Mô hình hóa và điều khiển hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ xăng

Bài viết Mô hình hóa và điều khiển hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ xăng đề cập đến việc xây dựng mô hình mô phỏng điều khiển hệ thống phun xăng điện tử (EFI) trang bị trên động cơ xăng. Dựa trên các mô hình vật lý, mô hình toán học đã được đề xuất để xây dựng mô hình mô phỏng điều khiển hệ thống phun xăng EFI bằng phần mềm Matlab-Simulink.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình hóa và điều khiển hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ xăng P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY MÔ HÌNH HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG MODELING AND CONTROL OF THE FUEL INJECTION SYSTEM IN GASOLINE ENGINE Lê Đức Hiếu1,*, Nguyễn Trung Kiên1 DOI: https://doi.org/10.57001/huih5804.2023.014 thống phun xăng điện tử đã ra đời nhằm khắc phục nhược TÓM TẮT điểm của bộ chế hòa khí cũng như đạt được mục tiêu Bài báo này đề cập đến việc xây dựng mô hình mô phỏng điều khiển hệ mong muốn. thống phun xăng điện tử (EFI) trang bị trên động cơ xăng. Dựa trên các mô hình vật lý, mô hình toán học đã được đề xuất để xây dựng mô hình mô phỏng điều Trong hệ thống phun xăng điện tử, bộ điều khiển điện khiển hệ thống phun xăng EFI bằng phần mềm Matlab-Simulink. Kết quả mô tử - ECU đóng vai trò bộ não của hệ thống, tiếp nhận thông phỏng đảm bảo tính tin cậy, chính xác, là cơ sở lý thuyết cho việc nghiên cứu tin từ các cảm biến, tính toán tối ưu các thông số để đưa ra thiết kế các hệ thống cơ điện tử trên động cơ đốt trong cũng như trên ô tô. Tiết quyết định lượng phun, thời điểm phun phù hợp với các kiệm được thời gian, chi phí trong thiết kế chế tạo các bộ điều khiển điện tử trang chế độ làm việc của động cơ đốt trong. bị trên hệ thống cơ điện tử ô tô. Có nhiều công trình nghiên cứu về mô phỏng và điều Từ khóa: Phun xăng, bộ điều khiển điện tử, cơ điện tử ô tô. khiển hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong như Gogola [1] mô phỏng điều khiển hệ thống nhiên liệu cho động cơ ABSTRACT một xi lanh, Mostafa Abdulrahman Kortam, cải tiến hệ This paper refers to the construction of a simulation model to control the thống nhiên liệu diesel truyền thống thành hệ thống nhiên electronic fuel injection system (EFI) equipped with a gasoline engine. Based on liệu diesel có điều khiển điện tử cho động cơ 4 xi lanh [2-4]. physical models, mathematical models have been proposed to build a simulation Các nghiên cứu này cơ bản đã hoàn thành mục tiêu đề ra, model to control the EFI using Matlab-Simulink software. Simulation results bên cạnh đó còn hạn chế độ chính xác chưa cao. ensure reliability and accuracy, which is the theoretical basis for the study and Trong bài báo này, các tác giả trình bày về xây dựng mô design of mechatronic systems on internal combustion engines as well as in hình, thuật toán điều khiển hệ thống nhiên liệu động cơ automobiles. Saving time and costs in designing and manufacturing electronic xăng cho động cơ 4 xi lanh bằng phần mềm Matlab- controllers equipped with automotive mechatronic systems. Simulink. Kết quả nghiên cứu là cơ sở lý thuyết cho việc Keywords: Fuel injection, electric control unit, automotive mechatronic. nghiên cứu, thiết kế mô hình điều khiển hệ thống phun xăng điện tử EFI, phục vụ nghiên cứu và đào tạo ngành công nghệ 1 Khoa Công nghệ Ô tô, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội kỹ thuật ô tô, cơ điện tử ô tô tại các cơ sở đào tạo. * Email: hieuld@haui.edu.vn 2. MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG EFI Ngày nhận bài: 20/11/2022 2.1. Mô hình vật lý Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 22/12/2022 Ngày chấp nhận đăng: 24/02/2023 1. TỔNG QUAN Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng, đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí bằng tia lửa điện (Spark Ignition - SI) đang được dùng phổ biến trên các phương tiện vận tải ngày nay. Với tiến bộ của khoa học công nghệ, các hệ thống điều khiển điện-điện tử trên động cơ ô tô đang được cải tiến liên tục nhằm nâng cao hiệu suất động cơ, giảm thiểu phát thải các thành phần độc hại ra môi trường. Để đạt được mục tiêu trên, đòi hỏi việc điều khiển hệ thống nhiên liệu động cơ sao cho tỷ lệ hòa trộn nhiên liệu, không khí phải tối ưu với từng chế độ làm việc của động cơ. Ban đầu, việc hòa trộn này nhờ bộ chế hòa khí nhưng có quá nhiều nhược điểm. Giải bài toán phức tạp này, hệ Hình 1. Mô hình vật lý của hệ thống phun xăng điện tử EFI Website: https://jst-haui.vn Vol. 59 - No. 1 (Feb 2023) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 75 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Xuất phát từ cấu trúc và phân tích đặc điểm làm việc Ar Mr  kg.s 1  (6) của hệ thống phun xăng EFI, làm cơ sở xây dựng mô hình λ   vật lý của hệ thống, đảm bảo các tính năng làm việc của hệ Khi đó thời gian phun được tính bằng công thức (7): thống. Các thành phần được tìm hiểu, phân tích và kết hợp với nhau thành mô hình vật lý như hình 1. Bao gồm các Mr t tref  s  ...