ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HẸ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CƠ KHÍ - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - Ô TÔ
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Th.s Trần Ngọc Huy Thịnh
Mã số sinh viên
Thạch Tây 1811546640
Đỗ Quốc Việt 1800000371
Lưu Cẩm Toàn 1800001011
Phan Tiến Khang 1800003165
Nguyễn Phước Tín 1811547173
Nguyễn Thành Danh 1811546262
Nguyễn Đức Minh Tuấn 1800002514
TP. HỒ CHÍ MINH, 2021

1
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
NHẬN XÉT
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
THANG ĐÁNH GIÁ
Tiêu chí Nội dung đánh giá Điểm: 100
Quá trình (40%) Chuyên cần
Thái độ
Năng lực
Điểm bài báo cáo
(60%)
Nội dung
Bố cục
Hình thức
Tp. Hồ Chí Minh, ngày…. tháng ….. năm 2021
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Trần Ngọc Huy Thịnh

2
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp em đã rút ra được
nhiều bài học. Để hoàn thành quyển báo cáo này, em đã nhận được nhiều
sự giúp đỡ từ thầy. Vì thế em xin chân thành cảm ơn thầy đã tạo điều kiện
cho em hoàn thành tốt đề tài.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Trần Ngọc
Huy Thịnh, người đã hướng dẫn rất tận tình và truyền đạt những kiến
thức để giúp em hoàn thành tốt bài báo cáo đồ án tốt nghiệp này trong
thời gian qua. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy rất nhiều.
Tuy vậy kiến thức cũng như kinh nghiệm của chúng em còn hạn
chế nên bài báo cáo sẽ có những hạn chế nhất định. Vì vậy em mong
nhận được sự đóng góp của Thầy Cô trong khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Ô
Tô của trường Đại học Nguyễn Tất Thành để chúng em học thêm được
nhiều kinh nghiệm.
Cuối cùng, chúng em kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe, vui
vẻ và thành công trong sự nghiệp cao quý.
Xin chân thành cảm ơn!
Người viết
Các thành viển nhóm

3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
EFI (Electronic Fuel Injection)
ECU (Engine Control Unit)
MAP (Manifold Absolute Pressure)
IAT (Intake Air Temperature)
ECT (Engine Coolant Temperature)
TDC (Top Dead Center)
BDC (Bottom Dead Center)
WOT (Wide Open Throttle)
RPM (Revolutions Per Minute)
NTC (Negative Temperature Coefficient)
VVT (Variable Valve Timing)
GPS (Global Positioning System)
LCD (Liquid Crystal Display)
ADC (Analog to Digital Convert)
TPS (Throttle Position Sensor)

4
PHẦN GIỚI THIỆU
MỤC LỤC
Trang
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
LỜI CẢM ƠN.............................................................................................1
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮC ...............................2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN...................................................................11
1. Đặt vấn đề......................................................................................11
2. Giới thiệu đề tài.............................................................................14
3. Mục tiêu đề tài...............................................................................17
4. Phương pháp thực hiện..................................................................17
5. Nội dung thực hiện........................................................................17
6. Phạm vi đề tài................................................................................17
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.......................................................18
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.....................................................19
1. Hệ thống phun xăng điện tử ..........................................................19
1.1 Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng.................19
1.2 Hệ thống phun xăng điển tử EFI..........................................28
1.3 Hệ thống LH-Motronic........................................................29
2. Kết cấu cơ bản của hệ thống EFI..................................................32
3. Phân loại hệ thống EFI .................................................................40
a). L-EFI .....................................................................................40
b). D-EFI.....................................................................................40
4. Cơ sở xác định lượng nhiên phun trong một chu trình.................40

5
4.1 Lý thuyết về hòa khí .............................................................40
4.2 Các chế độ hoạt động của động cơ.......................................46
4.3. Điều khiển thời gian phun nhiên liệu ..................................48
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT ..............................................49
1. Tính toán lưu lượng khí nạp..........................................................50
2. Thực nghiệm xác định đặc tính kim phun.....................................51
a). Chuẩn bị dụng cụ...................................................................51
b). Quá trình đo đặc tính kim phun.............................................52
c). Lập bảng kết quả đo đặc tính phun........................................52
d). Đồ thị thể hiện đặc tính kim phun.........................................54
3. Thiết kế và xây dựng mô hình.......................................................54
3.1 Thiết kế mô hình ..................................................................54
3.2 Bố trí và gá các chi tiết ........................................................56
3.3 Đấu nối dây điện. .................................................................61
3.4 Lập trình Arduino bằng phần mềm Labview.......................62
3.5 Hoàn thành và chạy thử .......................................................62
4. Xây dựng mô hình giải thuật.........................................................62
4.1 Giải thuật xác định tốc độ động cơ......................................63
4.2 Chương trình điều khiển trên Labview................................66
CHƯƠNG IV. ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN........................................76
1. Kết quả và chạy thử và đánh giá ...................................................76
2. Kết luận và hướng phát triển của đề tài.........................................76
2.1 Kết luận................................................................................76
2.2 Hướng phát triển đề tài ........................................................77

6
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................78

7
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử
Hình 2: Mô hình đề tài của các khóa trước
Hình 3: Mô hình của đề tài
Hình 4: Hệ thống nhiên liệu
Hình 5: Sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử
Hình 6: Nguyên lý hoạt động của bộ chế hòa khí
Hình 7: Phun xăng đơn điểm
Hình 8: Hệ thống phun xăng đơn điểm
Hình 9: Phun xăng đa điểm
Hình 10: Phun xăng trực tiếp
Hình 11: Hệ thống phun xăng trực tiếp với kim phun nằm ở phía bên
phải
Hình 12: Hệ thống phun xăng đa điểm LH- Jetronic
Hình 13: Sơ đồ các cảm biến và các phần tử chấp hành trên hệ thống
phun xăng đa điểm LH-Jetronic
Hình 14: Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 16: Cảm biến lưu lượng không khí
Hình 17: Cảm biến áp suất khí nạp
Hình 18: Cảm biến nhiệt độ động cơ
Hình 19: Cảm biến Oxy
Hình 20: Thùng nhiên liệu

8
Hình 21: Bơm nhiên liệu
Hình 22: Lọc nhiên liệu
Hình 23: Bộ điều áp nhiên liệu
Hình 24: Bộ lọc không khí
Hình 25: Bướm ga
Hình 26: Tỷ lệ hòa khí, lượng dư không khí cho xăng
Hình 27: Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí
Hình 28: Các điểm tốc độ động cơ tính toán
Hình 28: Đồ thị lưu lượng khí nạp
Hình 29: Đồ thị thể hiện đặc tính kim phun
Hình 30: Nhôm định hình bo góc ngoài
Hình 31: Mica trong suốt
Hình 32: Mạch Arduino Mega 2560
Hình 33: Kim phun
Hình 34: Motor DC 12V và board mạch L298N
Hình 35: Cảm Biến Phát Hiện Kim Loại Tiệm Cận LJ12A3
Hình 36: Bơm xăng
Hình 37: Bình xăng
Hình 38: Đồng hồ đo áp suất Ligi mặt 63mm, vỏ thép đen
Hình 39: Bộ nguồn tổ ong 220V 10A
Hình 40: Module Công Suất MOSFET LR7843 30V 161A
Hình 41: Ống phân phối nhiên liệu
Hình 42: Cánh quạt kim loại
Hình 43: Cánh quạt

9
Hình 44: Sơ đồ tốc độ động cơ
Hình 45: Sơ đồ thời gian phun
Hình 46: Chương trình của nhóm
Hình 47: Sơ đồ mạch điều khiển Dc motor
Hình 48: Sơ đồ lệnh điều khiển tốc độ động cơ
Hình 49: Điều khiển dc motor
Hình 50: Sơ đồ mạch điện thu nhân xung
Hình 51: Chương trình labview thu nhận xung
Hình 52: Bảng điều khiển thu nhận xung
Hình 53: Sơ đồ giải thuật
Hình 54: Sơ đồ chương trình điều chỉnh thời gian kim phun
Hình 55: Mosfet aod4184
Hình 56: Sơ đồ nối dây mosfet aod4184
Hình 57: Sơ đồ mạch điện nối dây kim phun
Hình 58: Bảng điều khiển kim phun
Hình 59: Labview điều khiển khoảng cách
Hình 60: Chương trình cảm biến khoảng cách
Hình 61: Bảng điều khiển đo khoảng cách để tính thể tích bình xăng

10
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1: Tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu
Bảng 2: Các trạng thái vận hành của động cơ xăng
Bảng 3: Kết quả lưu lượng khí nạp
Bảng 4: Bảng kết quả tính thời gian kim phun

11
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1. Đặt vấn đề
Cùng với sự ra đời và phát triển của động cơ đốt trong, hệ thống cung
cấp nhiên liệu cho động cơ đốt trong cũng ngày càng phát triển để đảm
bảo yêu cầu về giảm khí thải, giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm tối đa
nhiên liệu Suốt thời gian qua, các hệ thống nhiên liệu trong xe hiện nay
đã thay đổi rất nhiều, những yêu cầu cho nó ngày càng khắt khe hơn.
Cùng với sự phát triển đó bộ chế hòa khí cũng ngày càng được phức tạp
hóa hơn, để đảm bảo động cơ hoạt động một cách hiệu quả nhất. Tuy bộ
chế hòa khí đã ngày càng phát triển nhưng vẫn tồn tại những khuyết điểm
không thể khắc phục. Sự ra đời của hệ thống phun xăng đã khắc phục
được những nhược điểm của bộ chế hòa khí, vì vậy ngày nay trên các
động cơ hầu hết đều dùng hệ thống phun xăng điện tử .
Sự ra đời của hệ thống phun xăng điện tử bắt đầu từ thế kỷ 19, một kỹ
sư người Pháp, ông Stevan đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu cho một máy
nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào
buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả nên không được thực hiện.
Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động
cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị
kích nổ và hiệu suất thấp). Tuy nhiên sau đó sáng kiến này đã được ứng
dụng thành công trong việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy
bay ở Đức. Đến năm 1966 hãng Bosch đã thành công trong việc chế tạo
hệ thống phun xăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu
được phun liên tục vào trước xupap.
Do hệ thống phun cơ khí còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm
80, Bosch đã cho ra đời hệ thống phun sử dụng kim phun điều khiển bằng
điện.

