Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu và thiết kế mô hình phun xăng đánh lửa cho xe VinFast Fadil 2019

Nghiên cứu thiết kế mô hình phun xăng điện tử xe Vinfast Fadil 2019. Đồ án tốt nghiệp chi tiết, phân tích, mô phỏng. Tìm hiểu ngay!

• Tác giả: Võ Trung Kiên
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Giao
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Nghiên cứu và Thiết Kế Mô Hình Hệ Thống Phun Xăng Đánh Lửa Xe Vinfast Fadil 2019
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• 1.1. Giới thiệu tổng quan về đề tài
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng, phạm vi ứng dụng
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng
• 1.5. Nhiệm vụ
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 1.6.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử
• 2.2. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
• 2.3. Khái quát về hệ thống phun xăng điện tử
• 2.4. Khái quát hệ thống phun xăng điện tử EFI
• 2.5. Ưu điểm của EFI so với chế hòa khí
• 2.6. Phân loại hệ thống EFI
• 2.7. Cấu tạo cơ bản hệ thống EFI
• 2.8. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử
• 2.9. Ưu điểm, nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử EFI
• 2.9.1. Nhược điểm
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI TRÊN XE VINFAST FADIL 2019
• 3.1. Tổng quan về hãng xe VinFast
• 3.2. Giới thiệu chung về xe Vinfast Fadil
• 3.3. Đặc điểm tổng quát về xe VINFAST FADIL
• 3.4. Cơ cấu phối khí
• 3.5. Hệ thống nhiên liệu
• 3.6. Hệ thống xả
• 3.7. Hệ thống làm mát
• 3.8. Hệ thống nạp
• 3.9. Khảo sát hệ thống phun xăng điện tử EFI trên động cơ 1
• 3.9.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 1
• 3.9.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động các bộ phận chính
• 3.9.3. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động cơ 1
• 3.9.4. Lý thuyết về hệ thống đánh lửa
• 3.9.4.1. Bô bin có IC đánh lửa
• 3.9.4.2. Hệ thống điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit)
• 3.9.4.3. Sơ đồ và chức năng hoạt động cơ bản
• 3.9.4.4. Chức năng thực tế
• 3.9.4.5. Các bộ phận của ECU
• 3.9.4.6. Các thông số hoạt động của ECU
• 3.9.4.7. Xử lý thông tin và tạo xung phun
• 3.9.4.8. Điều khiển thời điểm phun
• 3.9.4.9. Tính toán thời gian phun
• 3.9.4.10. Lượng khí nạp trong một chu trình
• 3.9.4.11. Vị trí các bộ phận được sử dụng trong mô hình
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
• 4.1. Lựa chọn các phương án xây dựng mô hình
• 4.1.1. Phương án thứ nhất
• 4.1.2. Phương án thứ hai
• 4.1.3. Phương án thứ ba
• 4.2. Lựa chọn vật liệu và thiết kế khung mô hình
• 4.3. Lựa chọn phương án bố trí mô hình
• 5. CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
• 5.1. Các chi tiết lắp đặt lên mô hình
• 5.2. Thi công mô hình
• 5.3. Kiểm tra các linh kiện trước khi lắp lên mô hình
• 5.4. Lắp ráp thi công mô hình
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đề tài và hệ thống phun xăng điện tử

Đề tài "Nghiên cứu và thiết kế mô hình phun xăng đánh lửa xe Vinfast Fadil 2019" xuất phát từ nhu cầu tìm hiểu, nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử (EFI) hiện đại trên ô tô. Hệ thống EFI đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa cung cấp nhiên liệu, tăng công suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu, thiết kế và xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Vinfast Fadil 2019.

1.1. Tính cấp thiết: Ngành công nghiệp ô tô đang phát triển mạnh mẽ, đòi hỏi việc đào tạo kỹ thuật viên có kiến thức chuyên sâu về các hệ thống hiện đại, đặc biệt là hệ thống EFI. Việc xây dựng mô hình thực hành giúp sinh viên tiếp cận, tìm hiểu và thực hành trên hệ thống một cách trực quan, sinh động, từ đó nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu: Củng cố kiến thức về hệ thống EFI, tìm hiểu nguyên lý hoạt động, cấu tạo và các bộ phận chính của hệ thống. Thiết kế và xây dựng mô hình mô phỏng hoạt động của hệ thống EFI trên xe Vinfast Fadil 2019. Đề xuất các giải pháp kiểm tra, chẩn đoán và khắc phục sự cố thường gặp trên hệ thống EFI. "Nghiên cứu hệ thống phun xăng đánh lửa của xe hiện đại" giúp người học có cái nhìn tổng quan, dễ hiểu, dễ thao tác, rút ra nhiều kiến thức thực tế, tăng hiệu quả đào tạo.

