, , ,
THI T K CH T ẠO BĂNG THỬ VÒI PHUN XĂNG
DESIGN AND DEVELOPMENT OF GASOLINE INJECTOR TEST BENCH
Lê Minh Ti n m Qu c Thái , Hu nh T n Ti ế 1, Ph 1 ến1, Võ Anh Vũ2
1Trường Đạ ọc Đà Nẵi h c Bách khoa - i h Đạ ng; lmtien@ac.dut.udn.vn
2Nghiên c u sinh Khóa 33, ngành K thu ng l c ật Cơ khí độ
Tóm t - t Vòi phun là m t b n r t quan tr ng trong h ng ph th
phun xăng điện t trên động cơ đốt trong. Việc xác định các thông
s chính xác c a m t vòi phun giúp cho chúng ta có th s d ng
vòi phun đó mộ hơn, dụ như xây dựt cách hiu qu ng mt h
thống phun xăng điện t. Bài báo trình bày v kết qu nghiên cu
thi t k , ch tế ế ế ạo băng thử vòi phun xăng ạch điềđiện tr cao. M u
khi n s d ng lo ng nhiên li u ại Arduino Uno R3, lượ phun được
đo bằng loadcell, áp su t nhiên li i nh ệu thay đổ m t van điều
ch chnh u áp. K t qu nghiên c u cho th y điề ế đã ế t o thành
công băng thử vòi phun động xăng ựng được phương ; xây d
pháp s d ụng băng thử để c định b thông s ca vòi phun, t
đó có thể nh toán lượng xăng phun theo thời gian xung điều khin
vòi phun.
Abstract - Gasoline injectors are very important parts of gasoline
injection system on internal combustion engines. Accurately
identifying the parameters of a gasoline injector allows us to use it
more efficiently, for example, building a custom electronic fuel
injection. This research presents the results of the development of
a gasoline injector test bench. The control circuit uses the Arduino
Uno R3, the gasoline injection amount is determined by load cell,
the gasoline pressure in the injector is changed by a pressure
regulator. The research results show that a gh resistancehi
gasoline injector test bench ha been successfully developed ands
a method of determining the parameters of the injector is built so
that the gasoline injection amount can be calculated according to
the injection time.
T khóa - vòi phun xăng; hệ thống phun xăng điện t; động cơ đốt
trong; Arduino; băng thử vòi phun.
Key words - gasoline injectors; electronic gasoline injection system;
internal combustion engine; Arduino; injector test bench.
1. Gii thi u
Sau h t th k t khi c phát minh, l ch s cơn mộ ế đượ a
ngành công nghi p ô s d t trong ụng động cơ đố đã trải
qua những bước phát tri n l n. T b chế hòa khí đơn giản
h a magneto u, thng đánh lử ban đ đến nay đã được
thay th b ng h n t vế thống phun xăng đánh lửa điệ i
đặc tính làm vic t n v c tính thuyối ưu gầ ới đặ ết, nhm
tăng hiệu sut làm vic, gim mc tiêu th nhiên liu và ô
nhim môi ng. trườ
H thống phun xăng ển điệđiều khi n t 2 loi: gián
ti thếp và tr c ti V i h ếp. ống phun xăng gián tiếp, nhiên
liệu được phun vào đường ng np thông qua vòi phun
được điều khin bng ECU (Electronic Control Unit) để
t o hòa khí bên ngoài c hút vào bên trong x trước khi đượ i
lanh. ng nhiên li c phun b i vòi phun Lượ ệu đượ đóng vai
trò quan tr n hi m c phát thng ảnh hưởng đế ệu năng i
ô nhi m c ủa động cơ.
Hình 1. Vòi phun động cơ xăng
1- L vòi phun; 2- Ti kim; 3- Lõi t ; 4- n dây n t ; Cu điệ
5- u n 6- i l c 7- m làm kín Đầ ối điện; Lướ ; Đệ
Vòi phun c ch t là m n t S cxăng th ột van điệ . ơ đ u
t o c ủa vòi phun xăng được th hin trên Hình 1. Khi ECU
đưa dòng điện qua cuộn dây điện t c a vòi phun, t trường
do cu n dây sinh ra hút lõi t m ti kim nh c lên và nhiên
liệu được phun ra. Độ ng c a ti kim kho ng 0,05 mm đến
0,10 mm tùy theo t ng lo i vòi phun. Sau kho ng th i gian
t 1,5 ms đến 18 ms tùy theo tình tr ng v n hành, ECU ng t
điệ n qua cu n tộn dây điệ m m t t trường hút lõi t
ti kim b lò xo đẩy v đóng chặt đế l phun. Quá trình phun
nhiên liệu như vậy k t thúc [1]. Khế ối lượng nhiên liu được
phun ph thu c vào:
- Thi gian điều khi m vòi phun t = t + t (n 1 o ms)
thi gian m c a vòi phun t = t + t + t ( ) ( ): th 2 o c ms (to ms i
gian t lúc ECU c n khi vòi phun m hoàn toàn; ấp điện đế
t ( ): th i gian t lúc vòi phun m ms hoàn toàn đến khi ECU
ngắt điệ ắt điện đến; t ( ): thc ms i gian t khi ECU ng n khi
vòi phun đóng hoàn toàn).
- Lượng phun trong một đơn v thi gian (ph thu c
vào đặc điểm ca tng loi vòi phun hng s vòi phun).
- Khối lượng riêng ca nhiên liu.
- Độ chênh áp gi a áp su t nhiên li u v i áp su t phía
trước l vòi phun.
Thi gian t o được g i là th i gian ch t. ế Khi điện áp điều
khin m vòi phun càng cao thì t càng nh (không tuy o ến
tính), v phun m i m t th i gian mòi nhanh hơn. Vớ
bn cho tr c, áp su t nhiên li u nhi i, ướ ệt độ không đổ
điện áp cao hơn thì lượ ệu đượ ều hơn.ng nhiên li c phun nhi
Vi lo n tr cao, th i gian t = 1 - 1,5 ms và ại vòi phun điệ o
t t [2], [3]. c o/2
Hình 2. Quan h n và th i gian t , t, t giữa dòng điệ o c
Trong quá trình gi ng d y và nghiên c u khoa h c t i
ISSN 1859- - T P CHÍ KHOA H C VÀ CÔNG NGH1531 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, S 1(122).2018 91
Khoa Cơ khí Giao thông, Trường Đại hc Bách khoa - Đại
học Đà Nẵng, c vi xác định đc tính c vòi phun sa n
không th thc hiện được do nhà trường không thi t b ế để
xác định thông s vòi p ng th hun, đồ i trên th trườ ng cũng
không có sn thiế t b này. Vì v y, vi ếc ch t o m t băng thử
th phỏng điều khin vòi phun hoạt động tương tự
như trên động tht là c n thi ết, v i m t s tính năng như:
- Có th t i th i gian phun theo mili giây (ms); hay đổ
- Có th i áp su t nhiên li thay đổ u;
- Xác định được lưu lượng nhiên liu phun.