12
Đến năm 1984 người Nhật mua bản quyền của Bosch đã ứng dụng
hệ thống phun xang bằng điện trên các xe của hãng Toyota.
Ngày nay gần như tất cả các ôtô đều được trang bị hệ thống phun
xăng và diesel giúp động cơ đáp ứng được những nhu cầu gắt gao về khí
xả và tính tiết kiệm nhiên liệu. Với những ưu điểm nổi bật của hệ thống
phun xăng:
 Có thể cấp hỗn hợp không khí – nhiên liệu đồng đều đến từng
xilanh
 Đạt được tỷ lệ không khí – nhiên liệu chính xác với tất cả các
dải tốc độ của động cơ
 Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga
 Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp không khí – nhiên liệu dễ dàng:
có thể làm đậm hỗn hợp khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu
khi giảm tốc độ
 Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí – nhiên liệu cao
 Do kim phun được bố trí gần xupap hút nên dòng khí nạp trên
ống góp
 hút có khối lượng thấp sẽ đạt tốc độ xoáy lốc cao, nhờ vậy
nhiên liệu sẽ
 không bị thất thoát trên đường ống nạp và hòa khí sẽ được hòa
trộn tốt hơn
Nhờ những ưu điểm vượt trội đó mà mặc dù ra đời rất muộn nhưng hệ
thống phun xăng điện tử đã phát triển rất mạnh mẽ. Trong khi hiện nay
nền công nghiệp của các nước trên thế giới đang phải đối mặt với vấn đề
khan hiếm nhiên liệu khi các tài nguyên đang ngày càng cạn kiệt và ô
nhiễm môi trường một cách trầm trọng làm ảnh hưởng tới môi trường và

13
khí hậu toàn thế giới. Chính vì vậy sự ra đời của hệ thống phun xăng điện
tử như một lời giải về sự tiết kiệm nhiên liệu và ô nhiễm môi trường cho
công nghiệp ô tô nói riêng và công nghiệp thế giới nói chung.
Hình 1: Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử
Ở Việt Nam hệ thống phun xăng điện tử (EFI) mới chỉ mới xuất hiện
vào những năm gần đây. Năm 1995 cùng với sự ra đời của Toyota VN
các xe ô tô du nhập vào Việt Nam đã có mang theo công nghệ này, nhưng
còn chưa mạnh mẽ. Mãi những năm gần đây khi hội nhập thì hệ thống
phun xăng điện tử trên ô tô của Việt Nam cũng ngày càng phát triển
mạnh mẽ. Hiện nay ở nước ta đã có hơn 50% các xe ô tô đã sử dụng hệ
thống tiên tiến này. Tuy nhiên việc hệ thống này có phát triển mạnh mẽ
trong thời gian tới ở VN hay không đang đươc đặt một dấu hỏi lớn. Việc
sử dụng hệ thống này không khó, xong khi nó hỏng hóc hay cần bảo hành
thì kiến thức và kinh nghiệm của đại đa số thợ và kỹ sư trong nước hiện
nay chưa đủ để có thể can thiệp vào EFI. Mà có đủ thì cũng khó có thể
tìm phụ tùng thay thế đúng tiêu chuẩn. Chính vì vậy việc phát triển thợ
sửa chữa và các kỹ sư chất lượng cao cho ngành này đang là nhu cầu thiết
yếu để phát triển nó. Tuy nhiên các giáo trình ở Việt Nam về hệ thống

14
này gần như là chưa có hoặc nếu có cũng không được chi tiết và rõ ràng.
Vì vậy việc cấp thiết bây giờ là phải xây dựng tài liệu kỹ thuật về sửa
chữa và bảo dưỡng hệ thống này.
2. Giới thiệu đề tài
Xây dựng hệ thống phun xăng điện tử được điều khiển bởi
Labview và thu gọn mô hình để phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo
viên, mô hình đã được cải tiến và khắc phục được những mặc hạn chế của
những đề tài trước.
Dưới đây là những hình ảnh mô hình của những đề tài trước:
Hình 2: Mô hình đề tài của các khóa trước
Những đề tài này có những mặc hạn chế sau:
 Khung mô hình quá lớn, cồng kềnh làm cho việc di chuyển lên trên
lớp để giảng dạy trở nên khó khăn.

15
 Các mô hình còn dùng hộp ECU, nên giá thành khá cao.
 Khi đưa mô hình vào thực hành, sinh viên chưa có nhiều kinh
nghiệm sẽ làm hộp ECU dễ hư hỏng. Vì giá thành quá cao nên việc
thay thế trở nên khó khăn.
Dưới đây là hình ảnh của mô hình:

16
Hình 3: Mô hình của đề tài
 Ưu điểm
 Khung mô hình nhỏ gọn, vì là hình hộp nên tuy kích thước nhỏ
nhưng vẫn đáp ứng được việc bố trí đủ các chi tiết.
 Thay vì hộp ECU thì thay bằng Arduino Mega có giá thành rẻ hơn
so với hộp ECU rất nhiều.
 Với kích thước nhỏ nên việc di chuyển sẽ dễ dàng hơn, có thể đưa
trực tiếp lên lớp Mô hình có tính thẩm mỹ khá cao so với những
mô hình truyền thống. Nguồn sử dụng bộ nguồn tổ ong chuyển đổi
điện từ 220v thành 12v nên nguồn điện sẽ được ổn định hơn so với
ắc quy.
 Việc điều khiển các cảm biến đều được lập trình trên máy tính
cũng sẽ dễ cho việc thay đổi.
 Hạn chế
 Sử dụng nhiều giả lập. Vì là hình hộp và sử dụng mica nên khi rơi
rớt tỷ lệ hư hỏng khá cao.

17
 Để sinh viên hiểu được phương pháp lập trình, sinh viên phải nắm
vững kiến thức của các môn Vi xử lý ứng dụng và Vi điều khiển
ứng dụng.
3. Mục tiêu đề tài
Đề tài gồm những mục tiêu chính sau:
 Xây dựng mô hình phun xăng điện tử phục vụ công tác giảng dạy.
 Xây dựng cơ sở lý thuyết phục vụ đề tài thiết kế chuyển đổi hệ thống
phun xăng điện tử từ động cơ sử dụng bộ chế hòa khí.
 Giả lập được hệ thống và tính toán thời điểm phun xăng qua phần
mềm Labview.
4. Phương pháp thực hiện
Phương pháp sử dụng chính trong luận văn là phương pháp tính
toán lý thuyết kết hợp đo đạt thực nghiệm. Ngoài ra nhóm còn tham khảo
một số tài liệu, luận văn,...
5. Nội dung thực hiện
Nội dung chính của luận văn bao gồm:
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động,
nguyên lý xác định thời gian phun của hệ thống EFI.
 Tính toán lượng không khí nạp theo tốc độ động cơ.
 Xây dựng mô hình thực nghiệm đo đặc tuyến kim phun.
 Xây dựng khung bệ đỡ cho mô hình mô phỏng.
 Xây dựng giải thuật điều khiển
6. Phạm vi đề tài
Do chưa có điều kiện thử nghiệm, còn hạn chế về mặt thời gian và
kinh phí, nên đề tài dừng lại trong phạm vi sau:

18
 Mô phỏng tại một điểm chế độ làm việc cố định của động cơ
 Phương pháp xác định lượng khí nạp phải dựa trên tính toán lý
thuyết, giả định hiệu suất nạp.
 Đặc tuyến kim phun chỉ có ý nghĩa tại một áp suất khi bỏ qua ảnh
hưởng áp suất khí trên họng nạp trong mô hình thực nghiệm đo đặc
tuyến.
 Điều khiển thời gian phun cơ bản (A=1).
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
 Ý nghĩa khoa học: Đề tài là cơ sở lý thuyết ban đầu để thực
hiện quy trình thiết kế hệ thống phun xăng điện tử.
 Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài đã thiết kế chế tạo mô hình EFI
phục vụ cho việc dạy lý thuyết các môn học chuyên ngành.
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Hệ thống phun xăng điện tử
1.1 Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng
 Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu
Phải cung cấp đủ lượng nhiên liệu cần để hình thành hoà khí thích hợp
với mọi chế độ vận hành của động cơ.
Để thỏa mãn yêu cầu trên, các hệ thống cung cấp nhiên liệu phải:
 Lưu trữ nhiên liệu trong thùng nhiên liệu
 Đảm bảo cung cấp nhiên liệu không chứ bỏ khí
 Lọc sạch nhiên liệu
 Tạo và giữ ổn định áp suất nhiên liệu
 Đưa nhiên liệu dư thừa trở lại thùng nhiên liệu
 Chống bay hơi nhiên liệu

19
 Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu
Hình 4: Hệ thống nhiên liệu
Hình 5: Sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử
Nhiên liệu trong thùng nhiên liệu được bơm đến các van phun Với áp
suất nhất định nhờ bơm nhiên liệu. Một bộ lộc nhiên liệu được gắn sau
bơm để tránh các chất bẩn. Thông qua một bộ điều áp, áp suất nhiên liệu
được giữ cố định hoặc được điều chỉnh thích ứng với sự thay đổi áp suất

20
trong đường ống nạp. Để có thể cung cấp đủ lượng nhiên liệu cho mọi
chế độ vận hành, hệ thống cung cấp lượng nhiên liệu nhiều hơn cần thiết.
Phần nguyên liệu thừa được đưa trở về thùng nhiên liệu qua bộ điều áp.
Thùng nhiên liệu luôn phải được cân bằng áp suất khi động cơ hoạt động
nhưng phải đảm bảo xăng và hơi xăng không thoát ra môi trường. Điều
này đòi hỏi phải có một hệ thống làm thoáng khí và thông hơi phức tạp
cho thùng nhiên liệu. Hơi nhiên liệu được tạm chứa trong bình than hoạt
tính của hệ thống tái sinh và Được đưa có chủ đích vào buồng đốt nhờ
van tái sinh. Độ kín của thùng nhiên liệu luôn được giám sát bởi hệ thống
tự chuẩn đoán trực tiếp trên ô tô (OBD II).
 Bộ chế hoà khí
Hình 6: Nguyên lý hoạt động của bộ chế hòa khí
 Đặc điểm chính
Bộ chế hòa khí có nhiệm vụ hóa sương nhiên liệu và pha trộn với
không khí tạo thành hòa khí có tỉ lệ hòa trộn chính xác, lượng hòa khí cần
được tạo ra sao cho phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.
 Nguyên lý hoạt động

