Đồ án Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động cơ sử dụng mô-Tơ bước (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động cơ sử dụng mô-Tơ bước (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BÙ TẢI CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG MÔ-TƠ BƯỚC GVHD: Th.S LÊ QUANG VŨ SVTH: NGUYỄN XUÂN NGỌC MSSV: 11146247 S K L 0 0 3 8 5 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ♦♦♦ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề Tài : “ Nghiên cứu , chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động cơ sử dụng mô – tơ bước “ Giáo viên hướng dẫn: Th.S Lê Quang Vũ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Ngọc MSSV: 11146247 I. NỘI DUNG - Phân tích tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. - Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về hệ thống điều khiển bù tải (tốc độ cầm chừng). - Thiết kế thi công mạch điều khiển. - Thực nghiệm hệ thống trên xe Fiat Siena 1.4. II. THỜI GIAN THỰC HIỆN Từ ngày : 01/03/2015 tới ngày : 17/07/2015. Ngày bảo vệ : 27/07/2015. III. TRÌNH BÀY Chương 1: Tổng Quan. Chương 2: Cơ sở lí thuyết. Chương 3: Khảo sát mô phỏng hệ thống điều khiển bù ga. Chương 4: Thiết kế thi công mạch điều khiển. Chương 5: Kết luận đề nghị. Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2015 TP.HCM, Ngày Tháng Năm 2015 Trưởng bộ môn GVHD Th.S Lê Quang Vũ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 1
3. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP. HCM, Ngày Tháng 07 Năm 2015 GVHD Th.S Lê Quang Vũ SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 2
4. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP. HCM, Ngày Tháng 07 Năm 2015 GVPB Th.S Nguyễn Trọng Thức SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 3
5. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI CAM KẾT  - Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động cơ sử dụng mô – tơ bước - GVHD: Th.S Lê Quang Vũ - Họ tên sinh viên: Nguyễn Xuân Ngọc - MSSV: 11146247 Lớp: 111463B - Địa chỉ sinh viên: Quận 9. TPHCM - Số điện thoại liên lạc: 0963217549 - Email: homgiaouoc@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 27.07.2015 - Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, Ngày . Tháng . Năm 20 Ký tên SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 4
6. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI MỞ ĐẦU  Cuộc đại cách mạng khoa học kỹ thuật cuối thế kỉ XVIII đã chứng kiến nhiều sự thay đổi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống, nhiều thiết bị đã được phát triển với quy mô hàng loạt phục vụ nhu cầu của cuộc sống và giải phóng sức lạo động của con người. Ôtô là một sản phẩm như vậy, nên công nghiệp Ôtô đã và đang tồn tại và sẽ lớn mạnh hơn nữa trong tương lai với nhiều sản phẩm đa dạng và phực tạp hơn nhưng vẫn trên nền móng của những sản phẩm đã tồn tại và phát triển qua cách thập kỉ qua. Bản thân Ôtô là một sản phẩm thuần cơ khí từ khi khởi sinh nhưng sự thay đổi từng ngày đã khiến nó trở thành một sản phẩm vừa mang sức mạnh của cơ khí tuy nhiên lại chứa sự mềm dẻo của điện tử với các thiết bị và ứng dụng bao quanh bên trong. Do vậy Ôtô cũng có thể được xem là một sản phẩm trong lĩnh vực Cơ - Điện tử ngày nay, sự phát triển của ngành công nghiệp Ô tô nằm trong sự phát triển chung của ngành Cơ – Điện tử bởi vậy mọi sinh viên Cơ – Điện tử cần phải có cái nhìn đúng đắn hơn về công nghiệp Ôtô. Nước ta đang từng bược hội nhập sâu rộng vào nên kinh tế thế giới với khẩu hiệu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước định hướng xã hội chủ nghĩa. Chủ trương đường lối chính sách của Đảng và nhà nước hiện nay là tập