Đồ án Nghiên cứu và chế tạo bộ điều khiển nhiên liệu cho động cơ diesel sử dụng bơm dãy

MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI NÓI ĐẦU 4 Chương I 5 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5 1.1. Đặt vấn đề. 5 1.2. Phương pháp nghiên cứu. 6 1.3. Nội dung nghiên cứu. 6 Chương II 7 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG EDC 7 2.1. Sơ lược về hệ thống EDC ( Electronic Diesel Control ). 7 2.2. So sánh các chế độ làm việc giữa hệ thống cơ khí và hệ thống EDC. 8 2.2.1. Chế độ không tải. 8 2.2.2. Chế độ tăng tốc. 8 2.2.3. Chế độ khởi động. 9 2.2.4. Chế độ sấy nóng 9 2.2.5. Chế độ toàn tải 9 2.3. Yêu cầu công nghệ về hệ thống EDC. 9 2.4. Nhiệm vụ của hệ thống EDC. 9 2.5. Các thành phần chính trong EDC. 10 2.5.1. Cảm biến thường dùng trong hệ thống EDC. 11 2.5.1.1. Cảm biến nhiệt độ. 11 2.5.1.2. Cảm biến tốc độ động cơ. 12 2.5.1.3. Cảm biến áp suất tăng áp (Boost pressure sensor). 13 2.5.1.4. Cảm biến vị trí thanh răng. 14 2.5.1.5. Cảm biến chân ga. 15 2.5.2. Cơ cấu chấp hành. 16 Chương III 18 THIẾT KẾ HỆ THỐNG EDC 18 3.1. Động cơ Diesel DE08TIS. 18 3.1.1. Giới thiệu chung. 18 3.1.2. Hệ thống nhiên liệu động cơ DE08TIS. 19 3.2. Sơ lược hệ thống nhiên liệu EDC. 22 3.3. Thiết kế cơ khí. 24 3.3.1. Tính chọn van điện từ. 24 3.3.1.1. Lực đàn hồi cần thiết của lò xo. 24 3.3.1.2. Chọn van điện từ. 24 3.3.1.3. Chọn van bypas. 25 3.3.2. Lắp đặt hệ thống. 26 3. 4. Thiết kế mạch điện tử. 26 3.4.1. Chọn linh kiện chế tạo ecu. 26 3.4.1.1. Vi xử lý chính. 27 3.4.1.2. Vi xử lý phụ. 29 3.4.1.3. Các linh kiện khác. 31 3.4.2. Sơ đồ nguyên lý ECU. 31 Chương IV 33 LẬP SƠ ĐỒ KHỐI ĐIỀU KHIỂN CHUNG TRONG HỆ THỐNG EDC 33 4.1. Sơ đồ điều khiển chung hệ thống EDC. 33 4.1.1. Quá trình điều khiển trong EDC. 33 4.1.1.1. Điều khiển theo vòng hở. 33 4.1.1.2. Điều khiển theo vòng kín. 33 4.1.2. Quá trình xử lý dữ liệu trong ECU. 33 4.2. Thuật toán điều khiển lượng nhiên liệu phun. 33 4.2.1. Lượng nhiên liệu phun cho quá trình khởi động. 34 4.2.2. Lượng nhiên liệu cơ bản. 34 4.2.3. Điều khiển tốc độ không tải. 34 4.2.4. Điều khiển tốc độ lớn nhất của động cơ. 34 4.2.5. Giới hạn lượng nhiên liệu phun. 37 4.2.6. Điều chỉnh lượng nhiên liệu khi phanh. 37 Chương V 38 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG EDC 38 5.1. Phương trình xác định các thông số trong quá trình điều khiển động cơ Diezel tăng áp. 38 5.1.1. Chế độ dừng (chế độ cân bằng). 38 5.1.2. Trạng thái ổn định của chế độ dừng. 39 5.1.3. Chế độ làm việc của động cơ. 41 5.1.4. Phương trình vi phân động cơ. 42 5.1.4.1. Phương trình quá trình làm việc của động cơ. 42 5.1.4.2. Phương trình vi phân của tuabin-máy nén. 44 5.1.4.3. Phương trình vi phân cổ góp nạp. 45 5.1.4.4. Phương trình vi phân cổ góp xả. 47 5.1.4.5. Phương trình vi phân động cơ với tuabin-máy nén. 49 5.2. Phương trình xác định dòng điều khiển cuộn dây. 51 5.2.1. Điều khiển PWM (Pulse Width Modulated). 51 5.2.2. Phương trình xác định dòng điều khiển cuộn dây. 52 5.2.3. Sơ đồ khối đK dòng điện trong hệ thống điều khiển PWM..............54 5.3. Phương trình xác định vị trí thanh răng. 55 5.4. Thuật toán điều khiển thanh răng bơm cao áp. 56 5.4.1. Sơ lược về bộ điều khiển PID. 56 5.4.2. Phương pháp tính PID. 58 Chương VI 60 THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 60 6.1. Thực nghiệm. 