II. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
2.2. Điều khiển chuyển số thích hợp
Thời điểm chuyển số thích hợp có liên quan trực tiếp đến tốc độ vòng quay động cơ. Nếu chuyển số sớm, tức là động cơ sẽ thường xuyên hoạt động
ở vùng tốc độ thấp và ngược lại. Để đánh giá thời điểm chuyển số của 1 hành trình vận hành xe, đề tài đưa ra khái niệm tỷ lệ thời gian động cơ hoạt động ở các số vòng quay khác nhau. Trong đề tài này sử dụng 3 tỷ lệ thời gian ứng với số vòng quay nhỏ (dưới 2000 vòng/phút), trung bình (dưới 4000 vòng/phút) và lớn (từ 4000 vòng/phút trở lên) để phân tích thời điểm chuyển số. Cách tính tỷ lệ thời gian làm việc này như sau:
2000 100% 100% ne nho tn T T T < = ∑ × ∑ 4000 100% ne tb tn T T T < = ∑ × ∑ 4000 100% ne lon tn T T T > = ∑ × ∑
Với các giá trị Tnho, Ttb và Tlon là tỷ lệ thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay nhỏ, trung bình và lớn; Ttn là tổng thời gian thí nghiệm của mỗi thí nghiệm tương ứng.
Tìm mối quan hệ của thời điểm sang số ( thời điểm sang số ứng với số vòng quay của động cơ) ảnh hưởng tới lượng tiêu thụ nhiên liệu. Đề tài đã lựa chọn 3 thí nghiệm để đánh giá: thí nghiệm chạy tăng tốc nhanh tới vận tốc tối đa 30 (km/h), chạy ổn định ở vận tốc 25 (km/h) với tay số 4, vận tốc 20 (km/h) ở tay số 2. Kết quả 3 thí nghiệm này được trình bày ở Bảng 2.
Bảng 2: Tỷ lệ thời gian làm việc của số vòng quay động cơ với lượng tiêu thụ nhiên liệu
Qua bảng số liệu có thể nhận thấy, với cách chạy tăng tốc nhanh tới vận tốc 30 (km/h) có lượng nhiên liệu tiêu thụ là lớn nhất (2.25 lít/100km), cách chạy ở tay số 4 và vận tốc 25 (km/h) có lượng nhiên liệu tiêu tốn ít nhất (1.2 lít/100km). Xây dựng đồ thị cho 3 thí nghiệm trên để dễ dàng phân tích.
Hình 3.3: Đồ thị quan hệ số vòng quay động cơ và lượng tiêu thụ nhiên liệu
Nhìn vào đồ thị nhận thấy, thí nghiệm nhanh-30kmh là đường số (1), thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay lớn hơn 2500 (vòng/phút) đến 3500 (vòng/phút) chiếm khoảng 65%, thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay dưới 2500 (vòng/phút) chỉ chiếm khoảng 35%.
Thí nghiệm 2-20kmh là đường số (2), thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay lớn hơn 2500 (vòng/phút) chiếm khoảng 95%, thời gian động cơ làm việc ở dưới 2500 (vòng/phút) chỉ chiếm khoảng 5%.
So sánh 2 thí nghiệm nhanh-30kmh và 2-20kmh nhận thấy, thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay dưới 1500 (vòng/phút) của thí nghiệm nhanh-30kmh chiếm khoảng 20%, trong khi thí nghiệm 2-20kmh chỉ chiếm khoảng 2%. Thí nghiệm 4-25kmh là đường màu xanh lá cây, thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay dưới 1500 (vòng/phút) chiếm khoảng 3%, thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay trên 2500 (vòng/phút) cũng chỉ chiếm khoảng 7%, phần lớn thời gian động cơ làm việc ở số vòng quay từ 1500 – 2500 (vòng/phút) chiếm khoảng 90%. Đối chiếu với Bảng 2, lượng tiêu thụ nhiên liệu ở thí nghiệm 4-25kmh là tốt hơn cả (1.2 lít/100km).
Từ kết quả phân tích trên, có thể kết luận được số vòng quay động cơ làm việc với lượng tiêu thụ nhiên liệu là tốt nhất là trong khoảng 1500 – 2500 (vòng/phút). Như vậy, nếu điều khiển thời điểm chuyển số rơi vào khoảng vận tốc động cơ này sẽ đạt được tính kinh tế nhiên liệu tốt nhất.
Xét trong điều kiện thực tế, việc thiết kế bộ điều khiển tự động chuyển số là một công việc khá phức tạp và đòi hỏi can thiệp trực tiếp đến kết cấu của hệ thống truyền lực do vậy đề tài đã đề ra phương án thiết kế bộ tự động nhắc nhở thời điểm chuyển số dựa trên điều kiện các yếu tố vận hành và số vòng quay của động cơ. Tín hiệu cảnh báo sẽ sử dụng ngay đèn báo số trên bảng đồng hồ, vi điều khiển trung tâm sẽ thu nhận các thông số vận hành từ các cảm biến lắp trên xe để phân tích và đưa ra quyết định cảnh báo người lái thời điểm sang số thích hợp, bằng cách đưa ra tín hiệu điều khiển nhấp nháy đèn báo số cần chuyển.