Nghiên cứu, đánh giá các phương pháp xác định tốc độ động cơ

Tuy c u t o và nguyên lý ho t đ ng của các c m biến là khác nhau nh ng có điểm chung là đều tính tốc đ đ ng cơ d ̣a vao viê ̣c tinh khoảng thơi gian gi ̃a hai xung liên tiêp hoă ̣c đếm

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng vii HVTH: Đinh Tấn Ngọc

M C L C

Danh m c các hình x

Danh m c t vi t t t xiii

Ch ngă1:ăT NGăQUAN……….1

1.1 T ngăquanăchungăv ălƿnhăv cănghiênăc u,ăcácăk tăqu ănghiênăc uătrongăvƠă ngoƠiăn c 1

1.1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1

1.1.2 Các kết qu nghiên cứu trong và ngoài n ớc 1

1.2 Tínhăc păthi tăcủaăđ ătƠi 3

1.3 M căđíchăcủaăđ ătƠi 3

1.4 Nhi măv ăvƠăgi iăh năcủaăđ ătƠi 4

1.4.1 Nhiệm v của đề tài 4

1.4.2 Giới h n của đề tài 4

1.5 Ph ngăphápănghiênăc u 4

Ch ngă2:ăLụăTHUY TăĐ NGăC ăĐ T TRONGăVĨăĐOăT CăĐ ăĐ NGă C 5

2.1 Nguyên lý ho t đ ng của đ ng cơ đốt trong 4 kỳ lo i piston 5

2.2 Tầm quan trọng của giá trị tốc đ đ ng cơ 7

2.2.1 Trong điều khiển đ ng cơ 7

2.2.2 Trong việc kiểm tra, chẩn đoán 8

2.3 Các ph ơng pháp đo tốc đ đ ng cơ hiện nay trên ô tô ………8

2.3.1 Dùng c m biến điện từ 8

2.3.2 Dùng c m biến quang 9

2.3.3 Dùng c m biến Hall 9

Ch ngă3:ăÁPăSU TăCHỂNăKHỌNGăTRONGăĐ NGă NGăN PăVĨ C Mă BI NăĐOăÁPăSU TăTUY TăĐ IăTRểNăĐ NGă NGăN P 11

3.1ăĐặcăđi m,ăk tăc uăcủaăh th ngăn pătrênăđ ngăc ăđ tătrong 11

3.1.1 Đặc điểm của hệ thống n p 11

3.1.2 Kết c u của hệ thống n p trên đ ng cơ xăng 11

3.1.3 Kết c u của hệ thống n p trên đ ng cơ diesel 12

3.2ăĐặcăđi măcủaăápăsu tăkhíăn pătrênăđ ngăn p 14

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng viii HVTH: Đinh Tấn Ngọc

3.2.1 Hiệu ứng dao đ ng của áp su t trong quá trình thay đổi môi ch t 14

3.2.2 Mối liên hệ giữa áp su t chân không trên đ ng ống n p 15

3.3ăHi năt ngăápăđi n 15

3.3.1 Hiện t ng áp điện thuận 16

3.3.2 Hiện t ng áp điện nghịch 16

3.4ăC uăt o,ănguyênălýăho tăđ ngăcủaăc măbi năápăđi n 16

3.4.1 C u t o 17

3.4.2 Nguyên lý đo của c m biến áp điện 18

3.4.3 Đôi nét về hệ thống L-Jetronic và D-Jetronic 20

3.5ăC uăt o,ănguyênălýăho tăđ ngăcủaăc măbi năMAP 20

3.5.1 Giới thiệu về c m biến MAP 20

3.5.2 C u t o của c m biến MAP 21

3.5.3 Nguyên lý ho t đ ng của c m biến MAP 21

3.5.4 Đặc tuyến ho t đ ng của c m biến MAP 21

3.6ăĐặcăđi măcủaătínăhi uăraă ăchơnăPIMăcủaăc măbi năMAPătrongăquáătrìnhă ho tăđ ngăcủaăđ ngăc (Toyota) 22

3.6.1 tốc đ cố định 23

3.6.2 Khi tăng gi m tốc đ 27

3.6.3 Mối liên hệ giữa tín hiệu ra chân PIM c m biến MAP và tốc đ đ ng cơ 27

Ch ngă4: H TH NG CUNG C PăĐI N TRÊN Ô TÔ 28

4.1 c quy 28

4.1.1 Nhiệm v của ắc quy trên ô tô 28

4.1.2 Các quá trình điện hóa của ắc quy chì axit 28

4.1.3 Đặc tuyến làm việc của ắc quy trên ô tô 29

4.2ăMáyăphátăđi n 30

4.2.1 Nhiệm v , yêu cầu của máy phát điện 30

4.2.2 Chế đ làm việc giữa accu - máy phát và sự phân bố t i 30

4.2.3 Máy phát điện xoay chiều kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện 33 4.3 M i liên h gi a t căđ đ ngăc ăvƠăcácătínăhi uăđi năápăđoăđ c trong h th ng cung c păđi n 39

4.3.1 Mối liên hệ giữa tốc đ đ ng cơ và điện áp pha của máy phát 39

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng ix HVTH: Đinh Tấn Ngọc

4.3.2 Mối liên hệ giữa tốc đ đ ng cơ và điện áp máy phát sau chỉnh l u 40

4.3.3 Mối liên hệ giữa tốc đ đ ng cơ và điện áp 2 đầu ắc quy 40

Ch ngă5: THI T K , CH T O THI T B ĐOăT CăĐ Đ NGăC 42

5.1 Gi i thi u viăđi u khi n AVR 42

5.1.1 AVR 42

5.1.2 ATmega 16 42

5.1.3 Ngắt ngoài AVR 43

5.1.4 Giao tiếp AVR và Text LCD 44

5.2 S ăđ nguyên lý m ch thi t k 45

5.2.1 S ăđ nguyên lý m ch ngu n 45

5.2.2 S ăđ nguyên lý m ch ngu n 5V 46

5.2.3 Sơ đồ nguyên lý m ch xử lý tín hiệu PIM, G và BATT (Toyota) 46

5.2.4 Sơ đồ m ch vi điều khiển ATMEGA 16 52

5.2.5 Sơ đồ m ch hiển thị LCD 53

5.3 Thu t toán x ử lý 54

5.3.1 Thuật đoán tính tốc đ đ ng cơ 54

5.3.2 Ch ơng trình tính tốc đ tốc đ ng cơ cho vi điều khiển 55

5.4 Ch t o m chăđo 56

Ch ngă6: TH C NGHI M THI T B ĐOăT CăĐ NGăC 58

6.1 Thi t b 58

6.2 Qui trình đo 59

6.3 K t qu đo 59

6.3.1 Tín hiệu sau khi đ c xử lý 59

6.3.2 Kết qu hiển thị LCD 63

6.4 Thi t b đoăt căđ đ ngăc 67

6.5 Đánhăgiá,ănh n xét 68

Ch ngă7: K T LU NăVĨăH NG PHÁT TRI N 70

7.1 K t lu n 70

7 2ăH ng phát tri n củaăđ tài 70

Tài li u tham kh o 71

Ph l c 72

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng x HVTH: Đinh Tấn Ngọc

DANH M C CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý làm việc của đ ng cơ xăng 4 kỳ 5

Hình 2.2: B n đồ góc đánh lửa sớm lý t ng và góc ngậm điện 7

Hình 2.3: Vị trí thực tế của c m biến điện từ trong b chia điện 9

Hình 2.4: Khi không chắn từ 10

Hình 2.5: Khi chắn từ 10

Hình 3.1: Sơ đồ tổng quan hệ thống n p th i 11

Hình 3.2: Sơ đồ đ ng n p đ ng cơ phun xăng điện tử dùng c m biến MAP 12

Hình 3.3: Sơ đồ n p th i của đ ng cơ diesel tăng áp 13

Hình 3.4: Đồ thị công vùng th p áp của quá trình thay đổi môi ch t 14

Hình 3.5: Hiện t ng áp điện 16

Hình 3.6: C m biến kiểu áp điện 17

Hình 3.7: Cách bố trí c m biến 20

Hình 3.8: C u t o c m biến MAP 21

Hình 3.9: Biến d ng màng silicon theo áp su t 21

Hình 3.10: Đặc tuyến ho t đ ng của c m biến MAP 22

Hình 3.11: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP tốc đ cầm chừng 23

Hình 3.12:Biên d ng tín hiệu c m biến MAP và G 1.500 rpm 23

Hình 3.13: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP tốc đ 1.500 rpm 24

Hình 3.14: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP và G 2.500 rpm 24

Hình 3.15: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP tốc đ 2.500 rpm 24

Hình 3.19: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP và G 3.500 rpm 25

Hình 3.20: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP tốc đ 3.500 rpm 25

Hình 3.21: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP và G 4.100 rpm 26

Hình 3.22: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP tốc đ 4.100 rpm 26

Hình 3.23: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP 4.800 rpm 27

Hình 3.24: Biên d ng tín hiệu c m biến MAP thay đổi theo tốc đ (Picoscope) 27

Hình 4.1: Chế đ phóng n p của accu trên xe 30

Hình 4.2: Sơ đồ tính toán hệ thống cung c p điện 31

Hình 4.3: C u t o máy phát điện kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện 33