II. Cơ sở lý thuyết và phân tích hệ thống EFI trên xe Vinfast Fadil 2019

Hệ thống EFI là một hệ thống phức tạp, bao gồm nhiều bộ phận như bơm xăng điện, bộ lọc nhiên liệu, vòi phun, cảm biến và bộ điều khiển điện tử ECU. ECU đóng vai trò trung tâm, nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý thông tin và điều khiển thời điểm, lượng nhiên liệu phun vào động cơ.

2.1. Nguyên lý hoạt động: Dựa trên thông tin từ các cảm biến (vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, oxy,...), ECU tính toán lượng nhiên liệu cần thiết và thời điểm phun nhiên liệu tối ưu. ECU điều khiển vòi phun mở ra trong một khoảng thời gian nhất định để phun nhiên liệu vào buồng đốt.

2.2. Phân tích hệ thống EFI trên xe Vinfast Fadil 2019: Đề tài tập trung phân tích chi tiết hệ thống EFI trên xe Vinfast Fadil 2019, bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính như bơm xăng, bộ lọc, vòi phun, các cảm biến (MAP, MAF, IAT, O2,...) và ECU. Đề tài cũng đề cập đến hệ thống đánh lửa, bao gồm bô bin đánh lửa và bugi. "Các bài tập hướng dẫn thực tập, thực hành còn thiếu thốn. Vì vậy mà người kỹ thuật viên khi ra trường sẽ gặp nhiều khó khăn" - Đề tài này góp phần bổ sung tài liệu thực hành cho sinh viên.

III. Phương pháp giải quyết và quy trình thiết kế thi công mô hình

Đề tài đưa ra các phương án thiết kế mô hình, lựa chọn vật liệu và quy trình thi công lắp ráp mô hình. Việc lựa chọn vật liệu và thiết kế khung mô hình được thực hiện kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của mô hình.

3.1. Lựa chọn phương án: Đề tài so sánh các phương án khác nhau để lựa chọn phương án tối ưu nhất về chi phí, tính khả thi và hiệu quả mô phỏng. "

3.2. Quy trình thi công: Các bước thi công bao gồm chuẩn bị vật liệu, gia công, lắp ráp các bộ phận, đấu nối mạch điện và kiểm tra hoạt động của mô hình. Đề tài nhấn mạnh việc kiểm tra kỹ lưỡng các linh kiện trước khi lắp ráp để đảm bảo mô hình hoạt động ổn định và chính xác. "Do vẫn còn thiếu nhiều kiến thức, kinh nghiệm thực tế cũng như thời gian, nên báo cáo này không thể tránh khỏi những thiếu sót" - Nhóm tác giả đã nhận thức được những hạn chế của đề tài và mong muốn nhận được sự đóng góp ý kiến để hoàn thiện hơn.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Mô hình phun xăng đánh lửa xe Vinfast Fadil 2019 được thiết kế và xây dựng thành công, đáp ứng được mục tiêu đề ra. Mô hình giúp người học hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động, cấu tạo và các bộ phận chính của hệ thống EFI.

4.1. Hạn chế và hướng phát triển: Đề tài cũng thẳng thắn thừa nhận những hạn chế của mô hình, ví dụ như mô hình còn thiếu một số chi tiết so với hệ thống thực tế trên xe. Đề xuất hướng phát triển bao gồm việc bổ sung các chi tiết còn thiếu, nâng cấp mô hình để mô phỏng chính xác hơn hệ thống EFI trên xe, đồng thời tích hợp thêm các tính năng chẩn đoán lỗi. "Hướng phát triển cho đề tài đề nghị thầy cô trong viện, trung tâm mở thêm lớp hay đưa môn học này vào chương trình đào tạo" - Đây là một đề xuất thiết thực, giúp sinh viên có cơ hội tiếp cận và nghiên cứu sâu hơn về hệ thống EFI.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế và nhu cầu vận tải dẫn đến số lượng ô tô lưu thông ngày càng tăng. Đi kèm với sự phát triển này là nguy cơ cạn kiệt tài nguyên hóa thạch và gia tăng mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ đốt trong. Để giải quyết bài toán cân bằng giữa việc nâng cao công suất, tối ưu hóa mức tiêu hao nhiên liệu và đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt, các hệ thống điều khiển cơ khí truyền thống như bộ chế hòa khí đã được thay thế hoàn toàn bằng hệ thống phun xăng điện tử (EFI) kết hợp hệ thống đánh lửa điện tử.

