4. Phương phỏp nghiờ nc u
3.2.6. Vũi phun nhiờn l iu
Đư!c ch n s) d ng trong h th ng EFI này là vũi phun DEKA Short type, chi u cao 34,5 mm, tr% khỏng cao ≈ 13Ω, tia phun ch ch 170 phự h!p v i lo i xe thớ nghi m, hỡnh 3-4.
Hỡnh 3-4. Vũi phun DEKA và hư ng tia phun
3.3. THI T K , CH T O M/T S PH N T CHO H TH NG EFI 3.3.1. Thi0t k0 ch0 t o ủư6ng n p
Đ th hi n, mụ ph ng chớnh xỏc h th ng n p th i c a ủ ng cơ, % ủõy tỏc gi dựng ph n m m CATIA V5R20 ủ thi t k và mụ ph ng k t c u.
Như ủó trỡnh bày % m c 3.2.1, c' h ng giú tớch h!p v i c m bi n bư m ga ủó ủư!c l a ch n mua ph c v quỏ trỡnh nghiờn c u c a ủ tài. Như v y, ủ hoàn thi n h th ng n p c n ph i tớnh toỏn và thi t k ủư ng n p sao cho vi c b trớ l p ủ$t ủư!c cỏc thi t b( c a h th ng m t cỏch t i ưu nh t.
Ti n hành c i ti n nh m tỡm ra v( trớ l p ủ$t cỏc c m bi n, vũi phun. Biờn d ng ủư ng n p ủư!c thi t k sao cho t o nờn xoỏy l c nhY c a dũng khụng khớ n p, tăng cư ng quỏ trỡnh hũa tr n h n h!p trư c khi vào ủ ng cơ. V( trớ l p vũi
phun và biờn d ng c' hỳt ủư!c thi t k sao cho tia phun ớt bỏm thành nh t, gi m t'n th t khớ ủ ng gõy c n ớt v i dũng khớ n p, hư ng th]ng vào v( trớ xupỏp n p là nơi cú nhi t ủ khỏ cao s. giỳp c i thi n quỏ trỡnh b c hơi c a nhiờn li u. Xu t phỏt t nh*ng yờu c u ủú, k t h!p kh o sỏt th c t ủư ng n p c a ủ ng cơ nguyờn b n ta ủi thi t k , t i ưu húa ủư ng n p, hỡnh 3-5.
M$t khỏc, ủư ng n p m i ủư!c thi t k ch t o ph i ủ m b o yờu c u t n d ng t i ủa cỏc b ph n hi n cú c a xe, cú th l p ủ$t ủư!c h th ng trong kho ng khụng gian b( h n ch mà khụng gõy nh hư%ng ủ n cỏc tớnh năng kC thu t c a xe khi v n hành. T cỏc y u t ủó phõn tớch, tỏc gi ủó tớnh toỏn và thi t k ủư ng n p m i ủ m b o ủỏp ng ủư!c cỏc yờu c u ủ$t ra ủư!c th hi n trờn hỡnh 3-6. Hỡnh 3-5. Mụ hỡnh c&t b ủư!ng n p c a xe nguyờn b n
Hỡnh 3-6. Đư!ng n p m i sau khi thi t k , mụ ph'ng l&p ghộp
V i vi c thi t k h th ng n p như trờn c n ti n hành tỡm ra k t c u t i ưu. Tuy nhiờn ủõy là m t v n ủ khú c ng v i th i gian cú h n nờn vi c tớnh toỏn, thi t
V( trớ l p vũi phun V( trớ l p c m bi n MAP V( trớ b trớ vũi phun
k l a ch n k t c u h th ng n p v n mang tớnh ch quan trờn cơ s% cú tham kh o cỏc k t c u và hỡnh d ng khớ ủ ng c a cỏc h th ng EFI khỏc. B n v. ch t o chi ti t c a ủư ng n p ủư!c th hi n % ph l c s 02.