21
Trong kỳ nạp pittong di chuyển và tạo lực hút không khí vào xi
lanh, khi đi qua họng thắt của bộ chế hòa khí tốc độ của dòng không khí
được tăng lên do tiết diện họng thắt nhỏ hơn tiết diện ngõ vào, vị trí có
tiết diện nhỏ nhất cũng là nơi đông không khí đạt vận tốc cao nhất và tạo
ra áp suất chân không lớn nhất, vì thế đầu ra của ống nhiên liệu được đặt
tại đây nhiên liệu được không khí cuốn theo hóa sương và hoà trộn với
nhau trong buồng trộn. Để tăng khả năng hóa sương của nhiên liệu không
khí được dẫn qua vòi phun không khí vào phía dưới mặt nhiên liệu để tạo
ra một sự hỗn hợp không khí và nhiên liệu được điều khiển bởi van bướm
ga.
 Hạn chế
Các mạch xăng trong chế hòa khí khi hoạt động sẽ được điều khiển
bằng cơ khí ở bộ chế hòa khí, nên thành phần hỗn hợp sẽ không thể tối ưu
nhất. Thường xuyên tạo ra hiện tượng thừa, thiếu xăng tại buồng đốt. Bộ
chế hòa khí bởi được điều chỉnh bằng cơ nên sẽ có khi vật liệu cảm thấy
“mỏi” đặc biệt là zicler, phao xăng. Bộ chế hòa khí nếu lắp cho xe nhìn sẽ
khá cồng kềnh, và thiếu thẩm mỹ.
 Phun xăng đơn điểm
Phun một điểm là một hệ thống phun được điều khiển điện tử trong
đó khi phun nhiên liệu điện tử phun nhiên liệu không liên tục vào đường
ống nạp tại một điểm trung tâm phía trước của van tiết lưu. Hệ thống
phun một điểm của Bosch Được gọi là Mono-jetronic và Mono-
Motronic.

22
Hình 7: Phun xăng đơn điểm
Hình 8: Hệ thống phun xăng đơn điểm
 Đặc điểm chỉnh
- Kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các xi lanh của
động cơ bên trên bướm ga.
- Nhiên liệu được phun trung tâm vào van bướm ga ngay trước van
bướm ga, nhiên liệu được hóa sương trước khi qua khe mở của van
bướm và bay hơi ở thành nóng ở đường ống nạp hay ở các bộ gia
nhiệt phụ để cải thiện khả năng hòa trộn không khí – nhiên liệu.
- Hệ thống phun xăng đơn điểm có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so
với hệ thống phun xăng đa điểm.

23
Hệ thống phun nhiên liệu đơn điểm đã cải tiến ngoài hệ thống phun
nhiên liệu nhỉ gọn giai đoạn trở thành một phần của hệ thống quản lý
động cơ toàn diện. Các hệ thống phun đơn điểm khác nhau, khác nhau về
thiết kế của phun trung tâm đơn vị. Tất cả các hệ thống đều có một kim
phun nằm phía trên tấm tiết lưu; khác với các đơn vị phun đa điểm mà
chúng thường xuyên hoạt động ở áp suất thấp (0,7…. 1 bar). Điều này có
nghĩa là có thể sử dụng máu bơm nhiên liệu điện thuỷ động rẻ tiền,
thường được sử dụng dưới dạng một đơn vị trong thùng. Kim phun được
xả liên tục bởi nhiên liệu chảy thông qua nó để ngăn sự hình thành các
bọt khí. Sự sắp xếp này là một tuyệt đối cần thiết trong một hệ thống áp
suất như vậy. Ký hiệu ‘’phun đơn điểm’’ (SPI) tương ứng với các thuật
ngữ phun nhiên liệu trung tâm (CFI), phun vào trong bướm ga (TBI) và
Mono-Jetronic (Bosch).
 Ưu điểm của hệ thống phun xăng đơn điểm
+ Tiết kiệm nhiên liệu tối đa: Tại hệ thống này, từng xilanh sẽ có
riêng một vòi phun, vòi phun được điều khiển thông qua bộ xử lý trung
tâm bởi các xilanh cung cấp lượng xăng ổn định, đủ đều ở mọi chế độ,
không gây ra hiện tượng ngộp xăng, do đó nếu xe bị đổ hay chết máy thì
cũng không phải kéo le gió hoặc khó nổ.
+ Nhiên liệu được cung cấp đủ ổn định nên xe luôn di chuyển êm
ái nhất. Đây cũng là cách giúp các bộ phận của xe trở nên bền bỉ nhất.
+ Cung cấp đủ nhiên liệu cho động cơ trong mọi chế độ và tải
trọng cực nhanh, hiệu quả bởi khả năng tuyệt vời từ bộ xử lý trung tâm
ECU.
 Hạn chế
Cấu tạo tương đối phức tạp, chi phí bảo dưỡng cao, sữa chữa khó.
 Phun xăng đa điểm

24
Phun đa điểm tạo ra các điều kiện tiên quyế lý tưởnt để đáp ứng
các nhu cầu đặt ra trên một hệ thống hình thành hỗn hợp. Trong hệ thống
phun đa điểm, mỗi xi lanh được gắn một kim phun nhiên liệu, phun nhiên
liệu trực tiếp trước van nạo của xi lanh đó. Ví dụ về các hệ thống như vậy
là KE- và L-Jetronic với các biến thể tương ứng của chúng.
Hình 9: Phun xăng đa điểm
+ Mỗi xi lanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước xupáp
nạp, các van phun này được gắn ở đường ống nạp, thường ở trước các
xupap nạp, nhờ đó khoảng cách từ vị trí phun đến miệng đế xupap dài
bằng nhau vad hoà khí được phân bố đồng đều giữa các xi lanh.
+ Vòi phun được đặt gần xupap nạp giúp giảm bớt nhiên liệu bị
đóng màng trên thành ống nạp khi động cơ lạnh và giảm sự hình thành
các khí thải độc hại.

25
Không khí nạp chảy qua bộ lọc không khí, cảm biến lưu lượng khí
và van tiết lưu, trước khi vào đường ống nạp và tiếp tục đến các xi lanh
riêng lẻ.
Nhiên liệu được cung cấp từ thùng nhiên liệu bằng máy bơm nhiên
liệu điện. Sau đó, nó chảy qua bộ tích tụ nhiên liệu và bộ lọc nhiên liệu
đến bộ phân phối nhiên liệu. Một bộ điều chỉnh áp suất trong bộ phân
phối nhiên liệu duy trì nhiên liệu ở áp suất hệ thống không đổi. Nhiên liệu
chảy từ bộ phân phối nhiên liệu đến các kim phun. Nhiên liệu dư thừa mà
động cơ không yêu cầu đưa trở lại bình chúa.
 Ưu điếm của hệ thống phun xăng đa điểm
Công nghệ phun nhiên liệu đa điểm giúp cải thiện hiệu quả sử dụng
nhiên liệu của xe. MPFI sử dụng kim phun nhiên liệu riêng cho từng
xilanh, do đó không có hiện tượng hao xăng theo thời gian. Nó làm giảm
mức tiêu thụ nhiên liệu đến các kim phun. Nhiên liệu dư thừa mà động cơ
không yêu cầu được đưa trở lại bình chứa.
 Ưu điểm của hệ thống phun xăng đa điểm
+ Công nghệ phun nhiên liệu đa điểm giúp cải thiện hiệu quả sử
dụng nhiên liệu của xe. MPFI sử dụng kim phun nhiên liệu riêng cho từng
xi lanh, do đó không có hiện tượng hao xăng theo thời gian. Nó làm giảm
mức tiêu thụ nhiên liệu và làm cho xe hoạt động hiệu quả và tiết kiệm
hơn.
+ Các phương tiện sử dụng công nghệ ô tô MPFI có lượng khí thải
carbon thấp hơn các phương tiện cũ vài thập kỷ. Nó làm giảm sự phát thải
của các hoá chất độc hại hoặc khói, thải ra khi nhiên liệu được đốt cháy.
Việc cung cấp nhiên liệu chính xác hơn sẽ làm sạch khí thải và tạo ra các
sản phẩm phụ ít độc hại hơn. Do đó, động cơ và không khí vẫn sạch hơn.

26
+ Hệ thống MPFI cải thiện hiệu suất động cơ. Nó phun không khí
trong ống nhỏ thay vì nạp khí bổ sung, và tăng cường phân phối nhiên
liệu từ xi lanh đến xi lanh để hỗ trợ hiệu suất động cơ.
+ Nó khuyến khích phân phối hỗn hợp nhiên liệu không khí đồng
đều hơn đến từng xi lanh để giảm sự chênh lệch công suất phát triển trong
từng xi lanh.
+ Công nghệ ô tô MPFI cải thiện phản ứng động cơ khi tăng và
giảm tốc đột ngột.
+ Động cơ MPFI rung ít hơn và không cần phải quay lại hai lần
hoặc ba lần trong thời tiết lạnh.
+ Nó cải thiện chức năng và độ bền của các thành phần động cơ.
+ Hệ thống MPFI khuyến khích sử dụng và phân phối nhiên liệu
hiệu quả.
 Hạn chế
+ Hệ thống phức tạp do đó tốn kém.
+ Nó đòi hỏi nhiều không gian hơn.
 Phun xăng trực tiếp
Phun xăng trực tiếp (GDI), còn được gọi là phun xăng trực tiếp
(PDI), là một hệ thống tạo hỗn hợp cho động cơ đốt trong chạy bằng
xăng, nơi nhiên liệu được phun vào buồng đốt. Điều này khác biệt với hệ
thống phun nhiên liệu dạng ống góp, hệ thống này sẽ phun nhiên liệu vào
đường ống nạp.
Việc sử dụng GDI có thể sẽ giúp tăng hiệu suất động cơ và công suất cụ
thể cũng như giảm lượng khí thải.

