H th ng nhiên li u áp su t th p bao g m các chi ti tăvƠăđ c b tríănh ăhình.ăThôngă

s kỹ thu t c a các chi ti t:

Bng 3.1 Các chi ti t dùng trong h th ng nhiên li u áp sut thp

Stt Chi ti t S l ng Đ năv Thông s kỹ thu t

1 Bình nhiên li u 01 cái + V t li u: s t + Dung tích: 3 lít 2 L c nhiên li uăvƠăb mă

ti p v n 01 cái + V t li u: s t- gi y l c

3 ng nhiên li u 03 m

+ V t li u: ng m m

+ăĐ ng kính ng:  8 và 

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

42

3.3 Thi t k h th ng d năđ ngăb măcaoăáp

B măcaoăápăc năđ c d năđ ng b i m t ngu năđ ng l c, thay th cho d năđ ng

bằngăđ ngăc ănh ăbìnhăth ng. Yêu c u quan tr ngăđ i v i h th ng d năđ ngăb măcaoă

áp là ph i có kh nĕngăthayăđ iăđ c t căđ b măvôăc p,ăđ m b oăđoăchínhăxácăt căđ

b m.ăH th ng d năđ ngăb măcaoăápăbaoăg m:

 C ăc u truy năđ ng

 Ngu năđ ng l c d năđ ngăb m.

3.3.1 Cơ cấu truy n động

Truy năđ ngăđ năb măcaoăápălƠătruy năđ ng 1:1 và s d ng kh p n i m măđ đ m

b oăđoăvƠăđi u khi n chính xác t căđ c aăb m.

Hình 3.4 Khớp truy n động

Kh p truy năđ ng là d ng kh p cardan cao su, có tác d ng truy n thẳng mô men t

môăt ăđi năquaăb măcaoăáp,ăl p cao su gi a kh p có tác d ng làm gi măvaăđ p,ăđ ng

th i kh đ l ch tâm gi a tr cămôăt ăvƠătr căb m.

3.3.2 Nguồn động lc dẫn độnỂ bơm

B măcaoăápăăđ c d năđ ng b iămôăt ăđi n hoặcăđ ngăc ăđ t trong. Tuy nhiên, s

d ngăđ ngăc ăđ tătrongă(VD:ăđ ngăc ă01ăxilanhădùngăxĕngăhayăd u diesel) gây ra ti ng

n khi làm vi c,ălƠmăbĕngăth b rung trong quá trình s d ng,ăđòiăh i ph i có thêm h th ng làm mát và thông gió...

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

43

Trongăkhiăđó,ăd năđ ng b iămôăt ăđi n không gây n, êm d u và không c n h th ng

thông gió hay làm mát. Vì v y, s d ngămôăt ăđi năđ d năđ ngăb măcaoăápătrênăbĕngă

th là m t gi i pháp t iă u.

Môăt ăđi n s d ngătrênăbĕngăth b măcaoăápăđ c ch n là môăt ă03ăphaăkhôngă

đ ng b rotor l ngăsóc.ăĐơyălƠălo iămôăt ăthôngăd ng, giá thành th p,ăcóăđ b n cao, d

s d ngăvƠăchoăphépăđi u khi n t căđ vô c p bằng b bi n t n.

Qua kh o sát th c t nhi u lo iăb măcaoăápăkhácănhau,ăcôngăsu t tiêu th c aăb mă

cao áp vào kho ng 3.5kW.

Vì v y, ch nămôăt ăd năđ ngăb măcaoăápăcóăcôngăsu tăđ nh m c 5.5kW.

Hình 3.5 Mô ỏơ đi n 3 pha s dụnỂ ỏrên bănỂ ỏể

Đ h n ch t căđ cũngănh ătĕngămôămenăchoămôăt ,ăng i nghiên c u s d ng bi n t năđ đi u ch nh t căđ cho mô t .

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

44

Thông s kỹ thu t ngu năđ ng l c d năđ ngăb măcaoăáp:

Bng 3.2 Các chi ti t dùng trong h th ng dẫn độnỂ bơm cao áp

Stt Chi ti t S l ng Đ năv Thông s kỹ thu t

1 Môăt ăđi n 01 cái

+ăĐi n áp: 380Volt + Công su t đnh m c: 7.5 HP + Dòng t iăđ nh m c: 10A + S c c t : 4 + H s công su t: 0,85 2 Bi n t n 01 cái

+ăĐi n áp vào: 380 Volt

+ăĐi n áp ra: 0-380Volt

+ Công su tăngõăvƠoăđ nh m c: 20HP

Hình 3.7 Sơ đồ dây bi n tấn – mô ỏơ đi n và nguồn đi n

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt 45 1. Vòi phun; 2. ng cao áp; 3. G i đỡ vòi phun; 4. Bầu th y tinh;

5. ng inox thu hồi dầu phun.