trung pháp triển trong các trường Đại Học kỹ năng làm việc cho sinh viên. Bản thân sinh viên là đầu tàu trong sự phát triển này do vậy cần nắm bắt thực tế và yêu câu của sự đổi mới để có thể hòa nhập nhanh với thực tế sản xuất. Vươn mình ra biển lớn hòa nhập với quốc tế sánh vai với các cường quốc năm châu như lời dạy của Bác. Bản thân chúng em là những sinh viên Cơ - Điên tử Ôtô đã được học tập tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật và tích lũy các kiến thức đại cương cũng như chuyên ngành do vậy luôn muốn kiểm tra khả năng kiến thức của mình. Đồ án tốt nghiệp có thể là một sự kiểm chứng cho khả năng và kiến thức của chúng em về cách kiến thức đã học. Như dân gian có câu Tục ngữ “học đi đôi với hành”. Những kiến thức mà ta tiếp thu được từ nhà trường, sách vở, Phải được áp dụng vào thực tế cuộc sống để sáng tạo ra những thành quả vật chất, tinh thần phục vụ con người vì vậy đồ án tốt nghiệp sẽ phục vụ cho nhiệm vụ này một cách thực tiễn nhất. SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 5
7. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ LỜI CẢM ƠN  Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã tạo điều kiện cho sinh viên có thể tham gia thực hiện đồ án tốt nghiệp để kết thúc sự học trong trường và như là một lời khẳng định cho sinh viên. Lời thứ hai em xin chân thành cảm ơn khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy – Bộ Môn Cơ Điện Tử đã tạo điều kiện cho sinh viên của khoa có thể tham gia đào tạo thêm về chuyên ngành khác và đã bổ sung cho sinh viên nhiều kiến thức về cơ sở ngành để từ đó sinh viên có thể áp dụng và học chuyên ngành một cách tốt hơn. Lời thức ba em xin chân thành cảm ơn khoa Cơ Khí Động Lực – Bộ Môn Điện Tử Ôtô đã đào tạo cho nhóm sinh viên Cơ Điện Tử - Ôtô chúng em các kiến thức chuyên ngành về Ôtô một cách nhiệt tình nhất và hướng dẫn chúng em làm đồ án tốt nghiệp. Tuy không phải là sinh viên chuyên ngành Ôtô nhưng dưới sự chỉ dẫn của các thầy trong khoa Cơ Khí Động Lực chúng em vẫn có thể hoàn thành được các kiến thức về Ôtô mặc dù không được tốt cho lắm. Lời thứ tư em xin cảm ơn thầy Lê Quang Vũ đã chỉ bảo rất nhiệt tình cho nhóm các kiến thức về điện Ôtô phục vụ đồ án tốt nghiệp mặc dù có khó hiểu về các kiến thức bên lĩnh vực điện Ôtô nhưng dưới sự chỉ dẫn của thầy chúng em đã có thêm hiểu biết nhất định trong công việc làm đồ án tùy nhiên vẫn có một số thiếu sót đó là do sự chủ quan của nhóm trong công việc nên đồ án vẫn chưa hoàn thành theo đúng yêu câu đặt ra ban đầu thay mặt nhóm em xin lỗi vì sự chủ quan này. Lời sau cùng xin cảm ơn bạn bè và người thân đã giúp đỡ mình hoàn thành đồ án này. Xin chúc thầy, cô, bạn bè, gia đình dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành quả hơn nữa trong công việc và cuộc sống. Xin hết. TP. HCM, Ngày Tháng 07 Năm 2015 Sinh viên SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 6
8. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ MỤC LỤC  NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 3 LỜI CAM KẾT 4 LỜI MỞ ĐẦU 5 LỜI CẢM ƠN 6 MỤC LỤC 7 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 9 I. Đối tượng nghiên cứu 9 II. Phân tích tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 9 III. Những vấn đề còn tồn tại 10 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 11 I.Tốc độ cầm chừng 11 II.Phương pháp điều khiển 11 a.Mô tả 11 b. Các loại van ISCV 14 c. Các trường hợp hoạt động của loại cuộn dây quay 17 d. Kiểu motor bước 19 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BÙ GA 23 I. Khối nhận tín hiệu 23 a. Nhiệt độ 24 b. Tốc độ động cơ 33 c. Tín hiệu A/C switch 42 II. Khối xử lí thông tin 44 III. Cơ cấu chấp hành 52 a. Cơ cấu chấp hành được sử dụng là motor bước 4 hoặc 6 dây 52 b. Motor bước 4 dây 53 SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 7
9. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ c. Motor bước 6 dây 55 d. Điều khiển motor bước 57 IV. Thu thập số liệu 58 a. Visual Studio 59 b. C# 59 c. Tạo công cụ thu thập dữ liệu 59 d. Truyền nhận UART 62 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 65 I. Khối nguồn nuôi mạch 65 II. Khối đọc tín hiệu AC switch 67 III. Khối đọc tín hiệu tốc độ 68 IV. Khối xuất UART và tín hiệu nhiệt độ 69 V. Khối công suất điều khiển động cơ bước 71 VI. Khối xử lí trung tâm (Vi điều khiển) 72 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 73 I. Những vấn đề giải quyết được trong luận văn 73 1. Vấn đề đã nghiên cứu 73 2. Những vấn đề đã thực hiện được 73 3. Han chế 73 II. Hướng phát triển của đề tài 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 8
10. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I. Đối tượng nghiên cứu Trong năm 2008, hơn 70 triệu Ôtô các loại gồm xe du lịch và xe thương mại được sản xuất ra trên toàn thế giới. Năm 2007, trong tổng số 71,9 triệu Ôtô mới được bán ra trên toàn thế giới có 22,9 triệu chiếc là ở Châu Âu, 21,4 triệu ở Châu Á - Thái Bình Dương, 19,4 triệu ở Mỹ và Canada, 4,4 triệu ở Châu Mỹ Latinh, 2,4 triệu ở Trung Đông và 1,4 triệu ở Châu Phi. Các thị trường ở Bắc Mỹ và Nhật Bản đã chững lại, trong khi đó, thị trường ở Nam Mỹ và Châu Á phát triển rất mạnh. Chúng ta có thể thấy sự phát triển rất mạnh của nền công nghiệp Ôtô đã tạo nên một phương tiện di chuyển kiểu mới an toàn và tiện dụng đối với con người. Ngành công nghiệp Ô tô đã thúc đẩy nhiều ngành nghề khác phát triển theo điển hình là ngành công nghiệp giao thông vận tải đã có sự thay đổi chóng mặt từ khi có sự xuất hiện của phương tiên di chuyên là Ôtô làm cho lưu lương vận chuyển hàng hóa trên bộ tăng lên cao hơn rất nhiều so với trước đây. Ở nước ta chính phủ ban hành Chiến lược phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035. So với các nước trong khu vực thì ngành công nghiệp Ô tô của Việt Nam kém phát triển hơn và chúng ta đa phần nhập khẩu Ô tô nguyên chiếc hoặc lắp ráp các linh kiện và chi tiết là chủ yếu. Ôtô ở nước ta vẫn được coi là một mặt hàng xa xỉ. Đối tượng mà nhóm nghiên cứu hướng tới đó là ảnh hưởng tới tốc độ cầm chừng trên xe Ôtô và phương pháp điều khiển thay thế khi hệ thống cầm chừng trên xe gặp vấn đề. Do vậy đề tài của nhóm là “ Nghiên cứu , chế tạo mạch điều khiển hệ thống bù tải cho động cơ sử dụng mô – tơ bước “ múc đích của nhóm là nghiên cứu ,chế tạo và phát triển một board mạch giả lập cầm chừng thay thế cho trường hợp hệ thống cầm chừng trên xe bị hư hỏng. Múc đích của đề tài chỉ là để phục vụ nghiên cứu khoa học chứ chưa có ứng dụng gì trong thực tế trên xe Ôtô hiện nay. II. Phân tích tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Tra cứu các thông tin trên mạng và trong sách vở cho hệ thống này thì không cho ra kết quả khả quan. Đa phần là các hệ thống điều khiển mô-tô bước trong điện tử và SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 9
11. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ không để dùng để điều khiển bù tải mà chỉ phục vụ các múc đích điều khiển khác, bởi vậy chúng em không thu thập được nhiều thông tin về đề tài này. III. Những vấn đề còn tồn tại Việc ứng dụng của sản phẩm là chỉ phục vụ múc đích nghiên cứu khoa học do vậy sản phẩm ít có ứng dụng trong thực tiễn đời sống con người. Sự hạn chế về kiến thức chuyên ngành là rào cản lớn nhất của nhóm khi thực hiện đề tài này. Trong quá trình thực hiện có nhiều vấn đề phát sinh , ban đầu nhóm có hai thành viên tuy nhiên một thành viên đã rút khỏi nhóm trong giờ chót do vậy sản phẩm của nhóm sẽ không thể đạt được đúng theo yêu cầu đã đặt ra. Xin thay mặt nhóm xin lỗi về sự tách trách này. SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 10
12. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT I.Tốc độ cầm chừng Tốc độ cầm chừng là tốc độ quay của động cơ khi nó chạy không lúc đó động cơ có thể xem như tách biệt với các hệ thống truyền lực và bàn đạp ga (thường được đo bằng đơn vị vòng trên phút, hoặc rpm, của trục khuỷu) trong một động cơ đốt trong. Ở tốc độ cầm chừng, động cơ tạo ra đủ công để hoạt động hợp lý và trơn tru các thiệt bị phụ của nó (bơm nước, máy phát điện và nếu được trang bị, các thiệt bị phụ khác như tay lái trợ lực), nhưng thường không đủ để thực hiện các công có ích, chẳng hạn như di chuyển một Ôtô. Đối với một động cơ của một xe du lịch, tốc độ cầm chừng thông thường là giữa 600 rpm và 1000 rpm. Đối với các loại xe buýt và xe tải nó là vào khoảng từ 540 rpm. Trong trường hợp của nhiều động cơ xe máy chỉ có một xi-lanh, tốc độ cầm chừng ở vào khoảng dao động từ 1200-1500 rpm. Nếu trên xe đang hoạt động một số lượng lớn các thiệt bị phụ, đặc biệt là điều hòa không khí, tốc độ cầm chừng phải được tăng lên để đảm bảo rằng động cơ tạo ra đủ điện năng để nó làm việc một cách trơn tru và hoạt động ổn định các phụ kiện. Hầu hết các máy điều hòa không khí tiện nghi trên xe có một tính năng tự động điều chỉnh bên trong bộ chế hòa khí hoặc hệ thống phun nhiên liệu làm đỡ cầm chừng khi máy lạnh đang chạy. Thường thì vào mùa đông hoặc buổi sáng thì nhiệt độ thấp, động cơ cần được làm nóng để hoạt động tốt vì thế mà cần nhiều thời gian cho việc chạy cầm chừng. Dạng động cơ biến đổi để tăng năng lượng với tốc độ động cơ cao, chẳng hạn như động cơ xe đua ,có bộ phận cầm chừng rất thô sơ. Ngoài ra, thiết lập tốc độ cầm chừng quá thấp có thể dẫn đến áp suất dầu rất thấp khi động cơ đang hâm nóng, dẫn đến mài mòn nhanh hơn và có thể làm kẹt các chi tiết. II.Phương pháp điều khiển a.Mô tả Hệ thống ISC (Điều khiển tốc độ không tải) có một mạch đi tắt qua bướm ga, và lượng không khí hút từ mạch đi tắt này được điều khiển bởi ISCV (Van điều chỉnh tốc độ không tải). Van ISC dùng tín hiệu từ ECU động cơ để điều khiển động cơ ở tốc độ không SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 11
13. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ tải tối ưu tại mọi thời điểm. Hệ thống ISC gồm có van ISCV, ECU động cơ, các cảm biến và công tắc khác nhau. Hình 1 .Các thông số ảnh hưởng tới khả năng cầm chừng SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 12
14. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ 1. Khi khởi động Mạch đi tắt được mở ra nhằm cải thiện khả năng khởi động. Hình 2 .Ảnh hưởng của máy khởi động 2. Khi hâm nóng động cơ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tốc độ chạy không tải được tăng lên để động cơ chạy êm hơn (chạy không tải nhanh). Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, tốc độ chạy không tải bị giảm xuống. Hình 3 .Ảnh Hưởng của nhiệt độ nước làm mát SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 13
15. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ 3. Điều khiển phản hồi và điều khiển dự tính - Khi bật A/C. - Khi các bật đèn pha. - Khi cần chuyển số được chuyển từ N đến D hoặc từ D đến N trong khi dừng xe. Trong các trường hợp trên, nếu tăng hoặc thay đổi tải trọng, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên hoặc ngăn không cho thay đổi. Hình 4 .Các thông số còn lại b. Các loại van ISCV ISCV là một cơ cấu điều khiển lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải bằng tín hiệu từ ECU động cơ và điều khiển tốc độ chạy không tải. Hình 5 .Các loại van ISCV SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 14
16. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ Có 2 loại ISCV như sau: - Loại đi tắt qua bướm ga và điều khiển lượng khí nạp (1) Vì bướm ga đóng hoàn toàn trong thời gian chạy không tải, ISCV cho lượng không khí cần thiết chạy qua trong lúc chạy không tải - Loại điều khiển lượng không khí nạp bằng bướm ga (2) Với loại này, bướm ga điều khiển thích hợp lượng không khí nạp trong thời gian chạy không tải. Hệ thống này được gọi là ECTS-i (hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - thông minh), và thực hiện các chức năng điều khiển khác ngoài việc điều chỉnh lượng không khí nạp trong khi chạy không tải. 1. Loại cuộn dây quay ISCV loại cuộn dây quay gồm có một cuộn dây, IC, nam châm vĩnh cửu, van, và được gắn vào cổ họng gió. IC này dùng tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ để điều khiển chiều và giá trị của dòng điện chạy trong cuộn dây và điều chỉnh lượng không khí đi tắt qua bướm ga , làm van này quay Hình 6 .Loại cuộn dây quay Hoạt động : khi tỷ lệ hiệu dụng cao , IC này làm dịch chuyển van theo chiều mở , và khi tỷ lệ làm việc thấp , IC làm dịch chuyển van này về phía đóng , Van ISC thực hiện việc đóng mở theo cách này. SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 15
17. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ Nếu có sự cố, ví dụ như hở mạch, sẽ làm cho dòng điện ngừng chạy vào van ISC , van này được mở ra ở một vị trí đặt trước bằng lực của nam châm vĩnh cửu. Việc này sẽ làm duy trì một tốc độ chạy không tải xấp xỉ 1000 đến 12000 vòng / phút. 2. Van ISCV có cuộn dây quay kiểu cũ Nhận được các tín hiệu hiệu dụng từ ECU động cơ và cấp điện vào 2 cuộn dây để thay dổi mức mở của van và điều khiển lượng không khí nạp. Hình 7 .Loại cuộn dây quay kiểu cũ Dây lưỡng kim trong ISCV tương ứng với nhiệt độ của nước làm mát động cơ để duy trì độ mở thích hợp của van đối với động cơ ở trạng thái hâm nóng. Một tấm chắn cũng được lắp vào để ngăn chặn van khỏi bị kẹt khi mở hoặc đóng hoàn toàn khi có sự cố về điện nào đó xảy ra 3. Hoạt động - Mở Van Khi điện được truyền đến cuộn dây A (RSO) trong một thời gian dài, van này bị dịch chuyển theo chiều mở. - Đóng Van Khi điện được truyền đến cuộn dây Hình 8 .Trường hợp mở van SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 16
18. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ B trong một thời gian dài, van này bị dịch chuyển về chiều đóng. Hình 9 .Trường hợp đóng van c. Các trường hợp hoạt động của loại cuộn dây quay 1. Điều khiển khởi động Khi ECU động cơ nhận được một tín hiệu khởi động (STA), nó xác định rằng động cơ đang khởi động và mở van ISC để tăng khả năng khởi động. Việc mở van ISC này được điều khiển theo tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và tín hiệu nhiệt độ nước làm mát (THW) . Hình 10 .Liên hệ giữa nhiệt độ nước và đóng mở van SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 17
19. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ 2. Điều khiển hâm nóng (chạy không tải nhanh) Sau khi khởi động động cơ, ECU động cơ mở van ISC theo nhiệt độ của nước làm mát (THW) để tăng tốc độ chạy không tải. Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, ECU động cơ điều khiển van ISC về phía đóng để tăng tốc độ chạy không tải. Khi động cơ nguội, tốc độ chạy không tải không ổn định do những yếu tố như độ nhớt của dầu động cơ cao và độ tơi nhiên liệu kém. Vì vậy phải làm cho tốc độ chạy không tải cao hơn bình thường để làm cho nó ổn định. Điều này được gọi là chạy không tải nhanh. Hình 11 .Liên hệ giữa tốc độ không tải và nhiệt độ 3.