BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ MỘT XI LANH ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH S K C 0 9 MÃ SỐ: T52 - 2008 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG Đề tài: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM ĐỘNG CƠ MỘT XI LANH ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH MÃ SỐ: T 52 – 2008 THUỘC NHĨM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ : LÊ QUANG VŨ ĐƠN VỊ : KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TP HỒ CHÍ MINH 2009 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Tóm tắt đề tài Ngày nay, cơng nghiệp ơtơ Việt Nam phát triển mạnh Ngành giáo dục đào tạo Việt Nam đà hội nhập với giáo dục quốc tế, cơng tác đào tạo nguồn nhân lực có tay nghề cao thúc đẩy nhanh chóng Nhiều trường trung cấp nghề, cao đẳng nghề thành lập theo hướng cơng nghệ, học đơi với thực hành Trong đó, ngành cơng nghệ ơtơ có đặc thù riêng hầu hết thiết bị đo kiểm thường có giá thành cao có mặt sở đào tạo Bên cạnh thiết bị hầu hết đo lường thơng số đầu hữu hệ thống phục vụ cho cơng tác kiểm định mà khơng đo kiểm thơng số có liên quan đến lý thuyết tính tốn thơng số hệ thống thơng số kỹ thuật thiết kế Vì việc thiết kế thiết bị bảo đảm đo kiểm nghiệm thơng số kỹ thuật hệ thống điều khiển ơtơ vấn đề cần thiết cho ngành cơng nghệ ơtơ Việt Nam Đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động xi lanh điều khiển máy tính” nhằm mục đích đo kiểm, điều chỉnh thơng số hệ thống điều khiển động nhằm kiểm nghiệm thơng số thiết kế ảnh hưởng đến chất lượng động cơ, thơng số hiển thị nhập từ giao diện máy tính để trực quan hóa đường đặc tính đơng Do thời gian hạn chế nên đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Khảo sát động xi lanh xe gắn máy - Nghiên cứu phần mềm lập trình kỹ thuật Labview - Thiết kế mạch khiển hệ thống - Lập trình cho hệ thống điều khiển - Chạy thử nghiệm mơ hình Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường MỤC LỤC Trang Tóm tắt đề tài Mục lục Phần I Đặt vấn đề I Đối tượng nghiên cứu… II Tình hình nghiên cứu ngồi nước III Những vấn đề tồn Phần II Giải vấn đề I Mục đích nghiên cứu II Thể thức nghiên cứu III Nội dung nghiên cứu Cơ sở lý thuyết phun xăng đánh lửa điều khiển điện tử Cơ sở lý thuết vi điều khiển AVR phần mềm Labview 14 Khảo sát động xi lanh xe gắn máy 32 Thiết kế, chế tạo mơ hình động xi lanh 36 Thiết kế chế tạo mạch khiển động nhận liệu từ máy tính 40 Lập trình cho hệ thống khiển 47 Phần III Kết luận đề nghò 64 Phụ lục Tài liệu tham khảo 66 Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM I Đề tài NCKH cấp trường ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU Ngày bước vào kỷ mới, kỷ kinh tế tri thức, kỷ mà có phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật tất lónh vực nguyên tử, chinh phục vũ trụ, kỹ thuật vô tuyến điện tử… với tốc độ phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật nhiều sản phẩm công nghệ cao tích hợp với mật độ ngày nhỏ tinh vi Các thiết bò đo lường công nghiệp ngày nhiều với mức độ xác tin ngày cải thiện Sự đời hàng loạt máy tính công nghiệp can thiệp sâu mạnh công nghệ thông tin vào sản xuất báo hiệu thời kỳ sản xuất bắt đầu bùng nổ Thời đại công nghiệäp tin học đời Song song với phát triển này, chứng kiến hàng loạt công ty phần mềm giới chạy đua sản xuất loại Kit điều khiển công nghiệp Trong số ta phải nhắc tới hãng National Instruments National Instruments công ty