Hửnể 3.8 Giá đỡ vòi phun và bầu quan sát

Nhằmăđ m b o kh nĕngătr c quan t t nh t khi ki mătra,ăđánhăgiáăch tăl ng chùm

tiaăphun,ătrênăgiáăđỡ vòi phun ph i b trí 1 b u quan sát. B u quan sát này ph i trong

su tăđ ng th i ph iăcóăđ c ng t tăđ đ m b oăanătoƠnăchoăng i quan sát.

Vì b uăquanăsátăđ c làm bằng v t li u th y tinh r t d vỡ trong quá trình v n

chuy n,ădoăđóăng i nghiên c u ch năph ngăánăl p g iăđỡ vòi phun bằngăguăgiôngăđ

có th tháo l p khi v n chuy năbĕngăth .

ng inox thu h i d u phun có kh nĕngădiăchuy nătheoăph ngăd c tr căđ có th th c hi năđ c vi c quan sátăhayăđoăl uăl ng d u phun khi c n thi t.

B uăquanăsátăđ c gá l p v i khung bĕngăth bằngăguăgiôngăđ có th thayăđ i chi u

cao tùy ý khi c n ki m tra các dòng vòi phun có c u t o khác nhau.

3.5 Thi t k nguyênălỦăxácăđ nhăl ng nhiên li uăphunăvƠăl ng nhiên li u h i

Đ đánhăgiáătìnhătr ng c a vòi phun nhiên li u,ăl ng nhiên li u sau khi cung c p

ra c năđ c thu h iăvƠăđ nh l ng chính xác.

Đ thu h iăvƠăđ nhăl ngăl ng nhiên li uăđưăcungăc p c a vòi phun,ăcácăbĕngăth

h th ng nhiên li uăth ng s d ngăcácăph ngăphápăsau:

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

46

Ph ngăphápănƠyăxácăđ nhăl ng nhiên li uăđưăđ c vòi phun cung c p d a trên s

chênh l ch kh iăl ng c a bình ch aătr c và sau quá trình cung c p nhiên li u c a vòi

phun.ăĐơyălƠăph ngăphápăđ nhăl ngăchínhăxác.ăTuyănhiên,ăph ngăphápănƠyăkhôngă

th áp d ngăchoăbĕngăth h th ng phun d uăđi n t CommonăRailăvìăl ng nhiên li u h i v bình ch a t vòi phun không liên t c và luôn còn sót l i d uătrênăđ ng d u h i. Nguyên nhân này làm sai l chăl ng nhiên li uăđưăđ c vòi phun cung c p th t s . Ngoài

ra,ăph ngăphápănƠyăch choăphépăxácăđ nhăl ng nhiên li u cung c p b i 1 vòi phun.

Do v y, th i gian thao tác s ph i kéo dài.

Hình 3.9 Hình vẽ minh họa pểươnỂ pểáp cân bình nhiên li u 3.5.2 Dùng nỂ đonỂ

Ph ngăphápănƠyăth ng gặpătrênăcácăbĕngăth h th ng nhiên li u phun d u diesel

thôngăth ng. Nhiên li u cung c p cho vòi phun s đ c h ng vào trong hai ng nghi m

riêng r đóălƠănhiênăli u h i và nhiên li u phun ra c a vòi phun. Khi k t thúc quá trình phun, nhiên li u trong ng s đ căxácăđ nh d a trên v ch chia c a ng.ăĐơyălƠăm t

ph ngăphápăđ năgi n, rẻ ti n và tr c quan nh t.

Đ i v iăbĕngăth h th ng nhiên li u phun d uăđi n t Common Rail, vì áp su t phun

d uăth ng r t cao, nhiên li u t oăthƠnhăs ngăphátătánăm nh trong không khí và dính trên v ngoài c a vòi phun. Vì v y, ph i thi t k h th ng ng d n thu h i d u d a vào quy t căbìnhăthôngănhauăđ tránh th t thoát d uătrênăđ ng ng d năcũngănh ăth t thoát ra ngoài không khí, giúp vi căđ nhăl ngăđ căchínhăxácăh n.

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

47

1. ng đong dầu phun c a vòi phun; 2. ng đong dầu hồi c a vòi phun.

Hình 3.10 Giá đỡ và nỂ đonỂ ếầu

1. Vòi phun;

2. Đường ng dẫn dầu hồi c a vòi phun;

3. ng inox thu dầu phun;

4. Đường ng dẫn dầu phun c a vòi phun.

