Hệ thống vòng hở trong ô tô hoạt động như thế nào?

Trong hệ thống điều khiển vòng hở, đầu ra không ảnh hưởng đến đầu vào điều khiển trong tương lai. Hệ thống điều khiển vòng hở được sử dụng rộng rãi trong ô tô với nhiều mục đích khác nhau. Đây là cách chúng hoạt động:

Điều khiển động cơ:

- Hệ thống điều khiển động cơ vòng hở sử dụng bộ thông số được lập trình sẵn và đầu vào cảm biến để điều khiển thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa.

- Bộ điều khiển động cơ (ECU) nhận các thông số đầu vào như tốc độ động cơ, nhiệt độ khí nạp, vị trí bướm ga.

- Dựa vào các thông số đầu vào này, ECU tính toán và gửi thời gian phun nhiên liệu, thời điểm đánh lửa thích hợp tới các kim phun nhiên liệu và bugi đánh lửa của động cơ.

- ECU không xem xét hỗn hợp nhiên liệu không khí thực tế hoặc kết quả đốt cháy khi thực hiện các tính toán này, làm cho hệ thống kém hiệu quả và chính xác hơn so với các hệ thống vòng kín.

Phun nhiên liệu:

- Hệ thống phun nhiên liệu vòng hở sử dụng thời gian và thời gian phun nhiên liệu được lập trình sẵn dựa trên điều kiện vận hành của động cơ.

- Khi động cơ nổ máy hoặc ở mức tải thấp, ECU sẽ dựa vào các giá trị định trước về thời gian mở kim phun.

- Khi động cơ đạt mức tải hoặc tốc độ vận hành cao hơn, đầu vào từ các cảm biến như cảm biến oxy hoặc cảm biến lưu lượng khí khối có thể được sử dụng để điều chỉnh các thông số phun trong một số giới hạn nhất định.

Kiểm soát tốc độ không tải:

- Trong hệ thống điều khiển tốc độ không tải vòng hở, tốc độ không tải của động cơ được duy trì bằng cách điều chỉnh vị trí bướm ga sử dụng bộ truyền động điện hoặc cơ khí.

- ECU nhận các thông tin đầu vào như nhiệt độ động cơ và nhiệt độ nước làm mát để xác định tốc độ không tải mong muốn.

- Cơ cấu chấp hành điều chỉnh vị trí bướm ga để duy trì tốc độ mong muốn mà không xét đến tải trọng động cơ hay hỗn hợp không khí-nhiên liệu.

Kiểm soát hành trình:

- Hệ thống điều khiển hành trình vòng hở sử dụng cảm biến tốc độ và vị trí bướm ga được xác định trước để duy trì tốc độ xe cụ thể.

- Hệ thống hoạt động không có phản hồi từ các cảm biến giám sát hoạt động của động cơ hoặc các yếu tố bên ngoài.

- Sau khi cài đặt tốc độ mong muốn, hệ thống sẽ giữ cố định vị trí bướm ga để duy trì tốc độ đó, không tính đến những thay đổi về điều kiện đường hoặc tải trọng xe.

Ưu điểm của hệ thống vòng hở trong ô tô:

- Tính đơn giản:Hệ thống vòng hở tương đối đơn giản trong thiết kế và triển khai, giúp bảo trì và khắc phục sự cố dễ dàng hơn.

- Hiệu quả về chi phí:Chúng thường tiết kiệm chi phí hơn so với các hệ thống vòng kín vì chúng yêu cầu ít cảm biến và cơ chế điều khiển hơn.

- Phản hồi nhanh:Hệ thống vòng hở có thể cung cấp phản hồi nhanh vì chúng không yêu cầu xử lý phản hồi.

Hạn chế của hệ thống vòng hở:

- Thiếu khả năng thích ứng:Hệ thống vòng hở không thể thích ứng với những điều kiện thay đổi hoặc những xáo trộn của môi trường.

- Tính không chính xác:Chúng có thể kém chính xác và hiệu quả hơn so với các hệ thống vòng kín kết hợp phản hồi.

Mặc dù hệ thống điều khiển vòng hở được sử dụng rộng rãi trong ô tô nhưng chúng thường được kết hợp với hệ thống vòng kín để đạt được hiệu suất và hiệu quả tốt hơn trong nhiều ứng dụng.