chuyên sản xuất máy tính công nghiệp với phần mềm hỗ trợ Labview tin cậy Không đứng phát triển chung nhân loại, ngành công nghiệp ôtô có tiến vượt bậc công nghệ, đặc biệt công nghệ ứng dụng lên xe nhằm đem lại tiện nghi, sang trọng, kinh tế… Ngành công nghiệp ôtô ngày thu hút ngành công nghiệp khác tham gia Trong nói công nghệ thông tin ngành mẽ gia nhập ngành công nghệ ôtô với sư kiện Microsoft thành lập khu phần mềm chuyên ôtô Trung Quốc, máy tính mini có mặt hệ thống ôtô để nối mạng truyền tin cho tương lai hướng công nghệ phát triển mạnh mẽ Về ngành công nghiệp ôtô Việt Nam ngành công nghiệp non trẻ, thò phần chủ yếu thò trường nước với tất linh kiện phụ tùng nhập theo hình thức CKĐ Hệ thống sở đào tạo viện nghiên cứu, phòng nghiệm sơ sài bắt đầu phát triển mạnh năm gần Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Tuy nhiên thiết bò đo lường kiểm nghiệm nhiều bất cập không theo kòp với thời toàn giới Lý thuyết đào tạo chưa kiểm nghiệm thực tế mà tính toán thiết kế Trước tình hình bất cập người làm đề tài đònh nghiên cứu, xây dựng giao diện tên máy tính sở phần mềm Labview National Instruments Giao diện hỗ trợ phần cứng hệ thống điều khiển động Với mục tiêu dùng máy tính đo lường thông số hoạt động độâng để kết hợp với máy đo khiểm đònh kiểm nghiệm kết với lý thuyết tính toán II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Việc điều khiển động giao diện máy tính kết hợp với board mạch chấp hành phòng thí nghiệm ngành ơtơ Việt Nam vấn đề trương đối mẽ Sự kết hợp cơng nghệ thơng tin lĩnh vực điều khiển vào ngành cơng nghệ ơtơ có nhiều bất cập Bên cạnh phần mềm lập trình kỹ thuật Labview phần mềm mạnh du nhập vào nước ta phòng thí nghiệm điện tử Vì việc kết hợp Labview vào điều khiển động đốt lĩnh vực chưa quan tâm nhiều Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM I Đề tài NCKH cấp trường MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Hiện hệ thống đo lường máy tính đời với độ xác cao Vấn đề mà đề tài muốn hướng tới xây dựng ma trận tính kích thước cảnh báo, dự đoán cố hổ trợ tài xế đậu xe vào bải Do sở hạ tầng bến bải việt nam chật hẹp, khoảng cách xe đậu sát bải xe nhỏ Vấn đề tày tạo cho tài xế khó khăn không nhỏ lúc đưa xe vào bải đậu Để giải vấn đề này, đặt góc kích thước hình học xe cảm biến để cảnh báo tầm nguy hiểm II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Trong q trình thực đề tài phương pháp nghiên cứu sau sử dụng: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp thiết kế mạch - Phương pháp lập trình vi điều khiển - Phương pháp thu thập liệu quan cổng com Labview Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Cơ sở lý thuyết phần mềm Labview vi điều khiển AVR - Khảo sát động xi lanh xe gắn máy - Chế tạo mơ hình động xe gắn máy - Thiết kế chế tạo mạch điều khiển động nhận liệu từ máy tính - Thiết kế giao diện điều khiển máy tính với phần mềm Labview - Lập trình cho mạch điều khiển ngơn ngữ Assembler Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM - Đề tài NCKH cấp trường Chạy thử nghiệp mơ hình Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Trường Đại Học SPKT Tp.HCM ; db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db db high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( nx1_h 37500 18750 12500 9375 7500 6250 5357 4687 4166 3750 3409 3125 2884 2678 2500 2343 2205 2083 1973 1875 1785 1704 1630 1562 1500 1442 1388 1339 1293 1250 