Hình 4.4: Các b phận trong máy phát kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện 33

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng xi HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình 4.5: C u t o rotor 34

Hình 4.6: B chỉnh l u 6 diode 35

Hình 4.7: Hệ thống cung c p điện với b chỉnh l u 8 diode 35

Hình 4.8: Máy phát 3 pha mắc hình sao với b chỉnh l u 6 diode với diode D4 và D5 dẫn 36

Hình 4.9: Diode D4 và D1 dẫn 37

Hình 4.10: Diode D1 và D6 dẫn 37

Hình 4.11 Điện áp pha các pha và điện áp sau khi đư chỉnh l u 38

Hình 4.12 Tiết chế vi m ch và vị trí trên máy phát 38

Hình 4.13: Tiết chế lo i D 39

Hình 4.14:Tiết chế lo i M 39

Hình 4.15a: Mối liên hệ giữa điện áp ắc quy và tín hiệu đánh lửa IGT trên đ ng cơ 5S-FE 40

Hình 4.15b: Mối liên hệ giữa điện áp ắc quy và tín hiệu đánh lửa IGT trên đ ng cơ 1G-FE 41

Hình 5.1: Sơ đồ chân chip ATmega16 42

Hình 5.2: Thanh ghi MCUCR 44

Hình 5.4: Kết nối LCD và vi điều khiển ATmega 16 chế đ 4 bit 45

Hình 5.5: Sơ đồ m ch nguồn 12 V 45

Hình 5.6: Sơ đồ chân IC 7812 và IC 7912 46

Hình 5.7: Sơ đồ m ch nguồn 5 V 46

Hình 5.8: M ch xử lý tín hiệu c m biến MAP 47

Hình 5.9: D ng tìn hiệu c m biến MAP khi tăng gi m tốc 47

Hình 5.10: So sánh tín hiệu c m biến MAP tr ớc và sau m ch lọc thông th p 49

Hình 5.11: Sơ đồ chân và c u t o bên trong IC 555 50

Hình 5.12: Tín hiệu sau khi qua m ch Trigger Smith dùng IC 555 51

Hình 5.13: M ch xử lý tín hiệu c m biến G 51

Hình 5.14: Tín hiệu c m biến G 51

Hình 5.15: M ch xử lý tín hiệu điện áp ắc quy 52

Hình 5.16: M ch giao tiếp ATmega 16 53

Hình 5.17: M ch hiển thị LCD 53

Hình 5.18: Sơ đồ khối thuật toán xử lý tín hiệu 55

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng xii HVTH: Đinh Tấn Ngọc

ình 5.19: M ch nguồn 12 V 56

Hình 5.20: M ch nguồn 5 V và m ch điều khiển ATmega 16 56

Hình 5.21: M ch xử lý tín hiệu c m biến MAP, G và tín hiệu điện áp ắc quy 57

Hình 5.22: M ch hiển thị LCD 57

Hình 6.1: Mô hình đ ng cơ 5S-FE và 7A-FE 58

Hình 6.2: Kết nối m ch đo thử nghiệm 58

Hình 6.3: Máy đo Oscilloscope với 4 kênh đo 59

Hình 6.4: Đo thử nghiệm 59

Hình 6.5: D ng xung của 3 tín hiệu tr ớc khi xử lý 60

Hình 6.6: D ng xung của 3 tín hiệu sau khi xử lý 60

Hình 6.7: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc và sau m ch xử lý 1000 rpm 61

Hình 6.8: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc và sau m ch xử lý 1000 rpm 61

Hình 6.9: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc và sau m ch xử lý 1500 rpm 61

Hình 6.10: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc và sau m ch xử lý 1500 rpm 62

Hình 6.11: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc và sau m ch xử lý 2500 rpm 62

Hình 6.12: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc và sau m ch xử lý 2500 rpm 62

Hình 6.13: Tín hiệu điện áp ắc quy tr ớc và sau m ch xử lý 4000 rpm 63

Hình 6.14: Tín hiệu c m biến MAP tr ớc và sau m ch xử lý 4000 rpm 63

Hình 6.15: Kết qu đo tốc đ cầm chừng 63

Hình 6.16: Kết qu đo tốc đ 1000 rpm 63

Hình 6.17: Kết qu đo tốc đ 1500 rpm 63

Hình 6.18: Kết qu đo tốc đ 2000 rpm 64

Hình 6.19: Kết qu đo tốc đ 2500 rpm 64

Hình 6.20: Kết qu đo tốc đ 3000 rpm 64

Hình 6.21: Kết qu đo tốc đ 3500 rpm 64

Hình 6.22: Kết qu đo tốc đ 4000 rpm 65

Hình 6.23: Kết qu đo tốc đ 4500 rpm 65

Hình 6.24: Kết qu đáp ứng tốc đ khi tăng, gi m tốc 66

Hình 6.25: Đồ thị đáp ứng tốc đ của 3 ph ơng pháp đo 67

Hình 6.26: Thiết bị tốc đ đ ng cơ hoàn thiện 67

Hình 6.27: Đo và kiểm tra ho t đ ng của thiết bị 68

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng xiii HVTH: Đinh Tấn Ngọc

DANH M C CÁC T VI T T T

ADC: Analog-to-Digital Converter

MAP: Manifold Absolute Pressure

BATT: Battery

ECU: Electronic Control Unit

EFI: Electronic Fuel Injection

LED: Light emitting diode

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 1 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

1.1 T ng quan chung v lƿnhăv c nghiên c u, các k t qu nghiên c u trong và ngoƠiăn c

1.1.1 T ng quan chung v lƿnhăv c nghiên c u

Tôc đô ̣ đô ̣ng cơ còn g ọi là tua máy hay tốc đ quay tr c khuỷu la mô ̣t thông

sô r t quan trọng, nó chứa đựng nhiều thông tin ph n ánh toàn diện tình tr ng làm viê ̣c của động cơ nh tính năng đ ng học, đ ng lực học, tính năng về kinh tế nhiên liệu Dựa vào tốc đ đ ng cơ và thông qua hệ thống chẩn đoán ng i ta có thể biết

đ c các chi tiết, cơ c u bên trong đ ng cơ có ho t đ ng bình th ng hay không Vì thê viê ̣c xac đi ̣nh tôc đô ̣ đô ̣ng cơ mô ̣t cach nhanh chong t c thơi co mô ̣t y nghĩa r t quan tro ̣ng trong điều khiển cũng nh trong viê ̣c kiểm tra bảo d ỡng và s ̉ a ch ̃a

Các ph ơng phap đ ể xác định tôc đô ̣ đô ̣ng cơ th ng đ c s ̉ dụng hi ện nay trên ô tô có đ bên va chinh xac cao Trong điều khiển đ ng cơ, ng i ta d ̣a trên việc nhận tín hiệu gửi về từ các c m biến nh c m biến điện từ, c m biến Hall, c m

biến quang và đ a tín hiệu này vào b xử lý để xác định tốc đ đ ng cơ Bên c nh

đó để hiển thị tốc đ lên đồng hồ Taplo, ng i ta dùng tín hiệu từ cực âm bobine hay chân Tach của Igniter Tuy c u t o và nguyên lý ho t đ ng của các c m biến là khác nhau nh ng có điểm chung là đều tính tốc đ đ ng cơ d ̣a vao viê ̣c tinh khoảng thơi gian gi ̃a hai xung liên tiêp hoă ̣c đếm sô xung trong một khoảng thơi gian

Tuy nhiên, tốc đ đ ng cơ cũng nh h ng đến r t nhiều ho t đ ng của các hệ

thống trên đ ng cơ, gây ra sự biến đổi của các tín hiệu có tính quy luật theo tốc đ

đ ng cơ Do đó, còn có nhiều tín hiệu khác có thể dùng để tính ra tốc đ đ ng cơ

Ng i nghiên cứu dựa vào m t vài tín hiệu có liên quan để xác định tốc đ đ ng cơ

1.1.2 Cácăk tăqu ănghiênăc u trongăvƠăngoƠiăn c

Nhận th y tầm quan trọng của thông số tốc đ đ ng cơ, do đo cac nha nghiên

c u luôn tim mo ̣i cach để lam sao co thể đo đ ợc tôc đô ̣ đô ̣ng cơ mô ̣t cach nhanh chóng, chính xác nh ng vẫn tiện l i trong việc đo D ơi đây la mô ̣t vai nghiên c u chỉ ra cách xác định tốc đ đ ng cơ theo các ph ơng pháp mới

nh t của tín hiệu dao đ ng và sử d ng kỹ thuật hiệu chỉnh phổ r i r c để c i thiện đ chính xác của phép đo Kết qu thu đ ợc t ừ việc thử nghiệm trên băng thử và thử nghiệm trên đ ng cơ thực M i lần thử nghiệm với số xilanh khác nhau và ph ơng pháp này cho th y kết qu đ t đ c đ chính xác khá cao khi đ ng cơ làm việc

tr ng thái ổn định và tốc đ nhỏ So với các ph ơng pháp cơ b n khi xác định tốc đ

đ ng cơ thì ph ơng pháp này sử d ng phần cứng khá đơn gi n, dễ dàng cài đặt và thích h p cho việc kiểm tra b o d ỡng định kỳ ô tô

