Nghiên cứu thiết kế bộ điều chỉnh góc đánh lửa động cơ ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHẠM NGỌC ĐẠI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ Ơ TƠ Chuyên ngành : KỸ THUẬT Ơ TƠ MÁY KÉO Mã số : 60.52.04 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2011 Cơng trình được hồn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Dương Việt Dũng Phản biện 1: TS. Phan Minh Đức Phản biện 2: TS. Hồ Tấn Quyền Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 11 năm 2011. Cĩ thể tìm hiểu Luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng. 1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hệ thống đánh lửa là một trong những hệ thống quan trọng trong động cơ đốt trong. Trong hệ thống đánh lửa điều khiển gĩc đánh lửa sớm cĩ nhiều cách điều khiển như: điều khiển sớm kiểu ly tâm, kiểu chân khơng, kiểu bán dẫn, điều khiển sớm kiểu lập trình điện tử(ECU). Trong hệ thống đánh lửa thường, thời điểm đánh lửa phụ thuộc vào bộ đánh lửa sớm kiểu ly tâm và kiểu chân khơng trong bộ chia điện. Tuy nhiên, thời điểm đánh lửa sớm tối ưu cũng bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố khác bên cạnh tốc độ và bộ chân khơng. Trong quá trình thực hành thực tập việc thay đổi gĩc đánh lửa kiểu ly tâm và chân khơng thì ta phải xoay bộ chia điện gây khĩ khăn trong việc xác định thời điểm đánh lửa . Để nâng cao tính kinh tế nhiên liệu của động cơ và giảm bớt tình trạng ơ nhiễm mơi trường do khí thải của ơtơ gây ra, hầu hết các ơtơ con hiện nay đều được trang bị động cơ phun xăng và đánh lửa được điều khiển bằng ECU. Trên các động cơ này, bộ điều khiển điện tử (ECU-Electronic Control Unit) điều khiển lượng nhiên liệu phun và thời điểm đánh lửa tối ưu theo các chế độ vận hành của động cơ. Thời điểm đánh lửa ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, ơ nhiễm mơi trường... Ngồi những lý do nêu trên cịn thuận tiện cho việc giảng dạy, nghiên cứu thực hành thực tập trong hệ thống đánh lửa. Với lý do nêu trên, sự hướng dẫn của Thầy TS. Dương Việt Dũng người nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu thiết kế bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa động cơ ơtơ ”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thiết kế bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa động cơ ơtơ 2 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu đề tài là bộ điều chỉnh gĩc đánh cho động cơ ơtơ. Người nghiên cứu tiến hành tìm hiểu những mạch điện trong ECU của động cơ 3S-FE, 5S-FE, 5A-FE (TOYOTA CAMRY) đời 1997 đến 2003. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, trong đĩ chú trọng thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của quá trình thay đổi gĩc đánh lửa. • Phương pháp nghiên cứu tài liệu. • Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. • Phương pháp lập trình ngơn ngữ C++. • Phương pháp thiết kế chế tạo mạch. 5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Ngồi phần mở đầu và kết luận, đề tài của luận văn “ Nghiên cứu thiết kế bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa động cơ ơtơ ” được trình bày trong 5 chương với cấu trúc như sau: Chương 1. TỔNG QUAN Chương 2. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHI THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA Chương 3. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ Chương 4. THỰC NGHIỆM BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA CHO ĐỘNG CƠ 3S-FE TRÊN BĂNG THỬ CD-48” Chương 5. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Trong tình hình thế giới, nhiên liệu ngày càng khan hiếm, hiệu suất cơng suất động cơ địi hỏi ngày càng được nâng cao. Đặc biệt là tình hình ơ nhiễm mơi trường của thế giới ngày càng trầm trọng thì cơng nghiệp ơtơ-máy kéo-máy cơng trình phải ngày càng phát triển. Nhất là kết cấu động cơ đốt trong phải ngày càng hồn thiện, phức tạp, hiện đại và tối ưu hơn. 1.1. BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA SỚM LY TÂM Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ly tâm cĩ tên gọi đầy đủ của nĩ là bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa sớm theo số vịng quay kiểu ly tâm. Bộ điều chỉnh này làm việc tự động tùy thuộc vào tốc độ của động cơ. 1.2. BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA SỚM CHÂN KHƠNG Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa chân khơng cịn cĩ tên gọi đầy đủ là: bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa sớm theo phụ tải động cơ, kiểu chân khơng. Cơ cấu này cũng làm việc tự động tùy thuộc vào mức tải của động cơ. 1.3. BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA BÁN DẪN Điều khiển gĩc đĩng là việc điều khiển bằng dịng điện tử khoảng thời gian khi dịng điện sơ cấp chạy qua cuộn đánh lửa. Tùy thuộc vào tốc độ quay của trục bộ chia điện. 1.4. BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA DÙNG ECU ĐIỀU KHIỂN Trên các ơ tơ hiện đại, kỹ thuật số đã được áp dụng vào trong hệ thống đánh lửa từ nhiều năm nay. Việc điều khiển gĩc đánh lửa sớm và gĩc ngậm điện sẽ được ECU đảm nhận. Các thơng số như tốc độ động cơ, tải, nhiệt độ được các cảm biến mã hĩa tín hiệu đưa vào 4 ECU xử lý và tính tốn để đưa ra gĩc đánh lửa sớm tối ưu theo từng chế độ hoạt động của động cơ. 1.5. KẾT LUẬN Việc thay đổi gĩc đánh lửa sớm đối với HTĐL thường và bán dẫn rất khĩ khăn, khơng xác định gĩc đánh lửa tối ưu. HTĐL điều khiển bằng ECU giúp cho động cơ gần đạt được gĩc đánh lửa lý tưởng. Hệ thống đánh lửa bằng ECU được nghiên cứu ở chương 2 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHI THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GĨC ĐÁNH LỬA ECU CĨ BỘ CHIA ĐIỆN 2.1.1. Khái quát hệ thống điều khiển gĩc đánh lửa sớm ECU cĩ bộ chia điện Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm sốt liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành luơn bảo đảm thừa lệnh ECU. Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch in. Các linh kiện cơng suất của tầng cuối – nơi điều khiển các cơ cấu chấp hành được gắn với khung kim loại của ECU với mục đích giải nhiệt. Sự tổ hợp các chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung) giúp ECU đạt độ tin cậy cao. 5 Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển bằng ECU 2.1.2. Các cảm biến tín hiệu đầu vào Bộ phận phát tín hiệu G và NE trên các đời xe Toyota hầu hết là loại cảm biến điện từ loại nam châm đứng yên. Các tín hiệu này được tạo ra bằng rơto hay các đĩa tạo tín hiệu và cuộn nhận tín hiệu. ECU dựa vào các tín hiệu này để nhận biết vị trí của trục khuỷu và tốc độ động cơ để tính tốn, xác định thời điểm phun xăng và Tốc độ động cơ Tải động cơ (MAP) Nhiệt độ nước làm mát Nhiệt độ khí nạp Nhiệt độ nhiên liệu Vị trí bướm ga Cảm biến oxy Điện áp accu Các cảm biến khác Kim phun nhiên liệu E C U Hệ thống chẩn Hệ thống đánh lửa Điều khiển cầm chừng Tín hiệu đầu vào Tín hiệu đầu ra 6 đánh lửa. 2.1.2.1. Tín hiệu G và NE lắp ở bộ chia điện Cuộn cảm nhận tín hiệu G, gắn trên thân của bộ chia điện. Rotor tín hiệu G cĩ 4 răng sẽ cho 4 xung dạng sin cho mỗi vịng quay của trục cam. Hình 2.2. Sơ đồ bố trí cảm biến G và NE trên xe TOYOTA Tín hiệu NE được tạo ra trong cuộn cảm cùng nguyên lý như tín hiệu G. Điều khác nhau duy nhất là rotor của tín hiệu NE cĩ 24 răng. Cuộn dây cảm biến sẽ phát 24 xung trong mỗi vịng quay của delco. Qua khảo sát thực tế trên động cơ xe Toyota thường sử dụng các các loại cảm biến điện từ sau: a.1. Mạch điện và dạng xung(loại 4-24) • Tín hiệu G: 1 cuộn nhận tín hiệu, 4 răng. • Tín hiệu NE: 1 cuộn nhận tín hiệu, 24 răng. Hình 2.3. Sơ đồ mạch điện, dạng tín hiệu G và NE loại 4-24. 