Vic s d giúp cho chúng ta có th : ụng băng thử
- Xây d ng được công th ng nhiên liức xác định lư u
phun theo th u khi n phun; ời gian đi
- Kiểm tra hư hỏng vòi phun.
Vi thiết b này, u quhi nghiên cu khoa hc ca sinh
viên, hc vn cao hc ng như cán b giảng viên Khoa Cơ k
Giao thông, Trường Đại hc Bách khoa Đại học Đà Nẵng s
tăng lên. Đồng thi thiết b này là cơ s giúp các sinh viên đang
tham gia cuộc thi Lái xe sinh thái tiết kim nhiên liệucủa
Honda, cũng n cuộc thi “Shell Echo-marathoncó th t thiết
kế h thống phun xăng điện t cho động nhằm gim tối đa
tiêu hao nhiên liu.
2. Thi t k t ế ế chế ạo băng th
2.1. d Mục đích sử ụng băng thử
Quá trình u khi n phun ng Gđiề lượ xăng nl vào đường
np trên h thng phun xăng đin t thc chất là điều khin
thi gian m vòi phun t . N u không s u ch nh, t 1 ế điề i
m t v trí t i và t ốc độ, thi gian m vòi phun khác nhau s
t o ra h n h p không khí nhiên li u v i t l khác nhau.
Gi p (kg/cm2) chênh áp gi a áp su t nhiên li u
áp su t sau vòi phun. Vì áp su ất sau vòi phun trên băng thử
là áp sut khí tri nên p chính là áp su t nhiên li ệu được to
ra trong quá trình th nghi m. Lượng xăng phun trong một
chu trình G (g) nl được xác định như sau:
G + G + G (g) (1) nl = Go c
V Gi o (g) l phun : ượng xăng thi gian t ; G (g) l ng o : ượ
xăng phun thời gian t; G (g)c : lượng xăng phun thời gian t ; c
Gi K (g/ms) là h s ph thu c vào c u t o vòi phun,
loi nhiên li u.
Ta có, i gian t là: ợng xăng phun trong thờ
G = K.t (g) (2)
Da vào ta th y rHình 2 ng lượng nhiên li u phun
trong th i gian t và t : o c
G < K.t (3) o + Gc o
Như vậy, t (1), (2) và (3) ta suy ra:
G = x.K.t + K.t (g) i 0 < x < 1 (4) nl o , v
Công thc (4) cho thy rng, cùng m t vòi phun loi
nhiên li u s d chênh áp gi a áp su t nhiên li u và áp ng,
suất trước vòi phun không thay đổi thì lượng nhiên liu
phun vào m t xylanh G nl ch ph thu c vào thi gian t. Như
v y, v i m t vòi phun c n kh c nh, ta s m ra ảo sát đặ
m t b thông s ( i nhiên li u, p V i b thông s lo , t , Ko ).
này, ta th ng nhiên hoàn toàn xác định chính xác lượ
liu phun qua vòi phun b ng th i gian phun t . 1
2.2. t k Thiế ế băng thử
2.2.1. u khi n vòi phun Phương án điề
s d ụng m nhiên liệ thay đu không th i áp sut
phun, nhóm tác gi s d là dùng í nén có phương án ng kh
th thay đổ ất đểi áp su nén trc tiếp bình nhiên liu. Để
điều khi n vòi phun, s d ng chân digital c ủa vi điều khi n
k t h p vế i mô- đun điều khi n công su ất để điều khi n vòi
phun. Thời gian đóng mở vòi phun tương ứng v i th i gian
chân digital m c logic 1.
Hình 3. Sơ đồ phương án điề u khin vòi phun
1- Bình nhiên li u; 2- L c nhiên li u; 3- Vòi phun
2.2.2. ng nhiên li u phun Phương án xác định lượ
Để xác định lượng nhiên liu tiêu th , ta s d ng
p hương án ng c m bi n l oadcell) ế c (l để xác định lượng
nhiên li u tiêu , c m bi n l c ph n giá thành th ế biế
phù h chính xác . ợp và độ cao
Hình 4. Phương án xác định lượng nhiên liu phun
1- Vòi phun; 2- Bình nhiên li u; 3- Loadcell; 4- ADC -đun
2.2.3. Thông s các thành ph n chính
a. Mạch vi điều khin Arduino Uno R3 [4]
Đặc điể Arduino là môi trườm ni bt ca các mch ng
phát tri ng d ng u khi c k d s d ng, vn vi điề n c i
m t ngôn ng l trình có th h c m p t cách nhanh chóng
ngay c v i ít am hi u v n t l p trình ới ngườ điệ .
