L ỜI NĨI ĐẦU
3.3.3 Thiết kế mạch điều khiển:
Hình 3-31: Bộ điều khiển khi hoàn thành Cơng tắc nguồn Cơng tắc chuyển chế độ AUTO/MAN Volume % tay ga tại chế độ MANUAL Nút nhấn cài đặt giá trị Tx, n Mạch điều khiển trung tâm. Mạch cơng suất. Dây nhận tín hiệu cảm biến tốc độ và dây tới SERVO Dây nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ LCD
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1.Mục đích
Mục đích của quá trình thực nghiệm này là xem xét và đánh giá khả năng phản ứng của bộ điều khiển khi động cơ hoạt động với mức tải thay đổi.
4.2 Thực nghiệm hoạt động của bộ điều khiển trên động cơ 4.2.1 Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm 4.2.1 Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm
- Động cơ Diesel 4CH JANMAR. - Dầu Diesel phục vụ cho thí nghiệm - Bộ điều khiển điện tử
- Bộ đo tốc độ, nhiệt độ khí xả của động cơ
- Bộ tạo tải cho động cơ- Phanh thủy lực DYNOmite
- Accu khởi động động cơ (2 bình 12V), accu dùng cho bộ điều khiển (1 bình 12V)
4.2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Bình nhiên
liệu DO Tay ga Động cơ
Bộ tạo tải- Máy đo cơng suất
Bộ điều khiển
Cảm biến nhiệt độ khí xả
Cảm biến tốc độ
Hình 3-35. Servo tay ga động cơ.
Hình 3-34. Vị trí cảm biến nhiệt độ khí xả Hình 3-33. Vị trí cảm biến tốc độ
4.2.3. Quy trình tiến hành thực nghiệm.
1. Bật cơng tắc cho mạch điện tử hoạt động (Vị trí Power ON trên bảng điều khiển)
2. Kiểm tra chế độ điều khiển bằng tay để khởi động, (Vị trí cần gạt MODE MANUAL trên bảng điều khiển) thiết đặt vị trí tay ga động cơ.
3. Cho động cơ khởi động.
4. Để động cơ chạy một thời gian. Mục đích là để động cơ chạy ổn định trước khi chạy thử chế độ AUTO
5. Chuyển sang chế độ AUTO (gạt cần gạt qua vị trí MODE AUTO trên bảng điều khiển
6. Ghi lại tốc độ động cơ , giá trị nhiệt độ khí xả, cơng suất đo được trên màn hình bảng điều khiển ở chế độ khơng tải.
7. Tiến hành thử tải, thay đổi lưu lượng nước cấp vào phanh, theo dõi thời gian ổn định của trạng thái tay ga, ghi lại thơng số tốc độ động cơ, nhiệt độ khí xả, giá trị cơng suất, giá trị % tay ga, lưu lượng nước cấp vào phanh.
Ở mỗi chế độ tải cho động cơ chạy trong vịng 30-40 (s)
8. Tiến hành tắt máy: giảm dần và ngắt nước cấp vào phanh thử tải, chuyển cần gạt sang chế độ MANUAL MODE, đẩy mạnh ga rồi ngắt nhanh bằng cách điều chỉnh vị trí tay ga qua núm xoay FUEL. Mục đích xả sạch khí thải, tránh tạo bù hĩng, kết bụi trong xi lanh động cơ.
9. Thử chạy lại động cơ một lần nữa. 10. Kết thúc thử nghiệm.
4.2.4. Kết quả chạy thử nghiệm và nhận xét. n Me (ft - lb) h N Ne = Nhiệt độ khí xả Tx (0C) PWM % Tay ga 1440 5.86 2,01 160 780 43.95 1440 14.65 5,02 182 790 45.41 1438 26.41 9,04 250 795 46.14 1450 21.70 7,49 200 781 44.09 1400 43.58 14,52 345 751 39.70 1079 41.75 12,29 338 711 33.84 1400 30.04 10,01 270 805 47.61 1440 36.12 12,38 310 806 47.75 1470 25.21 8,82 230 775 43.21 1420 39.00 13,18 320 808 48.05 Nhận xét:
Nhận thấy khi thay đổi mức nước cấp vào phanh tạo DYNOmite, tải thay đổi, khi đĩ số xung PWM đưa tới tín hiệu servo lập tức thay đổi vị trí tay ga đảm bảo giữ giá trị tốc độ vịng quay n và nhiệt độ khí xả Tx ở vùng giá trị mong muốn.