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( Đề tài NCKH cấp trường nx1_l 37500 18750 12500 9375 7500 6250 5357 4687 4166 3750 3409 3125 2884 2678 2500 2343 2205 2083 1973 1875 1785 1704 1630 1562 1500 1442 1388 1339 1293 1250 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( nx0 -255 -255 -255 -225 -169 -121 -92 -72 -59 -52 -47 -42 -39 -36 -33 -30 -26 -22 -18 -15 -13 -11 -11 -10 -10 -9 -8 -7 -5 -4 ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); Ne 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 +) Thiết lập đếm cân thời gian mở kim phun Sử dụng Timer2 bit để cân thời gian mở kim phun Với thạch anh nhịp 4MHz chọn chế độ chia xung CK/256 ta có thời gian xung nhịp Timer2 64 μs Từ ta có thời gian lớn mà Timer2 đếm chế độ xung nhịp là: Tmax= 64 28 =16384 μS ≈ 16 ms Vậy để đo thời gian phun việc thiết lập giá trị cho Timer2 đếm để cân thời gian phun Ví dụ để cân thời gian phun 2ms, số xung nhịp mà Timer2 cần đếm để đo thời  10 gian nx2 = =31 (xung nhịp) Và nạp vào ghi liệu Timer2 giá 64 trị TCNT2 = 225 sau cho phép đếm Timer đếm lên đến 256 xuất cờ tràn Timer chương trình dứt phun Như Timer2 đếm 31 xung nhịp tương đương ms Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 53 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Lập bảng liệu cân thời gian phun +) Tính tốn lưu lượng phun xe gắn máy - Lượng nhiên liệu phun vào buồng cháy động phụ thuộc nhiều thơng số Nhưng ta tính lượng nhiên liệu mf phun vào xylanh động theo thơng số số vòng quay động lưu lượng khí nạp: m f  m fcb (1  k1  k ) Trong đó: mfcb: lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào số vòng quay động n lượng khơng khí nạp Mk k1: Hệ số làm đậm phụ thuộc vào vị trí bướm ga k2: Hệ số làm đậm phụ thuộc vào điện áp accu Trong giới hạn đề tài khơng đề cập đến hệ số làm đậm theo điện áp Accu mà hiệu chỉnh theo cánh bướm ga +) Tính tốn lượng phun - Xét cách gần lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào lượng khơng khí nạp vào tốc độ động mfcb = f(n, Mk) - Trước tiên ta xét đến quan hệ Mk mfcb Hệ số dư lượng khơng khí tính theo cơng thức sau: Mk  m fcb L0 Mk, mfcb: lưu lượng khí qua bướm ga lượng nhiên liệu phun đường ống nạp cho chu trình (kg/chu trình) L0: Lượng khơng khí lý thuyết dùng để đốt cháy hồn tồn kg nhiên liệu (L0=14,7 kg khơng khí/kg nhiên liệu) - Khối lượng khơng khí chu trình tính theo cơng thức: 10 p a M k  Vh  v (kg/chu trình) R.Ta Vh: thể tích cơng tác động (Vh= 108 cm3) Ta: Nhiệt độ mơi trường, ta xét giá trị nhiệt độ cố định nhiệt độ trung bình Việt Nam (Ta= 308oK= 35oC) - Thay giá trị vào ta tính khối lượng khơng khí nạp chu trình: 10 p a 10 p a M k  Vh  v  108.10 6. v  1,2787.10 6 v p a (kg/chu trình) R.Ta 287.297 Xem   , ta có lượng phun bản: M m fcb  k  0,087.10 6 v p a (kg/chu trình) 14,7 pa: Áp suất đường ống nạp (Kpa), hàm phụ thuộc vào vận tốc khơng khí qua cổ họng gió hệ số cản đường ống nạp Trong giới hạn đề tài ta tạm coi áp suất đường ống nạp quan hệ với tốc độ đường bậc nhất: Pa = an +b Trong đó: Pa áp suất tuyệt đối đường ống nạp (kPa) Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 54 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường n tốc độ động (v/p) Hai hệ số a, b hai hệ số mà tìm thực nghiệm hiệu chỉnh thời gian phun động làm mơ hình  v : Hệ số nạp động hàm tốc độ động cơ, độ mở bướm ga, nhiệt độ động Ngồi ra, phụ thuộc vào kết cấu, chiều dài đường ống nạp Trong phạm vi đề tài, xét đến ảnh hưởng số