Đ cú th ki m nghi m ủư!c h th ng thỡ sau khi thi t k c n ph i ch t o m u và th) nghi m ủỏnh giỏ ch t lư!ng ủư ng n p m i. M$c dự trong quỏ trỡnh thi t k ủó tớnh ủ n kh năng s n xu t hàng lo t như v n ủ rỳt khuụn m u và cụng ngh ch t o s n ph"m.
/ ủõy do v n ủ s n xu t ủơn chi c nờn vi c ỏp d ng cụng ngh ủỳc chi ti t là khụng kh thi do chi phớ quỏ l n cho vi c ch t o khuụn m u ủỳc chi ti t và quy trỡnh cụng ngh gia cụng ủư ng n p. Đ th) nghi m ủư!c tỏc gi ủó u n ng thộp và gia cụng ch t o th cụng ủư ng n p d a theo biờn d ng, thụng s k t c u ủư ng n p ủó ủư!c thi t k tớnh toỏn, hỡnh 3-7.
3.3.2. Thi0t k0, c i ti0n ủư6ng th i
Hỡnh 3-7. Đư!ng n p m i ủư c ch t o th nghi m
Tương t như ủư ng n p, ủư ng th i c a ủ ng cơ ủư!c c i ti n trờn cơ s% ủư ng th i cũ c a xe ủ thu n ti n cho vi c l p ủ$t, t n d ng l i thi t b( c a xe gi m giỏ thành chuy n ủ'i. Vi c l p thờm c m bi n ụxy, b xỳc tỏc khớ x ủ gi m b t h s c n trờn ủư ng th i thỡ kớch thư c phớa ủ u ủư ng th i ủư!c thi t k c i ti n l n hơn m t chỳt.
M$t khỏc, ủ c m bi n ụxy và b l c khớ x ho t ủ ng cú hi u qu thỡ c n ph i cú nhi t ủ tương ủ i cao (kho ng 4000C), hỡnh 3-8. Vỡ v y, % ủõy nú ủư!c thi t k l p ủ$t ngay phớa ủ u ủư ng th i c a ủ ng cơ. Tuy nhiờn, b l c s. ủư!c s y núng nhanh hơn nhưng vi c này cú th làm gi m tu'i th c a b l c b%i nú d+ b( phỏ h y khi nhi t ủ quỏ cao. Do vi c thi t k ủư ng ng th i r t ph c t p liờn quan ủ n nhi u v n ủ như th i s ch, k t c u gi m ti ng n… nờn vi c thi t k , c i ti n % ủõy ch# gi i h n trong vi c tớnh toỏn, c i ti n ph n ủ u c a ủư ng th i phớa
giỏp v i ủ ng cơ. Trờn cơ s% ủư ng th i cũ, tớnh toỏn xỏc ủ(nh v( trớ l p c m bi n và b xỳc tỏc sau ủú hàn l i v i ph n gi m thanh c a ng x .
Ngoài ra, do ủ ng cơ xe SuperDream là lo i m t xi lanh nờn lư!ng khớ x thoỏt ra cú tớnh chu kỳ, khụng ủ u nh hư%ng ủ n quỏ trỡnh xỳc tỏc khớ x . Vỡ v y, trờn ủư ng x ủư!c thi t k thờm bỡnh tớch ỏp ủ kh c ph c b t như!c ủi m này, giỳp cho khớ x thoỏt ra 'n ủ(nh hơn, tăng hi u qu c a b xỳc tỏc khớ x , hỡnh 3-9. B n v. chi ti t c i ti n ủư ng th i ủư!c trỡnh bày c th trờn hỡnh v. % ph l c 03.