 “The new Measurement Algorithm of the Engine Speed Base on the Basic Frequency of Vibration Signal” - SONG Xiang, LI Xu và ZHANG Wei-gong [2]

bài viết này tác gi SONG Xiang , LI Xu, ZHANG Wei-gong khoa Khoa học và Kỹ thuật thu c Đ i học Đông Nam , Nam Kinh, Trung Quôc trinh bay tâm quan tro ̣ng trong viê ̣c xac đi ̣nh tôc đô ̣ đô ̣ng cơ nhanh chong va chính xác có ý nghĩa rât lơn trong viê ̣c chẩn đoan cac lỗi trên ô tô Bài viết cũng chỉ ra những thiếu sót và bât tiê ̣n của cac ph ơng phap đo tôc độ động cơ truyên thông qua đo chỉ ra ph ơng pháp đo mới dựa trên tần số rung cơ bản Thông qua phân mêm Lab VIEW để thu thâ ̣p d ̃ liê ̣u va ng dụng cac ph ơng phap x ̉ ly tin hiê ̣u nh biên đổi wavelet , biên đổi Fourier thơi gian ngăn t đo tinh đ ợc tinh đ ợc tân sô rung cơ bản , u điểm của

ph ơng pháp là các thuật toán có đ chính xác cao , ít tốn kém, đô ̣ bên cao , dễ th ̣c hiê ̣n va tỉ lê ̣ lỗi của thuâ ̣t toan chỉ co 1%

 “Measurement of engine speed by the analysis of vibration” - Alastair J.Hotchkiss, Paul Smith, Barbara L and Jones [3]

Ph ơng pháp đo tốc đ đ ng cơ mới dựa trên tín hiệu thu đ c từ c m biến gia tốc đ c gá trên thân đ ng cơ la nh ̃ng gi Alastair J Hotchkiss, Paul Smith , Barbara L and Jones muôn trinh bay trong bai viêt nay Ph ơng pháp này có u điểm

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 3 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

là chi phí th p, vừa có thể ứng d ng cho c đ ng cơ xăng và Diesel, dễ dàng gá đặt

c m biến, có thể đo t ốc đ đ ng cơ từ cầm chừng 700 vòng/ph́t cho đ ến kho ng

5000 vòng/ph́t và điện năng tiêu th của m ch đo th p

Trong tr m đăng kiểm hiện nay dùng phổ biến máy đo tốc đ đ ng cơ AVL Dispeed và MAHA RPM VC2 để xác định tốc đ đ ng cơ Đầu đo của máy thu nhận tín hiệu rung đ ng hoặc tiếng ồn của đ ng cơ để xác định tốc đ

Ng i nghiên cứu cũng đư nghiên cứu sự rung đ ng của đ ng cơ thu thập từ tín hiệu c m biến kích nổ trên đ ng cơ…

1.2 Tínhăc păthi tăcủaăđ ătƠi

Tôc đô ̣ đô ̣ng cơ la mô ̣t trong nh ̃ng thông sô rât quan trọng trên ô tô D ̣a vao tôc đô ̣ đô ̣ng cơ ECU sẽ điêu khiển hoa ̣t động phun xăng va đanh l ̉ a hợp ly đảm b o sao cho đô ̣ng cơ hoa ̣t đô ̣ng tôi u nhât trong mo ̣i chê đô ̣ lam viê ̣c Trong chẩn đoan viê ̣c xac đi ̣nh nhanh chong va chinh xac tôc đô ̣ đô ̣ng cơ giup cho công viê ̣c bảo

d ỡng s ̉ a ch ̃a đ ợc diễn ra nhanh chong va thuâ ̣n lợi hơn

Hiện nay các c m biến đo tốc đ đ ng cơ trên ô tô bên c nh các u điểm nh

có đ chính xác và tuổi thọ cao song cũng tồn t i m t vài nh c điểm nh ph i gia công cac đĩa co xẽ rãnh yêu câu độ chinh xac cao , các biên d ng r ăng lôi hoă ̣c lõm

và các lo i này ph i đ c dẫn đ ng trực tiếp b i tr c khuỷu hay gián tiếp thông qua dây đai, xích Để gi m bớt công đo n gia công, lắp ráp qua đó góp phần gi m chi phí

s n xu t cũng nh chi phí b o d ỡng sửa chữa sau này thiết nghĩ cần có m t ph ơng pháp đo tốc đ đ ng cơ mới thay thế ph ơng pháp đo truyền thống nh ng vẫn có đ

bền và chính xác cao

1.3 M căđíchăcủaăđ tài

Trong quá trình đ ng cơ làm việc các b phận nh tr c cam, máy phát điện, bơm tr lực lái đ c đ ng cơ dẫn đ ng thông qua dây đai đồng th i m t vài c m

biến trên xe liên t c gửi tín hiệu về ECU để tính toán sao cho đ ng cơ luôn ho t

đ ng tối u nh t mọi chế đ làm việc Với ý t ng là nếu các b phận, chi tiết

đ c kết nối với đ ng cơ thì ta có thể tính đ c tốc đ đ ng cơ Do đó, ng i nghiên

cứu xin trình bày ph ơng pháp dùng tín hiệu t c m biến đo áp su t tuyệt đối đ ng ống n p MAP va da ̣ng xung c ủa các tín hiệu trong hệ thống cung c p điện để tính

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 4 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

toán tốc đ đ ng cơ đây sử d ng tín hiệu điện áp ắc qui và so sánh với việc tính toán tốc đ đ ng cơ từ tín hiệu c m biến vị trí tr c cam Ph ơng pháp này cho th y việc tính toán tốc đ đ ng cơ vẫn có thể đ c xác định từ các c m biến khác hay từ

m t hệ thống nào đó trên ô tô Ng i nghiên cứu thiết kế m t máy đo d ̣a vào cac tín hiệu trên đ ể tính toán tốc đ đ ng cơ và mong muốn thiết bị này đ c c i thiện thêm về hình dáng và các chức năng khác nữa để có thể ph c v công tác gi ng d y hay ứng d ng vào công việc kiểm định, chẩn đoán trong t ơng lai

1.4 Nhi m v c ủaăđ tài và gi i h năđ tài

1.4.1 Nhi m v c ủaăđ tài

 Phân tích các ph ơng pháp đo tốc đ đ ng cơ

 Phân tich cơ sở ly thuyêt về áp su t chân không trên đ ng ống n p, cơ s lý thuyết và nguyên lý ho t đ ng của c m biến MAP

 Phân tich cơ sở ly thuyêt va nguyên ly hoa ̣t động của hê ̣ thông cung c p điện trên ô tô

 Nghiên c u, phân tích biên d ng tín hiệu của c m biến MAP và tín hiệu điện trong hệ thống cung c p điện

 Tìm hiểu về các linh kiê ̣n điê ̣n t ̉ va vi điều khiển

 Thiết kế m ch tính tốc đ đ ng cơ từ c m biến MAP, G và tín hiệu điện áp

ắc quy

 Thử nghiệm và đánh giá kết qu

1.4.2 Gi i h n c ủaăđ tài

Đề tài chỉ tập trung gi i quyết những v n đề sau:

 Tầm quan trọng của giá trị tốc đ đ ng cơ và các ph ơng pháp đo tốc đ

đ ng cơ hiện nay

 Mối quan hệ giữa tín hiệu c m biến MAP, G và các tín hiệu điện trong hệ thống cung c p điện với tốc đ đ ng cơ

 Thiết kế, chế t o máy đo tốc đ đ ng cơ, đánh giá đ chính xác và kh năng ứng d ng thực tiển

1.5 Ph ngăphápănghiên c u

 Ph ơng pháp nghiên cứu tài liệu

 Ph ơng pháp kh o sát đối t ng

 Ph ơng pháp xây dựng mô hình toán

 Ph ơng pháp thực nghiệm và xử lí số liệu

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 5 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

ĐOăT CăĐ Đ NGăC

2.1 Nguyên lý ho tăđ ng củaăđ ngăc ă4ăkỳ lo i piston [4]

Đối với đ ng cơ 4 kỳ để hoàn thành m t chu trình công tác piston của đ ng

cơ phải th ̣c hiê ̣n bốn hành trình t ơng ứng với các quá trình diễn ra trong xilanh là :

n p, nén, cháy giưn n và th i Do cac qua trin h diễn ra lă ̣p đi lă ̣p la ̣i co tinh chu ky nên khi khảo sat nguyên ly lam viê ̣c ta chỉ khảo sat một chu trinh công tac trong toan

bô ̣ qua trình làm việc của đ ng cơ Mô ̣t chu trinh công tac gôm 4 quá trình sau:

 Quá trình n p (kỳ m t ): Là quá trình n p môi ch t mới vào xilanh

đô ̣ng cơ ( n p hoa khi đôi vơi đô ̣ng cơ xăng va không khi đôi vơi đô ̣ng cơ diesel)