27
Hình 10: Phun xăng trực tiếp
+ Hệ thống phun xăng trực tiếp luôn là hệ thống phun xăng đa
điểm nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt dưới áp suất cao từ
các vòi phun được điều khiển bằng điện (hoà khí được hình thành bên
trong).
+ Sau đó nhiên liệu hoà trộn với không khí thành một hỗn hợp
đồng nhất hoặc không đồng nhất tuỳ theo cấu tạo và chế độ vận hành của
động cơ.
+ Phun xăng trực tiếp tránh được các nhược điểm như nhiên liệu bị
đóng mảng ở thành ống, phân phối nhiên liệu không đồng đều, tuy nhiên
phương pháp này đặt ra những yêu cầu rất cao cho việc điều chỉnh điện tử
của hệ thống phun nhiên liệu.
Hoạt động bằng cách hút hỗn hợp xăng và không khí vào xi lanh,
nén nó bằng một pít-tông và đốt cháy nó băng tia lửa điện. Vụ nổ dẫn đến
đẩy piston đi xuống, tạo ra công suất. Hệ thống phun nhiên liệu gián tiếp
truyền thống trộn xăng và không khí trước trong một khoang nằm ngay
bên ngoài xi lanh được gọi là ống nạp. Trong hệ thống phun xăng trực

28
tiếp, không khí và xăng không được trộn nước. Thay vào đó, không khí đi
vào qua đường ống nạp, trong khi xăng được phun trực tiếp vào xi lanh.
Hình 11: Hệ thống phun xăng trực tiếp với kim phun nằm ở phía
bên phải
 Ưu điểm của hệ thống phun trực tiếp
Hệ thống phun trực tiếp cho phép kiểm soát chính xác hơn việc đo
nhiên liệu, đó là tượng nhiên liệu phun vào và thời điểm phun, điểm
chính xác khi nhiên liệu được đưa vào xi lanh. Vị trí của kim phun cũng
cho phép tạo ra kiểu phun tối ưu hơn giúp chia nhỏ xăng thành những
giọt nhỏ hơn. Kết quả là quá trình đốt cháy hoàn toàn hơn. Nói cách khác,
lượng xăng được đốt cháy nhiều hơn, dẫn đến nhiều năng lượng hơn và ít
ô nhiễm hơn từ mỗi giọt xăng.
 Nhược điểm của hệ thống phun xăng trực tiếp
Nhược điểm chính của động cơ phun trực tiếp là phức tạp và tốn
kém. Hệ thống phun trực tiếp đất hơn để xây dựng vì các thành phần của
chúng phải chắc chắn hơn. Chúng xử lý nhiên liệu ở áp suất cao hơn đáng
kể so với hệ thống phun gián tiếp và bản thân các kim phun phải có khả
năng chịu được nhiệt và áp suất đốt cháy bên trong xi lanh.

29
1.2 Hệ thống phun xăng điển tử EFI
Hệ thống phun xăng sử dụng bơm nhiên liệu đề tạo áp suất và vòi
phun đề phun nhiên liệu ở dạng sương tỉnh vào không khí nạp. Nhờ đó,
làm tăng diện tích bề mặt hóa hơi của nhiên liệu. Vì vậy, nhiên liệu hóa
hơi nhanh hơn, giúp hòa trộn với không khí tốt hơn, làm cháy hết hoàn
toàn và ít phát thải ô nhiễm.
Trong trường hợp phun xăng nhiên liệu gián tiếp ( hòa khí hình
thành bên ngoài buồng đốt ), vòi phun được đặt sao cho nhiên liệu được
phun vào đường ống nạp hoặc vào khung van bướm ga. Đối với trường
hợp phun nhiên liệu trực tiếp ( hòa khí được hình thành bên trong buồng
đốt ), vòi phun được đặt sao cho nhiên liệu được phun vào buồng đốt.
Bộ điều chỉnh điện tử của hệ thống điều chỉnh tối ưu tỉ lệ hòa khí (
chất ) và lượng hòa khí được tạo ra (lượng) trong tương ứng với chế độ
vận hành của động cơ.
Hệ thống phun xăng phải đạt những mục tiêu sau:
 Momen xoắn của động cơ lớn
 Công suất của động cơ lớn
 Các đặc tính, tính năng vận hành của động cơ tốt
 Ít tiêu thụ nhiên liệu
 Ít phát thải ô nhiễm
1.3 Hệ thống LH-Motronic
LH-Motronic là một thế hệ phát triển kế tiếp của hệ thống LH-
Jeytronic. ECU điều khiển các van phun điện từ theo phương pháp tuần
tự. Quá trình phun diễn ra trong đường ống nạp ở vị trí ngay trước xú pắp
nạp của động cơ. Thời điểm phun xảy ra trong lúc xú pắp nạp hãy còn
đóng. Những đại lượng điều khiển chính được dùng là tốc độ quay động
cơ và khối lượng không khí nạp (hệ thống m/n0. Khối lượng không khí

30
nạp được xác định bằng bộ đo khối lượnh không khí kiểu dây nhiệt hoặc
mảng nhiệt, và đây cũng là dấu hiệu đặc trưng bên ngoài của hệ thống
LH-Motronic
Hình 12: Hệ thống phun xăng đa điểm LH- Jetronic
Khi động cơ làm việc bơm xăng hút xăng từ thùng chứa đẩy qua
bầu lọc nạp đầy vào dàn phân phối với áp suất khoảng 2.5 – 3 bar. Xăng
từ dàn phân phối nạp đầy vào các vòi phun chính và phụ của hệ thống.
Đến kì nạp xupap nạp mở không khí sạch được hút vào buồng đốt của
động cơ, lượng không khí nạp và độ mở cửa bướm ga được cảm biến đo
gió và cảm biển vị trí bướm ga ghi lại và báo cáo về ECU.
Tại bộ điều khiển trung tâm ECU các thông số về chế độ làm việc
của động cơ do các cảm biến ghi nhận và gửi về sẽ được tính toán theo
một chương trình đã được cài sẵn. Từ đó ECU sẽ điều chỉnh hượng xăng
phun ra thích hợp nhất với từng chế độ tải của động cơ.
Trong quá trình làm việc lưu lượng xăng do bơm cung cấp nhiều
hơn lưu lượng cần thiết của động cơ. Vì vậy nhiên liệu luôn được lưu

31
thông giúp quá trình làm mát hệ thông được tốt và loại trừ các bọt xăng,
động cơ khởi động dễ dàng.
 Các hệ thống con của hệ thống LH-Motronic
Hệ thông nạp khí
Không khí được hút và được lọc ở bộ lọc không khí sẽ đi qua bộ
đo khối lượng không khí. ECU ghi nhận các kết quả từ bộ đo này dưới
dạng tín hiệu điện áp. Một nhiệt điện trở kiểu NTC dùng được làm cảm
biến nhiệt độ không khí, có thể được tích hợp sẵn trong bộ đo khối lượng
không khí. Độ sụt điện áp đo được ở hai đầu điện trở tỉ lệ với nhiệt độ
không khí nạp.
Hệ thông cung cấp nhiên liệu
Hệ thông 2 đường ống thường được áp dụng ở LH- Motronic. Một
bơm tiếp vận dùng điện được gắn hoặc ở trong thùng nhiên liệu (bơm lắp
trong thùng) hoặc ở sàn dưới xe (bơm lắp trên đường ống) đưa nhiên liệu
từ thùng nhiên liệu qua bộ lọc nhiên liệu đến ống phân phối để cung cấp
cho tất cả các van phun. Ở cuối bộ phân phối là điều áp chức năng giữ cố
định độ chênh lệch giữa áp suất trong ống phân phối với áp suất trong
đường ống nạp ở khoảng 3.5 bar. Từ bộ điều áp này, nhiên liệu thừa chảy
về thùng nhiên liệu bằng đường Ống hồi nhiên liệu.
Hệ thống thu hồi hơi nhiên liệu
Hydrocacbon được tạm chứa trong bình than hoạt tính phải được
hút ra và đem đốt ở chế độ vận hành thích hợp, thí dụ như lúc chạy tải
nhỏ. Khi đó, van tái sinh bình than hoạt tính ( van thông hơi thùng nhiên
liệu ) được ECU điều khiển mớ ra để không khí và hydrocacbon có thể
được hút đi dưới tác dụng của áp suất chân không trong đường Ống nạp.
Hệ thống hồi lưu khí thái

32
Hệ thông hồi lưu khí thải có thể được sử dụng để cải thiện các chỉ
số phát thải ô nhiễm.
 Ưu điểm của hệ thống LH-Motronic
+ Hỗn hợp xăng khí đồng đều được cấp cho từ xylanh, do đó hạn
chế đến mức tối thiểu việc chênh lệch năng lượng giữa các xy lanh.
+ Tiếng ồn trong động cơ phun xăng đa điểm rất thấp, do tuổi thọ
của các bộ phận động cơ tăng.
+ Không cần khởi động độgn cơ đến lần 2, lần 3, trong trường hợp
khởi động nguội như là đối với hệ thống carburetor.
+ Phản ứng ngay lập tức, trong trường hợp tăng tốc haowjc giảm
tốc đột ngột.
+ Lượng hỗn hợp xưng khí được cung cấp vào buồng đốt chính xác
hơn. Do đó, việc nổ hoàn toàn diễn ra, việc này giúp tận dụng tối đa cung
ứng và mức độ thải thấp hơn.
1.4 Kết cấu cơ bản của hệ thống EFI
 Khái quát
EFI có thể chia thành 3 khối chính
+ Hệ thống điều khiển điện tử
+ Hệ thống nhiên liệu
+ Hệ thống khí nạp
EFI cũng có thể chia thành điều khiển phun nhiên liệu cơ bản và
điều khiển hiệu chính.

33
Hình 13: Sơ đồ các cảm biến và các phần tử chấp hành trên hệ thống
phun xăng đa điểm LH-Jetronic.
 Hệ thống điều khiển điện tử
ECU động cơ
ECU này tính thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vào các tín hiệu
từ Các cảm biến.
Cảm biến tốc độ quay động cơ
ECU đo tốc độ quay động cơ tín hiệu của cảm biến Hall gắn trong
bộ chia điện. ECU kết hợp tốc độ quay động cơ và vị tri của van bướm ga
đề xác định thời gian điều khiển mở van phun nhằm cung cấp lượng
nhiên liệu cơ bản. Nếu cảm biến B5 bị hỏng thì động cơ không hoạt động
được vì ECU không thể xác định được lượng nhiên liệu cần cung cấp và
số lần phun. Tín hiệu cảm biến B5 được kiểm tra ở chân 26 (đầu kẹp 7),
chân 27 (đầu kẹp 8h) của ECU và đầu kẹp 31 (đầu kẹp 31).
Phản ứng với từ tính. Cảm biến này có nam châm riêng, nhưng
cũng là một phần của thiết bị điện tử phản ứng với sự gần gũi của nam
châm. Trong trường hợp cảm biến HALL có nam châm tích hợp, kim loại
của bánh xe kích hoạt đảm bảo rằng từ tính đến cảm biến. Hầu hết các
cảm biến HALLL sẽ chuyền sang đất nếu có kim loại gần đó. Tín hiệu
này bị ngắt nếu không có kim loại gần đó. Do đó, cảm biến không tạo ra

sóng sin và không thể đo điện áp. Cần có điện trở "pull-up" để tạo tín
hiệu chuyển mạch.
Cảm biến vị trí bướm ga
ECU xác định tín hiệu từ tién hiệu điện áp của cảm biến vị trí
bướm gắn trong cụm phanh chính ECU sử dụng các biểu đồ đặc trưng để
tính ra góc mở của van bướm ga từ biên độ của điện áo đó được và kết
hợp với tốc quay của động cơ để xác định lượng không khí nạp.
Vị trí bướm ga và tố độ mở hoặc đóng của nó được truyền đến mô-
đun điều khiển động cơ và thông tin đó là một trong những yếu tố mà
máy tính sử dụng để quyết định lượng nhiên liệu được phun vào động cơ.
34