Hỡnh 3-8. Đ c tớnh ho t ủ ng c a ch t xỳc tỏc ph$ thu c nhi t ủ
Hỡnh 3-9. Hỡnh v( mụ ph'ng ủư!ng th i sau khi c i ti n
3.3.3. Thi0t k0, c i ti0n thựng nhiờn li,u
/ xe SuperDream nguyờn b n, h th ng nhiờn li u là lo i t ch y nờn thựng ch a ủư!c ủ$t cao hơn ủ ng cơ v i dung tớch 3,7lớt. Trờn thựng xăng cú b trớ l ủ' xăng và ủư!c ủ y b ng n p cú b trớ l thụng hơi. Lư!ng nhiờn li u trong thựng ủư!c bỏo b ng ủ ng bỏo m c nhiờn li u b trớ trờn b ng tỏp lụ. Nhiờn li u ủư!c d n qua m t ng nh phớa dư i ủỏy bỡnh ủ n ch hũa khớ và cung c p cho ủ ng cơ.
/ h th ng EFI nhiờn li u ủư!c bơm xăng hỳt t thựng ch a ủưa ủi cung c p cho vũi phun. Như v y, ph i ti n hành c i ti n và l p ủ$t bơm xăng cho h th ng, bơm xăng là lo i ủ$t trong thựng ch a, hỡnh 3-10.
Hỡnh 3-10. Sơủ b trớ ủư!ng nhiờn li u
3.3.4. Thi0t k0 ch0 t o ECU
ECU ủư!c thi t k bao g m cỏc kh i ch c năng như sau: kh i c p ngu n, kh i x) lý tớn hi u t cỏc c m bi n, kh i ủi u khi n trung tõm, kh i ủi u khi n cỏc cơ c u ch p hành và kh i k t n i giao ti p v i mỏy tớnh.
3.3.4.1. Thi t k kh i c p ngu n
Hỡnh 3-11. Sơủ nguyờn lý m ch kh i c p ngu n
M ch c p ngu n s) d ng vi m ch 'n ỏp LM7805, ủi t an toàn, cỏc t l c ngu n và ủốn LED dựng ủ bỏo ngu n 5V. M c ủi n ỏp vào là 12V t c quy, ủi n ỏp ra là 5V ủư!c 'n ỏp c p cho VĐK và Vcc c a cỏc c m bi n. Sơ ủ m ch nguyờn lý kh i c p ngu n ủư!c thi t k như trờn hỡnh 3-11 và bo m ch hỡnh 3-12.
H?ng ga K i m ph u n é i?u ỏp ?n g cun g c?p nh i ờn li?u L?c H ng ga Đi u ỏp Bơm xăng 8ng cung c p nhiờn L c
Đi n ỏp ngu n 12V ủư!c l y t c qui thụng qua khúa ủi n c a xe và rơle EFI, khi b t khúa ủi n thỡ ngu n 12V ủư!c c p cho kh i c p ngu n c a ECU. Do cỏc thành ph n, linh ki n trong ECU s) d ng ủi n ỏp 5V nờn ủi n ỏp 12V ủư!c d n qua vi m ch 'n ỏp LM7805 ủ t o ra ủi n ỏp 5V (4,98V). Cỏc t ủi n ủư!c s) d ng ủ san ph]ng nh*ng dao ủ ng ủi n ỏp nh n u cú.
Hỡnh 3-12. Bo m ch kh i c p ngu n n ỏp 5V
3.3.4.2. Thi t k kh i x lý tớn hi u t cỏc c m bi n
a) M ch x lý tớn hi u c m bi n t c ủ ủ ng cơ
Hỡnh 3-13. M ch x lý tớn hi u t c ủ ủ ng cơ
Tớn hi u t c ủ qua IC thu t toỏn LM358 nh m t o ra xung vuụng ủưa v VXL. Khi tớn hi u ủi n ỏp t c m bi n t c ủ cú biờn ủ l n hơn 2,5V thỡ ủi n ỏp ra % chõn s 1 c a LM358 % m c cao (5V), ngư!c l i khi biờn ủ ủi n ỏp t c m bi n t c ủ cú biờn ủ nh hơn 2,5V thỡ ủi n ỏp ra % chõn s 1 % m c th p (0V) do ủõy th c ch t là m t m ch so sỏnh khụng ủ o, sơ ủ m ch th hi n trờn hỡnh 3-13.