Tại các cơ sở đào tạo chuyên ngành kỹ thuật ô tô, nhu cầu tiếp cận với công nghệ điều khiển động cơ trên các dòng xe hiện đại là rất lớn. Tuy nhiên, thiết bị và mô hình thực hành tiên tiến phục vụ việc trực quan hóa nguyên lý làm việc và kiểm tra pan bệnh thực tế vẫn còn hạn chế. Xe VinFast Fadil 2019 là mẫu xe đô thị cỡ nhỏ phổ biến tại Việt Nam, mang những nét đặc trưng về công nghệ động cơ phun xăng đa điểm kết hợp điều khiển điện tử tích hợp. Vì vậy, đề tài "Nghiên cứu và thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa xe VinFast Fadil 2019" được thực hiện nhằm đáp ứng yêu cầu giảng dạy và nghiên cứu thực nghiệm.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Củng cố kiến thức chuyên môn và tiếp cận công nghệ điều khiển điện tử mới trên động cơ ô tô hiện đại.
2. Xác định các dạng hư hỏng, nguyên nhân và hậu quả xảy ra trên hệ thống phun xăng và đánh lửa.
3. Đề xuất quy trình, phương án kiểm tra, chẩn đoán và khắc phục hư hỏng cho hệ thống cung cấp nhiên liệu và đánh lửa trên động cơ xăng.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân định thành 7 bước:

1. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống EFI và đánh lửa điện tử.
2. Tính toán, thiết kế hệ thống mạch điện và kết cấu cơ khí của mô hình.
3. Khảo sát, tính toán và lựa chọn các linh kiện, chi tiết lắp đặt.
4. Lựa chọn các bộ phận mô hình đáp ứng yêu cầu hoạt động thực tế.
5. Xây dựng quy trình thi công, lắp ráp mô hình.
6. Tiến hành thi công, đấu nối và lắp ráp hoàn thiện.
7. Kiểm tra, thử nghiệm khả năng vận hành của mô hình và viết báo cáo tổng kết.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phun xăng điện tử và hệ thống đánh lửa trên động cơ xăng 1.4L (4 xi lanh thẳng hàng, mã LV7) trang bị trên xe VinFast Fadil 2019.
• Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng: Nghiên cứu kết cấu, lắp đặt cụm vòi phun, bố trí các cảm biến, hộp điều khiển ECU và bô bin đánh lửa trên một sa bàn/mô hình học cụ; quan sát trực quan quy trình cấp nhiên liệu, đánh lửa; đo kiểm và so sánh lưu lượng phun giữa các vòi phun trong điều kiện phòng thực tập.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết

Đề tài dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ tích hợp:

• Hệ thống phun xăng điện tử EFI: Phân loại theo phương pháp xác định lưu lượng khí nạp gồm D-EFI (dựa trên áp suất đường ống nạp) và L-EFI (đo trực tiếp lượng khí nạp). Động cơ xe VinFast Fadil sử dụng hệ thống L-EFI với cảm biến đo khối lượng khí nạp dây sấy. Hệ thống hòa khí duy trì tỷ lệ không khí - nhiên liệu quanh giá trị lý thuyết ($\lambda \approx 1$) nhờ tín hiệu phản hồi từ cảm biến oxy/cảm biến A/F.
• Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS/ESA): Sử dụng các bô bin tích hợp mạch IC đánh lửa, nhận tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT từ ECU và gửi tín hiệu phản hồi IGF về bộ điều khiển.
• Bộ điều khiển trung tâm (ECU): Tiếp nhận dữ liệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến kích nổ, cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP/MAF) để tính toán thời gian phun cơ bản và các hiệu chỉnh (làm đậm khởi động, làm đậm hâm nóng, làm đậm tăng tốc, cắt nhiên liệu, làm đậm tăng công suất).
• Cơ cấu phân phối khí: Động cơ DOHC 16 van dẫn động bằng xích, trang bị hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i và con đội thủy lực giúp duy trì khe hở xupap luôn bằng 0.

