Báo cáo khoa học: "tự động điều chỉnh hệ thống làm mát của động cơ ôtô"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

88
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày kết cấu và tính toán kiểm tra khớp đóng ngắt tự động quạt gió (bằng điện) của các ô tô đời mới nhằm phân tích tính -u việt của khớp và kiểm tra khi khai thác chúng ở Việt nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "tự động điều chỉnh hệ thống làm mát của động cơ ôtô"

tù ®éng ®iÒu chØnh hÖ thèng lμm m¸t cña ®éng c¬ «t« TS. nguyÔn duy tiÕn Bé m«n §éng c¬ ®èt trong Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy kÕt cÊu vμ tÝnh to¸n kiÓm tra khíp ®ãng ng¾t tù ®éng qu¹t giã (b»ng ®iÖn) cña c¸c « t« ®êi míi nh»m ph©n tÝch tÝnh −u viÖt cña khíp vμ kiÓm tra khi khai th¸c chóng ë ViÖt nam. Summary: The acticle presents the design and calculation of an electromaznetic clutch of the fan of the engine automobiles to analyze the optimum of the clutch and inspect them when being exploited in Vietnam. ViÖc sö dông ph−¬ng ph¸p nµo lµ tuú thuéc i. ®Æt vÊn ®Ò vµo nÒn c«ng nghiÖp chÕ t¹o ®éng c¬ ë n−íc ®ã Chóng ta biÕt r»ng nhiÖt do ch¸y nhiªn Víi tr×nh ®é ph¸t triÓn cña c«ng nghiÖp « liÖu trong ®éng c¬ sinh ra trong xi lanh mét t« thÕ giíi, hiÖn nay c¸c liªn doanh l¾p r¸p « phÇn ®¸ng kÓ truyÒn ra n−íc lµm m¸t. V× vËy t« ë ViÖt nam ®· dïng kü thuËt hiÖn ®¹i ¸p ®éng c¬ ph¶i tiªu tèn mét phÇn c«ng suÊt cã dông vµo ®éng c¬. HÖ thèng nhiªn liÖu sö Ých ®Ó truyÒn ®éng b¬m n−íc, qu¹t giã ®Ó lµm dông hÖ thèng phun x¨ng ®iÖn tö (EFI) hoÆc m¸t ®éng c¬. Cacbuarat¬ håi tiÕp ®iÖn tö. V× vËy hÖ thèng lµm m¸t còng ®−îc tù ®éng ®iÒu chØnh theo ViÖc tù ®éng ®iÒu chØnh tèc ®é qu¹t giã chÕ ®é nhiÖt cña ®éng c¬. cã mét ý nghÜa rÊt lín tíi chÕ ®é nhiÖt cña n−íc, dÇu nhên vµ tèc ®é hao mßn ®éng c¬. §Æc biÖt lµ tiÕt kiÖm c«ng suÊt ®éng c¬, nh÷ng III. Khíp nèi ®iÖn tõ (dÉn ®éng qu¹t giã) tr−êng hîp kh¸c cÇn thiÕt cã thÓ t¾t qu¹t mét 3.1. M« t¶ kÕt cÊu c¸ch tù ®éng ®Ó gi¶m ån, gi¶m mµi mßn n©ng cao hiÖu suÊt cã Ých. 1 1. Puli 2 ii. C¸c ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn qu¹t 2. æ bi giã cña hÖ thèng lμm m¸t 3 3. §Üa chñ ®éng Tõ tr−íc ®Õn nay trªn ®éng c¬ th−êng ®iÒu 4 4. Lß xo khiÓn qu¹t giã b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p sau: 5. §Üa Ðp 5 1. khíp thuû lùc 6. Nam ch©m ®iÖn 6 2. khíp ma s¸t (®iÖn thuû lùc c¬ khÝ) H×nh 1. MÆt c¾t khíp ly hîp ®iÖn tõ ®iÒu khiÓn qu¹t 3. khíp nèi ®iÖn tõ.