b) M ch x lý tớn hi u c m bi n khớ n p, nhi t ủ và c m bi n bư m ga
Cỏc c m bi n như: ỏp su t khớ n p, nhi t ủ ủ ng cơ, nhi t ủ khớ n p và v( trớ bư m ga ủ u là lo i c m bi n thay ủ'i tr( s ủi n tr% theo thụng s ủo. Tớn hi u t cỏc c m bi n này g)i v ECU ủ u là tớn hi u ủi n, cỏc tớn hi u này ủư!c ủưa v b ADC c a VXL. Chớnh vỡ v y, ủ thu n l!i cho vi c thi t k và ch t o m ch x) lý cỏc tớn hi u này ta thi t k chỳng gi ng nhau, hỡnh 3-14. Tớn hi u ủi n t c m bi n ỏp su t cú giỏ tr( t 0V ủ n 5V tương ng v i cỏc giỏ tr( s 0 ủ n 255 (8bit) ho$c ủ n 1024 (10bit) sau b chuy n ủ'i ADC c a VXL.
Hỡnh 3-14. M ch x lý tớn hi u c a cỏc c m bi n d ng ủi n tr c) M ch x lý tớn hi u khụng t i và kh i ủ ng
Hỡnh 3-15. M ch x lý tớn hi u IDL và STA
Th c ch t, cỏc tớn hi u khụng t i IDL và kh%i ủ ng STA là d ng tớn hi u ON/OFF. Tớn hi u IDL cú giỏ tr( ON là 5V do m ch ngu n 'n ỏp cung c p khi
bư m ga % tr ng thỏi ủúng. Tớn hi u STA là tớn hi u ủư!c l y t nỳt kh%i ủ ng và cú giỏ tr( khi ON là 12V. M ch x) lý cỏc tớn hi u này ủư!c th hi n trờn hỡnh 3-15.
d) M ch x lý tớn hi u c m bi n lambda
Do tớn hi u t c m bi n lambda t o ra nh , ch# t 0,2 ữ 0,8V nờn trư c khi ủưa vào b VXL ta c n ph i khu ch ủ i nú lờn. / ủõy tỏc gi dựng IC thu t toỏn LM358 theo ki u khu ch ủ i h i ti p õm cho tớn hi u ra % m c 1,04 ủ n 3,52V như th hi n trờn sơ ủ hỡnh 3-16. Đ i n ỏ p r a ( V ) Hỡnh 3-16. M ch khu ch ủ i tớn hi u c m bi n lambda 3.3.4.3. Thi t k kh i cụng su t ủi u khi n cơ c u ch p hành a) M ch ủi n ủi"u khi#n bơm xăng
Đ ủi u khi n s ho t ủ ng c a bơm xăng ta c n ph i s) d ng thờm rơ le ủ b o v trỏnh quỏ dũng cho m ch cụng su t ủi u khi n c a ECU, hỡnh 3-17.
Khi b t khúa ủi n % v( trớ IG, rơle EFI ho t ủ ng c p ủi n cho ECU ủ ng cơ. Tuy nhiờn lỳc này bơm xăng v n chưa ho t ủ ng. Khi khúa ủi n % v( trớ ST, ECU nh n ủư!c tớn hi u kh%i ủ ng t i STA, lỳc này s. ủi u khi n tranzitor thụng m ch ủi u khi n rơle bơm xăng b t ON và bơm b t ủ u ho t ủ ng, hỡnh 3-17.
Trong khi ủ ng cơ kh%i ủ ng và ủ ng cơ ủó ho t ủ ng thỡ ECU nh n ủư!c tớn hi u t c ủ NE và s. ủi u khi n cho tranzitor ti p t c thụng m ch, rơle bơm xăng v n % tr ng thỏi ON ủ duy trỡ s ho t ủ ng c a bơm. Khi t t mỏy, ủ ng cơ ng ng ho t ủ ng ECU khụng nh n ủư!c tớn hi u NE n*a nú s. ủi u khi n tranzitor ng t m ch, rơle bơm s. % tr ng thỏi OFF và bơm s. ng ng ho t ủ ng.