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án áp dụng kết hợp hai phương pháp nghiên cứu chính:

• Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Khảo sát kết cấu thực tế trên xe VinFast Fadil 2019; thu thập dữ liệu kỹ thuật từ chi tiết máy; đo kiểm thông số điện trở, điện áp của các cảm biến, rơ le, kim phun, bô bin; tính toán gia công khung giá và lắp ráp mô hình hoạt động.
• Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thực hiện qua 4 bước: (1) Thu thập tài liệu chuyên ngành về hệ thống EFI và động cơ ô tô; (2) Sắp xếp nội dung tài liệu theo hệ thống logic; (3) Phân tích sâu cấu tạo và nguyên lý làm việc của từng cụm chi tiết; (4) Tổng hợp và hệ thống hóa lý thuyết làm cơ sở cho việc thiết kế mô hình.

Nguồn dữ liệu

Số liệu và sơ đồ sử dụng trong nghiên cứu được trích xuất từ tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất VinFast, dữ liệu thông số động cơ 1.4 LV7, cẩm nang sửa chữa hệ thống điện - động cơ và kết quả đo đạc thực nghiệm trên linh kiện.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài

Trình bày tính cấp thiết của việc nghiên cứu hệ thống điều khiển điện tử trên ô tô hiện đại, phân tích vai trò của trang thiết bị đào tạo trực quan tại các trường đại học kỹ thuật. Xác định rõ mục tiêu, 7 nhiệm vụ nghiên cứu, đối tượng là hệ thống phun xăng - đánh lửa trên dòng xe VinFast Fadil 2019 cùng cấu trúc tổng thể gồm 6 chương của đồ án.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Tổng quan lịch sử phát triển của hệ thống cung cấp nhiên liệu từ bộ chế hòa khí, hệ thống phun xăng cơ khí K-Jetronic của Bosch (năm 1966) đến hệ thống phun xăng điện tử EFI (đơn điểm và đa điểm). Phân tích cấu tạo ba khối cơ bản của hệ thống EFI (khối khí nạp, khối nhiên liệu, khối điều khiển điện tử) và nguyên lý hoạt động phối hợp giữa phun nhiên liệu và đánh lửa. Nêu rõ ưu điểm về phân phối hòa khí đồng đều, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu, giảm phát thải và chỉ ra các nguyên nhân dẫn đến sự cố như hỏng cảm biến, tắc nghẽn kim phun do chất lượng nhiên liệu kém.

Chương 3: Phân tích kết cấu hệ thống phun xăng điện tử EFI trên xe VinFast Fadil 2019

Giới thiệu tổng thể thương hiệu VinFast và dòng xe Fadil (mua bản quyền từ dòng xe hạng A Vauxhall Viva thuộc tập đoàn PSA). Phân tích chi tiết động cơ 1.4 LV7: 4 xi lanh thẳng hàng, dung tích 1.4 lít, DOHC 16 van có VVT-i, tỷ số nén 10,6:1, công suất 98 Hp tại 6200 vòng/phút, mô men xoắn cực đại 124 N.m tại 4400 vòng/phút.

Khảo sát kết cấu cơ khí động cơ:

• Trục cam kép đặt trên nắp máy hợp kim nhôm, xupap bố trí lệch nhau góc 22,85°; con đội thủy lực tự động khử khe hở.
• Piston hợp kim nhôm có đỉnh vát hình nón cụt; bộ 3 séc măng (séc măng khí số 1 xử lý PVD, séc măng khí số 2 mạ crôm, séc măng dầu).
• Trục khuỷu đúc có rãnh then và lỗ dầu bôi trơn bạc lót; cò mổ tích hợp ổ bi kim giảm ma sát.
• Cấu tạo và sơ đồ mạch của các hệ thống phụ trợ: hệ thống làm mát cưỡng bức (van hằng nhiệt mở ở 80°C, quạt điều khiển khớp chất lỏng), hệ thống xả tích hợp bộ trung hòa khí xả dùng chất xúc tác kim loại quý (Platin, Paladi, Iridi, Rodi), hệ thống nạp máy phát có bộ tiết chế.
• Khảo sát hệ thống nhiên liệu: bơm xăng điện cánh gạt đặt trong thùng (tích hợp van một chiều và van an toàn mở ở áp suất khoảng 6 kG/cm²), bộ lọc xăng, ống phân phối, bộ ổn định áp suất, bộ giảm chấn rung động và vòi phun điện từ.
• Phân tích chi tiết các thuật toán hiệu chỉnh thời gian phun của ECU: làm đậm khi khởi động (dựa vào nhiệt độ nước làm mát), làm đậm khi hâm nóng động cơ, điều khiển vòng lặp kín phản hồi từ cảm biến oxy và cảm biến A/F, làm đậm khi tăng tốc (dựa trên tốc độ biến thiên góc mở bướm ga), cắt nhiên liệu khi giảm tốc.

