6. Điểm: (Bằng chữ )
3.1. Hệ thống đánh lửa năng lượng cao và nguyên tắc làm việc
Hệ thống đánh lửa năng lượng cao của động cơ là bao gồm mạch vi điều khiển, đầu vào cảm biến mạch xử lý tín hiệu và mạch điều khiển đánh lửa các thành phần. Điều khiển đánh lửa điện tử nguyên mẫu cấu trúc hệ thống được hiển thị trong Hình 3.1. Sau khi dữ liệu được được xử lý bởi mạch xử lý tín hiệu, nó đã được đặt thành vi điều khiển C8051F020. Dựa trên những tín hiệu này, bộ vi điều khiển đã thực hiện tính toán và vận hành kịp thời mạch đánh lửa sơ cấp và hệ thống đánh lửa đạt được điện áp cao cần thiết trong cuộn thứ cấp. Theo tín hiệu điện áp của pin, MCU đã sửa đổi thời điểm đánh lửa và góc dừng
- Cảm biến chính và mạch xử lý tương ứng
Cảm biến là một trong những liên kết quan trọng của toàn bộ hoạt động của hệ thống thử nghiệm. Nhiệm vụ đo lường của nó là thu được hiệu quả từ đối tượng được đo. Vì vậy, cảm biến đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống. Để đạt được chức năng tổng thể của hệ thống, lựa chọn cảm biến là quan trọng trong hệ thống.
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điều khiển kích hoạt điện tử động cơ
nghiêm trọng. Nó tốc độ xử lý tín hiệu chính xác có xuất hiện không đặc biệt quan trọng. Cảm biến tốc độ được sử dụng phổ biến bao gồm cảm biến từ trường, hội trường và quang điện. Cái này bài báo đã sử dụng cảm biến quang điện để đo tốc độ. Tín hiệu từ cảm biến quang điện phải mạch lọc, khuếch đại và định hình. Động cơ hoạt động trong một môi trường nghèo nàn. Có rất nhiều nguồn nhiễu, đặc biệt là cảm biến tốc độ không điện tín hiệu thành tín hiệu điện, rung động cơ học của động cơ có thể tạo ra một tín hiệu nhiễu lớn. Điều này sẽ tạo ra dạng sóng lỗi (Yunpeng, 2005). Do đó, tín hiệu tốc độ được sử dụng mạch định hình được đặc trưng bởi một vòng phản hồi tích cực. Phản hồi tích cực đến mạch so sánh có thể cải thiện khả năng chống nhiễu của mạch. Tín hiệu của nó mạch xử lý được hiển thị trong Hình 3.2. Động cơ tốc độ được tính bằng một khoảng thời gian của hai xung tín hiệu và được tính theo công thức (1) như sau:
n = 30 / [(N × 65536 + T2 – T1) × 0,000016] (1)
Đặc tính chạy dây của cảm biến vị trí bướm ga và mạch xử lý: Hệ thống sử dụng cảm biến vị trí bướm ga BOSCH 0280122201 (Ma, 2010), nguyên lý làm việc cơ bản của tiếp điểm tích cực trên thân điện trở, giá trị điện trở trượt thay đổi do sự thay đổi điện áp đầu ra, có thể đo được tương ứng với độ mở của bướm ga (Wang, 2008). Hình 3.3 cho thấy các đặc tính đầu ra của cảm biến. Trong khoảng từ 0 ~ 5V, điện áp đầu ra của cảm biến vị trí bướm ga thay đổi tín hiệu của nó được lọc đến bộ chuyển đổi A / D và được xử lý bởi ECU. Mạch xử lý cảm biến vị trí bướm ga được hiển thị trong Hình 3.4.
nhất, v.v. Nhiệt độ của xi lanh động cơ có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất của hệ thống điều khiển điện tử. Việc phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa được hiệu chỉnh theo nhiệt độ khối xi lanh, giúp động cơ hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện làm việc khác nhau. Ví dụ, khi động cơ làm việc ở trạng thái khởi động nguội và khởi động nóng lên, nó cần nhiều nhiên liệu hơn ở trạng thái nhiệt. Vì vậy nên tính trước thời điểm đánh lửa. Do đó, nên lắp đặt cảm biến nhiệt độ xylanh để đo nhiệt độ xylanh được sử dụng làm tín hiệu hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa. Nhiệt độ xilanh có ý nghĩa rất quan trọng đối với hệ thống điều khiển động cơ. Do đó, nhiệt độ xi lanh được chọn làm một trong những tín hiệu hiệu chỉnh.