Arduino Uno R3 s d ng chip Atmega328. Nó có 14 chân
digital I/O, 6 chân đu vào analog, thạch anh dao động
16Mhz ( ). Bng 1
Hình 5. M ch Arduino Uno R3 (trái) Sensor Shield (ph i)
92 Lê Minh Ti n, Phế m Qu c Thái, Hu n Ti nh T ến, Võ Anh
B ng 1. Thông số kỹ thuật Adruino UNO R3
Thông s Giá tr
Vi điều khin ATmega328
Điệ độn áp ho t ng 5 V
Điện áp vào khuyên dùng 7 V V 12
Điệ n áp vào gii h n 6 V 20
Digital/Opin 14 (chân 0 - 13)
Analog input pins 6 (Chân A0 A5)
Cường độ dòng din trên mi I/Opin 20 mA
Cường độ dòng din trên mi 3,3Vpin 50 mA
Flash Memory 32 KB
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
T ốc độ 16 MHz
Để giúp mch Arduino Uno R3 k t n i v i các cế m
biến, giao tiếp cổng COM giao tiếp I2C một cách đơn
giản tại mọi thời điểm (như shield LCD) hoặc các
- Arduino Sensor Shield. đun giao tiếp I2C, ta sử dụng
b. Vòi phun
i vòi phun: lo n tr p (<3 2 lo ại điệ th Ω) loại
điện tr cao (>10 Ω). Vòi phun thường 2 chân: m t chân
n i ngu n 12 V, chân còn l i n u khi n thông ối ECU để điề
mass nh transitor. Vòi phun điện tr cao r t d điều khi n,
ch cn c n 12 V trấp điệ c
tiếp cho vòi phun. Vòi
phun điện tr thp lp vào
m ch ph n tr ải qua điệ ph
khó điề ển hơn bu khi i
c n ph i t o m t dòng
điện “đỉnh” đủ cao đ m
vòi phun ( 4 A) và sau đó
dò ing đ ện “giữ” thấp
hơn đủ để, vòi phun vn
m mà không làm cháy vòi
phun ( 1 A). thu n ti n trong vi c thi t k và thi công Để ế ế
thi t bế ị, ta ưu tiên chọn lo i vòi phun điện tr cao. i phun
đư đic ch n s d ng lo i n tr cao s d ng ụng trên độ
1.8L 4 xi lanh thng hàng 1ZZ- (Hình 6 BFE ). thông
s c m c (2.1) c a vòi phun s c xác như đã đề p đ đượ
định sau khi chy th n . ghiệm trên băng thử
c. Loadcell
Loadcell là thi t b ế
cm biến dùng để
chuyển đổi lc hoc
trọng ợng điện thành
n hiệu đin. Loadcell
được c u t o b i hai
thành phn, thành
phn th nhất “Strain gage” thành phần còn li
“Load”. Strain gage một điện tr đ c bit ch nh bng
móng tay, điện tr thay đổi khi b nén hay kéo giãn và được
nuôi b ng m t nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load”-
mt thanh kim lo i ch u tải có tính đàn hi.
Loadcell hoạt động trên nguyên lý cầu điện tr cân b ng
Wheatstone. Giá tr l c tác d ng t l v i s thay đổi điện
tr c ng trong c n tr t l v tín him ầu điệ do đó i u
điện u ra. c sáp đầ Loadcell thường đượ d cụng để m ng
các l c l c bi n thiên ch ớn, tĩnh hay các lự ế m.
Để phù hp vi vic cân nhiên liu trên , ta băng thử
ch n loadce YZC-ll 133 thang đo 10 kg (Bng 2).
B ng 2. Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến lực Loadcell
Thông s Giá tr
Model YZC 133
T i tr ng 10 (Kg)
Độ nh y
1,0 1,5 (mV/V) ±
Độ ế l ch tuy n tính 0,05 (%)
Ảnh hưở ệt độ ới động nhi t nhy 0,003 (%RO/° C)
Ảnh hưở ệt độ ới điểng nhi t m không
0,02 (%RO/° C)
Độ cân b m không ằng điể
±0,1 (%RO)
Tr kháng đầu vào 1.066 ± 20 (Ω)
Tr kháng ngõ ra 1.000 ± 20 (Ω)
Tr kháng cách li 50V 2. 000 (mΩ)
Điện áp ho ạt động 5 (V)
Nhi ệt độ hoạt động -20 ~ 65 (°C)
Ch ết li u c m bi n
Nhôm
d. B điều ch nh áp su ất xăng
Chn b điều ch nh áp su khí nén STNC TR2000- t 02
(Bng 3) để thay đổi áp sut nhiên li u theo yêu c u trong
quá trình th c hi n thí nghi u ch nh m. Đây là b điề kiu
dn khí cân b u tràn, nên nh c tính ằng, kèm cấ ng đặ
ưu việt như: áp đn nhy cao, phn ng nhanh, khóa
chn ch c ch ng th i kh ráp n, đồ năng lắp tương ng
v i các s n ph m khác.
Bng 3. Thông s k thu t b điều áp STNC TR2000-02
Quy cách TR2000- 02
Môi trường làm vic Không khí
Lưu lượng 500 (L/mm)
Áp l c s d ng
0, - 1 (MPa) 05
Nhi ệt độ 0 - 60 (° C)
Kiu van Kiu van tràn
Kiểu ren đồng h G1/8
Hãng s n xu t STNC
e. Đồng h n th áp su t hi
Ta s d ng h ụng đồ đo
áp su n th ápất dùng để hi
sut c nhiên li u tronga
quá trình th c hi n thí
nghi m k t h p v i b ế
đi điều áp để u chnh áp
sut theo yêu c u.
Hình 8. Đồng h n th áp su t hi
f. Module ADC 24bit HX711
Module ADC 24bit HX711 (B m c giá ng 4) ạch đọ
tr c a loadcell độ phân gii 24bit vi t lốc độ y mu là
12 l n/giây. - giao ti p v i u khi qua 2 dây đun ế vi điề n
(clock và data).
B ng 4. Thông s k thu t c a ADC 24bit HX711
Điệ n áp làm vi c 2,7 5 (V) ÷
Dòng tiêu th < 1,5 (mA)
T l y m u ốc độ 12 (SPS)
Độ phân gi i 24 bit ADC
Độ phân giải đi u áp 40 (mV)
Hình 7. Loadcell
Hình 6. Vòi phun điện tr cao
s d 1ZZ- ụng trên động cơ FE
ISSN 1859- - T P CHÍ KHOA H C VÀ CÔNG NGH1531 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, S 1(122).2018 93
g. Bình ch a nhiên li u
Bình ch a nhiên li u có
áp su t làm vi c an toàn
dưới 10 kg/cm . 2
Hình 9. Bình ch a nhiên li u
h. Sơ đồ mạch điện
Hình 10. m n Sơ đồ ạch điệ
2.2.4. Ch t o khung và l t hoàn thi ế ắp đặ n băng thử
T b n v thi t k , ch t và l t các ế ế ế ạo khung giá đỡ ắp đặ
thành ph Hình . ần lên băng thử như 11
Hình 11. Thi t k t ế ế chế ạo khung băng thử
3. Th nghi ệm và đánh giá
3.1. Các thông s n ch
B ng 5. B ng thông s n ch
Thời gian xung điều khi n (ms) 2 4 6 8 10
Áp su t nhiên li u (kg/cm ) 2 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
3.2. m tra tín hi u khi n vòi phun Ki ệu điề
Hình 12. Tín hi u khi n m vòi phun tệu xung điề i = 2,4 ms
Trước khi tiến hành th nghim, kiểm tra xung điu
khi hon th i gian m vòi phun t i ạt động đúng theo yêu
cu hay không. T c k ết qu kim tra, nh n th ấy băng
th ng chính xác các thhoạt độ ời gian đóng m vòi phun.