Chương 4: Phương pháp giải quyết

Đánh giá và so sánh các phương án thiết kế khung giá mô hình:

• Phương án khung hình chữ L: Bố trí mặt phẳng hiển thị nghiêng hoặc đứng, thuận tiện quan sát mạch điện và gá đặt chi tiết nhưng chiếm diện tích sàn.
• Phương án khung hình hộp tam giác: Kết cấu vững chắc, tiết kiệm diện tích nhưng không gian bố trí các cụm cảm biến và dây dẫn bị giới hạn.
• Phương án khung hộp đứng: Tối ưu hóa không gian hiển thị hai mặt (mặt trước gắn cảm biến/vòi phun/ECU, mặt sau đi dây điện và nguồn), dễ lắp bánh xe di chuyển.
• Lựa chọn vật liệu gia công: Khung sử dụng thép hộp/thép V lỗ chịu lực, mặt bảng điều khiển sử dụng tấm nhựa Mica cách điện, có độ bền cơ học cao và tính thẩm mỹ.

Chương 5: Quy trình thiết kế và thi công

Xây dựng quy trình kiểm tra các linh kiện trước khi đưa lên mô hình: kiểm tra điện áp ắc quy (12V - 7Ah), kiểm tra tiếp điểm và cuộn dây rơ le điều khiển, kiểm tra thông mạch công tắc khóa điện, đo áp suất bơm xăng bằng đồng hồ chuyên dụng, đo điện trở cuộn dây kim phun và bô bin đánh lửa. Thực hiện quy trình gia công cơ khí khung giá, cắt lọng mica, gá đặt ECU, giắc nối vòi phun (C11, C12, C13, C14), bô bin, đĩa răng cảm biến trục khuỷu và tiến hành đấu nối hệ thống dây điện theo đúng sơ đồ mạch xe nguyên bản.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá tổng kết các mục tiêu đã hoàn thành của mô hình sa bàn, nêu lên những bài học kinh nghiệm trong quá trình thi công và đề xuất phương hướng nâng cấp mô hình phục vụ giảng dạy chuyên sâu.

---

Thiết kế và triển khai mô hình

Mô hình thực nghiệm được xây dựng nhằm mô phỏng đầy đủ nguyên lý của hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa trực tiếp của động cơ VinFast Fadil 2019:

Quy cách vật liệu và kết cấu cơ khí

• Khung đỡ: Sử dụng thép định hình và thép V lỗ liên kết bulông chắc chắn, tạo thành kết cấu dạng khung đứng có gắn bánh xe chịu tải, hỗ trợ khóa bánh giúp dễ dàng di chuyển giữa phòng thí nghiệm và giảng đường.
• Bảng gá chi tiết: Sử dụng tấm Mica cách điện, bề mặt được bố trí sơ đồ nguyên lý mạch điện, các giắc đo tín hiệu kiểm tra (chân đo điện áp/xung) và các giá đỡ cơ khí chuyên dụng cho từng bộ phận.