U = 12 V chän ®iÖn trë R = 8Ω: 3.2. TÝnh kiÓm tra khíp nèi ®iÖn tõ §èi víi ®éng c¬ th«ng th−êng khi tÝnh U 12 I= = = 1,5( A ) to¸n ta th−êng lÊy c«ng suÊt dÉn ®éng qu¹t R 8 giã vµo kho¶ng 6% c«ng suÊt ®éng c¬. TÝnh to¸n sè vßng d©y N khi cho dßng ThÝ dô tÝnh cho ®éng c¬ xe con 4 chç cña kh«ng v−ît qu¸ 1,5A I = 1.5 A: Hµn Quèc ®ang l¾p r¸p t¹i ViÖt Nam sö dông 300 IN = 300 vËy N = = 200 (vßng) khíp nèi ®iÖn tõ víi c«ng suÊt 44kW/5000v/p 1,5 th× c«ng suÊt truyÒn ®éng qu¹t lµ: Pv = 2.6kW: TÝnh to¸n chiÒu dµi d©y dÉn: TÝnh kiÓm tra m« men quay qu¹t giã víi L = π.d.n = 3,14.0,075.200 = 45 m sè vßng quay ne = 5000 v/p: Pv Pv .30 2600.30 d: ®−êng kÝnh cña cuén d©y = 70 mm. Mk = = = = 5(Nm) ω π.n 3,14.5000 TÝnh to¸n tiÕt diÖn d©y dÉn: TÝnh to¸n lùc ma s¸t Ft khi c¸nh tay ®ßn L.ρ 45.0,027 S= = = 0,15(mm 2 ) r = 0.03 m: R 8 Mk 5 π.d 2 Ft = = = 167(N) 4.S S= ⇒d= = 0,4(mm) r 0,03 π 4 ' ρ: ®é dÉn ®iÖn riªng. TÝnh to¸n lùc tiªu chuÈn Fn khi hÖ sè ma s¸t cña thÐp víi thÐp lµ f = 0.15: R = 8 (Ω) Fn 167 C«ng suÊt tiªu thô trªn cuén d©y: Fn = = = 1114(N) ' f 0,15 P = U.I = 12.1,5 = 18 (W) Khi lùc Ðp t¨ng hÖ sè dù tr÷ β = 1,8: P (kW) Fn = Fn .β = 1114.1,8 = 2005(N) 10 ' 8 Theo [1] William Crous tÝnh tæng sè vßng d©y vµ dßng ®iÖn ®i qua cuén d©y: 6 S Fx = η 0 . .(NI) 4 4.X 2 Fx .4.X 2 2005 .4.0.15 2.10 −6 2 IN = = ≈ 300 n (min -1) 4.10 −7.500.10 −6 S.η 0 0 1000 2000 n (v/p) η0: §é tõ thÈm cña kh«ng khÝ (ch©n H×nh 2. §å thÞ m« t¶ sù phô thuéc c«ng suÊt qu¹t kh«ng) 4.10P-7 W/m giã vμo tèc ®é quay cña ®éng c¬ S: tiÕt diÖn khe hë (500 mm2) B¶ng 1. So s¸nh c¸c th«ng sè tÝnh to¸n lý X: ®é lín khe hë kh«ng khÝ (0,15mm2) thuyÕt vμ thùc tÕ cña khíp nèi Lý thuyÕt Th«ng sè thùc tÕ I: c−êng ®é dßng ®iÖn (A) N = 200 N = 400 N: tæng sè vßng d©y R=8Ω R = 10 Ω TÝnh dßng ®iÖn yªu cÇu khi ®iÖn ¸p d = 0,4 mm d = 0,3 mm
iv. TÝnh to¸n thö nghiÖm t¸c ®éng 5V VC R404 vμo bé ®iÒu khiÓn ECU thay ®æi tèc THW Rb ®é qu¹t cã khíp nèi ®iÖn tõ R411 E21 E THW C¶m biÕn n−íc E2 Trong c¸c lo¹i ®éng c¬ « t« hiÖn ®¹i cã lµm m¸t THW ECU rTHW sö dông bé ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b»ng ®iÖn tö ECU. Trong xi lanh ®éng c¬ cã bè trÝ mét c¶m biÕn nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t (CTS) Themistor . H×nh 4. S¬ ®å m¹ch hiÖu chØnh m¹ch c¶m biÕn n−íc lμm m¸t m¾c nèi tiÕp biÕn trë Rb víi ECU C¶m biÕn nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t (CTS) Theo h×nh 5 ta tÝnh dßng ®iÖn ch¹y trong Thermistor lµ mét nhiÖt ®iÖn trë, nã b¸o m¹ch: th−êng xuyªn nhiÖt ®é cña dung dÞch lµm m¸t ®éng c¬ vÒ ECU d−íi d¹ng c¸c tÝn hiÖu ®iÖn Vc I= ¸p thay ®æi. NÕu nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t thÊp, + R b + R THW R 404 ECU ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn hÖ thèng ®Þnh HiÖu ®iÖn thÕ ®o ®−îc ë ®Çu THW: l−îng nhiªn liÖu cung cÊp thªm nhiªn liÖu ®Ó ®éng c¬ cã thÓ lµm viÖc ë t×nh tr¹ng l¹nh. VTHW = I.