vòng quay động n tới hệ số nạp  v - Ảnh hưởng tốc độ động tới hệ số nạp: - Hệ số nạp động đạt cực đại tốc độ 3500 vg/ph  v =0,85 nmin = 1000 vg/ph nmax = 10000 vg/ph - Đường cong cắt trục  v 0,75 có dạng  = an2 + bn + c - Để dễ dàng lập phương trình ta coi n =  v = c = 0,75 - Ta lập hệ phương trình:  b2 b , 85  a  b  0,75  4a 2a   b  3500  2a a  81,632.1010  - Giải hệ phương trình ta tìm được: b  5,714.108 c  0,75  - Thay vào ta phương trình đường cong  v phụ thuộc n:  v =-81,632.10-10n2 + 5,714.10-5n + 0,75 - Thay vào phương trình Mk ta được: m fc  0,087.10 6   81,632.10 10 n  5,714.10 5 n  0,75  (an  b) - Với giá trị n chia thành 99 bước từ 100 vg/ph đến 10000 vg/ph   +) Hiệu chỉnh lưu lượng phun Hệ số làm đậm phụ thuộc độ mở bướm ga - Đối với động xăng làm việc hiệu vùng   vị trí động khơng phải lớn nhất, mà động làm việc với cơng suất lớn   0,9 vị trí tốc độ cháy hỗn hợp cực đại Vì cần lượng khí xả độc hại nhỏ ta cho động hoạt động vùng   , cần động phát cơng suất cực đại ta cho động hoạt động   0,9 - Thơng thường xe chạy thành phố lúc cần lượng khí xả độc hại nhất, xe chạy đường cao tốc cần đạt cơng suất cực đại Do đó, từ vị trí 90% góc mở bướm ga ECU bắt đầu làm đậm (giảm  ), m fcb mlàm đậm= =1,11 m fcb 0,9 mlàm đậm: Lượng nhiên liệu làm đậm 90% góc mở bướm ga +) Tính tốn thời gian phun Từ lượng nhiên liệu cần phun cho chu trình, ta tính thời gian mở kim phun theo: Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 55 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM tinj  Đề tài NCKH cấp trường mf Rinj Trong đó: t: thời gian mở kim phun m f : lượng nhiên liệu cần phun cho chu trình m f  m fcb  mhc Rinj: lưu lượng nhiên liệu qua kim phun đơn vị thời gian Do ta có sử dụng điều áp đường ống dẫn nhiên liệu nên Rinj gần số nhờ điều áp ta lấy áp suất khơng khí làm chuẩn áp suất đường ống nạp thay đổi khơng lớn Giá trị chênh lệch áp suất hai đầu kim phun coi khơng đổi (kgf/cm2) Kim phun sử dụng mơ hình kim phun áp suất kgf/cm2 lưu lượng phun kim 200 cm3/phút Hình 6.9 Đo lưu lượng kim phun Từ ta có thời gian phun theo hệ số nạp áp suất đường ống nạp : Sử dụng Excel lập hàm thời gian phun Tinj theo tốc độ theo hệ số a,b : Tinj = f(n,a,b) n biến thay đổi liên tục a, b hệ số hiệu chỉnh thực nghiệm Và lập bảng liệu đưa vào nhớ vi điều khiển để hiệu chỉnh mơ hình.Sau thời gian thực nghiệm hiệu chỉnh thời gian phun theo chương trình lập trình ngơn ngữ Assembler ta tìm hệ số là: a = 0,92 10-3 ; b = 6.25 với hệ số thay vào cơng thức tính thời gian phun động nổ êm cầm chừng, lên ga khởi động dễ nổ chấp nhận giá trị ta có đường đặc tính phun xăng theo tốc độ động sau: Hình 6.9 Đặc tính thời gian phun theo tốc độ động Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 56 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Với thời gian phun theo đường đặc tuyến ta lập hàm đếm xung cân thời gian phun đưa vào vi điều khiển với đếm Timer2 đặt chế độ phần trên: t inj nx2 =  nx2 = f (n) 64 Nhập hàn vào Excel ta lập bảng tính xung cân thời gian phun theo tốc độ động sau: Bảng tính minh họa cho tốc độ từ 1000 v/p 2000 v/p bảng liệu đầy đủ trình bày chương trình điều khiển Đây bảng liệu nạp vào vi điều khiển nên có hàm ngơn ngữ lập trình Assembler nx1_h db db db db db db db db db db db high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( 3750 3409 3125 2884 2678 2500 2343 2205 2083 1973 1875 nx1_l ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( 