Hình 3.11 H th nỂ đư ng ng thu hồi ệưỐ ệượng dầu phun và dầu hồi

Tr căkhiăđi u khi n cung c p nhiên li u, các ngăđongăs đ căđ s ch d u. Sau

khi k t thúc quá trình cung c p nhiên li u,ăl ng nhiên li uăthuăđ c các ngăđongă

chínhălƠăl ng nhiên li uămƠăvòiăphunăđ c cung c p,ăsauăđóăcácăs li u s đ c so sánh

v i b ng s li u chuẩn.

3.6 Thi t k h th ngăđi n ậđi n t đi u khi năbĕngăth

H th ngăđi n ậđi n t đi u khi năbĕngăth là c m h th ng quan tr ng nh t c a

bĕngăth ,ăđi u khi n ho tăđ ng ho tăđ ng c aăvanăđi u áp và ho tăđ ng c a vòi phun.

H th ng này ph i có kh nĕngăgiaoăti p v iămáyătínhăđ t o s thu n l iăchoăng i s

d ngătrongăquáătrìnhăđoăl ng, giám sát, ki mătraăvƠăđi u khi n ho tăđ ng c aăbĕngăth .

Vi căđi u khi năbĕngăth qua bằngămáyătínhăchoăphépăng i dùng có th xây d ng qui trình test t đ ng,ăcũngănh ăthayăđ i qui trình test d dàng.

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

48

Hình 3.12 Sơ đ kh i nguyên lý h th nỂ đi n đi n t đi u khi n bănỂ ỏể

H th ngăđi n-đi n t đi u khi năbĕngăth bao g m các module ch cănĕngăsau:

1. B đi u khi n trung tâm

2. Moduleăđo:ănhi t đ và áp su t

3. Moduleăđi u khi n áp su t nhiên li u trong thanh tích áp

4. Moduleăđi u khi n vòi phun

5. H th ng giao ti p v iăng i dùng

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

49

3.6.1 Bộ đi u khi n trung tâm

B đi u khi n trung tâm có nhi m v đoăáp su t nhiên li uătrongăthanhătíchăáp,ăđi u ch nh áp su t nhiên li uătrongăthanhătíchăáp,ăđi u khi n ho tăđ ng c a vòi phun (s l n phun, th i gian phun), và giao ti p v iăng i dùng bằng máy tính

B x lý trung tâm dùng chíp PSoC. B x lý s giao ti p v iămáyătínhăđ g i tín hi u

đoăđ c v hi n th máy tính (áp su t, s l năđangăphun)ăvƠănh n tín hi uăđi u khi n t

máyătínhăđ đi u khi n b ch păhƠnhă(đi u khi n van áp su t,ăđi u khi n vòi phun).

Hình 3.14 Kh i chíp PsoC 3.6.2 MoếỐệỀ đo

Bĕngăth h th ng phun d uăđi n t Common Rail c năđoă02 thông s quan tr ng

là:

 Nhi tăđ nhiên li u;

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

50

Hình 3.15 Ngõ vào tín hi u

Áp su t nhiên li uătrongăthanhătíchăápăđ căđoătr c ti p bằng c m bi n áp su t nhiên li u c a h th ng Common Rail.

Hình 3.16 V trí l p đặt cm bi n áp sut trên ng tích áp

Th t vƠăs ăđ chân c m dây c a c m bi n áp su t

Chân s nhi m v 1 n i mass 2 tín hi u áp su t 3 c p ngu n 2 1 3

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

51

Hình 3.17 Đồ thđặc tuy n ca cm bi n áp sut nhiên li u

C m bi n s d ng ngu năđi n +5V, tín hi uăđi n ngõ ra c a c m bi n nằm trong d i 0 ậ 5V tùy theo áp su t tác d ng vào c m bi nă(đặc tuy n ngõ ra c a c m bi n). Tín hi uăđi n ngõ ra này (d ng analog) s đ c l y m u và chuy n thành tín hi u s d ng nh phân bằng b Analog-Digital-Converteră(ADC)ăđ vi x lý có th đ c và x lỦăđ c.

*ăPIM:ăđoăápăl c nhiên li u.

* THW: nhi tăđ nhiên li u.

Chuy năđ i áp su tăpă(MPa)ăsangăđi n áp Up(V) qua ADC thành s d (t 0÷1023). Ta

tínhăđ c áp su t:

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

52

� = �.

Chuy năđ i nhi tăđ sangăđi n áp qua ADC thành s d (t 0÷1023).ăTaătínhăđ c nhi t

đ :

= � −. � = �.