Hình 2.1: Sơ đ nguyên lý làm việc của động cơ ồăng ́ kỳ[4]

a) Quá trình nạp b) Quá trình ńn c) Quá trình cháỔ – giãn n̉ d) Quá trình thải

1 Xupap nạp 2 Xupap thải 3 Piston 4 Bougie 5 Thanh truỔên 6 Trục khủu

Vào đầu kỳ n p, piston ở vi ̣ tri điểm chêt trên Toàn b thể tích buồng cháy Vc

ch a đây sản vâ ̣t chay do hanh trinh tr ơc để la ̣i vơi ap suât cao hơn ap suât khi trơi ,

áp su t này còn gọi là áp su t khí sót Khi trục khuỷu quay theo chiêu mũi tên , thông qua thanh truyên lam cho piston di ̣ch chuyển t điểm chêt trên xuông điểm chêt

d ơi, cơ câu phân phôi khi điêu khiển xupap mở thông đ ơng ông na ̣p vơi không

gian trong xilanh Chuyển đô ̣ng đi xuông của piston hinh thanh chân không trong

xilanh nên ap suât trong long xilanh nhỏ hơn a p suât trên đ ơng ông na ̣p M c độ

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 6 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

chênh lê ̣ch ap s uât nay khoảng 0,01 – 0,03 MPa ta ̣o nên qua trinh na ̣p môi chât mơi

t đ ơng ông na ̣p vao xilanh (hình 2.1a)

 Quá trình nén (kỳ hai)

Piston di chuyển t điểm chêt d ơi lên điểm c hêt trên, cơ câu phân phôi khi điêu khiển cho xupap na ̣p va xupap thải đong la ̣i , môi chât đ ợc nen trong long xilanh Vào cuối quá trình n p, khi piston ở vi ̣ tri điểm chêt d ơi ap suât trong xilanh còn nhỏ hơn áp su t trên đ ng ống n p ng i ta tận d ng điều này để hoàn thiện quá trình n p là làm cho cơ c u phân phối khí điều khiển xupap n p đóng mu n sau khi piston qua khỏi điểm chêt d ơi Viê ̣c đong muộn xupap na ̣p nh trên co tac dụng

n p thêm môi chât mơi vao xilanh điêu nay co đ ợc la do tac dụng của động năng va chênh lê ̣ch ap suât của dong môi chât đi vao Khi xupap na ̣p đong , piston chuyển

đô ̣ng lên phia điểm chêt trên lam cho ap suât va nhiê ̣t đô ̣ trong môi chât tăng dân lên Giá trị áp su t cuối quá trình nén ph thu c vào tỉ số nén , đô ̣ kin khit của không gian

ch a môi chât , m c đô ̣ tản nhiê ̣t của thanh xilanh va ap suât của môi chât đâu qua trình nén (hình 2.1b)

Để ta ̣o điêu kiê ̣n tôt cho môi chât chay mô ̣t cach ki ̣p thơi va nhiê ̣t l ợng sinh

ra đ ợc tâ ̣n dụng triê ̣t để thi viê ̣c đôt chay hỗn hợp phải đ ợc th ̣c hiê ̣n tr ơc khi piston tơi điểm chêt trên Đối với đ ng cơ xăng thì bougie ph i t o ra tia l ̉ a tr ơc khi piston đên điểm chêt trên con vơi đô ̣ng cơ diesel thi nhiên liê ̣u phun vao t kim phun tr ơc khi piston đên điểm chêt trên

 Quá trình cháy giưn n (kỳ ba)

Môi chât bi ̣ nen trong xilanh ở cuôi ky nen đ ợc bô c chay vơi tôc đô ̣ rât nhanh lam ap suât va nhiê ̣t đô ̣ của môi chât tăng rât cao ta ̣o ap l ̣c sinh công đẩy piston di ̣ch chuyển vê phia điểm chêt d ơi th ̣c hiê ̣n qua trinh giãn nở trong xilanh

Vì vậy kỳ ba còn gọi là kỳ sin h công (kỳ phát đ ng ), trong qua trinh nay cả hai xupap đêu đong (hình 2.1c)

 Quá trình th i (kỳ bốn)

Piston di ̣ch chuyển t điểm chêt d ơi lên điểm chêt trên đẩy sản vâ ̣t chay ra khỏi xilanh đ ng cơ qua xupap th i đang m ́p suât trong xilanh vao cuôi qua trinh cháy giưn n còn khá cao nên xupap th i ph i m sớm tr ớc khi piston xuống đến điểm d ơi khoảng 40o – 60o t ơng ng vơi goc quay trục khuỷu Nhơ đo giup lam

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 7 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

gi m đ c lực c n đối với c huyển đô ̣ng của piston va ta ̣o điêu kiê ̣n tôt nhât cho sản

vâ ̣t chay thải sa ̣ch ra khỏi xilanh động cơ (hình 2.1d)

Khi bôn ky kêt thuc thi đô ̣ng cơ đã th ̣c hiê ̣n đ ợc một chu trinh công tac , nhơ quan tinh quay của banh đa giup động cơ th ̣c hiê ̣n chu trinh công tac tiêp theo chính vì vậy mà đ ng cơ có thể ho t đ ng đ c liên t c

2.2 T ầm quan tr ng của giá tr t căđ đ ngăc

2.2.1ăTrongăđi u khi năđ ngăc : Tốc đ đ ng cơ là m t trong những tín hiệu

cơ b n nh t trong việc điều khiển mọi ho t đ ng của đ ng cơ mà tiêu biểu là điều khiển phun nhiên liệu và đánh lửa

Hình 2.2: B ản đ góc đánh lửa sớm lý tửng và góc ngậm điện

 Đánh lửa: ngay từ thế hệ đánh lửa đầu tiên (đánh lửa bằng vít), hệ thống đánh lửa đư đ c trang bị b đánh lửa sớm chân không và đánh lửa sớm ly tâm đặt trong b chia điện để hiệu chỉnh th i điểm đánh lửa theo ho t đ ng của đ ng cơ Hai

b đánh lửa sớm đó t ơng ứng với 2 tín hiệu cơ b n điều chỉnh ho t đ ng đánh lửa

là t i và tốc đ đ ng cơ Cho đến thế hệ đánh lửa theo ch ơng trình thì tín hiệu t i và tốc đ đ ng cơ vẫn là 2 thành phần không thể thiếu để ECU tính góc đánh lửa sớm

cơ b n Ngoài ra, ECU còn điều chỉnh góc ngậm điện trong đánh lửa Góc ngậm điện

ph thu c vào điện thế ắc quy và tốc đ đ ng cơ Nếu chỉ xét sự ph thu c vào tốc

2.2.2 Trong vi c ki m tra, ch ẩnăđoán

H hỏng đ ng cơ biểu hiện ra bên ngoài nhiều d ng khác nhau, trong đó có nhiều

d ng là thu c về tốc đ đ ng cơ M t số ví d nh : hiện t ng m t lửa m t số xi lanh làm đ ng cơ m t cân bằng đ ng và tốc đ không ổn định mà biểu hiện ra bên ngoài là sự rung lắc của đ ng cơ Hay hiện t ng lọt khí vào đ ng ống n p làm tốc

đ đ ng cơ khi cầm chừng lớn hoặc tốc đ cầm chừng không ổn định

Trong việc kiểm định xe cơ giới, có nhiều định mức kiểm tra mà ph i thực

hiện t i những giá trị tốc đ đ ng cơ hay tốc đ xe nào đó mới có giá trị nh quy trình đo khí th i là m t ví d tiêu biểu

2.3ăăăăCácăph ngăphápăđoăt căđ đ ngăc ăhi n nay trên ô tô [5]

2.3.1 Dùng c m bi năđi n t

Trên ô tô để xac đi ̣nh tôc đô ̣ đô ̣ng cơ băng cảm biên điê ̣n t ng ơi ta bô tri

c m b iên nay ở trong bộ chia điê ̣n hoă ̣c ở trục khuỷu (c m biến vị trí tr c khuỷu).C m biến điện từ đ c sử d ng các hưng Toyota , Honda, Daewoo… Cảm biên bao gôm mô ̣t cuô ̣n dây va mô ̣t nam châm vĩnh c ̉ u đ ợc lăp trên một khung t

và m t rotor c m biến Khi rotor chuyển đô ̣ng sẽ lam cho t thông đi qua cuộn dây thay đổi sẽ ta ̣o ra một s c điê ̣n động trong cuộn dây da ̣ng xung xoay chiêu va tin hiê ̣u nay đ ợc g ̉ i vê ECU để x ̉ ly va tinh toan tôc độ động cơ

 C m biến điện từ đặt trong b chia điện:

Lo i này có hai roto tín hiệu và hai cu n nhận tín hiệu t ơng ứng với tín hiệu

G và NE nằm trong b chia điện Số răng của roto và số cu n nhận tín hiệu khác nhau tuỳ theo kiểu đ ng cơ

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 9 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Khi tr c khuỷu quay dẫn đ ng tr c b chia điện quay sinh ra tin hiê ̣u NE và