Điều khiển phản hồi Để điều khiển phản hồi, tốc độ không tải chuẩn được lưu trong ECU động cơ so sánh với tốc độ không tải thực. Sau đó ISCV được điều khiển để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải thực đến tốc độ chạy không tải chuẩn. Khi tốc độ chạy không tải thực thấp hơn tốc độ chạy không tải chuẩn: ISCV được mở ra để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải này đến tốc độ chạy không tải chuẩn. Khi tốc độ chạy không tải thực cao hơn tốc độ chạy không tải chuẩn: ISCV này đóng lại để hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải đến tốc độ chạy không tải chuẩn. SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 18
20. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ Ngoài ra tốc độ chạy không tải chuẩn sẽ thay đổi theo tình trạng của động cơ, như công tắc trung gian ở vị trí ON hoặc OFF không, tín hiệu phụ tải điện là bật ON hay tắt OFF, hoặc công tắc máy điều hòa không khí ở vị trí ON hoặc OFF. 4. Điều khiển dự tính sự thay đổi tốc độ của động cơ Điều khiển dự tính sự thay đổi tốc độ của động cơ sẽ dự tính sự thay đổi tốc độ không tải tương từ tải trọng của động cơ và điều khiển van ISC tương ứng. Khi cần sang số được chuyển từ D đến N hoặc N đến D, hoặc khi có một thay đổi về tải trọng của động cơ ngay sau một bộ phận điện, như rơle đèn hậu, rơle của bộ làm tan sương, hoặc công tắc của máy điều hòa nhiệt độ làm việc, tốc độ chạy không tải sẽ tăng lên hoặc giảm xuống, sau đó việc điều khiển phản hồi sẽ làm tăng hoặc giảm tốc độ chạy không tải, nhưng tốc độ chạy không tải sẽ không ổn định cho đến khi đạt được tốc độ chạy không tải chuẩn. Vì vậy, khi ECU động cơ nhận được một tín hiệu về tải trọng của động cơ từ một bộ phận điện, v.v , ISCV này được điều khiển trước khi tốc độ chạy không tải thay đổi để giảm mức thay đổi của tốc độ chạy không tải. 5. Các điều khiển khác - ECU động cơ mở van ISC khi tiếp điểm IDL của cảm biến vị trí bướm ga đóng lại (khi nhả bàn đạp ga) để ngăn không cho tốc độ của động cơ giảm đột ngột. - Trong các xe được trang bị EHPS (Hệ thống lái có trợ lực điện -thuỷ lực), phụ tải điện sẽ tăng lên khi EHPS này hoạt động. Vì vậy, ECU động cơ mở van ISC để ngăn không có tốc độ chạy không tải này sụt giảm. d. Kiểu motor bước ISCV kiểu mô tô bước được gắng vào buồng nạp. Van lắp ở đầu của roto đi vào hoặc ra theo vòng quay của roto để điều khiển lượng không khí đi qua mạch đi tắt này. 1. Hoạt động Môtơ bước sử dụng nguyên lý kéo và đẩy nam châm vĩnh cửu (roto) khi từ trường được tạo ra bởi dòng điện chạy vào cuộn dây. Như được thể hiện trong hình minh họa phía dưới, dòng điện chạy ở C1 làm cho nam châm bị kéo. Khi dòng điện đến C1 bị cắt SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 19
21. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – GVHD: Th.S Lê Quang Vũ trong cùng một lúc, dòng điện phải chạy vào C2, và nam châm bị kéo đến C2. Việc chuyển mạch sau đó của dòng điện lần lượt đến C3 và C4 theo cùng cách thức được sử dụng để làm quay nam châm này. Nam châm cũng có thể quay theo chiều ngược lại bằng cách chuyển mạch điện theo chiều từ C4 đến C3, C2 và C1 Sư bố trí này được sử dụng để dịch chuyển nam châm đến các vị trí được các định trước. Hình 12 .Hoạt động của motor bước Một môtơ bước thực tế sử dụng bốn dây để tạo ra 32 bước trong một vòng quay của nam châm (roto). Mốt số moto có 24 bước trong một vòng quay. 1.1. Mở van Khi điện được truyền đến cuộn A (RSO) trong một thời gian dài, van này phải dịch chuyễn về phía mở. SVTH: Nguyễn Xuân Ngọc Trang 20
22. S K L 0 0 2 1 5 4