7 Loại cảm biến 4-24 đặt trong bộ chia điện trong một chu trình làm việc sẽ cĩ 4 xung tín hiệu G và 24 xung tín hiệu NE gửi về ECU điều khiển động cơ. Dựa trên tín hiệu này ECU tính tốn phát tín hiệu điều khiển phun xăng và đánh lửa phù hợp với chế độ động cơ. a.2. Mạch điện và dạng xung (loại 2-24) a.3. Mạch điện và dạng xung (loại 1-1-24) a.4. Mạch điện và dạng xung (loại 4) a.5. Mạch điện và dạng xung (loại 1- 4) 2.1.2.2. Tín hiệu G và NE lắp tách rời 2.1.2.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp dùng để xác định nhiệt độ của khơng khí nạp vào động cơ. 2.1.2.4. Cảm biến áp suất đường ống nạp Cảm biến áp suất ống nạp được sử dụng trong loại D-EFI để cảm nhận áp suất đường ống nạp. Cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận áp suất đường ống nạp bằng một IC lắp trong cảm biến phát ra tín hiệu PIM. ECU động cơ quyết định khoảng thời gian phun cơ bản và gĩc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu PIM này. 2.1.3. Cấu tạo ECU  • Bộ nhớ: Bộ nhớ trong ECU chia ra làm 4 loại : 2.1.4. Cấu trúc của ECU 2.1.5. Mạch giao tiếp ngõ vào 2.1.6. Mạch giao tiếp ngõ ra 2.1.7. Đặc điểm điều chỉnh gĩc đánh lửa lập trình cĩ sử dụng bộ chia điện 8 2.2. HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA LẬP TRÌNH KHƠNG CĨ BỘ CHIA ĐIỆN Đa số HTĐL trực tiếp thuộc loại điều khiển gĩc đánh lửa sớm bằng điện tử nên việc mở transistor cơng suất trong Ingitor được thực hiện bởi ECU. Hệ thống đánh lửa trực tiếp được chia làm ba loại chính sau: 2.2.1. Loại 1: Sử dụng mỗi bơbin cho một bu-gi 2.2.2. Loại 2: Sử dụng mỗi bơ-bin cho từng cặp bu-gi 2.2.3. Loai 3: Sử dụng một bơbin cho 4 xy lanh 2.3. KẾT LUẬN Cơ sơ lý thuyết là nền tảng, cơ sở khoa học cho việc thiết kế bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa. Qua tìm hiểu cấu tạo, chức năng điều khiển động cơ của ECU dựa vào tín hiệu từ các cảm biến, cho thấy ECU cĩ khả năng quyết định trực tiếp đến hoạt động của động cơ. Nhưng tín hiệu cảm biến gửi đến ECU rất nhiều, trong đĩ cảm biến vị trí trục khuỷu G và cảm biến tốc độ động cơ NE, đặc trưng cho sự hoạt động của động cơ và 2 tín hiệu này cĩ mối quan hệ mật thiết với nhau. Tiến đến tính tốn việc nạp chương trình cho vi điều khiển, thiết kế chế tạo mạch mạch in được trình bày ở chương 3 9 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA 3.1.1. Tồng quan về vi điều khiển AVR ATMEGA16 Sơ đồ chân Atmega16: Hình: 3.2. Sơ đồ chân Atmega16 Vi điều khiển Atmega16 cung cấp những chức năng sau: 16 k byte bộ nhớ chương trình Flash cĩ thể. 512 byte EEPROM 1K byte RAM tĩnh. 32 đường kêt nối I/O mục đích chung. 32 thanh ghi làm việc mục đích chung được kết nối trực tiếp với đơn vị xử lý số học và logic. 10 Một giao diện JATG cho quét ngoại vi lập trình và hỗ trợ gỡ rối trên chíp 3Timer/Counter linh hoạt với các chế độ so sánh. Các ngắt ngồi và ngắt trong. Chuẩn truyền số liệu nối tiếp USART cĩ thể lập trình Một ADC 10 bít, 8 kênh với các kênh đầu vào ADC cĩ thể lựa chọn bằng cách lập trình. 