Hỡnh 3-17. Sơủ m ch ủi n ủi"u khi#n bơm xăng b) M ch ủi n ủi"u khi#n van khụng t i
Van ISC ủư!c ủi u khi n thụng qua tớn hi u d ng ON/OFF t ECU. Khi nh n ủư!c tớn hi u ủi u khi n t ECU, dũng ủi n ch y qua cu n dõy ủi n t tỏc ủ ng làm cho van ISC m%, khụng khớ n p ch y t t
qua bư m ga n p vào ủ ng cơ tăng. Khi lư!ng khụng khớ n p tăng, vũi phun phun thờm nhiờn li u, ủ ng cơ ho t ủ ng % ch ủ khụng t i nhanh. Khi m t tớn hi u, van ISC ủúng, ủ ng cơ gi m t c ủ ho t ủ ng % ch ủ khụng t i
chu"n, hỡnh 3-18. Hỡnh 3-18. M ch ủi"u khi#n van ISC c) M ch ủi n ủi"u khi#n s y c m bi n lambda
C m bi n lambda ch# ho t ủ ng hi u qu khi nhi t ủ l n hơn 2500C. Nờn % quỏ trỡnh kh%i ủ ng, nhi t ủ ủ ng cơ cũn th p thỡ ECU s. ủi u khi n tranzitor s y núng c m bi n ụxy. Khi ủó xỏc nh n nhi t ủ ủ t ủ nhi t ủ yờu c u, ECU s. ủi u khi n ng t dũng ủi n s y. M ch ủi n s y núng c m bi n th hi n trờn hỡnh 3-19.
d) M ch ủi n ủi"u khi#n vũi phun
Khi nh n ủư!c tớn hi u ủi u khi n phun t VXL, ủi n ỏp % c c ủi u khi n m c cao (5V) ủư!c ủ$t vào c c G c a IRF540N, khi ủú MOSFET ngh(ch này s. ủư!c phõn c c thu n và cho dũng ủi u khi n vũi phun ti p mỏt, vũi phun s. ủư!c m% th c hi n phun nhiờn li u. Khi k t thỳc 1 chu kỳ phun, ủi n ỏp ủi u khi n ủư!c h v m c th p (0V), MOSFET khụng ủư!c phõn c c, khụng cú dũng ch y qua, vũi phun s. ủúng l i. M ch ủi n ủi u khi n vũi phun ủư!c trỡnh bày trờn hỡnh 3-20.
Hỡnh 3-20. M ch ủi n ủi"u khi#n vũi phun nhiờn li u
3.3.4.4. Thi t k kh i ủi u khi n trung tõm
M ch kh i ủi u khi n trung tõm bao g m: VXL, m ch t o xung nh(p dao ủ ng, m ch reset.
a) Vi x lý
Tiờu chớ l a ch n linh ki n cho ECU % ủõy là ch n linh ki n ph' bi n trờn th( trư ng giỳp cho quỏ trỡnh ch t o s)a ch*a d+ dàng, t c ủ tớnh toỏn l n, chi phớ h!p lý nhưng ủ ng th i ủ t ủ tớch h!p cao. VXL ủư!c l a ch n và s) d ng thi t k m ch là ATMEGA32L-8PU hi n ủang r t ph' bi n trờn th( trư ng và giỏ thành c a nú cũng r t h!p lý.
Vũi phun Đ van Lũ xo Cu n dõy Lừi kim Transitor L c ^c quy
Ngoài ra, ủ thi t k m ch thỡ cỏc linh ki n khỏc ủư!c ch n trờn cơ s% ủ m b o tớnh tương thớch v i dũng ủi n tiờu th th p và cũng ph' bi n trờn th( trư ng