Hình 13. Tín hi u khi n m vòi phun t = 6,8 ms ệu xung điề i
3.3. nh th i gian m t c a vòi phun Xác đị nh nht o
Để xác định t co a vòi phun th nghim các mc áp
sut khác nhau, ta s u ch nh th khi n điề i gian xung điều
tăng từ ms đế 0,5 n 1,5 ms v u ch nh 0,1 ms ới bước điề
đến khi nào vòi phun bắt đầu phun thì dùng l i và ghi l i s
li liu Sau quá trình ki m tra ta có s. ệu như Bng 6.
B ng 6. i gian t c a vòi phun Th o
Áp su t nhiên li kg/cm u, 2 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Thi gian t , ms o 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2
3.4. nghi Th ệm phun xăng
3.4.1. c ti nghi m Các bướ ến hành th
Bước 1: vào bình ch Đổ đầy xăng a;
Bước 2: Điều chnh áp sut xăng theo yêu cu;
Bước 3: B u ti n hành phun nhiên li u v i thắt đầ ế i
gian t s l n phun 2. t ph 3.1 500 ốc độ ng 000
vòng/phút; S ng phun 2.500 l n d a trên kh ng ối lượ
xăng phun nằm trong vùng làm vic hiu qu ca loadcell
và th i gian th c hi n m t l n th nghi m là nh t; nh
Bước 4: Ghi l i s u k t qu c hi li ế th n.
3.4.2. K t qu m ế th nghi
Kết qu th nghi m t ng 2.500 l n phun được trình bày
trên B ng 7 và k t qu tính trung bình 1 l ế ần phun được trình
bày trên B 8. ng
B ng 7. B ng l (g) sau 2.500 l n phun ượng xăng
t1 (ms)
p (kg/cm2)
2,0
2,5 3,0 3,5 4,0
2 12,71 13,61 14,32 15,58 16,18
4 28,45 31,08 33,1 35,55 38,09
6 44,12 48,74 52,05 55,42 59,09
8 60,87 65,73 70,36 75,99 79,75
10 75,86 81,25 90,31 96,54 102,42
B ng 8. B (g) trung bình 1 l n phun ảng lượng xăng
t1 (ms)
p (kg/cm2)
2,0
2,5 3,0 3,5 4,0
2 0,0051 0,0054 0,0057 0,0062 0,0065
4 0,0114 0,0124 0,0132 0,0142 0,0152
6 0,0176 0,0195 0,0208 0,0222 0,0236
8 0,0243 0,0263 0,0281 0,0304 0,0319
10 0,0303 0,0325 0,0361 0,0386 0,0410
94 Lê Minh Ti n, Phế m Qu c Thái, Hu n Ti nh T ến, Võ Anh
Hình 14. Đồ th xác định h s x, K ti áp sut p = 2,0 kg/cm 2
Hình 15. Đồ th xác định h s x, K ti áp sut p = 2,5 kg/cm 2
Hình 16. Đồ th xác định h s x, K ti áp sut p = 3,0 kg/cm 2
Hình 17. Đồ th xác định h s x, K ti áp sut p = 3,5 kg/cm 2
Hình 18. Đồ th xác định h s x, K ti áp sut p = 4,0 kg/cm 2
T B 8, xây d ng các hàm x p x theo công th c (4) ng
được các đ th (t Hình 14 đến Hình ). 18 Ta xác định được
b thông s (p, x, K) c a vòi phun v i sai s nh hơn 2%,
được trình bày trên Bng 9. Giá tr x = 0,6 không thay đổi
khi thay đổi p.
Bng 9. B thông s (p, x K) c a vòi phun th nghi m ,
STT
p (kg/cm ) 2
x K (g/ms)
1 2,0 0,6 31,5e-4
2 2,5 0,6 34,5e-4
3 3,0 0,6 37,2e-4
4 3,5 0,6 40,5e-4
5 4,0 0,6 43,0e-4
T B 9, p x m tuy n tính, ng dùng phương pháp xấ ế
xác định được h s K theo áp su t nhiên li a vòi phun u c
như sau:
K = 0,00029.p + 0,002864 (g/ms) (5)
Hình 19. X p x giá tr K theo áp su t p
4. Kết lun
Sau quá trình nghiên c u, thi t k , ch t ế ế ế ạo băng thử vòi
phun động xăng, tiến hành th nghi m trên vòi phun
m u, ta rút ra m t s k t lu ế n như sau:
Đã chế ạo thành ng băng thử vòi phun động t
xăng cho loạ òi phun điệi v n tr cao;
Bng cách s dụng băng thử vòi phun để th nghim vòi
phun, ta đã xây dựng được phương pháp xác định công thc
nh toán lượng xăng phun G qua vòi phun theo thnl ời gian điu
khi n m vòi phun t v1 i áp sut nhiên li u p b t k .
Để nâng cao hiu qu của băng thử vòi phun, hướng
phát tri trong th n là: n ời gian đế
B sung phương án điu khi n vòi phun điện tr thp.
Thay th ế đồng h đo áp suất cơ học b ng c m bi n áp ế
suất để tăng độ chính xác ca kết qu đo.
TÀI LI U THAM KH O
[1] Rolf Gscheidle, Stuidiendirektor, Winnenden, K thu t ô xe
máy hiện đại (b d ch ti ng Vin ế t), Europa Lehrmittel, 2013.
[2] L. Ostrica, M. Gutten, J. Jurcik, Analysis of gasoline injection
system, Journal of Electrical Engineering, ISSN 1542-8594 Vol ,
14, 2014, pp. 248-252.
