2. 5M ts v năđ lý lu nv thi hc (TBDH)
3.1C 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. Trần ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt
40
3.1.2 Sơ đồ nguyên lý của bănỂ ỏể
CBHD: TS. Trần 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: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.1 Các chi ti t dùng trong h th ng nhiên li u áp suất thấp
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. Trần 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 lực 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. Trần 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. Trần ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt
44
Thông s kỹ thu t ngu năđ ng l c d năđ ngăb măcaoăáp:
Bảng 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. Trần 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 . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. Trần 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. Trần 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; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. Trần 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. Trần 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
là:
Nhi tăđ nhiên li u;
CBHD: TS. Trần 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 Vị trí l p đặt cảm bi n áp suất 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. Trần ắểanể ắểư ng HVTH: Phạm XỐân Đạt
51
Hình 3.17 Đồ thịđặc tuy n của cảm bi n áp suất 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. Trần 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 suất 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. Trần 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. Trần 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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});