35
Cản biến lưu lượng không khí
Bộ đo khối lượng không khí nằm giữa bộ lọc không khí và van tiết
lưu, đo khối lượng không khí vào. Thông qua thông tin này, bộ phận chỉ
huy sẽ tính toán lượng nhiên liệu chính xác cho các điều kiện hoạt động
khác nhau của động cơ. Trong thực tế, các máy đo khối lượng không khí
của dây nhiệt và màng nóng được sử dụng. Cả hai cảm biến đều hoạt
động theo nguyên tắc giống nhau một màng platin hoặc dây platin có điện
trở tốt nằm rất gần với cảm biến nhiệt độ trong buồng không khí vào. Bộ
chỉ huy nhận được tín hiệu điện áo tỷ lệ với khối lượng không khí, và dựa
Hình 16: Cảm biến lưu lượng không khí
Cảm biến áp suất khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp thường được gắn trong ống nạp nên đầu
hút sẽ tiếp xúc với không khí đi vào động cơ. Trên động cơ sử dụng cảm
biến lưu lượng khí khói (MAF) đẻ theo dõi khối lượng không khí đi vào
động cơ, cảm biến MAP cũng sẽ có cảm biến nhiệt độ không khí được
tích hợp bên trong. ECU sử dụng thông tin này để hiệu chỉnh lượng nhiên
liệu phun thêm. Thời gian phun có thẻ kéo dài thêm đến 20% khi không
khí có nhiệt độ thấp.
vào đó nó sẽ tính toán lưu lượng gió cần thiết.

36
Hình 17: Cảm biến áp suất khí nạp
Cảm biến nhiệt độ động cơ
Cảm biến nhiệt độ động cơ thông báo cho ECU của động cơ về sự
thay đổi hiện tại và liên tục của nhiệt độ động cơ. Đến lượt mình, ECU sẽ
điều chỉnh và điều chỉnh lượng nhiên liệu & thời điểm đánh lửa. Dữ liệu
từ cảm biến nhiệt độ động cơ cung cấp kết quả đo nhiệt độ động cơ trên
bảng đồng hỏ. Dựa trên dữ liệu này, ECU cũng điều khiển các chức năng
bồ sung như bật / tắt quạt làm mát động cơ.
Hình 18: Cảm biến nhiệt độ động cơ
Cảm biến lambda

ECU nhận biết tình trạng oxy còn lại trong thải dựa trên điện áp đọ
từ cảm biển A và điều chỉnh lượng nhiên liệu cần phun về = 1 . Vì cảm
biển chỉ hoạt động ở khoảng nhiệt độ từ 250 °C đến 300 °C nên bộ gia
nhiệt bằng điện được sử dụng để nhanh chóng làm nóng cảm biến đến
nhiệt độ làm việc hiệu quả. Khi cảm biến hỏng, ECU không còn điều
được nữa mà chỉ điều khiến hệ thống trộn hòa khí. Tin hiệu của cảm biến
có thể được kiểm tra bằng Này hiện sóng ở các chân 17 và đầu kẹp 31.
Bộ gia hhiệt cảm biến nhận điện áp nguồn từ đầu kẹp 87 của rơle K2 và
nối với đầu kẹp 31.
Hình 19: Cảm biến Oxy
 Hệ thống nhiên liệu
Bình nhiên liệu: Dùng để tích trữ nhiên liệu
37

38
Hình 21: Bơm nhiên liệu
Hình 20: Thùng nhiên liệu
Bơm nhiên liệu: Bơm nhiên liệu từ bình nhiên liệu đến kim phun
Lọc nhiên liệu: Lọc để loại bỏ các tạp chất có trong nhiên liệu
Hình 22: Lọc nhiên liệu

39
Bộ điều áp nhiên liệu: Dùng để điều chỉnh áp suất nhiên liệu ở
mức phù hợp, đảm bảo cho kim phun nhiên liệu làm việc đúng và hiệu
quả.
Hình 23: Bộ điều áp nhiên liệu
 Hệ thống khí nạp
Bộ lọc khí
Có tác dụng lọc và ngăn ngừa bụi bẩn trong không khí vào hệ
thống nhiên liệu, dầu nhớt, hệ thống làm mát (điều hoà) và vào buồng đốt
động cơ.

40
Hình 24: Bộ lọc không khí
Bướm ga
Là cơ cấu điều khiển và hoà trộn hỗn hợp nhiên liệu trước khi hỗn
hợp nhiên liệu vào động cơ, đảm bảo được hỗn hợp nhiên liệu phù hợp
với thông số mà nhà sản xuất đưa ra.
Hình 25: Bướm ga
3. Phân loại hệ thống EFI
Có hai loại hệ thống EFI được phân loại theo phương pháp phát
hiện lượng không khí nạp vào đường ống nạp.
a). L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng không khí)
Loại này sử dụng một cảm biến lưu lượng khí nạp đề phát hiện
lượng không khí chạy vào đường ống nạp.
Có hai phương pháp phát hiện: Một loại trực tiếp đo khối không
khí nạp và một loại thực hiện các hiệu chính dựa vào thể tích không khí.
b). D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp)

41
Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng không
khí nạp theo tỷ trọng của không khí nạp.
4. Cơ sở xác định lượng nhiên liệu phun trong một chu trình
4.1 Lý thuyết về hoà khí
 Nguyên lý cơ bản
Động cơ ô tô là những động cơ sử dụng nhiên liệu xăng, cồn
methanol hay khí hoá lỏng. Hỗn hợp không khí – nhiên liệu cần thiết và
cháy hết hoàn toàn trong động cơ nếu như có thẻ.
 Nhiệm vụ của hệ thống tạo hoà khí
Tương ứng với mỗi chế độ vận hành của động cơ, hệ thống tạo hoà
khí phải tạo ra đủ lượng hỗn hợp không khí – nhiên liệu cần thiết và cháy
hết hoàn toàn trong động cơ nếu như có thể.
 Sự cháy hết hoàn toàn của một hỗn hợp không khí – nhiên liệu
Sự cháy hết hoàn toàn của một hỗn hợp không khí – nhiên liệu
được hiểu là tất cả các nguyên tố hydro và cacbon của nhiên liệu được
oxy hoá bởi khí oxy trong không khí để tạo ra khí carbonic (CO2), hơi
nước (H20) và năng lượng nhiệt (để sinh công có ích)
Phân tử của mỗi loại nhiên liệu, tuỳ theo cấu trúc và kích thước
phân tử, có chứa lượng nguyên tử hydro và carbon khác nhau, do đó cần
một lượng không khí nhất định để cháy hết hoàn toàn. Việc đốt cháy sẽ
khó hơn trong điều kiện quá thiếu hay quá thừa không khí. Khi đó nhiên
liệu chỉ cháy một phần. Khi tỷ lệ hoà trộn cao hơn hoặc thấp hơn những
trị sẻ giới hạn nhất định (các giới hạn bắt lửa) thì hỗn hợp không cháy
được nữa.
 Tỷ lệ hoà trộn

42
Tỷ lệ hoà khí mô tả các thành phần của hỗn hợp không khí và
nhiên liệu. Tỷ lệ này được phân biệt thành tỷ lệ hoà khí lý thuyết và tỷ lệ
hoà khí thực tế.
 Tỷ lệ hoà khí lý thuyết
(tỷ lệ hoà khí lý tưởng = nhu cầu không khí trên lý thuyết). Tỷ lệ
này cho biết phải cần bao nhiêu kg không khí để đốt cháy hết hoàn toàn 1
kg nhiên liệu. Thí dụ: để đốt cháy hết hoàn toàn 1 kg xăng thì cần khoảng
14,8 kg hay 10.300 lít không khí.
 Tỷ lệ hoà khí thực tế
Tuỳ vào tình trạng vận hành của động cơ, tỷ lệ này có độ sai lệch so
với lý thuyết. Khi tỷ lệ nhiên liệu cao hơn, thí dụ 1: 13, hoà khí được
gọi là “đậm” (thiếu không khí). Nếu thành phần nhiên liệu ít hơn, thí
dụ như 1:16, hỗn hợp được gọi là hòa khí “nhạt” (dư không khí).
 Hệ số dư lượng không khí (� = ��)
Hệ số dư lượng không khí 2 là tỷ lệ giữa khối lượng không khí
thực tế được nạp vào buồng đốt và khối lượng không khí lý thuyết cần
thiết để đốt cháy hoàn toàn hòa khí.
Hệ số dư lượng không khí λ =
khối lượng không khí nạp vào (kg)
khối lượng không khí lý thuyết (kg)
Tỷ lệ hòa khí lý tưởng cho xăng là 1:14,8 tương ứng với hệ số dư
lượng không khí λ = 1. Trong trường hợp này, động cơ nhận được đúng
lượng không khí để đốt cháy hoàn toàn lượng nhiên liệu được cung cấp.
Ngược lại, nếu nạp vào theo tỷ lệ 16 kg không khí và 1 kg nhiên liệu thì
hệ số dư lượng không khí là:
λ =
16,0 kh không khí
= 1,08
14,8 kg không khí

43
Điều này có nghĩa là một hỗn hợp hòa khí “nhạt” được hình thành,
chứa nhiều không “khí” hơn lượng không khí cần thiết để đốt cháy hoàn
toàn nhiên liệu. Khi đó, lượng không khí thừa là 8%
Hình 27: Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí
Với những động cơ được phun nhiên liệu vào đường ống nạp và sử
dụng bộ xúc tác khí thải, hệ số dư lượng không khí phải được giữ sát với
trị số λ = 1 để đạt được hiệu malt It suất xử lý khí thải cao nhất.
• Tỉ lệ không khí trên nhiên liệu lý tưởng
Đối với xăng là 14.7
(
�
) =
��
� ��
78 �
Với phương trình cháy trên:
�
(�
)�� =
��
��
(32+ ×28) ×(�+ )
= 21 4
(12�+�)