3.6.3 MoếỐệỀ đi u khi n áp sut nhiên li u trong thanh tích áp

Áp su t nhiên li uătrongăthanhătíchăápăđ căđi u ch nh bằngăcácăđi u khi năl uăl ng

d u trongăb măcaoăápănh 01ăvanăđi uăápăđi n t đ c tích h pătrongăb m.ă

Hình 3.18 Sơ đồ đi n đi u khi n ốan đi u áp

Đi u khi n áp su t nhiên li uădùngăph ngăphápăđi u ch đ r ng xung (h s làm vi c xung).

Đ m c aăvanăđi uăápăđ căđi u ch nh bằngăcáchăthayăđ iăc ngăđ dòngăđi n cung c p vào cu nădơyăđi u khi n c a van. N u cung c p m tăc ngăđ dòngăđi n liên t c (d ngăanalog)ăđ đi u ch nh ho tăđ ng c a van vô c p, thì m chăđi năđi u khi n r t ph c t p và kh nĕngăch ng nhi uăkém,ăđòiăh i giá thành r t cao. Vì v y,ăcácăvanăđi u

ápăth ngăđ căđi u khi n bằngăph ngăphápăđi u r ng xung vuông (PWM ậ Pulse

WidthăModulation).ăĐi n áp cung c p cho van là d ng xung vuông có t n s c đnh (1

kHz). Trong m t chu kỳxungăđi u khi n, th i gian m vană100%ă(t ngă ng v i xung

đi n bằng 0V) hoặc th iăgianăđóngăvană100%ă(t ngă ng v iăxungăđi n bằng 12V) s

thayăđ i tùy theo yêu c uăđóng/m van nhi u hay ít. Do t n s đóng/m r t cao (1 kHz),

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

53

đ đóng/m c aăvanăđi u ápăcoiănh ăliênăt c và áp su t nhiên li uăđ căđi u ch nh vô

c p.

3.6.4 MoếỐệỀ đi u khi n vòi phun

Vòi phun d u Common Rail là m t lo i van solenoid. Ho tăđ ngăđóng/m c a vòi

phunăđ căđi u khi n nh cu nădơyăsolenoidăđi u khi năvanăpilotăbênătrongăkim.ăĐi n

áp m kim có giá tr vào kho ng 24Volt. Vì v y,ămoduleăđi u khi n c n có 02 c m ch c

nĕngăsau:ă

 Ngu năđi n áp .

 ICăđi u khi n kim.

Hình 3.19 Sơ đồđi n đi u khi n vòi phun 3.6.5 Mạch giao ti p

M ch giao ti p là b ph n trung gian k t n i gi a máy vi tính (PC) và h th ng

bĕngăth . Thông qua m chănƠyăđ truy n d n d li u qua l i gi aămáyătínhăvƠăbĕngăth

trong vi c thu th p d li u t bĕngăth và truy n tín hi uăđi u khi n xu ng các b ch p hành trong h th ngăđi u khi n. M ch giao ti p s d ng trong ph măviăđ tài nghiên c u này bao g m các ph n sau:

a. B ngu n c a m ch

Hình 3.20 Sơ đồ mạch cấp nguồn

Kh i ngu năđ c thi t k ph iăđ m b o các yêu c u v kỹ thu tănh :

CBHD: TS. Trn ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt

54

- Tínhăc ăđ ng trong quá trình th c nghi m, l y m u, x lý, v.v

- Cung c păđ c 02 gi iăđi n áp c n thi t là 5V DC và 3,3V DC

- Dòngăđi n c n thi t < 500 mA

Ngoài ra ngu n cung c p 5V DC s d ng ngu năngoƠiăđ h tr khi c n thi t:

TrongăđóăLD1085V50 là m t IC ngu n tích h p c a m ch ngu n LDO. V i dòng

đi n đ nh m căđ u ra t iălƠă3AăvƠăcóăcácăđ uăđi năápăđ u ra c đnh 5V. ĐơyălƠălo i IC ngu n cung c păđi năápăđ u ra năđnh, ho tăđ ng năđnh v iăđ u t n nhi t t t giúp IC ho tăđ ng t t trong nhi tăđ cho phép. Vi c ch n ngu n LDO thi t k thay cho vi c s d ng ngu n xung nhằm m căđíchăkh c ph căcácănh căđi m quan tr ng c a ngu n xung

Một phần của tài liệu Thiết kế, chế tạo băng thử hệ thống conmon rail kết hợp các bài giảng thực hành (Trang 49)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(132 trang)