[3] Milan Sebok, Jozef Jurcik, Miroslav Gutten, Daniel Korenciak,
Jerzy Roj, Pawel Zukowski, Diagnostics and measurement of the
gasoline engines injection system, Przegląd Elektrotechniczny,
ISSN 0033-2097, r. 91 NR 8/2015, pp. 77 - . 80
[4] https://www.arduino.cc/
(BBT nh n bài: 15/11/2017, hoàn t t th t c ph n bi n: 26/12/2017)
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
0
0.01
0.02
0.03
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
0
0.01
0.02
0.03
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
0
0.01
0.02
0.03
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0 2 4 6 8 10 12
Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
y = 0.00029x + 0.002864
0.0031
0.0033
0.0035
0.0037
0.0039
0.0041
0.0043
2 2.5 3 3.5 4
K Linear (K)

Preview text:

, ạ , ỳ ,
THIẾT KẾ CHẾ TẠO BĂNG THỬ VÒI PHUN XĂNG
DESIGN AND DEVELOPMENT OF GASOLINE INJECTOR TEST BENCH
Lê Minh Tiến1, Phạm Quốc Thái1, Huỳnh Tấn Tiến1, Võ Anh Vũ2
1Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; lmtien@ac.dut.udn.vn
2Nghiên cứu sinh Khóa 33, ngành Kỹ thuật Cơ khí động lực
Tóm tắt - Vòi phun là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống
phun xăng điện tử trên động cơ đốt trong. Việc xác định các thông
Abstract - Gasoline injectors are very important parts of gasoline
injection system on internal combustion engines. Accurately
số chính xác của một vòi phun giúp cho chúng ta có thể sử dụng
identifying the parameters of a gasoline injector al ows us to use it
vòi phun đó một cách hiệu quả hơn, ví dụ như xây dựng một hệ
more efficiently, for example, building a custom electronic fuel
thống phun xăng điện tử. Bài báo trình bày về kết quả nghiên cứu
thiết kế, chế tạo băng thử vòi phun xăng điện trở cao. Mạch điều
injection. This research presents the results of the development of
khiển sử dụng loại Arduino Uno R3, lượng nhiên liệu phun được
a gasoline injector test bench. The control circuit uses the Arduino
Uno R3, the gasoline injection amount is determined by load cel ,
đo bằng loadcel , áp suất nhiên liệu thay đổi nhờ một van điều
the gasoline pressure in the injector is changed by a pressure
chỉnh và điều áp. Kết quả nghiên cứu cho thấy đã chế tạo thành
công băng thử vòi phun động cơ xăng; xây dựng được phương
regulator. The research results show that a high resistance
pháp sử dụng băng thử để xác định bộ thông số của vòi phun, từ
gasoline injector test bench has been successful y developed and
đó có thể tính toán lượng xăng phun theo thời gian xung điều khiển
a method of determining the parameters of the injector is built so
that the gasoline injection amount can be calculated according to vòi phun. the injection time.
Từ khóa - vòi phun xăng; hệ thống phun xăng điện tử; động cơ đốt
Key words - gasoline injectors; electronic gasoline injection system;
trong; Arduino; băng thử vòi phun.
internal combustion engine; Arduino; injector test bench. 1. Giới thiệu
ti kim bị lò xo đẩy về đóng chặt đế lỗ phun. Quá trình phun
Sau hơn một thế kỷ từ khi được phát minh, lịch sử của nhiên liệu như vậy kết thúc [1]. Khối lượng nhiên liệu được
ngành công nghiệp ô tô sử dụng động cơ đốt trong đã trải phun phụ thuộc vào:
qua những bước phát triển lớn. Từ bộ chế hòa khí đơn giản
- Thời gian điều khiển mở vòi phun t1 = to + t (ms) và
và hệ thống đánh lửa magneto ban đầu, đến nay đã được thời gian mở của vòi phun t2 = to + t + tc (ms) (to (ms): thời
thay thế bằng hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử với gian từ lúc ECU cấp điện đến khi vòi phun mở hoàn toàn;
đặc tính làm việc tối ưu gần với đặc tính lý thuyết, nhằm t (ms): thời gian từ lúc vòi phun mở hoàn toàn đến khi ECU
tăng hiệu suất làm việc, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và ô ngắt điện; tc (ms): thời gian từ khi ECU ngắt điện đến khi nhiễm môi trường.
vòi phun đóng hoàn toàn).
Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử có 2 loại: gián
- Lượng phun trong một đơn vị thời gian (phụ thuộc
tiếp và trực tiếp. Với hệ thống phun xăng gián tiếp, nhiên vào đặc điểm của từng loại vòi phun – hằng số vòi phun).
liệu được phun vào đường ống nạp thông qua vòi phun
- Khối lượng riêng của nhiên liệu.
được điều khiển bằng ECU (Electronic Control Unit) để
tạo hòa khí bên ngoài trước khi được hút vào bên trong xi - Độ chênh áp giữa áp suất nhiên liệu với áp suất phía trước lỗ vòi phun.
lanh. Lượng nhiên liệu được phun bởi vòi phun đóng vai
trò quan trọng ảnh hưởng đến hiệu năng và mức phát thải
Thời gian to được gọi là thời gian chết. Khi điện áp điều ô nhiễm của động cơ.
khiển mở vòi phun càng cao thì to càng nhỏ (không tuyến
tính), vòi phun mở nhanh hơn. Với một thời gian mở cơ
bản cho trước, áp suất nhiên liệu và nhiệt độ không đổi,
điện áp cao hơn thì lượng nhiên liệu được phun nhiều hơn.
Với loại vòi phun điện trở cao, thời gian to = 1 - 1,5 ms và tc ≈ to/2 [2], [3].
Hình 1. Vòi phun động cơ xăng 1- L vòi phun; 2- ỗ
Ti kim; 3- Lõi từ; 4- Cuộn dây điện từ;
5- Đầu nối điện; 6- Lưới l c ọ ; 7- Đệm làm kín
Vòi phun xăng thực chất là một van điện từ. Sơ đồ cấu
tạo của vòi phun xăng được thể hiện trên Hình 1. Khi ECU
đưa dòng điện qua cuộn dây điện từ của vòi phun, từ trường
do cuộn dây sinh ra hút lõi từ làm ti kim nhấc lên và nhiên
liệu được phun ra. Độ nâng của ti kim khoảng 0,05 mm đến
0,10 mm tùy theo từng loại vòi phun. Sau khoảng thời gian
từ 1,5 ms đến 18 ms tùy theo tình trạng vận hành, ECU ngắt
Hình 2. Quan hệ giữa dòng điện và thời gian to, t, tc
điện qua cuộn dây điện từ làm mất từ trường hút lõi từ và
Trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu khoa học tại
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(122).2018 91
Khoa Cơ khí Giao thông, Trường Đại học Bách khoa - Đại 2.2. Thiết kế băng thử
học Đà Nẵng, việc xác định đặc tính của vòi phun có sẵn 2.2.1. Phương án điều khiển vòi phun
không thể thực hiện được do nhà trường không có thiết bị để
xác định thông số vòi phun, đồng thời trên thị trường cũng
Vì sử dụng bơm nhiên liệu không thể thay đổi áp suất
phun, phương án nhóm tác giả sử dụng là dùng khí nén có
không có sẵn thiết bị này. Vì vậy, việc chế tạo một băng thử
có thể mô phỏng điều khiển hoạt động vòi phun tương tự thể thay đổi áp suất để nén trực tiếp bình nhiên liệu. Để
điều khiển vòi phun, sử dụng chân digital của vi điều khiển
như trên động cơ thật là cần thiết, với một số tính năng như: kết hợp với mô-đun điều khiển công suất để điều khiển vòi
- Có thể thay đổi thời gian phun theo mili giây (ms); phun. Thời gian đóng mở vòi phun tương ứng với thời gian
- Có thể thay đổi áp suất nhiên liệu;
chân digital ở mức logic 1.