44
�
��
�
Giá sử công thức của xăng là: �8�8 (x=8; y=18) thì
� �� (32+78 18
�28) ×(8+ )
( )�� = ��
= 21 4
= 14.9
(12×8+18)
Tỉ lệ không khí nhiên liệu thực tế:
(
�
�
)�� =
��
��
Hệ số lambda:
Hệ số dư không khí:
Chú thích:
(
�
)��
λ = �
( )
�
α =
matt
malt
malt : lượng không khí vừa đủ đốt hết nhiên liệu
matt : lượng không khí thực tế nạp vào động cơ
�� : lượng nhiên liệu phun vào động cơ
Phản ứng cháy lý tưởng trên động cơ
Phản ứng cháy lý tưởng trên động cơ xăng

45
� � + (x+
78
� ) →�� +�
� �+ (x �
)78
�
� � 21 2 2 2 2 4 21 2
1mol ( x+ �
)mol
4
��
Khối lượng nhiên liệu
�� = (12x + y) × 1mol = (12x + y)
Khối lượng không khí lý tưởng đốt cháy vừa đủ ��
� = (32+78
×28) × ( x+�
)mol
�� 21 4
Cháy nghèo
� > 1;� > 1;� < 1
Cháy đúng lý thuyết
� = 1;� = 1;�= 1
Cháy giàu
� < 1;� < 1;� > 1
Hỗn hợp loãng, nhiên
liệu cháy hoàn toàn mà
vẫn dư không khí
Tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu
và không khí là lý
tưởng, rất hiếm khi xảy
ra trong quá trình cháy
của nhiên liệu trong
động cơ
Hỗn hợp đậm, nhiên
liệu cháy không hoàn vì
thiếu không khí
Bảng 1: Tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu
Để hoạt động, động cơ xăng cần ô xy và nhiên liệu. Trong không
khí, ô xy chiếm 21%. Trong nhiên liệu, chủ yếu chứa các hợp chất
hydrocarbons. Khi nhiên liệu cháy trong không khí sẽ sản sinh ra năng
lượng. Tỉ lệ hòa trộn lý thuyết đủ để không khí đốt hết nhiên liệu là
14.7:1 gọi là tỉ lệ hóa học lượng pháp (λ). Suất tiêu hao nhiên liệu của

46
động cơ xăng phụ thuộc nhiều vào tỉ lệ 1. Trong các động cơ ngày nay, để
suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất, tỉ lệ này dao động từ (15 – 18) :1, nghĩa
là cần (15 – 180kg không khí để đốt cháy 1kg nhiên liệu tương đương
10.000L không khí để đốt cháy 1L nhiên liệu.
Ảnh hưởng của lambda đến động cơ
 λ = 1 Tỉ lệ hòa trộn lý tưởng tức là lượng không khí nạp thực tế
bằng lượng không khí ý tưởng, nhiên liệu và không khí đều cháy
hết.
 λ > 1: Tỉ lệ hòa trộn nghèo nhiên liệu tức là lượng không khí nạp
thực tế lớn hơn lượng lượng không khí lý tưởng, không khí nạp dư.
 λ < 1: Tỉ lệ hòa trộn giàu nhiên liệu tức là lượng không khí nạp
thực tế nhỏ hơn lượng không khí lý tưởng, nhiên liệu nạp dư cháy
không hết.
 λ=1 là tỉ lệ hòa trộn lý tưởng nhất, trong thực tế, tùy từng điều kiện
hoạt động thực đôi lúc tỉ lệ này phải lớn hơn 1. Ví dụ, khi chạy không
tải hoặc khi bướm ga ở vị trí mở cực đại thì người ta cần λ<1 để động
cơ đạt được công suất tốt hơn. Hệ thống điều khiển động cơ phải điều
khiển và duy trì tỉ lệ phù hợp với từng điều kiện hoạt động cụ thể của
động cơ.
 Trong các động cơ hiện đại ngày nay thường lắp thêm bộ chuyển
đổi xúc tác để chuyển đổi các chất khí độc hại (NOx, CO, HC)
thành các chất khí không độc hại (CO2, H2O). Để bộ chuyển đổi
xúc tác hoạt động hiệu quả nhất thì phải duy trì tỉ lệ λ=1. Nhìn vào
biểu đồ hóa học lượng pháp ta thấy khi 1 thì nồng độ các chất độc
hại có trong khí thải là ít nhất. Do vậy, hệ thống nhiên liệu cần có
phương tiện để đo đếm chính xác lượng nhiên liệu và không khí để
duy trì tỉ lệ λ.

47
4.2 Các chế độ hoạt động của động cơ
Trạng thái vận hành điều kiện nhận biết Yêu cầu về λ
Khởi động Ne = 0 → ne ≠ 0 λ < 1, phụ
thuộc nhiệt độ
nước
Làm nóng Nhiệt độ nước
Cầm chừng Bướm ga = 0% λ ≤ 1
Tải nhỏ Bướm ga < 15-20% λ ≤ 1
Nửa tải - λ ≤ 1
Toàn tải Bướm ga > 75-80% λ = 0.85-0.95
Tăng tốc Bướm ga mở nhanh λ << 1
Giảm tốc Bướm ga đóng nhanh
Cắt nhiên liệu
Thả trôi (Bướm ga =0) & (ne > cầm
chừng)
Vượt tốc ne > tốc độ giới hạn
Bảng 2: Các trạng thái vận hành của động cơ xăng
Chế độ khởi động lạnh
Khi khởi động lạnh, nhiên liệu bay hơi không tốt, dễ ngưng tụ bám
vào thành ống nạp và buồng cháy làm cho tỉ lệ hỗn hợp loãng, động cơ
khó khởi động. Vì vậy yêu cầu phải bổ sung thêm 1 lượng nhiên liệu
ngoài lượng nhiên liệu cơ bản tỉ lệ hòa khí khi khởi động lạnh.
Chế độ hâm nóng động cơ

48
Sau khi khởi động, nhiệt độ động cơ còn thấp ma sát lớn do đó cần
phải cung cấp thêm 1 lượng nhiên liệu hỗn hợp đậm khi nhiệt độ và tốc
độ động cơ tăng dần a tiến dần đến giới hạn trên, giai đoạn này tỉ lệ hỗn
hợp đậm nên khí thải CO, HC cao và sẽ giảm dần khi tiến dần đến giới
hạn trên và ngược lại Nox thấp và sẽ tăng dần khi a tiến dần đến giới hạn
trên.
Chế độ cầm chừng nhanh (tăng tốc độ hâm nóng động cơ)
Sau khi khởi động động cơ để đạt đến nhiệt độ làm việc tối ưu của
động cơ (80-90 độ C) thì yêu cầu phải tăng thêm một lượng hỗn hợp khí
mới để tăng tốc độ cầm chừng của động cơ.
Chế độ tải trung bình
Đây là chế độ làm việc ổn định của động cơ và chế độ hoạt động
thường xuyên nên yêu cầu tỉ lệ hỗn hợp ở giai đoạn này loãng, để tiết
kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường
Chế độ đầy tải
Chế độ này bướm ga mở lớn, hỗn hợp đòi hỏi phải đậm để tăng
thêm công suất động cơ.
Chế độ tăng tốc
Khi tăng tốc bướm ga mở đột ngột, đòi hỏi phải gia tăng thêm một
lượng nhiên liệu để tăng công suất động cơ, hỗn hợp đậm CO, HC cao và
NOx cũng tăng do nhiệt độ buồng cháy tăng.
Chế độ giảm tốc
Chế độ này công suất động cơ giảm (bướm ga đóng đột ngột) do
đó yêu cầu phải giảm nhiên liệu để tiết kiệm và giảm ô nhiễm vì bướm ga
đóng đột ngột tốc độ động cơ vẫn cao, độ chân không trong buồng cháy
lớn làm giảm tốc độ lan truyền màng lửa nhiên liệu cháy không hết CO,
HC tăng cao, Nox giảm.

49
4.3 Điều khiển thời gian phun nhiên liệu
Thời điểm phun nhiên liệu sẽ tùy vào động cơ mà có sự khác nhau.
Ở một số loại động cơ có sự bắt đầu vào một thời điểm xác định. Trong
khi đó, ở một số loại động cơ khác, nhiên liệu bắt đầu phun tại thời điểm
được điều khiển bởi ECU theo lượng khí nạp, tốc độ của động cơ, Ngoài
ra, khi lượng phun càng lớn thì thời điểm bắt đầu phun càng nhanh.

50
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
1. Tính toán lưu lượng khí nạp
Để tính được lưu lượng khí nạp chúng ta cần những điều kiện cần
thiết sau:
 Phần trăm mở bướm ga
 Hiệu suất nạp: nn = 95%
 Dung tích xylanh:Vh =84.78 cm3
 Khối lượng riêng của không khí: p = 0.0013
 Tốc độ động cơ: (Ne)
 Số xylanh: i = 4
Hình 28: Các điểm tốc độ động cơ tính toán

51
60
 Các công thức áp
dụng
1. Số lần nạp trong 1giây: ( ��
2
) (vòng/giây)
2. �� = số lần nạp trong 1 giây × Vh × �� × i ×p/60 (g/s)
Bảng 3: Kết quả lưu lượng khí nạp
Ne Số lần nạp trong 1 giây
��
500 4.16 0.029
550 4.58 0.031
600 5 0.034
650 5.41 0.037
700 5.83 0.04
750 6.25 0.043
800 6.67 0.046
850 7.08 0.049
900 7.5 0.052
950 7.91 0.055
1000 8.33 0.058

52
ĐỒ THỊ LƯU LƯỢNG KHÍ NẠP
Hình 28: Đồ thị lưu lượng khí nạp
2. Thực nghiệm xác định đặc tính kim phun
a) Chuẩn bị dụng cụ
- Mạch Arduino điều khiển
- Bình xăng
- Bơm xăng
- Đồng hồ đo áp suất
- Dây điện
- Kim phun
- Cảm biến khoảng cách
- Ống xilanh
- Ống dẫn xăng
- Xăng
- Ống phân phối nhiên liệu
- Cảm biến tốc độ

53
b) Quá trình đo đặc tính kim phun
Bước 1: Tiến hành bố trí và lắp đặt các dụng cụ để tiến hành đo
Bước 2: Đổ xăng, và khởi động bơm, chỉnh công suất bơm: áp suất
đường nhiên liệu là 2.5kg/��2
Bước 3: Tiến hành đo khối lượng nhiên liệu của bình xăng trước khi phun
Bước 4: Điều chỉnh thời gian phun và số lần phun trên Arduino
Bước 5: Kiểm tra và tiến hành phun nhiên liệu
Bước 6: Sau khi quá trình kết thúc, tiến hành tắt bơm
Bước 7: Tiến hành đo khối lượng nhiên liệu của bình xăng sau khi phun
c) Lập bảng kết quả đo đặc tính phun

