Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun của kim phun diesel cao áp : Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp Trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun của

kim phun diesel cao áp

Mã số đề tài: 19.1ĐL01

Chủ nhiệm đề tài: TS. Võ Tấn Châu

Đơn vị thực hiện: Khoa Công Nghệ Động Lực

Tp. Hồ Chí Minh, 05/2021

1

LỜI CÁM ƠN

Nhóm nghiên cứu trân trọng cảm ơn Trường Đại học Công Nghiệp TP. HCM đã cấp kinh phí thực

hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun của kim phun diesel

cao áp”. Chúng tôi cảm ơn khoa Công Nghệ Động Lực, Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM đã

hỗ trợ nhóm trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu này. Đồng thời, chúng tôi cũng xin cảm ơn

các em sinh viên của Khoa Công Nghệ Động Lực đã hỗ trợ hoàn thành công việc chế tạo và thực

nghiệm của đề tài này.

Nhóm nghiên cứu cảm ơn Phòng Quản lý Khoa học & Hợp tác Quốc tế đã hỗ trợ, hướng dẫn về mặt

thủ tục trong quá trình thực hiện đề tài.

Nhóm nghiên cứu cảm ơn TS. Trần Đăng Long-Trường Đại học Bách khoa TPHCM, ThS. Huỳnh

Bá Vang-Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng về những góp ý, hỗ trợ nhóm hoàn thành đề tài nghiên

cứu này.

2

MỤC LỤC

I. Thông tin tổng quát............................................................................................................6

1.1. Tên đề tài:......................................................................................................................6

1.2. Mã số:............................................................................................................................6

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài ...............................................6

1.4. Đơn vị chủ trì: ...............................................................................................................6

1.5. Thời gian thực hiện: ......................................................................................................6

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):..................................................6

1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài:.....................................................................6

II. Kết quả nghiên cứu...........................................................................................................7

2.1. Đặt vấn đề......................................................................................................................7

2.2. Mục tiêu.........................................................................................................................8

2.3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................................8

2.4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu ....................................................................................9

2.5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận.............................................................49

2.6. Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh) ..................................................................49

III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo .............................................................51

3.1. Kết quả nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3)................................................................51

3.2. Kết quả đào tạo............................................................................................................51

IV. Tình hình sử dụng kinh phí..........................................................................................52

V. Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài) ......................................52

VI. Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III).....................52

3

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Diesel fuel injection pump tester................................................................................7

Hình 2: Sơ đồ hệ thống đo đặc tính lưu lượng phun nhiên liệu [11].....................................10

Hình 3: Sơ đồ minh hoạt nguyên lý đo lưu lượng .................................................................12

Hình 4: High pressure pump test CRD-3000 (Korea) ...........................................................13

Hình 5: Băng thử Common rail injector tester CRDI-100 (Korea) và CRD 2000 (China) của

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM .....................................................................14

Hình 6: Băng thử Common rail injector tester CRD 2000 (Korea) của Trường Đại học Trần

Đại Nghĩa TPHCM ................................................................................................................14

Hình 7: Băng thử injector tester TST-C75 (China) của Trường Đại học Công Nghiệp

TPHCM..................................................................................................................................15

Hình 8: High pressure pump test CR318 (Hience-China).....................................................16

Hình 9: Sơ đồ kết nối hệ thống cung cấp nhiên liệu phun áp suất cao ..................................17

Hình 10: Biểu đồ công suất motor và bơm cao áp HP3 ........................................................18

Hình 11: Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống tạo nhiên liệu áp suất cao............................19

Hình 12: Sơ đồ thuật toán điều khiển kim phun diesel điện tử..............................................20

Hình 13: Sơ đồ hệ thống kết nối điều khiển kim phun diesel điện tử ...................................21

Hình 14: Sơ đồ điều khiển EDU............................................................................................21

Hình 15: Sơ đồ thiết kế mạch tích hợp điều khiển kim phun diesel điện tử solenoid và mạch