- Xác định được lưu lượng nhiên liệu phun.
Việc sử dụng băng thử giúp cho chúng ta có thể:
- Xây dựng được công thức xác định lượng nhiên liệu
phun theo thời gian điều khiển phun;
- Kiểm tra hư hỏng vòi phun.
Với thiết bị này, hiệu quả nghiên cứu khoa học của sinh
viên, học viên cao học cũng như cán bộ giảng viên Khoa Cơ khí
Giao thông, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng sẽ
tăng lên. Đồng thời thiết bị này là cơ sở giúp các sinh viên đang
tham gia cuộc thi “Lái xe sinh thái tiết kiệm nhiên liệu” của
Hình 3. Sơ đồ phương án điều khiển vòi phun
Honda, cũng như cuộc thi “Shel Echo-marathon” có thể tự thiết
1- Bình nhiên liệu; 2- L c nhiên li ọ ệu; 3- Vòi phun
kế hệ thống phun xăng điện tử cho động cơ nhằm giảm tối đa 2.2.2. Phương án xác định lượng nhiên liệu phun tiêu hao nhiên liệu.
Để xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ, ta sử dụng
2. Thiết kế chế tạo băng thử
phương án dùng cảm biến lực (loadcel ) để xác định lượng
nhiên liệu tiêu thụ, vì cảm biến lực phổ biến có giá thành
2.1. Mục đích sử dụng băng thử
phù hợp và độ chính xác cao.
Quá trình điều khiển phun lượng xăng Gnl vào đường
nạp trên hệ thống phun xăng điện tử thực chất là điều khiển
thời gian mở vòi phun t1. Nếu không có sự điều chỉnh, tại
một vị trí tải và tốc độ, thời gian mở vòi phun khác nhau sẽ
tạo ra hỗn hợp không khí nhiên liệu với tỉ lệ khác nhau.
Gọi p (kg/cm2) là chênh áp giữa áp suất nhiên liệu và
áp suất sau vòi phun. Vì áp suất sau vòi phun trên băng thử
là áp suất khí trời nên p chính là áp suất nhiên liệu được tạo
ra trong quá trình thử nghiệm. Lượng xăng phun trong một
chu trình Gnl (g) được xác định như sau: Gnl = Go + G + Gc (g) (1)
Với Go (g): lượng xăng phun thời gian to; G (g): lượng
Hình 4. Phương án xác định lượng nhiên liệu phun
xăng phun thời gian t; Gc (g): lượng xăng phun thời gian tc;
1- Vòi phun; 2- Bình nhiên liệu; 3- Loadcell; 4- Mô- ADC đun
Gọi K (g/ms) là hệ số phụ thuộc vào cấu tạo vòi phun, 2.2.3. Thông số các thành phần chính loại nhiên liệu.
a. Mạch vi điều khiển Arduino Uno R3 [4]
Ta có, lượng xăng phun trong thời gian t là:
Đặc điểm nổi bật của các mạch Arduino là môi trường G = K.t (g)
(2) phát triển ứng dụng vi điều khiển cực kỳ dễ sử dụng, với
Dựa vào Hình 2 ta thấy rằng lượng nhiên liệu phun một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng trong thời gian to và tc:
ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình. G
Arduino Uno R3 sử dụng chip Atmega328. Nó có 14 chân o + Gc < K.to
(3) digital I/O, 6 chân đầu vào analog, thạch anh dao động
Như vậy, từ (1), (2) và (3) ta suy ra: 16Mhz (Bảng 1).
Gnl = x.K.to + K.t (g), với 0 < x < 1 (4)
Công thức (4) cho thấy rằng, cùng một vòi phun và loại
nhiên liệu sử dụng, chênh áp giữa áp suất nhiên liệu và áp
suất trước vòi phun không thay đổi thì lượng nhiên liệu
phun vào một xylanh Gnl chỉ phụ thuộc vào thời gian t. Như
vậy, với một vòi phun cần khảo sát đặc tính, ta sẽ tìm ra
một bộ thông số (loại nhiên liệu, p, to, K). Với bộ thông số
này, ta có thể hoàn toàn xác định chính xác lượng nhiên
liệu phun qua vòi phun bằng thời gian phun t
Hình 5. Mạch Arduino Uno R3 (trái) và Sensor Shield (phải) 1. 92
Lê Minh Tiến, Phạm Quốc Thái, Huỳnh Tấn Tiến, Võ Anh Vũ
Bảng 1. Thông số kỹ thuật Adruino UNO R3
Để phù hợp với việc cân nhiên liệu trên băng thử, ta Thông s ố Giá trị
chọn loadcel YZC-133 có thang đo 10 kg (Bảng 2). Vi điều khiển ATmega328
Bảng 2. Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến lực Loadcell Điện áp hoạt động 5 V Thông s ố Giá trị
Điện áp vào khuyên dùng 7 V – 12 V Model YZC 133 – Điện áp vào giới hạn 6 – 20 V Tải trọng 10 (Kg) Digital/Opin 14 (chân 0 - 13) Độ nhạy 1,0±1,5 (mV/V) Analog input pins 6 (Chân A0 – A5) Độ ệ l ch tuyến tính 0,05 (%)
Cường độ dòng diện trên mỗi I/Opin 20 mA
Cường độ dòng diện trên mỗi 3,3Vpin 50 mA
Ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhạy 0,003 (%RO/°C) Flash Memory 32 KB
Ảnh hưởng nhiệt độ tới điểm không 0,02 (%RO/°C) SRAM 2 KB
Độ cân bằng điểm không ±0,1 (%RO) EEPROM 1 KB Trở kháng đầu vào 1.066 ± 20 (Ω) Tốc độ 16 MHz Trở kháng ngõ ra 1.000 ± 20 (Ω)
Để giúp mạch Arduino Uno R3 kết nối với các cảm Trở kháng cách li 50V 2.000 (mΩ)
biến, giao tiếp cổng COM và giao tiếp I2C một cách đơn Điện áp hoạt động 5 (V)
giản tại mọi thời điểm (như là shield LCD) hoặc các Nhiệt độ hoạt động -20 ~ 65 (°C)
mô-đun giao tiếp I2C, ta sử dụng Arduino Sensor Shield. Chấ ệ t li u cảm biến Nhôm b. Vòi phun
d. Bộ điều chỉnh áp suất xăng
Có 2 loại vòi phun: loại điện trở thấp (<3 Ω) và loại
Chọn bộ điều chỉnh áp suất khí nén STNC TR2000-02
điện trở cao (>10 Ω). Vòi phun thường có 2 chân: một chân (Bảng 3) để thay đổi áp suất nhiên liệu theo yêu cầu trong
nối nguồn 12 V, chân còn lại nối ECU để điều khiển thông quá trình thực hiện thí nghiệm. Đây là bộ điều chỉnh kiểu
mass nhờ transitor. Vòi phun điện trở cao rất dễ điều khiển, dẫn khí cân bằng, kèm cơ cấu tràn, nên có những đặc tính
chỉ cần cấp điện 12 V trực
ưu việt như: ổn áp có độ nhạy cao, phản ứng nhanh, khóa tiếp cho vòi phun. Vòi
chặn chắc chắn, đồng thời có khả năng lắp ráp tương ứng
phun điện trở thấp lắp vào
với các sản phẩm khác.