đ ợc g ̉ i vê ECU động cơ để tinh tôc độ động cơ

Hình 2.3: Vị trí thực tế của cảm biến điện từ trong bộ chia điện

 C m biến điện từ đặt ngoài (lo i không có b chia điện)

m t sô dong xe không dung bô ̣ chia điê ̣n nh cac xe đô ̣ng cơ xăng đanh l ̉ a

tr ̣c tiêp, đô ̣ng cơ Diesel , đ ng cơ CNG, ng ơi ta bô tri cảm biên NE ở đ ầu tr c khuỷu đ c gọi là c m biên vi ̣ tri trục khuỷu

của chúng ph thu c vào c ng đ dòng ánh sáng

Khi đĩa c m biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần tử c m quang dẫn ngắt liên t c, t o ra các xung vuông từ đó tính đ c tốc đ

đ ng cơ và th i điểm đánh lửa

Rotor tín hiệu NE

Cu n nhận tín

hiệu NE Rotor tín hiệu G

Cu n nhận tín hiệu G

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 10 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

2.3.3 Dùng c m bi n Hall

C m biến Hall đ c chế t o dựa trên hiệu ứng Hall Khi c p nguồn điện đến

IC Hall và có từ tr ng của nam châm vĩnh cữu đi qua nó thì IC Hall sẽ cho ra m t điện áp Ng i ta dùng các răng c m biến để dẫn từ qua Hall hoặc đĩa quay có các rưnh đ c dẫn đ ng b i tr c b chia điện để chắn từ hoặc cho từ tr ng của nam châm vĩnh cữu qua IC Hall

Nguyên ly hoa ̣t đô ̣ng của cảm biên Hall : Khi canh chăn ra khỏi khe hở gi ̃a

IC Hall va nam châm , t tr ơng sẽ xuyên qua khe hở tac dụng lên IC Hall lam xuât hiê ̣n điê ̣n ap điêu khiển transi stor T lam cho T dẫn Kêt quả la trên đ ơng dây tin hiê ̣u điê ̣n ap sẽ giảm xuông chỉ con 1V

Hình 2.4: Khi không ch ắn từ

Khi canh chăn đi vao khe hở gi ̃a nam châm va IC Hall t tr ơng bi ̣ canh chăn băng thep khep kin không tac đô ̣ng lên IC Hall tin hiê ̣u điê ̣n ap t IC Hall mât làm transistor T ngắt Tín hiệu điện áp ĺc này bằng điện áp từ Igniter nối với ng̃ ra của c m biến Hall

Hình 2.5: Khi ch ắn từ

Nh vâ ̣y khi lam viê ̣c cảm bi ến Hall sẽ t o ra xung vuông t ơng tự nh tín

hiệu c m biến quang

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 11 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

mối quan hệ với các hệ thống khác của đ ng cơ

3.1.2 K t c u c ủa h th ng n pătrênăđ ngăc ăxĕng

5.B ộ xử lý khí thải; 6.Bộ giảm âm

Không khí đ c h́t vào xylanh đ ng cơ qua b lọc không khí đến cổ họng gió, đ ng cơ dùng b chế hòa thì hòa khí đ c hình thành t i đây nh đ chân không t i họng, từ đây không khí đến b góp n p và đi vào buồng đốt M i c m chi

tiết trong hệ thống n p đều có m t vai trò quan trọng trong việc đ a m t l ng

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 12 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

không khí s ch cần thiết vào trong buồng đốt đ ng cơ giup qua trinh na ̣p hiê ̣u quả nhât qua đo gop phân không nhỏ trong viê ̣c tăng công suât động cơ

 Hệ thống n p đ ng cơ phun xăng điện tử

Hình 3.2: Sơ đ đường nạp động cơ phun ồăng điện tử dung cảm biên MAP

1 Bộ lọc khí 2 Bươm ga 3 Cảm biến vị trí bướm ga ́ C họng gió

5 Cảm biến MAP 6 Đường ống nạp

Không khí đ c hút qua bầu lọc loa ̣i bỏ bụi bẩn sau đo đên cổ họng gio va

l ng không đi vao đ c điều tiết b i đ m của b ớm ga Dòng khí n p từ cổ gió

đi vào b góp n p sau đó phân ra các nhánh đi vào xylanh đ ng cơ Tùy vào lo i

đô ̣ng cơ ng ơi ta sẽ bô tri một cảm biên ở tr ơc hay sau canh b ơm ga co nhiê ̣m vụ xác định l u l ng không khí n p vào đ ng cơ sau đó gửi tín hiệu về ECU để tính toán định l ng phun cho phù h p đ ng cơ D-Jetronic, ng i ta bố trí c m biến MAP hay còn gọi là c m biến chân không sau cánh b ớm ga để xác định l u

l ng khí n p m t cách gián tiếp thông qua sự thay đổi áp su t

3.1.3 K t c u c ủa h th ng n pătrênăđ ngăc ăDiesel

 Trên đ ng cơ Diesel không tăng áp

Không khí đ c h́t vào xylanh đ ng cơ qua b lọc không khí rồi đến ống góp n p Đối với các n ớc có khí hậu l nh trên đ ng cơ có hệ thống s ởi m không

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 13 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

khí bô tri tr ớc khi vào các xylanh đ ng cơ bằng dây điện tr đặt t i ống góp n p,

hoặc bougie s ởi trong bu ồng đốt đ ng cơ, điều này giúp máy dễ nổ khi kh i đ ng

l nh Đối với đ ng cơ diesel sử d ng các n ớc có khí hậu nóng, không có b s i không khí

 Trên đ ng cơ Diesel tăng áp

Hình 3.3 : Sơ đ nạp thải của động cơ diesel tăng áp

1 Động cơ 2 Mạch giảm tải ̀ Van điều tiết 4.Máy nén

5 B ầu lọc không khí 6 Bộ làm mát trung gian 7 Khoang khí nạp

đ ng cơ diesel, để tận d ng d ng năng l ng của dòng khí th i trên đ ng ống th i ng ơi ta bố trí tuabin tăng áp để tăng áp dòng khí n p Khi dòng khí th i đi vào bánh tuabin ta ̣o đô ̣ng năng làm quay tr c dẫn đ ng bánh nén lam khí n p đ c tăng áp đi vào đ ng ống n p đ ng cơ ́p su t tăng áp khí n p ph thu c vào tốc đ

đ ng cơ (tốc đ dòng khí th i hay tốc đ quay của bánh tuabin) Với m c đích ổn định tốc đ quay của bánh tuabin trong kho ng ho t đ ng tối u theo số vòng quay

của đ ng cơ trên đ ng n p có bố trí m ch gi m t i M ch gi m t i làm việc nh van điều tiết thông qua đ ng khí ph n hồi và c m xi lanh Khi áp su t tăng van m 1

phần khí th i không qua bánh tuabin, thực hiện gi m tốc đ cho bánh nén khí n p,

h n chế sự gia tăng quá mức của áp su t khí n p

Van điều tiết và m ch gi m t i: Van điều tiết đ c gắn vào vỏ tuabin Khi

đ ng cơ làm việc t i cao, áp su t khí th i r t lớn vì thế cánh tuabin làm việc với tốc

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 14 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

đ cao làm tăng cao áp su t không khí n p va n p vào đ ng cơ M ch gi m t i làm nhiệm v điều khiển van điều tiết th i bớt khí th i đ ng cơ từ tr ớc cửa vào tuabin ra trực tiếp ống th i

đ ng cơ common rail là đ ng cơ diesel hiện đ i, trên đ ng n p còn có

c m biến để đo l u l ng khí n p (MAF) và luôn có máy nén tăng áp

3.2ăĐặcăđi m áp su t khí n pătrênăđ ng ng n p

3.2.1 Hiê ̣uă ngăđô ̣ngăcủaădaoăđô ̣ngăapăsuơtătrongăquaătrốnhăthayăđổiămôiă chơt [6]

Trong quá trình thay đổi môi

chât th ̣c tê , dòng ch y trong đ ng

ống không ph i là dòng ch y dừng và

ổn định mà là dòng ch y không dừng

d ng sóng dồn , giâ ̣t liên tục , có sóng

nén, sóng giưn n , có sự truyền sóng và

gây ra sóng ph n x trong điều kiện

nhât đi ̣nh sẽ gây ảnh h ởng tơi qua

trình n p, th i của đ ng cơ

Hình 3.4: Đ thị công v̀ng thấp áp của quá trình thaỔ đ i môi chất.[6]