3750 3409 3125 2884 2678 2500 2343 2205 2083 1973 1875 nx2 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( - 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 59 Ne ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 Thời gian phun hiệu chỉnh theo vị trí cánh bướm ga Cảm biến vị trí cánh buớm ga sử dụng mơ hình loại tuyến tính chân Hình 6.10 Sơ đồ cảm biến vị trí cánh bướm ga Trong điều kiện sử dụng khơng cần đến chân IDL mà chế độ xác định thơng qua tốc độ động Đường đặc tính đường tuyến tính Hình 6.11 Đặc tính thay đổi điện áp theo vị trí cánh bướm ga Sau gá đặt cảm biến hành trình bị hạn chế nên đường đặc tính hay điện áp theo góc mở bướm ga có thay đổi so với đường đặc tính gốc Ta sử dụng modul ADC tích hợp chip Atmega8 để đo điện áp đầu cảm biến vị trí cánh bướn ga với độ phân giải bit Ngưỡng 5V đặt chân AREF, điện áp ngưỡng 0V đặt mass Như vi điều khiển cảm nhận điện áp thay đổi với độ phân giải là: Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 57 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM ΔV = Đề tài NCKH cấp trường = 0,0195 (V) 28 Vậy khoảng thay đổi từ 0,85 (V) đến 2.75 (V) ta chia làm 97 bước thay đổi Ở vị trí góc mở cánh bướm ga % điện áp báo 0,85 V tương ứng với giá trị mà ADC báo cho vi điều khiển 43 Ở vị trí 100% điện áp báo 2,75 V tương ứng với liệu báo 141 Tại vị trí cánh bướm ga mở 90% điện áp báo 2,56 V tương ứng với liệu cảm nhận 131 Đường đặc tuyến tương quan liệu số mà vi điều khiển cảm nhận theo góc mở cánh bướm ga sau: Hình 6.12 Đặc tính tín hiệu cánh bướm ga theo góc mở Dựa vào tín hiệu cánh bướm ga ta hiệu chỉnh thời gian phun theo hai chế độ: chế độ tồn tải chế độ tăng tốc Chế độ tồn tải chế độ góc mở cánh bướm ga 90% Ở góc mở ta tính trên, ECU tăng thời gian phun lên để đáp ứng tải động cơ, tăng cơng suất máy Như vi điều khiển cảm nhận chế độ cách cảm nhận điện áp > 2.56V vi điều khiển xác nhận tín hiệu tồn tải lượng nhiên liệu bù tải phun thêm xác định từ thực nghiệm mơ hình Chế độ tăng tốc chế độ thả trơi xác định cách cho vi điều khiển cảm nhận vị trí cánh bướm ga tăng thời gian phun theo góc mở cánh bướm ga Trong chu kỳ máy vi điều khiển ln ln lưu liệu vị trí cánh bướm ga trước cập nhật liệu 100 chu kỳ máy Điều có nghĩa sau 200 vòng quay cốt máy giá trị liệu cánh bướm ga cũ cập nhật lần Chương trình ln ln bắt đầu cách so sánh giá trị liệu góc mở cánh bướm ga cũ để kiểm tra chế độ tăng tốc đột ngột hay chế độ giảm tốc đột ngột thả trơi Lưu đồ thuật tốn hiệu chỉnh thời gian phun theo cánh bướm ga hai chế độ tăng tốc đột ngột thả trơi sau: Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 58 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Hình 6,13 Lưu đồ thuật tốn xác định chế độ làm đậm hay thả trơi Trong lưu đồ trên, chế độ làm đậm chế độ mà vi điều khiển cộng vào thời gian phun lượng thời gian phun hiệu chỉnh để làm đậm hỗn hợp tăng tốc Chế độ làm đậm I chế độ mà góc mở cánh bướm ga thay đổi đột ngột từ mức cầm chừng đến mức tồn tải, thời gian phun hiệu chỉnh lớn Bằng thực nghiệm ta tìm thời gian phun hiệu chỉnh 2ms ứng với 32 đơn vị đếm Timer2 chế độ CK/256 Chế độ làm đậm II chế độ mà góc mở cánh bướm ga thay đổi đột ngột nhỏ nhơn Thời gian phun hiệu chỉnh cho chế độ nhỏ thực nghiệm cho thấy thời gian phun hiệu chỉnh lúc 1,5 ms ứng với 23 đơn vị đếm Timer2 Tương tự chế độ làm đậm III có thời gian phun hiệu chỉnh là1 ms ứng với 15 đơn vị đếm Timer2 Mỗi chế độ làm đậm, vi điều khiển tăng lượng phun hiệu chỉnh 200 vòng quay cốt máy liên tiếp trước biến đếm giá trị góc mở bướm ga cũ cập nhật trở lại Song song với ba chế độ độ làm đậm ta có chế độ thả trơi Ở chế độ thả trơi, vi điều khiển nhận thấy có đóng bướm ga đột ngột cắt phun xăng Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 59 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường tốc độ đến 3000 v/p phun lại q trình khơng có thay đổi góc mở cánh bướm ga Nếu q trình thả trơi mà có thay đổi cánh bướm ga chế độ thả trơi kết thúc chưa đến tốc độ 3000 v/p Bảng liệu theo góc mở cánh bướm ga bảng hai cột, 52 dòng từ góc mở % 100% cột thứ giá trị góc mở cánh bướm ga chuyển qua tín hiệu số cột thứ hai giá trị thời gian phun hiệu chỉnh chuyển qua giá trị xung đếm cho Timer2 Trong q trình hoạt động, vi điều khiển ln đọc giá trị chân VTA so sánh với liệu để cập nhật giá trị thời gian phun hiệu chỉnh Sau phần minh họa bảng giá trị bảng đưa vào vi điều khiển nên có hàm ngơn ngữ lập trình Assembler: ; db db db db db db db ADC 40 42 44 46 48 50 52 Tpphu 3 4 Chế độ phun đậm lúc khởi động Vi điều khiển nhận chế độ cách nhận tốc độ động 1000 (v/p) nhấc kim phun theo chế độ khởi động Sau thực nghiệm với giá trị thời gian phun chế độ khởi động khoảng 2,5ms đến ms Ở chế độ ta có bảng liệu sau: ; db db db db db db db db db db low( low( low( low( low( low( low( low( low( low( - nx2 56 56 56 56 56 56 56 56 56 50 ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); Ne 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Tổng hợp liệu tính ta chia bảng liệu làm hai nhóm, nhóm bảng liệu theo tốc độ động nhóm bảng liệu theo góc mở cánh bướm ga Bảng liệu theo tốc độ động bảng cột, 99 dòng từ tốc độ 100v/p đến 10000 v/p Cột thứ byte cao liệu tốc độ ( speed_h), cột thứ hai byte thấp liệu tốc độ (speed_l), cột thứ ba liệu thời gian cân góc đánh lửa (Tdelay) cuối liệu thời gian phun (Tphun) Khi hoạt động vi điều khiển so sánh liệu tốc truy cập liệu đánh lửa thời gian phun tương ứng dòng Sau bảng liệu minh họa, bảng ghi vào nhớ vi điều khiển nên có số hàm ngơn ngữ Assembler ; db db db db db db db high( high( high( high( high( high( high( speed_h 37500 18750 12500 9375 7500 6250 5357 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( speed_l 37500 18750 12500 9375 7500 6250 5357 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( Tdelay -255 ),low( -255 ),low( -255 ),low( -225 ),low( -169 ),low( -121 ),low( -92 ),low( - Tphun 56 56 56 56 56 56 56 ); ); ); ); ); ); ); Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính Ne 100 200 300 400 500 600 700 60 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM db db db db db db db db db db db db high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( high( 4687 4166 3750 3409 3125 2884 2678 2500 2343 2205 2083 1973 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( Đề tài NCKH cấp trường 4687 4166 3750 3409 3125 2884 2678 2500 2343 2205 2083 1973 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( -72 -59 -52 -47 -42 -39 -36 -33 -30 -26 -22 -18 ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( ),low( - 56 56 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); ); 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 Tương ứng với bảng liệu theo tốc độ động ta có thuật tốn tra bảng Đây thuật tốn đoạn chương trình khối chương trình chính, chương trình có nhiệm vụ so sánh lấy liệu từ nhớ để