mạch phải qua điện trở phụ Bảng 3. Thông s k ố thu ỹ
ật bộ điều áp STNC TR2000-02
và khó điều khiển hơn bởi
vì cần phải tạo một dòng Quy cách TR2000-02
điện “đỉnh” đủ cao để mở Môi trường làm việc Không khí
vòi phun (∼ 4 A) và sau đó Lưu lượng 500 (L/mm)
là dòng điện “giữ” thấp Áp lực sử dụng 0,05 - 1 (MPa)
hơn, đủ để vòi phun vẫn Hình 6. Vòi phun điện trở cao Nhiệt độ 0 - 60 (°C)
sử dụng trên động cơ 1ZZ-FE
mở mà không làm cháy vòi Kiểu van Kiểu van tràn
phun (∼ 1 A). Để thuận tiện trong việc thiết kế và thi công Kiểu ren đồng hồ G1/8
thiết bị, ta ưu tiên chọn loại vòi phun điện trở cao. Vòi phun Hãng sản xuất STNC
được chọn sử dụng là loại điện trở cao sử dụng trên động
e. Đồng hồ hiển thị áp suất
cơ 1.8L 4 xi lanh thẳng hàng 1ZZ-FE (Hình 6). Bộ thông Ta sử dụng đồng hồ đo
số như đã đề cập ở đề mục (2.1) của vòi phun sẽ được xác áp suất dùng để hiển thị áp
định sau khi chạy thử nghiệm trên băng thử.
suất của nhiên liệu trong c. Loadcel quá trình thực hiện thí Loadcel là thiết bị
nghiệm kết hợp với bộ cảm biến dùng để
điều áp để điều chỉnh áp chuyển đổi lực hoặc suất theo yêu cầu. Hình 8. Đồng h ồ hiển thị áp suất
trọng lượng điện thành f. Module ADC 24bit HX711 tín hiệu điện. Loadcel
Module ADC 24bit HX711 (Bảng 4) là mạch đọc giá
được cấu tạo bởi hai Hình 7. Loadcell
trị của loadcel có độ phân giải 24bit với tốc độ lấy mẫu là thành phần, thành
12 lần/giây. Mô-đun giao tiếp với vi điều khiển qua 2 dây
phần thứ nhất là “Strain gage” và thành phần còn lại là (clock và data).
“Load”. Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng
móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo giãn và được Bảng 4. Thông s k ố thu ỹ ật c a ủ ADC 24bit HX711
nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load”- Điện áp làm việc 2,7 ÷ 5 (V)
một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi. Dòng tiêu th ụ < 1,5 (mA)
Loadcel hoạt động trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Tốc độ lấy mẫu 12 (SPS)
Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện
trở cảm ứng trong cầu điện trở và do đó tỉ lệ với tín hiệu Độ phân giải 24 bit ADC
điện áp đầu ra. Loadcell thường được sử dụng để cảm ứng phân gi u áp 40 (mV) Độ ải điề
các lực lớn, tĩnh hay các lực biến thiên chậm.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 1(122).2018 93 g. Bình chứa nhiên liệu
Trước khi tiến hành thử nghiệm, kiểm tra xung điều Bình chứa nhiên liệu có
khiển thời gian mở vòi phun ti có hoạt động đúng theo yêu
áp suất làm việc an toàn
cầu hay không. Từ các kết quả kiểm tra, nhận thấy băng dưới 10 kg/cm
thử hoạt động chính xác ở các thời gian đóng mở vòi phun. 2.
Hình 9. Bình chứa nhiên liệu h. Sơ đồ mạch điện
Hình 13. Tín hiệu xung điều khiển mở vòi phun t = 6,8 ms i
3.3. Xác định thời gian mở nhỏ nhất to của vòi phun
Để xác định to của vòi phun thử nghiệm ở các mức áp
suất khác nhau, ta sẽ điều chỉnh thời gian xung điều khiển
tăng từ 0,5 ms đến 1,5 ms với bước điều chỉnh là 0,1 ms
đến khi nào vòi phun bắt đầu phun thì dùng lại và ghi lại số
liệu. Sau quá trình kiểm tra ta có số liệu như Bảng 6.
Bảng 6. Thời gian to của vòi phun
Hình 10. Sơ đồ mạch điện
Áp suất nhiên liệu, kg/cm2 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
2.2.4. Chế tạo khung và lắp đặt hoàn thiện băng thử Thời gian to, ms 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2
Từ bản vẽ thiết kế, chế tạo khung giá đỡ và lắp đặt các 3.4. Thử nghiệm phun xăng
thành phần lên băng thử như Hình 11.
3.4.1. Các bước tiến hành thử nghiệm
• Bước 1: Đổ đầy xăng vào bình chứa;
• Bước 2: Điều chỉnh áp suất xăng theo yêu cầu;
• Bước 3: Bắt đầu tiến hành phun nhiên liệu với thời
gian t1 và số lần phun 2.500 ở tốc độ mô phỏng là 3.000
vòng/phút; Số lượng phun 2.500 lần dựa trên khối lượng
xăng phun nằm trong vùng làm việc hiệu quả của loadcel
và thời gian thực hiện một lần thử nghiệm là nhỏ nhất;
• Bước 4: Ghi lại số liệu kết quả thực hiện.