Đồ thị công xác định biến thiên của áp su t trong xi lanh thay đổi theo thể tich

xi lanh hoă ̣c goc quay trục khuỷu trong qua trinh thay đổi môi chât đ ợc gọi la đô thị công vung thâp áp (hình 3.6) T đô thi ̣ thây rõ ap suât môi chât trong xi lanh không thay đổi ổn đi ̣nh ma co da ̣ng nhâp nhô liên tục trong suôt thơi gian thay đổi môi chât Sau khi mở xupap xả ap suât trong xi lanh thay đổi rât nhanh tơi m c thâp hơn ap suât khi trơi sau đo la ̣i tăng lên va dao đô ̣ng liên tục ́p su t môi ch t trong quá trình na ̣p cũng co da ̣ng t ơng t ̣ , ĺc đầu gi m xuống r t th p sau đó tăng dần và cũng dao đ ng lên xuống Nguyên nhân co hiê ̣n t ợng trên la vi luc mở xupap thải dòng khí từ xi lanh thoát ra theo tốc đ c ao khiên ap suât giảm nhanh có ĺc áp su t thâp hơn ap suât khi trơi S n vật cháy đi vào đ ng th i làm tăng nhanh áp su t t i đây gây cản trở đôi vơi dong khi t xi lanh đi ra khiên ap suât môi chât trong xi lanh

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 15 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

tăng trở la ̣i, piston c ỡng chê đẩy sản vâ ̣t chay ra ngoai do tôc độ đẩy không đêu của piston va đo tiêt diê ̣n l u thông qua xupap cũng thay đổi liên tục ta ̣o ra hiê ̣n t ợng tăng giảm ap suât môi chât trong xi lanh

Trong qua trinh na ̣p do tac dụng hut của pist on va do l ̣c cản của đ ơng ông

n p t o nên đ chân không trong xi lanh, do tôc đô ̣ chuyển đô ̣ng không đêu của piston va tiêt diê ̣n l u thông luôn thay đổi của xupap ta ̣o ra dao động ap suât trong quá trình n p Trong qua trinh thay đổi môi chât nêu đê câ ̣p đên cả hiê ̣u ng dao

đô ̣ng ap suât của khi thể trên đ ơng ông thi s ̣ thay đổi ap suât trong xi lanh càng tr nên ph c ta ̣p

3.2.2 M i liên h gi a áp su tăchơnăkhôngătrênăđ ng ng n p và t căđ

đ ngăc

Nh đư trình bày trên, dao đ ng của áp su t chân không trên đ ng ống n p có nguyên nhân trực tiếp từ quá trình thay đổi môi ch t trong quá trình ho t đ ng của

đ ng cơ Có nghĩa là tần số của dao đ ng áp su t ph thu c vào tần số thay đổi môi

ch t của các xi lanh trong đ ng cơ Mà tần số thay đổi môi ch t trong đ ng cơ do tốc

đ đ ng cơ quyết định Tốc đ đ ng cơ càng lớn, tần số thay đổi môi ch t càng lớn, dao đ ng của áp su t càng nhanh Nh vậy, tốc đ đ ng cơ quy định tần số dao đ ng

của áp su t, hay từ tần số dao đ ng của áp su t chân không trên đ ng ống n p ta có thể xác định đ c tốc đ đ ng cơ

3.3 Hi năt ngăápăđi n

Hiện t ng áp điện (tiếng Anh là piezoelectric phenomena) là m t hiện t ng

đ c nhà khoáng vật học ng i Pháp đề cập đầu tiên vào năm 1817, sau đó đ c anh em nhà Pierre và Jacques Curie chứng minh và nghiên cứu thêm vào năm 1880 Hiện t ng x y ra nh sau: ng i ta tìm đ c m t lo i ch t có tính ch t hóa học gần

giống gốm (ceramic) và nó có hai hiệu ứng thuận và nghịch, khi áp vào nó m t

tr ng điện thì nó biến đổi hình d ng và ng c l i khi dùng lực cơ học tác đ ng vào

nó thì nó t o ra dòng điện Nó nh m t máy biến đổi trực tiếp từ năng l ng điện sang năng l ng cơ học và ng c l i Ng ơi ta quy ơc hiê ̣n t ợng ap điê ̣n thuâ ̣n nghĩa là khi ta tác d ng lực lên vật thì khi đo s ẽ sinh ra điện ap và ng c l i nêu ta

đă ̣t hiệu điê ̣n th ế vào vật thì no s ẽ sinh ra l ̣c lam biên da ̣ng vâ ̣t M t vật đ c c u

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 16 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

t o b i ba yếu tố PZT (chì Pb, zorconi, titan) sẽ có tính ch t áp điện Ví d : Th ch anh Hiê ̣n t ợng ap điê ̣n đ ợc chia lam hai loa ̣i : hiê ̣n t ợng ap điê ̣n thuâ ̣n va hiê ̣n

t ợng ap điê ̣n nghi ̣ch

3.3.1 Hi năt ngăápăđi n thu n

Nếu ta tác đ ng m t lực cơ học, hay nói m t cách khác là khi nén hoặc kéo giãn m t số tinh thể gốm theo những ph ơng đặc biệt thi trên các m ặt giới h n của tinh thể đó xu t hiện những điện tích trái d u và do đó xuât hiê ̣n m t hiệu điện thế

giữa hai bề mặt

Hình 3.5: Hi ện tượng áp điện

Chiêu hiê ̣u điê ̣n thê gi ̃a hai bê mă ̣t vâ ̣t sẽ tùy th uộc vao tac động keo hay nén Hiê ̣n t ợng ap đi ện x y ra đối với các tinh thể nh : th ch anh, tuamalin, muối sécnhet, đ ng, titanat bari, v.v Hiê ̣n t ợng áp điện thuận đ c ứng d ng trong kỹ thuật để biến các dao đ ng cơ thành những dao đ ng điện

Trên mô ̣t vai dong xe ô tô hiê ̣n nay có sử d ng c m biến MAP , c m biến kích nổ… đ ợc d ̣a trên hiê ̣n t ợng ap điê ̣n thuâ ̣n

3.3.2 Hi năt ngăápăđi n ngh ch

Cũng là các tinh thể nêu trên, nếu ta áp lên hai mặt tinh thể m t hiệu điện thế thì nó sẽ bị dãn hoặc nén Nếu hiệu điện thế áp lên tinh thể là hiệu điện thế xoay chiều thì b n tinh thể sẽ bị giãn-nén liên t c và dao đ ng theo đ́ng tần số của hiệu điện thế xoay chiều

Tính ch t này đ c ứng d ng để chế t o các nguồn phát sóng siêu âm

3.4 C u t o,ănguyênălýăđoăcủa c m bi năápăđi n

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 17 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

3.4.1 C u t o

B chuyển đổi kiểu áp điện dùng phần tử biến đổi là phần tử áp điện cho phép

biến đổi trực tiếp ứng lực d ới tác đ ng của lực F do áp su t gây nên thành tín hiệu

điện

Hình 3.6: Cảm biến kiểu ap điê ̣n

a Phân tử ap điện dạng tâm b Phân tử ap điện dạng ông

Áp su t p gây nên l ực F tác đ ng lên các b n áp điện, làm xu t hiện trên hai

mặt của b n áp điện m t điện tích Q tỉ lệ với lực tác d ng:

Để tăng điện tích Q ng i ta ghép song song m t số b n cực với nhau Đối

với phần tử áp điện d ng ống, điện tích trên các b n cực xác định theo công thức:

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 18 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

h: chiều cao phần phủ kim lo i

Các c m biến áp điện có thể đ c gi m thiểu kích th ớc m t cách dễ dàng Trong tr ơng hợp ông da ̣ng hinh trụ co thể giảm đ ơng kinh xuông vai milimet

D i áp su t đo đ c của c m biến áp điện nằm trong kho ng từ vài mbar đến hàng ngàn bar Đ nh y của c m biến áp điện thay đổi trong kho ng từ 0,05pC/bar đến 1pC/bar phụ thuô ̣c vao hinh da ̣ng của phân t ̉ ap điê ̣n va dải đo Đ tuyến tính thay đổi trong pha ̣m vi t 0,1 đến 1% của d i đo với đ trễ nhỏ hơn 0,0001% và đ phân giải 0,001%

3.4.2ăNguyênălýăđoăcủa c m bi năápăđi n

Trong tr ơng hợp đo băng cảm biên ap suât , vâ ̣t trung gian th ơng la cac phân t ̉ đo l ̣c co một thông sô (ví d : thông sô hinh học) có kh năng thay đổi d ới

tác d ng của lực F = p.S mô ̣t vai cảm biên, vâ ̣t trung gian la mang mỏng để đo ap

suât Khi co s ̣ khac nhau vê ap suât gi ̃a hai mă ̣t của mang sẽ t ơng ng vơi l ̣c

tổng cô ̣ng F tác đ ng lên màng và gây ra biến d ng xác định mọi điểm theo đ ng

kính, theo tiêp tuyên hoă ̣c ở điểm gi ̃a của mang

Đối với ch t l u không chuyển đ ng, áp su t ch t l u là áp su t tĩnh (p t)

Do vậy đo áp su t ch t l u thực ch t là xác định lực tác d ng lên m t diện tích thành bình Đối với ch t l u không chuyển đ ng chứa trong m t ống h đặt

thẳng đứng, áp su t tĩnh t i m t điểm M cách bề mặt tự do m t kho ng h xác định theo công thức sau:

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 19 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