3.1.2. Ngơn ngữ lập trình C cho vi điều khiển AVR Ngơn ngữ lập trình C là ngơn ngữ khá mạnh và được mhiều người sử dụng. Lập trình bằng ngơn ngữ cấp cao như C giúp xây dựng các ứng dụng nhanh chĩng và dễ dàng hơn. Sau đây sẽ giới thiệu một cách cơ bản nhất về cách viết chương trình cho AVR sử dụng ngơn ngữ C. Một chương trình C cho AVR thường gồm những thành phần cơ bản như sau: Chú thích( comment ), khối ( blocks ), các tốn tử, cấu trúc điều khiển ( flow control ), hàm ( function )........ 3.1.3. Nạp chương trình cho vi điều khiển 3.2. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.2.1. Mạch cung cấp nguồn Mạch cấp nguồn sử dụng ổn áp LM 7805. Mức điện áp vào là từ Ắc-quy 12v, điện áp ra là 5v cấp cho vi điều khiển và Vcc của cảm biến Map-sensor. Nguồn 12V lấy từ cọc dương bình Ắc-quy cho qua đi-ốt D1 để đảm bảo an tồn khi cắm nhầm cọc bình. Ở đầu vào ta đặt hai tụ để dập xung nhằm bảo đảm an tồn ổn áp LM 7805. Tương tự đầu ra ta đặt hai tụ C2 và C4 để chống nhiễu nguồn. Ở đầu ra của mạch cĩ led 1 báo nguồn. 11 3.2.2. Mạch xử lý xung kích Các thơng số của mạch: R3 = 1k ; R4 = 5,6k ; R5 = 1k ; Đi-ốt Zener D1 =4,7V ; Tụ C5 =10µF. Tụ C5 lọc nhiễu cho mạch. Diode D1 cĩ tác dụng dao động sau khi vấu kích đi qua. 3.2.3. Mạch điều khiển đánh lửa Xung hình sin từ tín hiệu cảm G và NE ở bộ chia điện đưa về bộ vi điều khiển, sau đĩ vi điều khiển cho tín hiệu xung vuơng, tín hiệu này được đưa đến Igniter điều khiển đánh lửa. 3.2.4. Mạch cảm biến Map sensor Cảm biến Map sensor ở đây sử dụng loại cĩ 3 chân bao gồm Vcc, E, PIM. C 3.2.5. Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát 3.3. LẬP TRÌNH CHO BỘ ĐIỀU KHIỂN GĨC ĐÁNH LỬA 3.3.1. Sơ đồ thuật tốn điều khiển đánh lửa Từ sơ đồ khối điều khiển đĩ ta cĩ lưu đồ thuật tốn điều khiển ngắt như sau: 12 3.2.3. Tính tốn dữ liệu cho vi điều khiển 2.3.5. Thiết lập bộ đếm cân lửa gĩc đánh lửa sớm Chọn Timer0 làm bộ định thời cân gĩc đánh lửa sớm với chế độ CK/256. Tương tự ta cĩ chu kỳ một xung của bộ Timer0 là Tx = 64 µs. Với tốc độ động cơ n( v/p). Thời gian để trục khuỷu quay được một gĩc α là: TIMER2 Sai BẮT ĐẦU CĨ XUNG KÍCH TẮT TIMER 1 LƯU GIỮ LIỆU BẬT LẠI TIMER1 BẬT TIMER 0 DO GĨC ĐÁNH LỬA TẮT TIMER 2 DỨT ĐÁNH LỬA Sai Sai Đúng TIMER0 TRÀN TẮT TIMER 0 BẬT TIMER 2 MỞ ĐÁNH LỬA Đúng Hình 2.18: Lưu đồ thuật tốn điều khiển ngắt 13 Xung kích sau khi nén thành xung vuơng ta cĩ các thơng số sau: Hình 3.13. Xung kích khi nén thành xung vuơng Từ sơ đồ xung kích và cơng thức tính tα ta cĩ: 035delay dlθ θ= − ( 3.3 ) ( ) 6 0 35 60 . .10 360 dl delayT n θ− ⇒ = ( 3.4 ) Trong đĩ: Txung k : Chu kỳ xung kích hay Tn ( s ). Tdelay : Thời gian delay (trễ ) ( µs). θdelay : Gĩc delay. θdl : Gĩc đánh lửa sớm. n : Tốc độ động cơ ( vịng/phút) 3.4. LẬP BẢNG DỮ LIỆU CHO VI ĐIỀU KHIỂN ( )1xn f n= ( 3.7 ) Như vậy mối quan hệ giữa nx1 với n là đường bật nhất. Từ cơng thức ( 2.42 ) cho ta thấy nx0 là hàm tuyến tính theo hai biến n và θdl : 14 ( ),xo dln f n θ= ( 3.8 ) Mà ( )dl g nθ = Nên ( )( )0 ,xn f n g n= 3.5. KẾT LUẬN Tính tốn, lắp ráp linh kiện điện tử, nạp chương trình cho vi điều khiển. Hồn chỉnh bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa sớm. Tiến đến việc thực nghiệm kiểm chứng Bộ điều khiển gĩc đánh lửa cho động cơ 3S-FE trên băng thử CD-48” được trình bày ở chương 4 CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA CHO ĐỘNG CƠ 3S-FE TRÊN BĂNG THỬ CD-48” 4.1. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 1 - Ơtơ thử nghiệm; 2 - Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ; 3 - Băng thử CD-48” (chassis dynometer system); 4 - Cảm biến an tồn cho ơtơ trên băng thử; 5 - Bộ chắn an tồn ; 6 - Hệ thống máy tính điều khiển và ghi dữ liệu. 4.1.1. Quy trình thí nghiệm 4.1.3. Lắp Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa trên động cơ 3S- FE(TOYOTA) 4.2. KIỂM NGHIỆM BẰNG ĐÈN HIỆN THỊ GĨC ĐÁNH LỬA VÀ BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA. 4.3. KIỂM NGHIỆM BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 3S-FE ỨNG VỚI CÁC PHẦN TRĂM VI TRÍ CHÂN GA 15 4.3.1. Giá trị lực kéo ở vị trí 25% chân ga ứng với gĩc đánh lửa thay đổi (từ 10 độ đến 14 độ) + Trường hợp khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ Kết quả lực kéo của động cơ 3S-FE ứng với 25% vị trí chân ga khi xe khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa được vẽ trên đồ thị sau: Hình 4.9 25% vị trí chân ga khơng lắp + Trường hợp lắp bộ điều chỉnh đánh lửa sớm 10 độ Kết quả lực kéo của động cơ 3S-FE ứng với 25% vị trí chân ga khi xe lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 10 độ được vẽ trên đồ thị sau: KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 25% VỊ TRÍ CHÂN GA ( KHƠNG LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 12 ĐỘ) 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 30 35 40 45 50 TỐC ĐỘ ƠTƠ: [Km/h] LỰ C KÉ O Đ O TỪ CẢ M BI Ế N Fc b: [N ] Vị trí chân ga 25% khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ 16 Hình 4.10 25% vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh đánh lửa 10 độ + Trường hợp lắp bộ điều chỉnh đánh lửa sớm 14 độ Hình 4.11 : 25% vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh đánh lửa 14 độ 4.3.2. Giá trị lực kéo ở vị trí 50% chân ga ứng với gĩc đánh lửa thay đổi (từ 10 độ đến 14 độ) KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 25% VỊ TRÍ CHÂN GA ( LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 10 ĐỘ ) 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 30 35 40 45 50 TỐC ĐỘ ƠTƠ: [Km/h] LỰ C KÉ O Đ O TỪ CẢ M BI Ế N Fc b: [N ] Vị trí chân ga 25% lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 10 độ KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 25% VỊ TRÍ CHÂN GA (LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 14 ĐỘ) 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 30 35 40 45 50 TỐC ĐỘ ƠTƠ: [Km/h] LỰ C KÉ O Đ O TỪ CẢ M BI Ế N Fc b: [N ] Vị trí chân ga 25% - lắp bộ điều chỉnh đánh lửa 14 độ 17 + Trường hợp khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ Hình 4.12. 50% vị trí chân ga khơng lắp + Trường hợp lắp bộ điều chỉnh đánh lửa sớm 10 độ Kết quả lực kéo của động cơ 3S-FE ứng với 50% vị trí chân ga khi xe lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 10 độ được vẽ trên đồ thị sau: Hình 4.13. 50% vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 10 độ KẾT QuẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 50% VỊ TRÍ CHÂN GA ( KHƠNG LẮP ĐẶT BỘ ĐÁNH LỬA NGỒI Ở 12 ĐỘ ) 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 40 45 50 55 60 TỐC ĐỘ ƠTƠ: v [km/h] LỰ C KÉ O TỪ CẢ M BI Ế N : Fk [N ] Vị trí chân ga 50% khơng lắp bộ điều ch ỉnh đánh lửa ở 12 độ KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 50% VỊ TRÍ CHÂN GA ( LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 10 ĐỘ ) 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 45 50 55 60 TỐC ĐỘ ƠTƠ: v [km/h]LỰ C K ÉO Đ O TỪ CẢ M BI Ế N: Fk [N ] Vị trí chân ga 50% lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 10 18 + Trường hợp lắp bộ điều chỉnh đánh lửa sớm 14 độ Hình 4.14. 50% vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 14 độ 4.3.3 Giá trị lực kéo ở vị trí 75% chân ga ứng với gĩc đánh lửa thay đổi (từ 10 độ đến 14 độ) + Trường hợp khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ Kết quả lực kéo của động cơ 3S-FE ứng với 75% vị trí chân ga khi xe khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa được vẽ trên đồ thị sau: Hình 4.15. 75% vị trí chân ga khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 50% VỊ TRÍ CHÂN GA ( LẮP ĐẶT BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 14 ĐỘ ) 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 45 50 55 60 TỐC ĐỘ ƠTƠ: v [km/h] LỰ C K ÉO Đ O TỪ CẢ M B IẾ N : Fk [N ] Vị trí chân ga 50% lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 14 độ KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 75% VỊ TRÍ CHÂN GA ( KHƠNG LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA 12 ĐỘ ) 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 50 55 60 65 70 TỐC ĐỘ ƠTƠ: [km/h] LỰ C KÉ O Đ O TỪ CẢ M BI Ế N Fc b: [N ] Vị trí chân ga 75% khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ 19 + Trường hợp lắp bộ điều chỉnh đánh lửa sớm 10 độ Hình 4.16 75% vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 10 độ + Trường hợp lắp bộ điều chỉnh đánh lửa sớm14 độ Kết quả lực kéo của động cơ 3S-FE ứng với 75% vị trí chân ga khi xe lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 14 độ được vẽ trên đồ thị sau: Hình 4.17 75% vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 14 độ KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 75% VỊ TRÍ CHÂN GA ( LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 10 ĐỘ ) 1800 1850 1900 1950 2000 2050 50 55 60 65 70 TỐC ĐỘ ƠTƠ: [km/h] LỰ C K ÉO Đ O TỪ CẢ M BI Ế N Fc b: [N ] Vị trí chân ga 75% lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 10 độ KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO ỨNG VỚI 75% VỊ TRÍ CHÂN GA ( LẮP BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐÁNH LỬA Ở 14 ĐỘ ) 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 50 54 58 62 66 70 TỐC ĐỘ ƠTƠ: [km/h] LỰ C KÉ O TẠ I C Ả M BI Ế N Fc b: [N ] Vị trí chân ga 75% lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 14 độ 20 4.4. KẾT LUẬN Thực nghiệm Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa cho động cơ 3S- FE, kiểm chứng gĩc đánh lửa bằng đèn kiểm tra gĩc đánh lửa DG83 (CZ SINCRO) Giá trị lực kéo ở từng vị trí chân ga ứng với các gĩc đánh lửa thay đổi cĩ ảnh hưởng đến chỉ tiêu kỹ thuật của động cơ. Dữ liệu các thơng số đo được trong thực nghiệm sẽ được tính tốn và xử lý và đánh giá khả năng làm việc của Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ta sẽ xét ở chương sau. 21 CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 5.1. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA BỘ ĐIỀU CHỈNH GĨC ĐÁNH LỬA THƠNG QUA KẾT QUẢ THỰC NGHỆM TRÊN BĂNG THỬ CD-48” 5.1.1. Phân tích về lực kéo của động cơ 3S-FE khi ở 25% vị trí chân ga ứng với gĩc đánh lửa thay đổi (10 độ đến 14 độ) Hình 5.1 Tổng hợp kết quả thực nghiệm đo lực kéo của động cơ 3S-FE( TOYOTA CAMRY ) khi khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa và lắp bộ đánh lửa cĩ điều chỉnh ơ 10 độ và 14 độở 25% vị trí chân ga Với kết quả thực nghiệm cho thấy việc sử dụng Bộ Điều Chỉnh Gĩc Đánh Lửa so với khơng lắp thì lực kéo cũng như cơng suất tại bánh xe chủ động cĩ giảm đi khi động cơ tăng tốc. KẾT Q UẢ ĐO LỰC KÉO CỦA XE TO YO TA CAMRY- 25% VỊ TRÍ CHÂN GA 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 30 35 40 45 50 TỐC ĐỘ Ơ TƠ : [Km/h] LỰ C K ÉO Đ O TỪ C Ả M BI Ế N Fc b: [N ] lắp bộ điều ch ỉnh đánh lửa ở 14 độ Lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 10 Khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ 22 5.1.2. Phân tích về lực kéo của động cơ 3S-FE khi ở 50% vị trí chân ga ứng với gĩc đánh lửa thay đổi (10 độ đến 14 độ). Phân tích về lực kéo của ơtơ khi ở 50% vị trí chân ga Hình 5.2 Tổng hợp kết quả thực nghiệm đo lực kéo của động cơ 3S-FE( TOYOTA CAMRY ) khi khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa và lắp bộ đánh lửa cĩ điều chỉnh ơ 10 độ và 14 độ ở 50% vị trí chân ga Bằng thực nghiệm cho thấy việc sử dụng Bộ Điều Chỉnh Gĩc Đánh Lửa lắp trên xe và khơng lắp Bộ Điều Chỉnh Gĩc Đánh Lửa với mức tải 50% nếu điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 14 độ thì lực kéo cũng như cơng suất tại bánh xe chủ động tăng lên rõ rệt và ngược lại điều chỉnh khoảng 10 độ thì cơng suất giảm đi. Tĩm lại bằng thực nghiệm việc điều chỉnh gĩc đánh lửa sẽ làm thay đổi cơng suất động cơ KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO CỦA XE TOYOTA CAMRY- 50% CHÂN GA 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 45 50 55 60 Tốc độ Ơ tơ: v [km/h] Lự c ké o tạ i b án h xe ch ủ đ ộ n g: Fk [N ] lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 10 độ Lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 14 độ Khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa ở 12 độ 23 5.1.3. Phân tích về lực kéo của động cơ 3S-FE khi ở 75% vị trí chân ga ứng với gĩc đánh lửa thay đổi (10 độ đến 14 độ) Hình 5.3 Tổng hợp kết quả thực nghiệm đo lực kéo của động cơ 3S-FE( TOYOTA CAMRY ) khi khơng lắp bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa và lắp bộ đánh lửa cĩ điều chỉnh ơ 10 độ và 14 độ ở 75% vị trí chân ga 5.2. KẾT LUẬN Thực nghiệm cho thấy số liệu đo đạt đảm bảo yêu cầu đề ra, đạt được những kết quả như mong đợi. Đánh giá khả năng làm việc của Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa thơng qua kết quả thực nghiệm. Khẳng định việc thay đổi gĩc đánh lửa làm ảnh hưởng đến lực kéo của động cơ. KẾT QUẢ ĐO LỰC KÉO CỦA XE TOYOTA CAMRY-75% VỊ TRÍ CHÂN GA 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 50 54 58 62 66 70 TỐC ĐỘ ƠTƠ [km/h] LỰ C K ÉO TỪ C Ả M B IẾ N Fc b: [N ] 75% vị trí chân ga khơng lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 12 độ 75% vi trí chân ga lắp bộ điều chỉnh ở 14 độ 75% Vị trí chân ga lắp bộ điều chỉnh đánh lửa ở 10 độ 24 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 1. KẾT LUẬN Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài đạt được một số kết luận như sau: Kết luận 1: Bằng lập trình vi điều khiển, tác giả đã thiết kế thành cơng Bộ Điều Chỉnh Gĩc Đánh Lửa để thay đổi thời điểm đánh lửa trên ơtơ. Kết luận 2: Khi sử dụng Bộ Điều Chỉnh Gĩc Đánh Lửa cho phép thay đổi thời điểm đánh lửa của động cơ mà khơng cần tác động vào bộ chia điện. Kết luận 3 : Khi thiết kế Bộ Điều Chỉnh Gĩc Đánh Lửa cĩ sự sai số về gĩc đánh lửa 1/100 so với thực tế. Ngồi ra khi thực hiện đề tài cũng đã tích lũy thêm kinh nghiệm thực tế qua quá trình thực hiện đề tài. 2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI - Nghiên cứu thiết kế chế tạo Bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa cho các loại động cơ ơtơ điều chỉnh gĩc đánh lửa theo chương trình (ECU) khơng cĩ bộ chia điện. - Lắp đặt bộ điều chỉnh gĩc đánh lửa vào việc thay đổi gĩc đánh lửa cho việc chạy nhiên liệu xăng E10, E20. 3. KIẾN NGHỊ Ứng dụng Bộ điều khiển gĩc đánh lửa vào việc xây dựng bài thực hành thực nghiệm khi thay đổi gĩc đánh lửa cĩ tính ảnh hưởng đến kinh tế, kỹ thuật của động cơ. Ứng dụng bộ này lắp trên động cơ khi chạy nhiên liệu xăng E5, E10...