điều khiển tạo nhiên liệu áp suất cao .....................................................................................22

Hình 16: Sơ đồ mạch in (gia công) tích hợp điều khiển kim phun diesel điện tử solenoid và

mạch điều khiển tạo nhiên liệu áp suất cao ...........................................................................22

Hình 17: kim phun diesel điện tử solenoid ............................................................................23

Hình 18: Sơ đồ tổng quan hệ thống đo lưu lượng kim phun nhiên liệu cao áp common rail 24

Hình 19: Giao diện hiển thị và điều khiển hoạt động của hệ thống đo lưu lượng.................24

Hình 20: Mạch điều khiển nút nhấn kích hoạt kim phun ......................................................25

Hình 21: Mạch điều khiển nút nhấn kích hoạt kim phun sau khi gia công ...........................26

Hình 22: Cảm biến và bộ hiển thị áp suất nền buồng nhiên liệu ...........................................26

Hình 23: Cảm biến áp suất động AVL GU12P [35]..............................................................27

Hình 24: Thiết bị khuếch đại charge amplifier Kistler 5010B ..............................................28

Hình 25: Thiết bị đo dao động tín hiệu Tektronix Oscilloscope [37]....................................28

4

Hình 26: Thiết kế 3D cụm buồng đo áp suất nhiên liệu ........................................................30

Hình 27: Mặt cắt cụm buồng đo áp suất nhiên liệu ...............................................................30

Hình 28:. Chia lưới buồng đo trong tính bền bằng Solidworks.............................................32

Hình 29: Ứng suất của buồng chứa nhiên liệu ở áp suất nén 250bar ....................................32

Hình 30: Buồng đo và các chi tiết được gia công CNC.........................................................33

Hình 31: Lắp đặt buồng đo nhiên liệu ...................................................................................34

Hình 32:. Thiết kế lắp đặt 3D cụm hệ thống tạo áp suất cao.................................................35

Hình 33: Lắp đặt cụm bơm cao áp sau gia công....................................................................36

Hình 34: Thiết kế lắp đặt 3D cụm hệ thống buồng đo lưu lượng..........................................36

Hình 35: Lắp đặt thực tế cụm buồng đo lưu lượng................................................................37

Hình 36: Bố trí chung hệ thống hiển thị các tín hiệu áp suất.................................................37

Hình 37: Đồ thị áp suất nén của hệ thống..............................................................................38

Hình 38: Kết quả độ tăng áp suất buồng đo sau khi phun nhiên liệu (2.5ms).......................39

Hình 39: Màn hình quan sát hoạt động của hệ thống nén áp suất cao...................................40

Hình 40: Tín hiệu thời gian mở kim phun (chế độ phun 1 lần), điện áp kích kim và độ tăng

áp suất trong buồng đo tại 800bar rail, 2.5ms........................................................................40

Hình 41: Sơ đồ minh hoạ các chiến thuật phun nhiên liệu [40] ............................................41

Hình 42: Sơ đồ minh hoạ các chiến thuật phun nhiên liệu ở chế độ 2.5ms...........................41

Hình 43: Tín hiệu thời gian mở kim phun: a. Chế độ phun 1 lần, b. Chế độ phun 2 lần, c.

Chế độ phun 3 lần. .................................................................................................................42

Hình 44: Tín hiệu mở kim phun (a) và tín hiệu điện áp mở kim phun (b) ở chế độ vệ sinh

kim phun (1000 lần phun, 2.5s) .............................................................................................43

Hình 45: Tín hiệu đồng bộ của các dữ liệu được xử lý trên excel.........................................44

Hình 46: Xử lý tín hiệu nhiễu của áp suất kim phun trong buồng đo Zuech.........................44

Hình 47: Xử lý tín hiệu nhiễu của tốc độ phun nhiên liệu (Injection rate)............................45

Hình 48: Đồ thị đặc tính phun nhiên liệu (Injection rate)......................................................46