xác định góc đánh lửa sớm thời gian phun theo tốc độ động Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 61 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Hình 6.14 Thuật tốn tra bảng liệu theo tốc độ động Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 62 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Bảng lệu theo góc mở cánh bướm ga bảng mơ tả Và ứng với bảng liệu ta có thuật tốn tra bảng sau: Hình 6.15 Thuật tốn tra bảng liệu theo cánh bướm ga Đó thuật tốn đoạn chương trình khối chương trình có nhiệm vụ xác định lượng phun hiệu chỉnh bù tải tuyến tính theo cánh bướm ga từ góc mở 10% chế độ tồn tải cánh bướm ga mở từ 90% trở lên Như ta có bảng liệu lưu đồ thuật tốn điều khiển, tiến hành lập trình theo liệu thuật tốn định nạp chương trình vào vi điều khiển ta có mạch điều khiển mơ trình bày phần phụ lục Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 63 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường PHẦN III KẾT LUẬN Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 64 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường I KẾT LUẬN: Sau thời gian thực hiện, đề tài nghiên cứu thành cơng vấn đề sau:  Khảo sát động xe gắn máy phần mềm lập trình kỹ thuật Labview  Thiết kế phần mềm giao tiếp máy tính mạch điều khiển thơng qua cổng com chuẩn giao tiếp RS232  Thiết kế mạch khiển hệ thống theo liệu từ máy  Chế tạo mơ hình thử nghiệm động xe gắn máy II ĐỀ NGHỊ Với thời gian mà mức độ giới hạn, đê tài bước đầu giải vấn đề hệ thống thí nghiệm làm tiền đề cho hướng phát sau Tuy gặp nhiều khó khăn khiến đề tài chưa thành cơng mỹ mãn đề tài chứng minh xu ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào lĩnh vưc tự động hóa ơtơ Người làm đề tài mong quan tâm cấp quan tài trợ thực sâu vấn đề đưa đề tài lên tầm cao mới, góp phần đại hóa ngành cơng nghiệp ơtơ việt nam Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 65 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Tài liêụ tham khảo Đỗ Văn Dũng Trang bị Điện Điện tử tơ đại ( Hệ thống Điện Động Cơ ) Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TpHCM , 2004 Ngũn Hữu Hường “Nghiên cứu ứng du ̣ng khí hóa lỏng LPG cho xe du lich ̣ , đă ̣c biê ̣t là xe taxi ở Thành phớ Hờ Chí Minh” L ̣n văn tha ̣c sĩ Nguyễn Tất Tiến Ngun lý động đốt Nhà xuất Giáo Dục 2003 Lê Xn Tới Giáo trình ký thuật sửa chữa mơtơ xe máy Trường da ̣y nghề sửa chữa xe gắ n máy Lê Xn Tới 2007 Các tài liệu từ internet  www.howstuffworks.com  www.wikipedia.org  www.mrsharkey.com  www.nett.ca  www.worldlpgas.com  www.congnghehoahoc.org  www.greencar.com  www.autogaz.com.pl  www.ls1.com.au  www.consumerenergycenter.org  www.lpgautogas.com.au  www.franzh.home.texas.net  www.Dientuvietnam.net  www.Atmel.com  www.ni.com Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động điều khiển máy tính 66 S K L 0 [...]... vào nút trên thanh cơng cụ của Block Diagram Chức năng được minh họa trong hình 2.34 Hình 2.34 Các chức năng của Block Diagram Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 31 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM 3 Đề tài NCKH cấp trường Khảo sát động cơ một xi lanh trên xe gắn máy a) Thô số kỹ thuật động cơ làm mô hình điều khiển Động cơ làm mơ hình là động cơ 1 xylanh của hãng LONCIN... Quốc có các thơng số sau: Hình 3.1 Động cơ làm mơ hình điều khiển Đường kính xylanh và hành trình Piston: 53 x 49.5 (mm) Dung tích xylanh: 108 (cm3) Tỉ số nén: 