Luận văn Đánh giá chuyển đổi ecu trên động cơ phun xăng (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Đánh giá chuyển đổi ecu trên động cơ phun xăng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THẾ ANH ĐÁNH GIÁ CHUYỂN ĐỔI ECU TRÊN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO - 605246 S KC 0 0 4 0 1 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2013
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM THẾ ANH ĐÁNH GIÁ CHUYỂN ĐỔI ECU TRÊN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG NGÀNH: KHAI THÁC VÀ BẢO TRÌ Ô TÔ, MÁY KÉO – 60 52 46 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3/2013
3. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ và tên: Phạm Thế Anh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 27-11-1987 Nơi sinh: Bình Thuận Quê quán: Phan Thiết - Bình Thuận Dân tộc: Kinh Địa chỉ liên lạc: Xã Hàm Cường - Huyện Hàm Thuận Nam – Bình Thuận. Điện thoại di động: 0906 351 797. E mail: theanhspkt@gmail.com. II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Thời gian Nơi học tập Công việc đảm nhiệm Học Đại Học, Trường Đại học Sư 2005 - 2010 Sinh viên Phạm Kỹ Thuật, Tp Hồ Chí Minh Học Cao học, Trường Đại học Sư 2011 - 2013 Học Viên Phạm Kỹ Thuật, Tp Hồ Chí Minh III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Giáo Viên 2010 Tải TPHCM GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - i - HVTH: Phạm Thế Anh
4. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Phạm Thế Anh GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - ii - HVTH: Phạm Thế Anh
5. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học LỜI CẢM TẠ Sau gần 2 năm học tập, giờ đây khi cuốn luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành: Khai thác và Bảo trì ô tô, máy kéo đang được hoàn thành, tận đáy lòng mình, tôi chân thành cảm ơn đến: Ban Giám Hiệu Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tôi được tham gia khóa học này. Quý thầy, cô giáo Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu. Thầy hướng dẫn PGS.TS Đỗ Văn Dũng, người thầy với tấm lòng đầy nhiệt huyết đã hướng dẫn cho tôi từ việc xác định vấn đề nghiên cứu, xây dựng đề cương, tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Quý thầy trong xưởng động cơ khoa cơ khí động lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện luận văn này. Quý thầy phản biện đề tài đã giành thời gian đọc và đóng góp ý kiến quý báu giúp đề tài hoàn thiện. Cảm ơn các bậc sinh thành, người thân trong gia đình là nguồn động viên cho tôi trong suốt quá trình học tập, phấn đấu. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn với tất cả tấm lòng của mình. Phạm Thế Anh GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - iii - HVTH: Phạm Thế Anh
6. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học TÓM TẮT Hệ thống điều khiển động cơ ra đời đã được 30 năm. Các cảm biến của hệ thống này trên động cơ thế hệ 1978 – 1998 gần như không còn được sản xuất. Thực tế cho thấy khi ECU bị hư hỏng, động cơ không làm việc. Thêm vào đó, chủng loại các ECU đa dạng và phụ thuộc vào nhà sản xuất. Chuyển đổi hộp ECU là đề tài mới. Tác giả đã thiết kế mô hình chuyển đổi hộp ECU trên động cơ phun xăng điện tử, nhằm giúp giải quyết bài toán thay thế phụ tùng, giúp các xe cũ tiếp tục lưu hành. Luận văn cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các kỹ thuật viên và thợ sửa chữa ô tô. Các kết quả của luận văn bao gồm: Nghiên