 Đo áp su t ch t l u l y qua m t l đ c khoan trên thành bình nh c m

biến thích h p

 Đo trực tiếp biến d ng của thành bình do áp su t gây nên

Trong cách đo thứ nh t, ph i sử d ng m t c m biến đặt sát thành bình Trong

tr ng h p này, áp su t cần đo đ c cân bằng với áp su t thuỷ tĩnh do c t ch t lỏng

mẫu t o nên hoặc tác đ ng lên m t vật trung gian có phần tử nh y c m với lực do áp

su t gây ra Khi sử d ng vật trung gian để đo áp su t, c m biến th ng trang bị thêm

b phận chuyển đổi điện Để sai số đo nhỏ, thể tích chết của kênh dẫn và c m biến

ph i không đáng kể so với thể tích tổng c ng của ch t l u cần đo áp su t

Trong cách đo thứ hai, ng i ta gắn lên thành bình các c m biến đo ứng su t

để đo biến d ng của thành bình, biến d ng này là hàm của áp su t

Đối với ch t l u chuyển đ ng thi áp su t ch t l u p là tổng áp su t tĩnh p t và

áp su t đ ng p d

́p su t tĩnh t ơng ứng với áp su t gây nên khi ch t lỏng không chuyển đ ng,

đ c đo bằng m t trong các ph ơng pháp trình bày trên ́p su t đ ng do ch t l u chuyển đ ng gây nên và có giá trị tỉ lệ với bình ph ơng vận tốc ch t l u:

Trong đó ρ là khối l ng riêng ch t l u

Khi dòng ch y va đập vuông góc với m t mặt phẳng, áp su t đ ng chuyển thành áp su t tĩnh, áp su t tác d ng lên mặt phẳng là áp su t tổng Do vậy áp su t

đ ng đ c đo thông qua đo chênh lệch giữa áp su t tổng và áp su t tĩnh Thông

th ng việc đo hiệu (p - p t) thực hiện nh hai c m biến nối với hai đầu ra của m t ống Pitot, trong đó c m biến sô 1 đo áp su t tổng còn c m biến sô 2 đo áp su t tĩnh

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 20 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình 3.7: Cách bố trí cảm biến

Có thể đo áp su t đ ng bằng cách đặt áp su t tổng lên mặt tr ớc và áp su t tĩnh lên mặt sau của m t màng đo Nh vậy tín hiệu do c m biến cung c p chính là chênh lệch giữa áp su t tổng và áp su t tĩnh

u điểm của cảm biên ap suât dung chuyển đổi tin hiê ̣u băng ap điê ̣n la đap ứng tần số r t tốt , thích h p dùng để đo áp su t thay đổi nhanh , kích th ớc nhỏ , ít

nh y c m với gia tốc

Cho đên nay để chẩn đoán các thông số bên trong đ ng cơ ng i ta nhận th y

c m biến áp su t lo i áp điện th ch anh là thích h p

3.4.3 Đôiănétăv h th ng L-Jetronic và D-Jetronic

Hê ̣ thông L-Jetronic: L la viêt tăt của t Luft , trong tiêng Đ c nghĩa la không khí, đôi vơi cac xe s ̉ dụng hê ̣ thông nay , ng ơi ta s ̉ dụng cảm biên đo gio loa ̣i tr ̣c tiêp nh cảm biên đo gio k iểu canh tr ợt, c m biến đo gió kiểu dây nhiệt , c m biến

đo gio kiểu siêu âm ,…Hê ̣ thông D -Jetronic: D la viêt tăt của t Druck , trong tiêng Đức nghĩa là áp su t , đôi vơi cac xe s ̉ dụng hê ̣ thông nay , ng ơi ta s ̉ dụng cảm biên MAP đo l u l ợng không khi gian tiêp thông qua ap suât trong đ ơng ông na ̣p

3.5 C u t o, nguyên lý ho tăđ ng của c m bi n MAP [5,7]

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 21 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình 3.8: C ấu tạo cảm biến MAP [5]

3.5.3 Nguyên lý ho tăđ ng của c m bi n MAP [7]

Nguyên ly hoa ̣t đô ̣ng của cảm biên d ̣a trên môi quan hê ̣ gi ̃a độ chân không trong đ ơng ông na ̣p va l u l ợng không khi na ̣p Khi khôi l ợ ng không khi na ̣p

gi m thì đ chân không trong đ ng ống n p tăng và ng c l i Đ chân không trong đ ơng ông na ̣p đ ợc chuyển thanh tin hiê ̣u điê ̣n ap nhơ mô ̣t IC bô tri bên trong

c m biến và gửi về ECU để xác định l u l ng không khi na ̣p

Hình 3.12: Bi ến dạng của màng silicon theo áp suất [7]

Bên trong cảm biên co một mang sililcon , hai mang nay đ ợc phủ tha ̣ch anh

để t o thành điện tr áp điện (piezoresistor) có bề dày ngoài bìa mép kho ng 0.25

mm va ở trung tâm khoảng 0.025 mm, kêt hợp vơi buông chân không va một con IC

Mô ̣t mă ̣t của mang sillicon bô tri tiêp xuc vơi độ chân không trong đ ơng ông na ̣p va

mă ̣t con la ̣i đ ợc bô tri ở trong buông chân không đ ợc duy tri một ap thâp cô đi ̣nh Khi ap suât trong đ ơng ông na ̣p thay đổi làm cho màng sillicon biến d ng , điê ̣n trở của nó sẽ thay đổi Khi đo tin hiê ̣u điê ̣n ap t IC g ̉ i vê ECU thay đổi theo ap suât trong đ ơng ông na ̣p Điê ̣n ap t ECU luôn câp cho IC không đổi la 5V Khi ap suât trong đ ơng ông n p càng lớn thì t ín hiệu điện áp từ chân tín hi ệu g ̉ i vê ECU cang cao va ng ợc la ̣i

3.5 4ăĐặc tuy n ho tăđ ng của c m bi n MAP [5]

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 22 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Khác với L-Jetronic, hê ̣ thông phun xăng loa ̣i D-Jetronic l ợng khi na ̣p đi vao

xi lanh đ ợc xac đi ̣n h gian tiêp (ph i tính l i ) thông qua cảm biên đo ap suât tuyê ̣t

đôi trên đ ơng ông na ̣p (MAP)

Hình 3.103 : Đặc tuyến hoạt động của cảm biến MAP [5]

Khi tải của động cơ thay đổi , áp su t tuyệt đối trên đ ng ống n p sẽ thay đổi

và c m biến MAP sẽ chuyển tín hiệu điện áp báo về ECU đ ng cơ để tính ra l ng không khi đi vao xylanh Sau đo d ̣a vao gia tri ̣ nay ECU sẽ điêu khiển thơi gian mở kim phun va thơi điểm đanh l ̉ a Do đo tin hiê ̣u g ̉ i vê củ a cảm biên MAP rât quan trọng trong hệ thống D-Jetronic

3.6 Đặcăđi m tín hi u ra chân PIM c m bi n MAP trong quá trình ho tăđ ng

c ủaăđ ngăc (Toyota)

Từ đặc tuyến làm việc của c m biến MAP, ta th y rõ ràng rằng điện áp chân PIM tỉ lệ thuận với áp su t tuyệt đối trên đ ng ống n p Nghĩa là, tín hiệu chân PIM

sẽ dao đ ng theo tốc đ đ ng cơ Với đ ng cơ m t xi lanh, áp su t đ ng ống n p dao đ ng giữa mức chân không ( kỳ n p) và khí tr i (các thì còn l i) nên dao đ ng

của tín hiệu c m biến MAP có biên đ lớn do sai lệch áp su t theo th i gian lớn

Nh ng đ ng cơ nhiều xi lanh thì kết qu không lý t ng đ c nh vậy Do các thì

n p của các xi lanh chồng chéo lên nhau nên sự dao đ ng của giá trị áp su t nhỏ nên chênh lệch điện áp phát ra chân PIM là không lớn, thậm chí tốc đ cao đôi khi còn x y ra hiện t ng áp su t n p “bưo hòa” Khi đó, mối liên hệ với tốc đ đ ng cơ không còn rõ ràng nữa Đồng th i, áp su t trung bình t i từng tốc đ khác nhau nên điện áp trung bình của tín hiệu cũng khác nhau các tốc đ

Hình 3.11: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP ̉ tốc độ cầm chừng

 1.500 rpm: Tín hiệu c m biến MAP có biên đ chỉ lớn hơn m t ít so với khi cầm chừng (0,1V), tuy nhiên ta vẫn th y r̃ giữa hai xung tín hiệu G là bốn xung tín hiệu MAP Các tín hiệu nhiễu do ho t đ ng đóng mu n – m sớm của xupap n p các xi lanh cũng có biên đ lớn hơn và làm biến d ng tín hiệu MAP nhiều hơn so với khi cầm chừng Giá trị trung bình của tín hiệu nhỏ đi do đ chân không sau cánh b ớm ga tăng lên so với tốc đ cầm chừng

Hình 3.12:Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP và G ̉ 1.500 rpm

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 24 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình 3.13: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP ̉ tốc độ 1.500 rpm

 2.500 rpm: Dao đ ng tín hiệu vẫn nhỏ và chịu nh h ng nhiễu nhiều Tần số tín hiệu tăng t ơng ứng với tốc đ đ ng cơ, thể hiện việc giữa 2 xung tín hiệu G vẫn có thể nhận th y 4 xung tín hiệu PIM