54
Thời gian
phun
Khối lượng
nhiên liệu
trước khi
phun
Khối lượng
nhiên liệu
sau khi
phun
∆� ��_
50 ms 1068.2g 1067.3g 0.9g 900mg
50 ms 1067.3g 1066.53g 0.77g 770mg
50 ms 1066.53g 1065.7g 0.83 830mg
50 ms 1065.7g 1064.45g 1.25g 1250mg
60 ms 1064.45g 1062.97g 1.48g 1480mg
60 ms 1062.97g 1061.44g 1.53g 1530mg
60 ms 1061.44g 1059.94g 1.5g 1500mg
60 ms 1059.94g 1058.32g 1.62g 1620mg
70 ms 1038.32g 1056.36g 1.96g 1960mg
70 ms 1056.36g 1054.13g 2.23g 2230mg
70 ms 1054.13g 1051.83g 2.3g 2300mg
70 ms 1051.83g 1049.28 2.55g 2550mg
80 ms 1049.28g 1046.23g 3.05g 3050mg
80 ms 1046.23g 1043.1g 3.13g 3130mg
80 ms 1043.1g 1039.94g 3.16g 3160mg
80 ms 1039.94g 1036.7g 3.24g 3240mg
Bảng 4: Bảng kết quả tính thời gian kim phun

55
Solib edge
d) Đồ thị thể hiện đặc tính kim phun
Hình 29: Đồ thị thể hiện đặc tính kim phun
3. Thiết kế và xây dựng mô hình
3.1Thiết kế mô hình
Bước 1) Thiết kế và chọn vật liệu
- Mô hình được xây dựng và phác khảo trong môi trường 3D

56
- Xác định kích thước và vật liệu:
+ Kích thước khung: Ngang = 600mm; Dọc = 400mm; Cao =
400mm
+ Vật liệu: Nhôm định hình (20x20); Mica trong (dầy 3mm); Manu
(dầy 3mm)
Hình 30: Nhôm định hình bo góc ngoài
Hình 31: Mica trong suốt
Bước 2) Tiến hành lắp ráp khung mô hình
- Cắt nhôm bo góc với kích thước:
+ 4 thanh ngang dài 600mm

57
+ 8 thanh dọc dài 400mm
- Tiến hành lắp ráp khung
+ Cố định nhôm bằng ốc vít
+ Lắp ráp khung mô hình
+ Sửa chữa khung và hoàn thiện khung
Bước 3) Tiến hành cắt nhôm tấm
- Cắt manu theo kích thước yêu cầu
+ Kích thước tấm nhôm là: 600x400 (mm).
- Sử dụng ốc vít cố định tấm manu ở mặt đáy khung hình
Bước 4) Tiến hành cắt Mica trong
- Cắt Mica theo kích thước yêu cầu
+ 1 miếng kích thước: 600x400 (mm)
- Cắt manu theo kích thước yêu cầu
3.2 Bố trí và gá các chi tiết
- Xác định vị trí các chi tiết.
+ Mạch Arduino
Giả lập tín hiệu các cảm biến trong hệ thống phun xăng và điều
khiển kim phun trong thời gian đã được lập trình sẵn

58
Hình 32: Mạch Arduino Mega 2560
+ Kim phun
Kim phun nhiên liệu về cơ bản bao gồm một vỏ van với cuộn dây
hiện tại và điện kết nối, một chân van với đĩa phun và kim van chuyển
Hình 33: Kim phun
+ Motor, Board L298N
Tạo chuyển động giả lập, tốc độ động cơ cung cấp thông tin cho
cảm biến tốc độ để đưa về arduino để điều khiển kim phun phun theo tốc
độ của động cơ.
động với điện tử phần ứng. Một bộ lọc trong nguồn cấp nhiên liệu bảo vệ
kim phun không bị nhiễm bẩn. Hai vòng chữ O bịt kín kim phun vào
đường ống phân phối nhiên liệu và đường ống nạp. Khi mà cuộn dây
được khử năng lượng, lò xo và lực sinh ra từ áp suất nhiên liệu sẽ nhấn
van kim chống lại chân van để làm kín hệ thống cung cấp nhiên liệu so
với đường ống nạp

59
Hình 34: Motor DC 12V và board mạch L298N
+ Cảm biến tốc độ
Cảm biến tốc độ xe nhận biết tốc độ thực tế mà xe đang chạy. Nó
phát ra tín hiệu xung gửi về Arduino để tính toán phun đúng thời điểm
Hình 35: Cảm Biến Phát Hiện Kim Loại Tiệm Cận LJ12A3
+ Bơm xăng
Chức năng của bơm xăng là hút từ bình nhiên liệu tạo áp suất lớn
rồi đẩy xăng tới kim phun vào động cơ.

60
Hình 36: Bơm xăng
+ Bình xăng
Là nơi để chứa nguyên liệu cho hệ thống được hoạt động.
Hình 37: Bình xăng
+ Đồng hồ đo áp suất
Bơm dầu thủy lực hoặc các máy ép thủy lực sẽ dùng rất nhiều đồng
hồ áp suất thủy lực để giám sát áp suất thực tế của máy đang hoạt động.
Việc giám sát bằng đồng hồ áp suất thủy lực để biết được máy bơm có
hoạt động đầy đủ công suất hay không

61
Hình 38: Đồng hồ đo áp suất Ligi mặt 63mm, vỏ thép đen
+ Bộ nguồn
Chuyển đổi nguồn điện từ 220v về 12v để cung cấp nguồn điện cho
hệ thống hoạt động và đảm bảo nguồn điện ổn định cho các linh kiện điện
từ có trong hệ thống mô hình
Hình 39: Bộ nguồn tổ ong 220V 10A
 Module Công Suất MOSFET LR7843 30V 161A
Mạch dùng để điều khiển thiết bị, động cơ đóng cắt nhanh.
Hình 40: Module Công Suất MOSFET LR7843 30V 161A

62
 Ống phân phối nhiên liệu
Ống phân phối nhiên liệu dùng để cung cấp nhiên liệu cao áp từ
bơm nhiên liệu để cung cấp cho mỗi kim phun.
 Cánh quạt
Hình 41: Ống phân phối nhiên liệu
Dùng để cho cảm biến tốc độ động cơ phát hiện xung sau đó gửi về
Arduino
Hình 42: Cánh quạt kim loại

63
3.3 Đấu nối dây điện
Sau khi tiến hành gá và bố trí chi tiết thì chúng ta tiến hành đi dây
điện cho các chi tiết cho mô hình
Quy trình thực hiện:
+ Bước 1: đo độ dài và khoản cách từ mạch arduino đến các linh kiện
điện tử.
+ Bước 2: tiến hành cắt dây theo độ dài đã đo
+ Bước 3: đấu nối tiếp giữa các dây và cách điện bằng ống gen cách
điện
+ Bước 4: bấm đầu cos để nối dây điện từ nguồn đến các board mạch
điều khiển.
+ Bước 5: thử hoạt động trong một thời gian ngắn.
+ Bước 6: kiểm tra lại các mối nối và hoàn tất việc nối dây
3.4 Lập trình Arduino bằng phần mềm Labview
Quy trình thực hiện:
+ Bước 1: Chuẩn bị mạch Arduino MEGA và dây nạp
+ Bước 2: Tải phần mềm Labview về máy tính
+ Bước 3: Thực hiện viết code
+ Bước 4: Kiểm tra lỗi và chạy thử
+ Bước 5: Nạp dữ liệu vào Arduino
3.5 Hoàn thành và chạy thử
Sau khi đã hoàn thành các bước trên, kiểm tra toàn bộ hệ thống
thêm 1 lần nữa sau khi đã thấy không vấn đề gì nữa thì thiến hành cho hệ
thống hoạt động
4. Xây dựng mô hình giải thuật

64
4.1. Xây dựng giải thuật tốc độ động cơ và đọc xung
Cài đặt chức năng:
 Thiết lập các khối trong block diagram Labview.
 Thiết lập khối analog read bên block diagram trong Labview rồi
nối vào chân A0 trên Arduino MEGA để cho chức năng điều khiển
tốc độ động cơ bằng biến trở. Chân A0 sẽ nhận tín hiệu điện áp ở
mức từ 0 đến 5V để điều khiển động cơ, ngoài ra dựa vào tín hiệu
đó tính toán RPM và thể hiện mức điện áp thông qua Waveform
chart.
 Dựa vào tín hiệu điện áp từ Arduino MEGA, nhóm đã thực hiện
phép tính nhân với 0.2 để đưa tín hiệu về mức 0 đến 1 để tiến hành
set duty PWM cho động cơ. Nhờ sự hướng dẫn của giảng viên,
nhóm đã tạo nút chuyển đổi tín hiệu điều khiển giữa biến trở và
knob bên trong chương trình Labview. Các chân PWM và chân
động cơ sẽ được nối vào các chân digital 9, 10 và 11 trên Arduino.
 Tạo chương trình code bên trong chương trình Labview dựa vào
hướng dẫn của giảng viên. Các thông số RPM, t_adj và realtime để
thiết lập đầu vào quá trình phun xăng.
 Thiết lập các ngỏ vào, ra.
+ Các tín hiệu RPM, t_adj, realtime sẽ được dùng để tính toán
các số liệu n_inject, t_inject, time_div.
o n_inject là số lần phun xăng được tính theo công thức:
��
�_�� = 60
2
o Kết quả n_inject sẽ biến thiên theo tốc độ động cơ
(RPM) và được thể hiện qua indicator bên trong
chương trình Labview.

65
o Khi tính toán ra được n_inject, nhóm dùng chính số đó
để tính toán time_div:
1
��_�� =
�_��
o t_inject là thời giản mở cho từng kim phun:
�_��
�_�� =
1000
+ Chân PWM 5, 6, 7, 8 lần lượt nối với xuất tín hiệu mở và
đóng kim phun.
Thời điểm �1
Thời điểm �2
Hình 43: Bánh răng phát xung
Tần số xung là 4, bánh răng sẽ dùng để giả lập tốc độ xe. Ứng với từng
xung thì RPM sẽ thay đổi từ đó thay đổi thời gian phun xăng.
4.2. Chương trình điều khiển trên Labview

66
Hình 46: Chương trình của nhóm
Chương trình đọc tốc độ động cơ được điều khiển bằng tín hiệu
analog và đo xung thu được từ cảm biến tiệm cận.
Nhóm sử dụng tốc độ động cơ DC Motor để giả lập thành tốc độ
động cơ Ne.
Động cơ DC Motor được nối vào các chân OUT3, OUT4 của
motor shield. Các chân IN3, IN4 và ENB lần lượt nối vào các chân digital
9, 10 và 11 của Arduino MEGA 2560. Nguồn sử dụng cho mạch là DC
12V được chuyển đổi từ AC 220V sang DC 12V thông qua nguồn tổ ong.