Các linh kiện và thiết bị chính trên mô hình

• Nguồn cấp điện: Bình ắc quy 12V - 7Ah cung cấp nguồn điện một chiều cho toàn bộ hệ thống.
• Cụm điều khiển: Hộp ECU động cơ, cụm rơ le cấp nguồn (rơ le chính, rơ le mở mạch C/OPN), cầu chì bảo vệ dòng cao và ổ khóa điện 4 vị trí.
• Cơ cấu chấp hành nhiên liệu: Bơm xăng điện cánh gạt, bộ điều áp cơ khí, ống phân phối bằng kim loại, 4 vòi phun nhiên liệu điện từ và các ống đong thủy tinh chia vạch dùng để đo lưu lượng phun thực tế.
• Cơ cấu chấp hành đánh lửa: 4 cụm bô bin kết hợp IC đánh lửa trực tiếp gắn liền bugi tiêu chuẩn, giá đỡ cố định khe hở đánh lửa quan sát bằng mắt thường.
• Cụm tín hiệu đầu vào: Cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF), cảm biến vị trí bướm ga (TPS), cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW), cảm biến bàn đạp ga và cảm biến oxy.

+-----------------------------------------------------------------------+
|                       BẢNG ĐIỀU KHIỂN & HIỂN THỊ                      |
|                                                                       |
|  [ Khóa điện ]       [ Hộp ECU Động cơ ]      [ Rơ le & Cầu chì ]     |
|                                                                       |
|  [ Cụm Kim phun 1-4 & Ống đong ]      [ Cụm Bô bin & Bugi Đánh lửa ] |
|                                                                       |
|  [ Cảm biến MAP/MAF ]  [ Cảm biến TPS ]  [ Cảm biến THW ]  [ Cảm biến O2 ] |
|                                                                       |
|  [ Cảm biến Trục khuỷu & Trục cam gắn mô tơ dẫn động mô phỏng ]      |
|                                                                       |
|-----------------------------------------------------------------------|
|  [ Khung thép chịu lực ]                [ Ắc quy 12V ]  [ Bơm & Thùng ]|
+-----------------------------------------------------------------------+

Quy trình kiểm tra và thi công lắp ráp

1. Kiểm tra thông số kỹ thuật linh kiện:
   • Đo điện trở cuộn dây kim phun nhằm xác định độ đồng đều giữa 4 vòi phun.
   • Kiểm tra hoạt động của rơ le: Cấp điện 12V vào cuộn dây điều khiển và dùng ôm kế kiểm tra thông mạch giữa các tiếp điểm thường mở.
   • Thử nghiệm áp suất bơm: Nối bơm xăng điện với đồng hồ đo áp suất nhiên liệu để đảm bảo van an toàn mở xả ở ngưỡng quy định (khoảng 6 kG/cm²).
   • Kiểm tra tín hiệu phát xung của bô bin và khe hở đánh lửa bugi.
2. Quy trình lắp ráp và đấu dây:
   • Gia công, định vị các chi tiết cơ khí lên mặt bảng Mica.
   • Kết nối cụm giắc cắm kim phun theo thứ tự chân C11, C12, C13, C14 của hộp ECU.
   • Bố trí đĩa răng phát xung và cảm biến vị trí trục khuỷu (được dẫn động bằng mô tơ điện điều tốc để mô phỏng dải vòng tua động cơ).
   • Đi dây điện theo tiêu chuẩn màu dây, bố trí các điểm trích tín hiệu (chân chẩn đoán) ra ngoài mặt bảng để thuận tiện đo kiểm bằng đồng hồ vạn năng hoặc máy hiện sóng (Oscilloscope).

---

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật hệ thống nghiên cứu

Dưới đây là các thông số kỹ thuật thực tế của xe và động cơ VinFast Fadil 2019 được khảo sát và áp dụng trong đồ án:

Hạng mục	Thông số kỹ thuật	Đơn vị / Đặc tính
Kích thước bao (Dài x Rộng x Cao)	$3676 \times 1632 \times 1530$	mm
Chiều dài cơ sở	2385	mm
Chiều dài sàn khoang chứa đồ (tiêu chuẩn / gập ghế)	486 / 1109	mm
Kích thước khoang chứa đồ (Rộng x Cao)	$968 \times 499$ (khi mở: 608)	mm
Đường kính vòng quay nhỏ nhất	10	m
Dung tích bình xăng	32	lít
Kiểu động cơ	1.4 LV7 (4 xi lanh thẳng hàng)	DOHC 16 van, VVT-i
Tỷ số nén	10,6:1	-
Công suất cực đại	98 tại 6200	Hp / rpm
Mô men xoắn cực đại	124 tại 4400	N.m / rpm
Hệ thống phun nhiên liệu	L-EFI (đo bằng dây sấy)	Euro 4
Hệ thống treo (Trước / Sau)	Độc lập MacPherson / Dầm xoắn	Lò xo cuộn, thanh cân bằng
Hệ thống phanh (Trước / Sau)	Đĩa thông gió / Tang trống	Tích hợp ABS, EBD, ESC
Áp suất xả van an toàn bơm nhiên liệu	Khoảng 6	$\text{kG/cm}^2$
Nhiệt độ mở van hằng nhiệt	80	°C
Góc nghiêng đặt xupap	22,85	Độ