(R b + R THW ). ECU còng cã thÓ thay ®æi thêi ®iÓm ®¸nh löa Vc VTHW = ®Ó thÝch hîp víi nhiÖt ®é ®éng c¬. HÇu hÕt R 404 1+ c¸c ®éng c¬ ®Æt ngang dïng mét qu¹t ®iÖn ®Ó R b + R THW lµm m¸t ®éng c¬. Khi ®éng c¬ l¹nh, sù lµm Do R404 vµ Vc lµ h»ng sè (R404 = 2700Ω m¸t kh«ng cÇn thiÕt, qu¹t ngõng. Khi ®éng c¬ nãng qu¹t ho¹t ®éng, ECU ®iÒu khiÓn viÖc vµ Vc = 5V) nªn ®iÖn ¸p t¹i ®Çu THW phô ®ãng më qu¹t ®iÖn th«ng qua tÝn hiÖu nhËn tõ thuéc vµo Rb vµ RTHW. c¶m biÕn nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t. Vc = 5 V D−íi ®©y lµ s¬ ®å m¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t trÝch ra tõ ECU. R 404 RTHW 5V VC R404 THW Rb R411 E21 E THW C¶m biÕn n−íc E2 lµm m¸t THW ECU rTHW RTHW H×nh 3. M¹ch c¶m biÕn nhiÖt ®é n−íc lμm m¸t H×nh 5. S¬ ®å tÝnh to¸n vμ cÇu ph©n ¸p (Rb m¾c nèi tiÕp) 4.1. HiÖu chØnh m¹ch b»ng c¸ch m¾c nèi tiÕp biÕn trë Rb víi cùc THW tõ c¶m Trong tr−êng hîp nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t biÕn ®Õn ECU cè ®Þnh, gi¶ sö ë nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t (85 ÷ 900C) th× RTHW = 300Ω = const. Trong ®iÒu kiÖn khai th¸c ë ViÖt Nam nãng Èm c¸c linh kiÖn trong bé ECU bÞ l·o Cã thÓ tÝnh: ho¸ dÉn ®Õn sai lÖch c¸c th«ng sè cña linh 11 kiÖn. V× vËy ta chän ph−¬ng ph¸p t¸c ®éng R THW = R 0 .e β .( − ) = const T T0 vµo m¹ch cña ECU.
Víi R0 : ®iÖn trë ë nhiÖt ®é T0 qu¹t giã t¨ng hay gi¶m th× chØ cÇn thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë Rb tõ ®ã tèc ®é qu¹t sÏ t¨ng hoÆc e = 2,71828 gi¶m. T, T0: nhiÖt ®é tuyÖt ®èi (K) 4.2. HiÖu chØnh m¹ch b»ng c¸ch m¾c β: hÖ sè chän theo ®iÖn trë RTHW. song song biÕn trë Rb víi ®Çu THW tõ c¶m biÕn ®Õn ECU Tõ ®ã ta cã: S¬ ®å m¹ch ®iÖn khi Rb m¾c song song 5 = nh− h×nh 7. VTHW 2700 1+ R b + 300 5Vc V Rb R404 THW Thay gi¸ trÞ vµo biÓu thøc trªn ta cã b¶ng D949577 -2100 E21 R411 sau: E THW C¶m biÕn n−íc lµm E2 m¸t THW B¶ng 2. BiÕn thiªn ®iÖn ¸p ë ®Çu RTHW ECU THW khi Rb m¾c nèi tiÕp §iÖn trë Rb (kΩ) VTHW (V) 2,4 2,50 H×nh 7. S¬ ®å m¹ch hiÖu chØnh c¶m biÕn nhiÖt ®é 3,0 2,75 n−íc lμm m¸t m¾c biÕn trë song song 3,7 3,00 4,7 3,25 V = 5V 6,0 3,50 C 7,8 3,75 10,5 4,00 R404 Rb 15,0 4,25 vTHW 24,0 4,50 Dùa vµo b¶ng trªn ta cã ®å thÞ biÓu diÔn VTHW = f(Rb). V (V) §iÖn ¸p RTHW THW 4,50 4,25 4,00 3,75 3,50 3,25 H×nh 8. S¬ ®å tÝnh to¸n vμ cÇu ph©n ¸p (Rb m¾c song song) 3,00 2,75 2,50 Nh− vËy, trong m¹ch nhiÖt ®é tÝn hiÖu R (K Ω) n−íc lµm m¸t (h×nh 7), bá qua ®iÖn trë néi cña 10,5 15,0 §iÖn trë 2,4 3,0 3,7 4,7 6,0 7,8 24 D949577 - 2100 ta cã thÓ thÊy R404 vµ Rb + RTHW t¹o thµnh cÇu ph©n ¸p nh− h×nh 8. H×nh 6. §å thÞ VTHW = f(Rb) Dßng ®iÖn I ch¹y trong m¹ch lµ: Tõ ®å thÞ h×nh 6 ta thÊy khi ®iÖn trë Rb t¨ng th× ®iÖn ¸p ë ®Çu THW t¨ng, nghÜa lµ thêi Vc I= gian ®ãng ng¾t qu¹t t¨ng lªn vµ ng−îc l¹i R .R + b 404 R THW (®iÖn trë cµng t¨ng th× ®iÖn ¸p cµng t¨ng R b + R 404 chËm). HiÖu ®iÖn thÕ ®o ®−îc ë ®Çu THW: Do ®ã, muèn thay ®æi thêi gian ®ãng ng¾t
qu¹t thay ®æi. Do ®ã, muèn thay ®æi thêi Vc VTHW = I.R THW = .R THW gian ®ãng ng¾t qu¹t t¨ng hay gi¶m tèc ®é R b .R 404 + R THW R b + R 404 quay ta chØ cÇn thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn trë Rb. V (V) THW Chia hai vÕ cho RTHW ta ®−îc: Vc 4,50 VTHW = 4,25 4,00 R b .R 404 1+ 3,75 (R b + R 404 ).R THW 3,50 3,25 3,00 2,75 Do R404 vµ Vc lµ h»ng sè (R404 = 2700Ω, 2,50 R (K Ω) Vc = 5V) nªn ®iÖn ¸p t¹i ®Çu THW sÏ phô 0,033 0,053 0,077 0,103 0,135 0,171 0,215 0,270 0,337 thuéc chñ yÕu vµo Rb vµ RTHW. Trong tr−êng hîp nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t H×nh 9. §å thÞ VTHW= f(Rb) m¾c song song cè ®Þnh, gi¶ sö nhiÖt ®é n−íc lµm m¸t lµ 800C th× RTHW ≈ 300Ω = const. v. KÕt luËn Tõ ®ã ta cã c«ng thøc: Tõ lý thuyÕt, tÝnh to¸n, kiÓm tra ta thÊy r»ng cã thÓ tù söa ch÷a, thay thÕ c¸c lo¹i qu¹t 5 VTHW = ®iÖn sö dông trong c¸c ®éng c¬ « t« hiÖn ®¹i 2700 .R b 1+ (R b + 2700 ).300 ®ang ®−îc sö dông ë ViÖt Nam. §ång thêi ta còng cã thÓ t¸c ®éng vµo bé Ta cã thÓ thÊy sù thay ®æi nµy theo ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b»ng ®iÖn tö (ECU) ®Ó b¶ng 3. ®iÒu chØnh tèc ®é qu¹t giã cã bé ly hîp ®iÖn tõ B¶ng 3. BiÕn thiªn ®iÖn ¸p ë ®Çu khi lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®íi ViÖt Nam THW khi Rb m¾c song song khi c¸c hÖ thèng ®iÖn tö bÞ l·o ho¸. §iÖn trë Rb (kΩ) VTHW (V) 0,033 4,50 0,053 4,25 Tµi liÖu tham kh¶o 0,077 4,00 0,103 3,75 [1]. William.Crous. Electronic Control of 0,135 3,50 Automotive Engines. London, 2000. 0,171 3,25 [2]. G.Hill. EFI and Engine Management. Moscow, 2002. 0,125 3,00 0,270 2,75 [3]. T.S NguyÔn Duy TiÕn. Khai th¸c « t« ®êi míi sö dông ë ViÖt Nam. §Ò tµi nghiªn cøu cÊp Bé 0,337 2,50 B98 - 25 - 38. C ¨n cø vµo b¶ng trªn, ta x©y dùng ®å [4]. T.S NguyÔn Duy TiÕn. Nghiªn cøu sö dông thÞ biÕn thiªn ®iÖn ¸p ®Çu THW khi thay x¨ng kh«ng ch× ë ®éng c¬ « t« sö dông ë ViÖt Nam. ®æi gi¸ trÞ biÕn trë R nh − h ×nh 9. §Ò tµi nghiªn cøu cÊp Bé B2002 - 35 - 28. N hËn xÐt: T õ ®å thÞ ta thÊy khi ®iÖn [5]. T.S NguyÔn Duy TiÕn. HÖ thèng cung cÊp trë R b t ¨ng th× ®iÖn ¸p ®Çu THW gi¶m vµ nhiªn liÖu thÕ hÖ míi. Bµi gi¶ng cao häc. Hµ néi, 2002♦ ng − îc l¹i, nghÜa lµ thêi gian ®ãng ng¾t