60 6.1.1. Thực nghiệm trên băng thử bơm cao áp. 60 6.1.1.1. Giới thiệu về băng thử bơm cao áp. 60 6.1.1.2. Công việc chuẩn bị. 61 6.1.1.3. Trình tự thử nghiệm. 61 6.1.2. Thực nghiệm trên động cơ lắp trên băng thử. 62 6.2. Kết quả thực nghiệm. 62 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 67 LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU XUẤT XỨ, MỤC TIÊU VÀ TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN …………………………………………………………..…. ………………………………………………………………………………….. Hà Nội, ngày 1 tháng 2 năm 2007 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn A Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Đặt vấn đề. …………………………………………………………………………….. 1.2. Phương pháp nghiên cứu. …………………………………………………………………………… 1.3. Nội dung nghiên cứu. ..................................................................................................... Chương II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG EDC 2.1. Sơ lược về hệ thống EDC ( Electronic Diesel Control ).
Hình 2.1. Hệ thống nhiên liệu EDC lắp trên xe Mercedes-benz 300C 1. cảm biến lưu lượng khí nạp, 2. bộ điều khiển, 3. hộp rơle và cầu chì bảo vệ, 4. lọc khí luôn hồi, 5. công tắc điều khiển tiết kiệm nhiên liệu, 6. cảm biến vị trí chân ga, 7. công tắc đèn phanh, 8. cảm biến áp suất đường ống nạp, 9. van điều khiển luân hồi khí thải, 10. van điều khiển áp suất tăng áp. ……………………………………………………………………………… 2.2. So sánh các chế độ làm việc giữa hệ thống cơ khí và hệ thống EDC. 2.2.1. Chế độ không tải. ………………………………………………………………………………. 2.5.1. Cảm biến thường dùng trong hệ thống EDC. 2.5.1.1. Cảm biến nhiệt độ. ……………………………………………………………………………… Chương III THIẾT KẾ HỆ THỐNG EDC ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Chương VI THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… KẾT LUẬN ................................................................................................................. ..................................................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. V.I. Krutov. Automatic Control of Internal Combustion Engines. Mir Publishers Moscow 1987 [2]. BOSCH. Electronic Diesel Control EDC. Published by ( Robert Bosch Gmbh 2001 [3]. Xiaoyan Wang. Modeling and Implementation of Controller for Switched reluctance motor with AC small signal model. Master of science in Electrical Engineering. Blacksburg, Virginia 2001 [4]. Nguyễn Tất Tiến. Nguyên lý động cơ đốt trong. Nhà xuất bản giáo dục Hà nội 2003 [5]. Ngô Diên Tập. Kỹ thuật vi điều khiển với AVR. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà nội 2003 [6]. Phạm Minh Tuấn. Động cơ đốt trong. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2003 [7]. Võ Nghĩa, Lê Anh Tuấn. Tăng áp động cơ. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà nội 2004 [8]. Nguyễn Doãn Phước. Lý thuyết điều khiển tuyến tính. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà nội 2005 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1. CHƯƠNG TRÌNH NGUỒN VI SỬ LÝ CHÍNH AT90S8535 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. PHỤ LỤC 2.PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY GIÁ TRỊ THEO BẢNG SỐ LIỆU ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………