- Sự tác động của tay ga khi tải thay đổi đúng với miền giá trị đã tính tốn, nhiệt độ khí xả và tốc độ động cơ luơn nằm trong vùng mong muốn
- Bộ điều khiển thực hiện tốt chức năng giám sát an toàn, tự động giảm tay ga khi cĩ dấu hiệu về quá tải. (Giá trị nhiệt độ khí xả, tốc độ vượt quá giá trị cài đặt
- Quá trình tác động điều khiển diễn ra nhanh chĩng, khi tải thay đổi trạng thái làm việc mong muốn của động cơ nhanh chĩng được thiết lập và ổn định.
Hoạt động của bộ điều khiển đạt yêu cầu đề ra của hệ thống
- Cĩ hai lựa chọn AUTO và MANUAL cho phép lựa chọn điều khiển bằng tay hay tự động
- Thay đổi được vùng làm việc mong muốn thơng qua thay đổi miền giá trị làm việc của hai thơng số tốc độ động cơ và nhiệt độ khí xả tương ứng với các chế độ khai thác khác khác nhau
KẾT LUẬN VÀ XUẤT Ý KIẾN
KẾT LUẬN
Sau thời gian làm đề tài tơi đã lựa chọn được phương án điều khiển tay ga và chế tạo thành cơng bộ điều khiển tay ga điện tử cho động cơ YANMAR 4CH. Bộ điều khiển đáp ứng được những yêu cầu cần thiết đề ra và hồn tồn phù hợp với điều kiện sử dụng, vận hành tại phịng thực hành của bộ mơn động lực.
Tơi đã chạy thử nghiệm và đo lấy số liệu. Tuy nhiên, do thời gian ngắn và cịn bị hạn chế về trình độ chuyên mơn nên tơi vẫn chưa thể hoàn thiện bộ điều khiển của mình để bộ điều khiển hoạt động một cách tốt nhất
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
- Chạy thử nghiệm trên nhiều động cơ để kiểm nghiệm tính đúng đắn của lý thuyết và giải thuật
- Cĩ thể ứng dụng trên những động cơ tàu thủy cỡ nhỏ, tuy nhiên cần tìm hiểu rõ thơng số kỹ thuật, đặc điểm động cơ và chạy thực nghiệm để cài đặt giá trị miền làm việc mong muốn một cách chính xác.
- Dùng nhiều cảm biến khí xả, mỗi cảm biến khí xả ứng với một xi lanh. Ngoài việc điều khiển tự động cĩ thể giám sát trạng thái làm việc của từng xi lanh. Cảnh báo hay thay đổi tay ga trong trường hợp các xi lanh làm việc khơng đồng đều.
- Cĩ thể tích hợp thêm cảm biến áp lực dầu bơi trơn để thêm chức năng cảnh báo khi những thơng số này khơng đảm bảo an toàn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Dương Minh Trí (2001), Cảm biến và ứng dụng – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2. GS.Iu.Ia.PhơMin, GS.Trần Hữu Nghị (1990), Xác định cơng suất Diesel tàu thủy và đặc tính của nĩ, NXB Giao thơng vận tải, tp. HCM
3. GS.TS. Nguyễn Tất Tiến (1999), Nguyên lý động cơ đốt trong, NXB
Giáo dục.
4. PGS.TS Nguyễn Thị Phương Hà (2005), Lý thuyết điều khiển hiện đại, Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh
5. PGS.TS Nguyễn Văn Nhận (2007), Lý thuyết động cơ đốt trong, Đại học Nha Trang 6. TS.MTr. Lương Cơng Nhớ, KS.MTr. Đặng Văn Tuấn (2004), Khai thác hệ động lực tàu thủy, Đại học Hàng Hải, tp. HCM.
7. Trang web: http://bookluanvan.vn/f58/ung-dung-neurofuzzy-trong-dieu- khien-nhiet-do-14700/