9,3 : 1 Hệ thống đánh lửa CDI-AC Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Chế hòa khí ( bình xăng con) Hệ thống khởi động : giò đạp, điện Hệ thống làm mát bằng gió b) khảo sát mâm lửa động cơ xe gắn máy Trên động cơ xe gắn máy khi làm việc có ba tín hiệu... cung cấp vd cơng tắc Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 18 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường nhưng cũng có thể chọn các thiết bị do người sử dụng tự xây dựng Bảng điều khiển dùng để cung cấp dữ liệu đầu vào và hiển thị kết quả đầu ra Một số bộ điều khiển và hiển thị trên controls palette  Numeric Controls/Indicators: Hình 2.7 Numeric Bộ cơng cụ này... trị nhỏ nhất Các cấu trúc điều khiển luồng chương trình: Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 24 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Trong bất cứ ngơn ngữ lập trình nào, ta cũng hay thường gặp và làm việc với các phần tử điều khiển luồng chương trình, đó là các cấu trúc (Structures) Các cấu trúc điều khiển luồng chương trình trong một VI có 5 cấu trúc là:... động của dòng khơng khí nạp thì: Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 12 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường fp  n.CYL 2 Vì thế lượng khí nạp cho một xy lanh trong một chu kỳ là: 1 fp ma   m dt a 0 Giả sử như lưu lượng khơng khí là cố định m a  const thì: ma  m a 2 n.CYL Ta có: maLPG  ma  madiesel Lượng nhiên liệu cung cấp được điều khiển bằng. .. xung nội bên trong có thể lập trình chế độ xung nhịp Hình 2.1 Sơ đồ chân vi điều khiển Atmega8 Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 14 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Hình 2.2 Sơ đồ chân vi điều khiển Atmega8 b) Cơ sở lý thuyết về phần mềm lập trình kỹ thuật Labview Labview (Virtual Instrument Engineering Workbench) là một mơi trường lập trình phát triển... của hệ thống CDI-AC Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 8 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Hình 1.2 Sơ đồ ngun lý mạch đánh lửa CDI trên xe gắn máy (D3 // SCR) Dòng điện từ máy phát N sau khi đi qua diode D1 và được chỉnh lưu bán kỳ nạp vào tụ C Khi có tín hiệu đánh lửa từ cuộn kích K, dòng điện kích chạy từ K đi qua D2 qua R1, R2 và về mass Một dòng... thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 28 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường Hình 2.31 Cách thức tạo Connector của một VI  Tạo một SubVI từ một phần của VI: Để biến đổi một phần của VI thành một SubVI được gọi từ VI khác, chọn một phần trong Block Diagram của VI, sau đó chọn Edit\Create SubVI Phần đó sẽ tự động thành một SubVI Các Control và Indicator được tự động khai báo cho... nếu khơng dập tắt nó thì nó sẽ là nguồn nhiễu đầu vào cho cảm biến làm cho vi điều khiển nhận sai giá trị tốc độ động cơ Vì vậy muốn sử dụng xung này chúng ta cần dập tắt dao động và chỉnh lưu bán kỳ xung này trước khi đưa vào xử lý Hình 3.4 Xung kích đo được Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 33 ... phần cứng, điều khiển từ xa, lập trình Thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm động cơ điều khiển bằng máy tính 15 Trường Đại Học SPKT Tp.HCM Đề tài NCKH cấp trường nhúng … Và hiện nay chúng ta đang sử dụng bản LabView 8.5, 8.6 là version mới nhất của Labview Labview ngày càng có nhiều ứng dụng trong khoa học kỹ thuật và sản xuất vì nó cho phép người kỹ sư thiết kế một chương trình trong một thời gian