cứu các thông số kỹ thuật của các động cơ xăng. Nghiên cứu các tín hiệu cảm biến đầu vào và tín hiệu đầu ra của động cơ xăng. Nghiên cứu cấu trúc của ECU. Nghiên cứu các thuật toán điều khiển phun xăng và đánh lửa Dựa trên các mục nghiên cứu ở trên.Tác giả đã đưa ra danh sách các động cơ xăng có thể chuyển đổi. Chọn hai động cơ chuyển đổi thực nghiệm: Động cơ G4EK của Hyundai Accent (96-2000) và động cơ 5E-FE của Toyota Paseo. Đánh giá thực nghiệm: Đo khí thải và so sánh với tiêu chuẩn khí thải quy định của cục đăng kiểm Việt Nam. Là tài liệu tham khảo cho các kỹ thuật viên và thợ sửa chữa ô tô. GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - iv - HVTH: Phạm Thế Anh
7. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học ABSTRACT Engine control system has been developed thirty years ago. The Electronic Control Unit (ECU) for old engine are no longer manufactured. In fact, when ECU is out of order. Besides, type of the ECU varies and depends on the manufacturer. Working to restore functionality of the engine, at the time solve the problem of spare parts for the above mentioned engine types, the installation ECU various can be done. Convert Electronic Control Unit on engine gasoline is relatively new in Viet Nam. The author has designed to convert Electronic Control Unit on engine gasoline in order to help solve problem of spare parts and reference for technicians and the automotive engineers. The result of thesis consisted: Studying specifications of gasoline engine. Studying the sensor input signal and output signal of gasoline engine. Studying of Electronic Control Unit Studying algorithms control fuel injection system, ignition timing and dwell. Base on above-mentioned tasks. The author give a list of gasoline engine can convert. Choose two gasoline engines to convert: Engine G4EK of Hyundai Accent and Engine 5E-FE of Toyota Paseo. Experimental evaluation: measuring gasoline engine emissions. It will become a reference for technicians and the automotive engineers.
8. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học MỤC LỤC TRANG TỰA TRANG LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC HÌNH x HÌNH TRANG x DANH MỤC CÁC BẢNG xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 5 1.1 Đặt vấn đề 5 1.2 Các kết quả nghiên cứu 6 1.3 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 6 1.3.1 Mục đích nghiên cứu 6 1.3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 7 1.4 Đối tượng nghiên cứu 7 1.5 Điểm mới của đề tài 7 1.6 Giới hạn đề tài. 7 1.7 Phương pháp nghiên cứu 7 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - v - HVTH: Phạm Thế Anh
9. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 2.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 8 2.1.1 Khái quát về hệ thống EFI (Phun nhiên liệu điện tử) 8 2.1.2 Khái quát về hệ thống ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử) 9 2.1.3 Khái quát về hệ thống ISC (Điều khiển tốc độ không tải) 9 2.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển lập trình và thuật toán điều khiển lập trình 10 2.2.1 Sơ đồ cấu trúc và các khối chức năng 10 2.2.2 Thuật toán điều khiển lập trình 11 2.3 Các tín hiệu cảm biến 13 2.3.1 Cảm biến vị trí trục cam 13 2.3.2 Cảm biến trục khuỷu 13 2.3.3 Tổng quan ECU 15 2.3.4 Cấu tạo 15 2.3.5 Cấu trúc ECU 17 2.4 Điều khiển phun nhiên liệu 21 2.4.1 Mô tả 21 2.4.2 Các tín hiệu đầu vào 22 2.4.3 Khoảng thời gian phun nhiên liệu 23 2.4.4 Thuật toán điều khiển phun xăng 26 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - vi - HVTH: Phạm Thế Anh
10. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 2.5 Điều khiển đánh lửa 27 2.5.1 Các tín hiệu đầu vào 27 2.5.2 Cơ bản về đánh lửa theo chương trình 28 2.5.3 Thuật toán điều khiển đánh lửa 30 2.6 Điều khiển tốc độ không tải 31 2.6.1 Mô tả hệ thống 31 2.6.2 Các tín hiệu đầu vào 32 2.6.3 Thuật toán điều khiển tốc độ cầm chừng 33 2.7 Nguyên tắc và phương pháp chuyển đổi ECU trên động cơ phun xăng 34 2.7.1 Nguyên tắc chuyển đổi 34 2.7.2 Phương pháp chuyển đổi 35 CHƢƠNG 3: DANH SÁCH MỘT SỐ ĐỘNG CƠ CÓ THỂ CHUYỂN ĐỔI 36 3.1 Danh sách các động cơ các hãng có thể chuyển đổi 36 3.2 Lựa chọn động cơ chuyển đổi thực nghiệm 42 3.2.1 Giới thiệu về động cơ G4EK (1995 - 2000) Hyundai Accent 42 3.2.2 Giới thiệu về động cơ 5E-FE (1995-2000) Toyota Paseo 51 CHƢƠNG 4: MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 57 4.1 Thiết kế, lắp đặt mô hình 57 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - vii - HVTH: Phạm Thế Anh
11. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 4.1.1 Thiết kế khung lắp động cơ 57 4.1.2 Gia công bánh răng trục khuỷu 57 4.2 Kiểm tra đánh giá nồng độ khí thải 63 4.2.1 Thiết bị đo khí thải 63 4.2.2 Đo nồng độ khí thải động cơ G4EK lắp ECU Hyundai Accent 69 4.2.3 Đo nồng độ khí thải động cơ G4EK lắp ECU động cơ 5E-FE Toyota Paseo 70 4.2.4 Đánh giá kết quả đo nồng độ khí thải 71 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 74 5.1 Kết luận: 74 5.2 Hạn chế: 74 5.3 Hướng phát triển: 75 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - viii - HVTH: Phạm Thế Anh
12. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ gốc Ý nghĩa RPM Revolution Per Minute Vòng trên phút ECU Electronic Control Unit Hộp điều khiển điện tử EFI Electronic Fuel Ịnjection Phun nhiên liệu điện tử ESA Electronic Spark Advance Đánh lửa điện tử ISC Idle Speed Control Điều khiển cầm chừng BATT Battery Nguồn Accu Chuyển đổi tin hiệu tương tự sang số ADC Analog-to-Digital Converter VCC Nguồn 5V từ hộp ECU TPS Throttle Position Sensor Cảm biến vị trí bướm ga E Earth Mát Negative Temperature NTC Nhiệt điện trở âm Coenfficient VOL Volume Thể tích Manifold Absolute Pressure Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường MAP sensor ống nạp GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - ix - HVTH: Phạm Thế Anh
13. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình 10 Hình 2.2: Thuật toán lập trình [1] 12 Hình 2.3: Dạng xung cảm biến điện từ [6] 14 Hình 2.4: Dạng xung cảm biến quang [1] 14 Hình 2.5: Dạng xung cảm biến Hall [1] 14 Hình 2.6: Sơ đồ khối của các hệ thống trong máy tính với bộ vi xử lý [1] 16 Hình 2.7: Cấu trúc máy tính [1] 17 Hình 2.8: Cấu trúc ECU [1] 18 Hình 2.9: Bộ chuyển đổi A/D [1] 18 Hình 2.10: Bộ đếm [1] 19 Hình 2.11: Bộ nhớ trung gian [1] 19 Hình 2.12: Bộ khuếch đại [1] 20 Hình 2.13: Bộ ổn áp [1] 20 Hình 2.14: Giao tiếp ngõ ra [1] 21 Hình 2.15: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển phun nhiên liệu 22 Hình 2.16: Phun đồng thời [1] 23 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - x - HVTH: Phạm Thế Anh
14. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học Hình 2.17: Phun theo nhóm [1] 24 Hình 2.18: Phun theo thứ tự công tác [1] 25 Hình 2.19: Thuật toán điều khiển phun xăng [6] 26 Hình 2.20: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển đánh lửa 27 Hình 2.21: Góc đánh lửa sớm thực tế [1] 29 Hình 2.22: Thuật toán điều khiển đánh lửa [6] 30 Hình 2.23: Sơ đồ chức năng hệ thống điều khiển không tải [1] 31 Hình 2.24: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển không tải 32 Hình 2.25: Thuật toán điều khiển tốc độ không tải [6] 33 Hình 3.1: Dạng sóng cảm biến trục cam kiểu Hall [8] 45 Hình 3.2: Dạng sóng cảm biến trục khuỷu kiểu điện từ [8] 45 Hình 3.3: Dạng sóng của kim phun [8] 50 Hình 4.1: Khung mô hình 57 Hình 4.2: Vị trí lắp đặt bánh răng trục khuỷu và cảm biến trục khuỷu 58 Hình 4.3: Lắp ECU động cơ G4EK Hyundai lên mô hình 58 Hình 4.4: Đấu dây ECU vào động cơ 59 Hình 4.5: Lắp ECU động cơ 5E-FE Toyota Paseo lên mô hình 59 Hình 4.6: Đấu dây ECU động cơ 5E-FE vào động cơ G4EK 60 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - xi - HVTH: Phạm Thế Anh
15. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học Hình 4.7: Đấu hai ECU hoàn chỉnh lên mô hình 60 Hình 4.8: Mô hình hoàn chỉnh 61 Hình 4.9: Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ của hộp ECU động cơ 5E-FE lắp vào động cơ G4EK Hyundai Accent. 62 Hình 4.10: Mặt trước của thiết bị MGT5 64 Hình 4.11: Modun RPM tiêu chuẩn 64 Hình 4.12: Mặt sau của thiết bị MGT5 65 Hình 4.13: Mặt bên của thiết bị MGT5 66 Hình 4.14: Bên trái 66 Hình 4.15: Bên phải 67 Hình 4.16: Thiết bị VC2 68 Hình 4.17: Đầu kẹp 68 Hình 4.18: Màn hình kết quả đo khí thải động cơ khi lắp ECU của động cơ G4EK 69 Hình 4.19: Màn hình hiển thị kết quả đo khí thải động cơ thực nghiệm với ECU của Toyota Paseo 70 Hình 4.20: Đồ thị nồng độ khí thải thực nghiệm 72 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - xii - HVTH: Phạm Thế Anh
16. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3.1: Danh sách các động cơ chuyển đổi 42 Bảng 3.2: Thông số cảm biến MAP của động cơ G4EK [8] 43 Bảng 3.3: Thông số cảm biến nhiệt độ khí nạp của động cơ G4EK [8] 43 Bảng 3.4: Thông số cảm biến nhiệt độ nước làm mát của động cơ G4EK [8] 44 Bảng 3.5: Thông số cảm biến vị trí bướm ga của động cơ G4EK [8] 44 Bảng 3.6: Thông số cảm biến trục khuỷu của động cơ G4EK [8] 46 Bảng 3.7: Thông số cảm biến kích nổ của động cơ G4EK [8] 46 Bảng 3.8: Ký hiệu chân của ECU động cơ G4EK [8] 49 Bảng 3.9: Thông số kim phun của động cơ G4EK [8] 50 Bảng 3.10: Thông số van cầm chừng của động cơ G4EK [8] 50 Bảng 3.11: Thông số bobine đánh lửa của động cơ G4EK [8] 51 Bảng 3.12: Thông số cảm biến MAP của động cơ 5E-FE [7] 52 Bảng 3.13: Thông số cảm nhiêṭ đô ̣khí nap̣ của động cơ 5E-FE [7] 52 Bảng 3.14: Thông số cảm nhiêṭ đô ̣nước làm mát của động cơ 5E-FE [7] 52 Bảng 3.15: Thông số cảm biến vị trí bướm ga của động cơ 5E-FE [7] 53 Bảng 3.16: Thông số cảm biến oxy của động cơ 5E-FE [7] 53 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - xiii - HVTH: Phạm Thế Anh
17. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học Bảng 3.17: Thông số cảm biến trục khuỷu của động cơ 5E-FE [7] 54 Bảng 3.18: Thông số cảm biến kích nổ của động cơ 5E-FE [7] 54 Bảng 3.19: Giá trị điện áp của ECU động cơ 5E-FE [7] 55 Bảng 3.20: Thông số kim phun của động cơ 5E-FE [7] 56 Bảng 3.21: Thông số bobine của động cơ 5E-FE [7] 56 Bảng 3.22: Thông số van cầm chừng của động cơ 5E-FE [7] 56 Bảng 4.1: Kết quả đo khí thải sử dụng ECU động cơ G4EK 69 Bảng 4.2: Kết quả đo khí thải sử dụng hộp ECU động cơ 5E-FE 70 Bảng 4.3: Giới hạn cho phép của khí thải phương tiện giao thông cơ giới đường bộ theo quyết định số 249/2005/QĐ-TTg, ngày 10/10/2005 71 Bảng 4.4: Tổng hợp kết qua đo khí thải 72 GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - xiv - HVTH: Phạm Thế Anh
18. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 1. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trong thời đại ngày nay, ô tô là phương tiện giao thông cần thiết cho con người mà không có gì thay thế được. Theo thống kê, số lượng người tham gia giao thông bằng ô tô ở Việt Nam ngày càng tăng theo từng năm. Đặc biệt lĩnh vực điện tử và tự động hóa được ứng dụng trên ô tô ngày càng nhiều. Các ngành tự động hóa, kỹ thuật điện tử đã có những bước phát triển nhảy vọt, các ứng dụng của các ngành này vào các ngành khác ngày càng nhiều, trong đó có ngành công nghệ ô tô. Ngành ô tô đang có xu hướng tự động hóa, nghĩa là tất cả các hệ thống trên ô tô người ta đang dần thay thế hệ thống điều khiển lập trình thay cho các điều khiển đơn giản bằng cơ khí với mục đích thực hiện một cách chính xác và ổn định đã giúp cho ô tô phát ra ít chất thải độc hại gây ô nhiễm môi trường, kinh tế về nhiên liệu và kiểm sóat được từng chế độ hoạt động trên ô tô. Hiện nay trên các động cơ ô tô việc điều khiển phun xăng, đánh lửa, cầm chừng được điều khiển bằng bộ điều khiển trung tâm (Electronic Control Unit) thông qua các tín hiệu cảm biến gởi về ECU. Ô tô đang lưu hành ở Việt Nam rất đa dạng, với nhiều dòng xe: Toyota, Hynhdai, BMW, Ford, Honda, Nissan, Isuzu, Suzuki Việc vận hành trong điều kiện khí hậu nóng ẩm khiến các chi tiết điện tử trong ECU nhanh chóng hư hỏng. Ở Việt Nam vấn đề phụ tùng thay thế một số hãng còn ít và một số xe thì phụ tùng hãng xe ngưng sản xuất nên việc thay thế gặp khó khăn. Thêm vào đó, thuật toán điều khiển lập trình cho động cơ của các hãng tương tự nhau. Để giải quyết nhu cầu thực tế về bài toán thay thế phụ tùng, người nghiên cứu đã tìm hướng giải quyết trong đề tài “Đánh giá chuyển đổi ECU trên động cơ phun xăng”. GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - 5 - HVTH: Phạm Thế Anh
19. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 1.2 Các kết quả nghiên cứu Sau đây là một số đề tài điển hình: Đề tài: “Nghiên cứu chuyển đổi hệ thống đánh lửa bán dẫn sang hệ thống đánh lửa trực tiếp” của học viên Lâm Bá Nha dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Văn Dũng, được thực hiện vào tháng 9 năm 2009. Đề tài đã thực hiện được việc tính toán và đề xuất được phương pháp chuyển đổi từ hệ thống đánh lửa bán dẫn sang đánh lửa trực tiếp trên mô hình thực nghiệm. Đề tài: “Nghiên cứu khả năng thay thế một số chi tiết trên hệ thống điều khiển động cơ tại Việt Nam” của học viên Lê Văn Điện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đỗ Văn Dũng, được thực hiện vào tháng 8 năm 2007. Đề tài đã đạt được những kết quả sau: Đã khảo sát được đặc tính của các chi tiết thuộc hệ thống điều khiển động cơ bao gồm: Cảm biến đầu vào và cơ cấu chấp hành Đề tài đã đưa ra các nhóm chi tiết có thể lắp lẫn và khảo sát được tính đáp ứng của các cụm chi tiết thay thế. Đề tài: “Các phƣơng pháp dùng bộ điều khiển phụ - Sub - ECU để tƣơng thích hoá đặc tính làm việc của các cảm biến trên hệ thống điều khiển động cơ” của PGS.TS Đỗ Văn Dũng. Bài báo đã đề xuất các phương pháp dùng cho cảm biến đo gió và thực nghiệm thành công việc lắp lẫn cảm biến thông qua ECU phụ. 1.3 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 1.3.1 Mục đích nghiên cứu Mục tiêu đề tài „„Đánh giá chuyển đổi ECU trên động cơ phun xăng‟‟ là: Nghiên cứu và đề xuất phương pháp chuyển đổi và thưc̣ nghiêṃ chuyển đổi ECU trên đôṇ g cơ phun xăng. Đánh giá thực nghiệm: Đo nồng đô ̣khí thải theo phương án chuyển đổi. Đề tài là tài liệu trợ giúp cho các kỹ thuật viên, thợ sửa chữa để chuyển đổi ECU. GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - 6 - HVTH: Phạm Thế Anh
20. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 1.3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ xăng. Nghiên cứu thông số kỹ thuật các động cơ, các loại cảm biến tín hiệu đầu vào, bộ điều khiển ECU và tín hiệu bộ chấp hành. Làm mô hình thực nghiệm, tiến hành thử nghiệm và đánh giá sự tương thích của việc chuyển đổi. 1.4 Đối tƣợng nghiên cứu Lý thuyết về điều khiển phun xăng, đánh lửa, cầm chừng. Các động cơ của các hãng khác nhau dùng để chuyển đổi ECU. Các cảm biến tín hiệu đầu vào điều khiển động cơ. Bộ điều khiển trung tâm điều khiển động cơ (ECU). Các cơ cấu chấp hành điều khiển động cơ: Kim phun, đánh lửa, cầm chừng. 1.5 Điểm mới của đề tài Viêc̣ thưc̣ hiêṇ thành công chuyển đổi ECU sẽ cho phép lắp lâñ các ECU có sẵn trên thi ̣trường Viêṭ Nam với giá thành rẻ , khác với phụ tùng chính hãng , giải quyết đươc̣ bài toán khan hiếm phu ̣tùng thay thế ở Viêṭ Nam . Luận văn cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho các kỹ thuật viên và thợ sửa chữa ô tô. 1.6 Giới hạn đề tài. Do thời gian th ực hiện có hạn , được thực hiện trong điều kiện thiếu thốn về trang thiết bị, người nghiên cứu chỉ làm chuyển đổi thực nghiệm của hai động cơ trên mô hình. 1.7 Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu. Phân tích lý thuyết các tín hiêụ điều khiển động cơ xăng. Thưc̣ nghiêṃ chuyển đổi ECU của đôṇ g cơ xăng và đo khí thải. Quan sát thống kê kết quả thưc̣ nghiêṃ và đánh giá kết quả thưc̣ nghiêṃ . GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - 7 - HVTH: Phạm Thế Anh
21. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Luận văn cao học 2. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm sóat liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành. Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu. ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi có sự cố xảy ra. Điều khiển động cơ bao gồm hệ thống điều khiển phun xăng, đánh lửa, cầm chừng. Trước năm 1981, chỉ có hệ thống điều khiển động cơ hiện còn tồn tại là EFI (Phun nhiên liệu bằng điện tử), sử dụng máy tính để điều khiển lượng phun nhiên liệu. Ngoài EFI này, bây giờ có các hệ thống được điều khiển bằng máy tính, bao gồm ESA (Đánh lửa sớm bằng điện tử), ISC (Điều khiển tốc độ chạy không tải) 2.1.1 Khái quát về hệ thống EFI (Phun nhiên liệu điện tử) Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện các tình trạng hoạt động của động cơ. Theo các tín hiệu từ các cảm biến này, ECU tính tóan lượng phun nhiên liệu thích hợp nhất và điều khiển các vòi phun để phun khối lượng nhiên liệu thích hợp. Trong thời gian xe chạy bình thường, ECU động cơ xác định khối lượng phun nhiên liệu để đạt được tỷ lệ không khí - nhiên liệu theo lý thuyết, nhằm đảm bảo công suất, mức tiêu thụ nhiên liệu và mức khí xả thích hợp trong cùng một lúc. Ở các thời điểm khác, như trong thời gian hâm nóng, tăng tốc, giảm tốc hoặc các điều kiện làm việc với tải trọng cao, ECU động cơ phát hiện các điều kiện đó GVHD: PGSTS. Đỗ Văn Dũng - 8 - HVTH: Phạm Thế Anh