3.4.2. Kết quả thử nghiệm
Kết quả thử nghiệm tổng 2.500 lần phun được trình bày
trên Bảng 7 và kết quả tính trung bình 1 lần phun được trình bày trên Bảng 8.
Bảng 7. Bảng lượng xăng (g) sau 2.500 lần phun
Hình 11. Thiết kế chế tạo khung băng thử p (kg/cm2) t1 (ms) 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
3. Thử nghiệm và đánh giá 2 12,71 13,61 14,32 15,58 16,18 3.1. Các thông số chọn 4 28,45 31,08 33,1 35,55 38,09
Bảng 5. Bảng thông số ch n ọ 6 44,12 48,74 52,05 55,42 59,09
Thời gian xung điều khiển (ms) 2 4 6 8 10 8 60,87 65,73 70,36 75,99 79,75
Áp suất nhiên liệu (kg/cm2) 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 10 75,86 81,25 90,31 96,54 102,42
3.2. Kiểm tra tín hiệu điều khiển vòi phun
Bảng 8. Bảng lượng xăng (g) trung bình 1 lần phun p (kg/cm2) t1 (ms) 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 2 0,0051 0,0054 0,0057 0,0062 0,0065 4 0,0114 0,0124 0,0132 0,0142 0,0152 6 0,0176 0,0195 0,0208 0,0222 0,0236 8 0,0243 0,0263 0,0281 0,0304 0,0319
Hình 12. Tín hiệu xung điều khiển mở vòi phun t 10 0,0303 0,0325 0,0361 0,0386 0,0410 i = 2,4 ms 94
Lê Minh Tiến, Phạm Quốc Thái, Huỳnh Tấn Tiến, Võ Anh Vũ 5.00%
Từ Bảng 8, xây dựng các hàm xấp xỉ theo công thức (4)
được các đồ thị (từ Hình 14 đến Hình 18). Ta xác định được 0.03 4.00%
bộ thông số (p, x, K) của vòi phun với sai số nhỏ hơn 2%, 3.00%
được trình bày trên Bảng 9. Giá trị x = 0,6 không thay đổi 0.02 2.00% khi thay đổi p. 0.01 Bảng 9. B thông s ộ ố (p, x, K) c a vòi phun th ủ ử nghiệm 1.00% STT p (kg/cm2) x K (g/ms) 0 0.00% 1 2,0 0,6 31,5e-4 0 2 4 6 8 10 12 Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%) 2 2,5 0,6 34,5e-4
Hình 14. Đồ thị xác định hệ số x, K tại áp suất p = 2,0 kg/cm2 3 3,0 0,6 37,2e-4 5.00% 4 3,5 0,6 40,5e-4 0.03 4.00% 5 4,0 0,6 43,0e-4 3.00%
Từ Bảng 9, dùng phương pháp xấp xỉ hàm tuyến tính, 0.02 2.00%
xác định được hệ số K theo áp suất nhiên liệu của vòi phun như sau: 0.01 1.00%
K = 0,00029.p + 0,002864 (g/ms) (5) 0 0.00% 0 2 4 6 8 10 12 Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%) 0.0043 y = 0.00029x + 0.002864
Hình 15. Đồ thị xác định hệ số x, K tại áp suất p = 2,5 kg/cm 0.0041 2 5.00% 0.0039 0.0037 0.03 4.00% 0.0035 3.00% 0.02 0.0033 2.00% 0.0031 2 2.5 3 3.5 4 0.01 K Linear (K) 1.00%
Hình 19. Xấp xỉ giá trị K theo áp suất p 0 0.00% 0 2 4 6 8 10 12 Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%) 4. Kết luận
Hình 16. Đồ thị xác định hệ số x, K tại áp suất p = 3,0 kg/cm2
Sau quá trình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo băng thử vòi 5.00%
phun động cơ xăng, tiến hành thử nghiệm trên vòi phun 0.04
mẫu, ta rút ra một số kết luận như sau: 4.00% 0.03
• Đã chế tạo thành công băng thử vòi phun động cơ 3.00%
xăng cho loại vòi phun điện trở cao; 0.02 2.00%
• Bằng cách sử dụng băng thử vòi phun để thử nghiệm vòi
phun, ta đã xây dựng được phương pháp xác định công thức 0.01 1.00%
tính toán lượng xăng phun Gnl qua vòi phun theo thời gian điều
khiển mở vòi phun t1 với áp suất nhiên liệu p bất kỳ. 0 0.00% 0 2 4 6 8 10 12 Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
Để nâng cao hiệu quả của băng thử vòi phun, hướng
Hình 17. Đồ thị xác định hệ số x, K tại áp suất p = 3,5 kg/cm phát triển trong thời gian đến là: 2
• Bổ sung phương án điều khiển vòi phun điện trở thấp. 5.00% 0.04
• Thay thế đồng hồ đo áp suất cơ học bằng cảm biến áp 0.035 4.00%
suất để tăng độ chính xác của kết quả đo. 0.03 0.025 3.00% TÀI LIỆU THAM KHẢO 0.02 2.00%
[1] Rolf Gscheidle, Stuidiendirektor, Winnenden, Kỹ thuật ô tô và xe 0.015
máy hiện đại (bản dịch tiếng Việt), Europa Lehrmittel, 2013. 0.01 1.00%
[2] L. Ostrica, M. Gutten, J. Jurcik, “Analysis of gasoline injection 0.005
system”, Journal of Electrical Engineering, ISSN 1542-8594, Vol 0 0.00% 14, 2014, pp. 248-252. 0 2 4 6 8 10 12
[3] Milan Sebok, Jozef Jurcik, Miroslav Gutten, Daniel Korenciak,
Jerzy Roj, Pawel Zukowski, “Diagnostics and measurement of the Thực nghiệm (g/ct) Sai số (%)
gasoline engines injection system”, Przegląd Elektrotechniczny,
Hình 18. Đồ thị xác định hệ số x, K tại áp suất p = 4,0 kg/cm
ISSN 0033-2097, r. 91 NR 8/2015, pp. 77 - 80. 2 [4] https://www.arduino.cc/
(BBT nhận bài: 15/11/2017, hoàn tất thủ t c ph ụ ản biện: 26/12/2017)