Hình 3.14: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP và G ̉ 2.500 rpm

Hình 3.15: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP ̉ tốc độ 2.500 rpm

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 25 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

 3.500 rpm: Biên đ dao đ ng tr nên lớn hơn (0,15V) làm biên d ng dao đ ng của tín hiệu tr nên r̃ ràng hơn Mức điện áp trung bình chân PIM tăng lên

do cánh b ớm ga m r ng làm áp su t chân không sau cánh b ớm ga gi m

Hình 3.16: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP và G ̉ 3.500 rpm

Hình 3.17: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP ̉ tốc độ 3.500 rpm

 4.100: Biên đ dao đ ng vẫn tiếp t c tăng, đ t mức 0,18V, nh h ng của nhiễu tín hiệu tr nên r̃ ràng khi mà m i xung tín hiệu chính đư bị biến d ng thành hai xung, m t có biên đ lớn (kho ng 0,18V) và m t có biên đ nhỏ hơn (kho ng 0,12 – 0,14V) Cứ m i xung G t ơng ứng với 4 xung chính c m biến MAP

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 26 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình 3.18: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP và G ̉ 4.100 rpm

Hình 3.19: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP ̉ tốc độ 4.100 rpm

 4.800 rpm: R t khó để nhận ra xung tín hiệu c m biến MAP, sai lệch biên d ng tín hiệu lớn Nếu tốc đ cao hơn hay khi có h hỏng dẫn đến sự rung lắc

đ ng cơ thì thành phần áp su t đ ng của dòng khí n p có giá trị lớn và đồng th i giá trị này cũng lên xuống r t nhiều Khi đó, tín hiệu c m biến MAP không liên hệ với giá trị tốc đ đ ng cơ nữa Ng i ta gọi đó là sự “bưo hòa” áp su t khí n p

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 27 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình 3.20: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP ̉ 4.800 rpm

3.6 2ăKhiătĕng,ăgi m t căđ

Hình 3.21: Biên d ạng tín hiệu cảm biến MAP thaỔ đ i theo tốc độ

3.6.3 M i liên h gi a tín hi u c m bi n MAP và t căđ đ ngăc

Dao đ ng có tính chu kỳ của tín hiệu PIM là do ho t đ ng của kỳ n p đ ng cơ gây nên Khi kỳ n p m t xi lanh b t kỳ, đ chân không trên đ ng ống góp n p tăng làm điện áp chân PIM gi m Qua khỏi kì n p, áp su t tăng làm điện áp tăng đ ng

cơ 4 kỳ 4 xi lanh, trong hai vòng quay tr c khuỷu có bốn kỳ n p của 4 xi lanh x y ra,

t ơng ứng với 4 dao đ ng của tín hiệu MAP Do đó, tốc đ đ ng cơ liên hệ với tần

số dao đ ng này nh sau:

RPM = 60.f MAP /2= 30f MAP (3.8) Tổng quát, đối với đ ng cơ 4 kỳ n xi lanh thì:

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 28 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

4.1 c quy

4.1.1 Nhi m v c ủa c quy trên ô tô [5]

́c quy trên ô tô là thiết bị tích trữ điện năng và để kh i đ ng đ ng cơ Đa số

ắc quy kh i đ ng là lo i ăc quy chì axit Đặc điểm của lo i ăc quy trên là có th ể t o

ra dòng điện có c ng đ lớn trong kho ng th i gian ngắn t 5-10s, có kh năng cung c p dòng điện lớn trong khoảng 200–800A mà đ s t thế bên trong nhỏ, thích

h p để cung c p điện cho máy kh i đ ng để kh i đ ng đ ng cơ ́c quy kh i đ ng còn cung c p điện cho các t i điện khác trong hệ thống điện, cung câp điê ̣n mô ̣t phân hoă ̣c toan bô ̣ trong tr ng h p đ ng cơ ch a làm việc hoặc đã làm việc mà máy phát điện ch a phát đủ công suât (tôc đô ̣ đô ̣ng cơ thâp ) Ngoài ra ăc quy còn đóng vai trò

nh b lọc và ổn định điện thế trong hệ thống điện ô tô khi điện áp máy phát dao

đ ng Điện áp cung c p của ăc quy là 12V hoặc 24V Điện áp ăc quy th ng là 12V đối với xe du lịch hoặc 24V cho xe t i Trên cac xe điê ̣n va xe lai điê ̣n ap thay đổi t 42V – 550V tuy loa ̣i xe

4.1.2 Cácăquáătrìnhăđi n hóa của c quy chì axit [5]

Trong ăc quy th ng x y ra hai quá trình hóa học thuận nghịch đặc tr ng là quá trình n p và phóng điện và đ c thể hiện d ới d ng ph ơng trình sau:

PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 42PbSO 4 + 2H 2 O (4.1)

Trong quá trình phóng điện, hai b n cực từ PbO 2 và Pb bi ến thành PbSO 4

Nh vậy khi phóng điện, axit sunfuric bị h p th để t o thành sunfat chì, còn n ớc

đ c t o ra, do đó, nồng đ dung dịch H 2 SO 4 gi m

Quá trình phóng điện

4.1.3ăĐặc tuy n làm vi c của accu trên ôtô [5]

Accu làm việc trên ôtô theo chế đ phóng n p luân phiên tùy theo t i của hệ thống điện Điện thế n p ổn định nh có b tiết chế

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 30 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

R mf: điện tr các cu n stator máy phát

Hình 4.1: Ch ế độ phóng nạp của accu trên xe

Để đánh giá mức cân bằng năng l ng trên xe, ng i ta xem xét hệ

hiệu điện thế ổn định mọi chế đ ph t i và thích ứng với mọi điều kiện môi

tr ng làm việc Có hai lo i máy phát điện: máy phát m t chiều (generator) và máy phát điện xoay chiều (alternator) Các ô tô hiện nay đều sử d ng máy phát điện xoay chiều (alternator) nên ta chỉ xét đến lo i này

4.2.2 Ch đ làm vi c gi a accu - máy phát và s phân b t i [5]

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 31 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Hình ́.2: Sơ đ tính toán hệ thống cung cấp điện

Sự phân bố t i giữa máy phát và accu đ c thể hiện trên hình 4.2

Theo định luật Kirchhoff ta có thể viết:

U mf = r 1 I mf + I L R L (4.4)

E a = r a I a + I L R L (4.5)

I L = I a + I mf (4.6) Hay r 1 I mf + 0.I a + I L R L = U mf

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 32 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

Trong đó :

I mf : Dòng điện máy phát

E a ,r a : Sức điện đ ng và điện tr trong của accu

R L: Điện tr t ơng đ ơng các ph t i điện

I L: Dòng điện qua các ph t i

I a : Dòng điện n p vào accu

r 1: Điện tr các cu n dây máy phát và dây dẫn

Căn cứ vào biểu thức của các c ng đ dòng điện nêu trên ta có thể chia sự phân t i giữa máy phát và accu làm ba chế đ :

Ch đ th nh t: đây là chế đ không t i ứng với tr ng h p không mắc

điện tr ngoài (Máy phát ch y không t i) Khi đó R L →∞→ I L = 0

chế đ này, máy phát chủ yếu n p cho accu và dòng điện n p ph thu c vào sự chênh lệch giữa hiệu điện thế hiệu chỉnh của máy phát và sức điện đ ng

của accu

(4.11)

(4.12)

Ch đ th hai: là chế đ t i trung bình K hi các ph t i điện đang ho t

đ ng có điện tr t ơng đ ơng R L < ∞ , sao cho I L < I mf , máy phát sẽ đ m nhận nhiệm v cung c p điện cho các ph t i này và dòng n p sẽ gi m chế đ này, máy phát cung c p điện cho hai nơi: m t phần cho accu và m t phần cho ph

t i

Khi điện tr t ơng đ ơng của các ph t i đ t giá trị:

GVHD: PGS.TS Đỗ Văn Dũng 33 HVTH: Đinh Tấn Ngọc

thì dòng n p bằng không

Ch đ th ba: là chế đ quá t i x y ra trong tr ng h p m quá nhiều ph

t i Khi đó R L → 0 Nếu điện tr t ơng đ ơng của các ph t i điện đang làm việc

R L < (E a r 1 )/(U mf - E a ), accu bắt đầu phóng điện, h tr m t phần điện năng cho máy phát

4.2.3 Máyăphátăđi n xoay chi u kích thích bằngăđi n t có vòng ti păđi n

 C u t o

Máy phát điện lo i này gồm 3 phần

chính là: Rotor, Stator và b chỉnh l u

Hình 4.3: C ấu tạo máỔ phát điện kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện

Hình 4.4: Các b ộ phận trong máy phát kích thích bằng điện từ có vòng tiếp điện

o Rotor (phần c m) Bao gồm tr c 4 và phía cuối tr c có lắp các vòng tiếp điện 7, còn giữa có

lắp hai chùm cực hình móng 1 và 2 Giữa hai chùm cực là cu n dây kích thích 3