67
Hình 47: Sơ đồ mạch điều khiển Dc motor
Có hai cách điều khiển tốc độ động cơ. Nhóm sử dụng hàm select
để chuyển đổi giữa việc điều khiển bằng biến trở bên ngoài và điều khiển
bằng knob trong chương trình labview.
Hình 48: Sơ đồ lệnh điều khiển tốc độ động cơ

68
Hình 49: Điều khiển dc motor
Nút “cam bien” là nút chuyển đổi từ điều khiển bằng biến trở sang
knob trong chương trình labview.
- Cách 1: Điều khiển bằng biến trở bên ngoài
+ Bật nút “cam bien”, chương trình sẽ tự động chuyển việc
điều khiển tốc độ động cơ bằng biến trở.
+ Biến trở sẽ thay đổi điện áp để điều khiển DC Motor thông
qua chân analog A0 trên Arduino.
- Cách 2: Điều khiển tốc độ động cơ bằng knob trong chương trình
labview
+ Khi tắt nút “cam bien”, chương trình sẽ điều khiển tốc độ
bằng knob bên trong chương trình.
+ Knob cũng có chức năng tương tự như biến trở.
Cả hai cách điều đưa điện áp về chân digital 9 của Arduino để điều
khiển PWM và gửi tín hiệu sang motor shield L298N. Sự thay đổi điện áp
và PWM sẽ làm cho DC Motor quay ở những tốc độ khác nhau, từ số liệu
đó để thay đổi thời gian đóng mở kim phun.

69
Nhận xung tốc độ động cơ Ne
Giả lập tốc độ động cơ 4 xung điều khiển kim phun xăng thay đổi
theo RPM.
Cảm biến tiệm cận sẽ thu những xung từ cựa rồi từ đó lấy số liệu
RPM để kích hoạt kim phun xăng theo trình tự 1 – 3 – 4 – 2.
Cảm biến tiệm cận dùng nguồn 12 DCV và được ổn định bằng
pc817, điện trở 4.7kΩ, 15kΩ. Chân output sẽ đi vào chân digital 3 của
Arduino để chính Arduino thu nhận và xử lý tín hiệu điều khiển kim phun
xăng điện tử phun theo xung.
Hình 50: Sơ đồ mạch điện thu nhân xung

70
Hình 11: Chương trình labview thu nhận xung
Có xung thì led Boolean sẽ sáng đèn. Khi có xung thì Arduino
cũng kích hoạt kim phun bắt đầu hoạt động. “KQ” sẽ đếm số xung và
hiện lên bên bảng điều khiển labview.
Hình 52: Bảng điều khiển thu nhận xung

71
Hình 53: Sơ đồ giải thuật
3.1.1 Thay đổi thời gian đóng mở kim phun.
Nhóm sử dụng 4 kim phun để mô phỏng chu trình phun xăng 1 – 3
– 4 – 2 dành cho động cơ 4 xy lanh.

72
động.
Hình 54: Sơ đồ chương trình điều chỉnh thời gian kim phun
Nhóm dùng mosfet aod4184 để điều khiển kích kim phun hoạt
Hình 55: Mosfet aod4184
Nguồn sử dụng cho bộ này là 12 DVC
Hình 56: Sơ đồ nối dây mosfet aod4184
Một dây kim phun nối vào nguồn 12DCV, dây còn lại vào Load
của mosfet. Chân PWM nối vào chân digital 5, 6, 7, 8 và chân GND nối
vào chân GND của Arduino.

73
Tín hiệu đầu vào để kích hoạt kim phun là xung thu được từ cảm
biến tiệm cận và đầu ra là chân PWM của Arduino. Nhóm cho thời gian
đóng mở kim phun từ 50 mili giây đến 80 mili giây.
Hình 57: Sơ đồ mạch điện nối dây kim phun
Hình 58: Bảng điều khiển kim phun
Injector adjust là thời gian mở kim phun, injector spray/s là số lần
phun xăng trên giây. Kim phun hoạt động khi nhận xung nếu không có
xung thì kim phun sẽ không hoạt động. Tốc độ động cơ RPM sẽ thay đổi
số lần phun xăng trên giây, RPM giới hạn ở mức 1100 vòng trên phút.
3.1.2 Đo khoảng cách bình xăng

74
Hình 59: Labview điều khiển khoảng cách
Tín hiệu khoảng cách được hiển thị ở bảng Labview ở hệ đo lường cm.
Hình 60: Chương trình cảm biến khoảng cách
Cảm biến siêu âm sẽ đo mực xăng để hiển thị mực xăng còn lại mỗi lần
sau khi thực hiện quá trình phun xăng ở từng dãy tốc độ động cơ.
Từ mực xăng đó để tính toán mực và khối lượng xăng trước và sau khi
phun trong quá trình đồ án hoạt động.

75
Hình 61: Bảng điều khiển đo khoảng cách để tính thể tích bình xăng
Qua trinh thực hiện mô hình của nhóm
Tuần Quá trình trực hiện mô hình của nhóm
Tuần
1
Giáo viên giới thiệu về mô hình, hướng dẫn cách thực hiện mô
hình và hướng dẫn sử dụng tài liệu tham khảo
Tuần
2
Tải phần mềm Labview về máy tính và tiến hành lập trình cơ
bản mô phỏng chi tiết hoạt động của mô hình
Tuần
3
Nhóm xác định ý tưởng thiết kế và lựa chọn ý tưởng dựa trên
mô hình của khóa trước, sau đó tiến hành phát khảo ra giấy và
thiết kế mô hình trên phần mềm Solid Edge và Auto Cad
Tuần
4
Tiến hành lập trình code trên phần mềm Labview, chuẩn bị
dụng cụ và vật liệu để tiến hành cắt vật liệu theo kích thước
theo yêu cầu và lắp đặt mô hình
Tuần
5
Tiến hành đấu nối đây điện, bố trí các thiết chi tiết trên mô hình
và tham khảo các tài liệu liên quan
Tuần
6
Tiến hành hoàn thiện thêm phần cứng mô hình và viết code lập
trình trên Labview
Tuần
7
Nạp code vào mô hình để tiến hành tìm lỗi, xác định nguyên
nhân và hướng khắc phục lỗi
Tuần
8
Cho mô hình hoạt động thử và tìm kiếm tra phần cứng, phần
mềm có còn phát sinh lỗi hay không và thao luận tìm hướng
khắc phục
Tuần
9
Kiểm tra toàn bộ hệ thống thêm 1 lần nữa, sau khi đã thấy
không phát hiện vấn đề gì nữa thì thiến hành cho hệ thống hoạt
động và tiến hành tính toán

76
CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN
1. Kết quả và chạy thử và đánh giá
Sau nhiều lần thử nghiệm và chạy thử, kết quả đã đạt được nhiều
mục tiêu của nhóm. Sau một thời gian 8 tuần, nhóm chúng em đã hoàn
thành việc xây dựng mô hình hệ thống phun xăng, đồng thời hoàn thành
nhiệm vụ riêng của đề tài tìm hiểu lý thuyết về đặc điểm cấu tạo và
nguyên lí làm việc của các cảm biến trên hệ thống phun xăng.
Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện đề tài, em đã nắm
bắt được một khối lượng khá lớn kiến thức chuyên nghành, đặc biệt là về
hệ thống phun xăng điện tử đa điểm.
Thông qua mô hình, các kiến thức lý thuyết về hệ thống phun xăng
được thể hiện một cách trực quan. Do đó, mô hình của chúng em có thể
phục vụ tốt cho công tác giảng dạy và học tập, tạo điều kiện cho các sinh
viên khóa sau có thể tiếp cận thực tế ngay trên mô hình.
Về cơ bản, mô hình đã được hoàn thành nhưng do có những hạn
chế về tài chính và thời gian nên mô hình không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Mong quý thầy cô bỏ qua và đóng góp ý kiến để nhóm hoàn
thiện mô hình hơn.
2. Kết luận và hướng phát triển của đề tài
2.1 Kết luận
Đề tài đã nghiên cứ cơ sở lý thuyết và xây dựng mô hình mô phỏng
hệ thống EFI.
Kết quả của đề tài được tóm tắt như sau:
+ Tính toán lượng khí nạp theo tốc độ động cơ, tuy nhiên độ chính
xác của kết quả tính toán còn hạn chế do giả định nhiều thông số đầu vào.

77
+ Đường đặc tuyến kim phun được đo đạt tại áp suất phun 2.5 bar .
Kết quả đường đặc tuyến kim phun được đưa vào ECU làm cơ sở dữ liệu
để xác định thời gian phun.
+ Giả thuật tốc độ động cơ và xác định thời gian phun được xây
dựng trên Labview. Kết quả sau khi chạy thử cho thấy Labview đáp ứng
khá tốt cho nhiệm vụ thay thế ECU, giải thuật hoạt động ổn định.
2.2 Hướng phát triển đề tài
Xây dựng mô hình mô phỏng lượng khí nạp theo tốc độ động cơ và
phần trăm tải để xác định chính xác lượng khí nạp.
Giả lập các tín hiêu cảm biến khác như vị trí bướm ga, nhiệt độ
nước làm mát,... Cắt ra và thiết kế giao diện kết nối trên máy tính.

78
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Chuyên ngành Kỹ thuật Ô tô và xe máy hiện đại
2. Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại. PGS-TS Đỗ Văn Dũng.
3. Nguyễn Oanh, Phun xăng điện tử EFI, NXB tổng hợp Thành phố Hồ
Chí Minh.
4. Trần Thế Sang - Trần Duy Nam, hệ thống điều khiển và giám sát
động cơ xe hơi đời mới, nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật, 2009.
5. Fujisawa Hidega - Kobayashi Hisanori: Động cơ phun xăng điều
khiển bằng điện tử. Nhà xuất bảng Sankaido, Janpan 1999.
6. Hoàn Xuân Quốc, hệ thống phun xăng điện tử. Nhà xuất bản khoa
học và kỹ thuật.
7. Nguyên lý động cơ đốt trong - Nguyễn Tất Tiên

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HẸ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HẸ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

Similar to ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HẸ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ (20)

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HẸ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