Design of a data acquisition and control system for constant volume combustion chamber :Hội nghị khoa học trẻ lần 4

Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH

Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1

 2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 57

YSC4F.307

DESIGN OF A DATA ACQUISITION AND CONTROL SYSTEM FOR

CONSTANT VOLUME COMBUSTION CHAMBER

VÕ TẤN CHÂU*, TRẦN ĐĂNG LONG2

, NGUYỄN THANH HÙNG2

,

NGUYỄN HỮU ÂN2

, TRẦN CHÍ THUẬN2

1Faculty of Automotive Engineering Technology, Industrial University of Ho Chi Minh City

2Faculty of Transportation Engineering, Ho Chi Minh University of Technology,

Vietnam National University Minh

*

[email protected]

Abstract. This paper describes the design and fabrication of a data acquisition and control (DAC) system

applied to an apparatus of constant volume combustion chamber (CVCC) system to experimentally evaluate

the combustion characteristics of diesel fuel under the actual operating condition of diesel engines. The

DAC system was created for the purpose of controlling the operation of the CVCC, including the supply

and combustion stage of the pre- mixed gas mixture to create an environmental condition with high

temperature and high pressure inside the combustion chamber followed by a stage of high- pressure fuel

injection into the combustion chamber to start the combustion of diesel fuel according to the desired

injection pressure and injection time conditions. The results of the dynamic pressure and temperature of the

combustion process were recorded and processed for the advanced analysis of combustion characteristics.

The DAC system was built based on the Arduino microprocessor platform combined with optimized

algorithms. The results revealed that the DAC system accurately controlled the ratio of the pre- mixed gas

mixture and the injection time, with the injection pressure could reach 1600 bar.

Keywords. Common rail system, programmed– control LabVIEW, constant volume combustion chamber,

data acquisition and control (DAC) system, Arduino application.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BUỒNG CHÁY ĐẲNG TÍCH

Tóm tắt. Bài báo này mô tả thiết kế và chế tạo hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển (DAC) áp dụng

cho hệ thống buồng cháy đẳng tích (CVCC) để đánh giá thực nghiệm các đặc tính quá trình cháy của nhiên

liệu diesel dưới điều kiện hoạt động thực tế của động cơ diesel. Hệ thống DAC điều khiển hoạt động của

CVCC bao gồm giai đoạn cung cấp và đốt cháy hỗn hợp khí hòa trộn trước để tạo nhiệt độ cao và áp suất

cao bên trong buồng cháy, tiếp theo là giai đoạn phun nhiên liệu áp suất cao vào trong buồng cháy để bắt

đầu quá trình cháy của nhiên liệu diesel theo điều kiện áp suất phun và thời gian phun mong muốn. Các kết

quả gồm áp suất động và nhiệt độ của quá trình cháy được ghi lại và xử lý phục vụ cho phân tích nâng cao

đặc tính quá trình cháy. Hệ thống DAC được xây dựng trên nền tảng bộ vi xử lý Arduino kết hợp với các

thuật toán được tối ưu hóa. Kết quả cho thấy hệ thống DAC kiểm soát chính xác tỉ lệ của hỗn hợp khí hòa

trộn trước và điều khiển chính xác thời gian phun, với áp suất phun đạt tới 1600 bar.

Từ khoá. Hệ thống common-rail, lập trình điều khiển LabVIEW, buồng cháy đẳng tích, đặc tính quá trình

cháy.

1. INTRODUCTION

Internal combustion engines are universally used in many fields such as industry, agriculture,

transportation, and construction. The thermal efficiency of diesel engines is greater than that of gasoline

engines, thus they are used widely for a diverse set of applications [1]. However, diesel engines produce