Hầu hết các chất bán dẫn nhiệt NTC là cấu trúc spinel hoặc cấu trúc khác của gốm oxit và chúng có hệ số nhiệt độ âm. Giá trị điện trở có thể được biểu thị theo công thức sau (2):
RT = RT0 × exp [Bn (1 / T - 1 / T0)] (2)
Trong đó, RT và RT0 lần lượt được biểu thị giá trị điện trở của nhiệt độ T và T0 và Bn là một hằng số vật liệu. Hạt gốm là kết quả của sự thay đổi điện trở suất do sự thay đổi nhiệt độ, được xác định bởi các đặc tính bán dẫn (Zhou, 2008). Bộ điều nhiệt được sử dụng để cảm nhận nhiệt độ.
Do đó, khi cho dòng điện ổn định vào bộ điều nhiệt thì hai đầu biến trở đo sẽ được một hiệu điện thế. Nhiệt độ có thể được tính theo công thức sau (3):
T = T0-K.U (3)
Trong đó, T là nhiệt độ đo được, T0 là thông số nhiệt độ về đặc tính của nhiệt điện trở, K là hệ số về đặc tính của nhiệt điện trở và U hai đầu của nhiệt điện trở.
Hình 3.5: Mạch xử lý nhiệt độ
Theo công thức (3), nếu ta có thể đo nhiệt áp trên điện trở và biết các thông số T0 và hệ số K thì ta có thể tính được nhiệt trở và nhiệt độ môi trường là nhiệt độ đo được. Mối quan hệ của điện trở thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ vào mối quan hệ của hiệu điện thế thay đổi theo nhiệt độ. Mạch điều hòa được hiển thị trong Hình 3.5.
Trong mạch kênh tín hiệu tiền đo, bộ khuếch đại là một bộ phận rất quan trọng. Bộ khuếch đại sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tính xác thực và độ tin cậy của dữ liệu lấy mẫu. Hệ thống sử dụng bộ khuếch đại AD620 (Zhang, 2009). Bộ khuếch đại AD620 có độ chính xác cao, dễ sử dụng, đặc tính nhiễu thấp và dải khuếch đại từ 1 đến 1000. Tín hiệu điện áp nhiệt độ xi lanh đưa vào bộ khuếch đại AD620 từ chân 2 và chân 3, giữa bộ khuếch đại AD620 chân 1 và chân 8 là được kết nối với một điện trở để điều chỉnh độ phóng đại. Mối quan hệ giữa biến trở RG và độ lợi G của AD620 được biểu thị bằng công thức (4):
RG = 49,4KΩ / G-1 (4)
Theo công thức (4), nếu hệ số khuếch đại có giá trị 100 thì điện trở của biến trở RG sẽ là 500Ω
Hình 3.6: Mạch xử lý tín hiệu điện áp pin
Điện áp pin thường lên đến 14V. Và khi nó được bật nguồn, điện áp có thể giảm xuống 8V. Điện áp trong phạm vi đó không thể được gửi trực tiếp đến bộ chuyển đổi A / D của vi điều khiển để thực hiện chuyển đổi. Vì vậy, nó nên được chuyển đổi trong phạm vi 0 ~ 5V. Và sau đó tín hiệu điện áp của pin được gửi vào chân chuyển đổi A / D sau khi điều trị hạ huyết áp. Mạch xử lý tín hiệu điện áp pin được thiết kế như hình 6, trong đó các điện trở R1 và R2 tạo thành mạch phân áp. Điện áp sẽ được giữ trong khoảng 0 ~ 5V thông qua mạch.
Mạch truyền động đánh lửa: Transistor công tắc được sử dụng để điều khiển cuộn dây đánh lửa sơ cấp. Khi nó được tắt, một điện áp cao sẽ được tạo ra trong cuộn thứ cấp, điều này đã kích hoạt sự cố và phóng điện của bugi. Các tốc độ chuyển mạch sẽ ảnh hưởng đến điện áp thứ cấp. Transistor công tắc của IGBT có ưu điểm là công suất truyền động nhỏ, điện áp bão hòa thấp, khả năng chịu điện áp cao và tốc độ chuyển mạch nhanh nên IGBT đã được lựa chọn trong nghiên cứu này. Mạch dẫn động đánh lửa được trình bày trong Hình 7.
Thành phần optocoupler được sử dụng để cách ly vi điều khiển khỏi mạch trình điều khiển đánh lửa, điều này có thể làm cho hệ thống vi xử lý có khả năng chống nhiễu mạnh.
Hình 3.7: Mạch điều khiển đánh lửa
Bộ điều khiển đánh lửa sử dụng mạch giao tiếp nối tiếp giữa máy chủ và máy tính phụ. Thiết kế phần mềm hệ thống bao gồm chương trình máy tính chủ, chương trình máy tính phụ và thiết kế chương trình truyền thông nối tiếp. Giao tiếp nối tiếp chủ yếu là để hoàn thành việc truyền dữ liệu, bao gồm dữ liệu giám sát, sửa đổi và đọc dữ liệu MAP.