Kết quả đạt được của mô hình

• Mô hình đã được thi công hoàn chỉnh, kết nối chính xác hệ thống điều khiển điện tử ECU với các cơ cấu chấp hành và cảm biến.
• Thể hiện trực quan nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng và đánh lửa: khi mô tơ quay kéo đĩa xung trục khuỷu, ECU nhận tín hiệu NE và điều khiển vòi phun phun xăng dạng sương vào ống đong đồng thời điều khiển bô bin đánh lửa theo đúng thứ tự nổ.
• Cung cấp khả năng đo kiểm trực tiếp lượng phun giữa các vòi phun thông qua các ống đong chia độ, giúp so sánh lưu lượng nhiên liệu của từng vòi phun trong cùng một khoảng thời gian làm việc.
• Cho phép đo đạc tín hiệu xung điện áp tại các chân giắc cảm biến và cơ cấu chấp hành phục vụ phân tích dạng sóng hoạt động.

Đóng góp của đề tài

• Đưa ra bản vẽ thiết kế, phương án bố trí và quy trình chế tạo hoàn chỉnh một mô hình học cụ chuyên ngành ô tô có tính trực quan cao, kích thước nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển giữa xưởng thực hành và phòng học lý thuyết.
• Cung cấp tài liệu phân tích sâu về hệ thống điện động cơ 1.4 LV7 trên dòng xe VinFast Fadil, hỗ trợ tài liệu học tập và rèn luyện kỹ năng thực hành kiểm tra mạch điện cho sinh viên.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Mô hình chế tạo trong phạm vi phòng thí nghiệm nên còn lược bỏ một số chi tiết phụ trợ cơ khí và tải thực tế so với động cơ lắp hoàn chỉnh trên ô tô.
• Các chế độ pan bệnh (lỗi mô phỏng) trên mô hình hiện tại mới chỉ dừng lại ở một số dạng hỏng hóc cơ bản thường gặp của hệ thống dây dẫn và tín hiệu cảm biến, chưa tích hợp được toàn bộ các pan lỗi phức tạp của hệ thống mạng giao tiếp trên xe.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Đề xuất Viện Kỹ thuật và Trung tâm đào tạo đưa mô hình vào các bài tập thực hành chính thức của môn học Điện - Điện tử Ô tô và Chẩn đoán động cơ.
• Nghiên cứu phát triển thêm các công tắc tạo pan lỗi nâng cao (lỗi đứt ngầm, lỗi chạm mass, sai lệch tín hiệu cảm biến) kết hợp cổng chẩn đoán OBD-II để sinh viên thực hành tra cứu mã lỗi bằng máy quét chẩn đoán chuyên dụng.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô: Sử dụng làm tài liệu nghiên cứu đồ án tốt nghiệp, đồ án môn học chuyên ngành động cơ đốt trong và hệ thống điện ô tô.
• Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Tham khảo phương án thiết kế kết cấu, sơ đồ đấu nối và quy trình thi công thiết bị dạy học thực nghiệm.
• Kỹ thuật viên sửa chữa ô tô: Tra cứu thông số kỹ thuật động cơ 1.4 LV7, cấu tạo chi tiết các cảm biến, quy trình kiểm tra bơm xăng, kim phun, bô bin và các chiến lược điều khiển hiệu chỉnh nhiên liệu của ECU trên xe VinFast Fadil 2019.

---

Câu hỏi thường gặp

Động cơ 1.4 LV7 trên xe VinFast Fadil 2019 sử dụng phương pháp đo lượng khí nạp nào?

Động cơ sử dụng phương pháp L-EFI, tức là đo trực tiếp lượng không khí nạp đi vào đường ống nạp thông qua cảm biến khối lượng không khí loại dây đốt nóng, truyền tín hiệu về ECU để tính toán lượng phun cơ bản.

Van an toàn trên cụm bơm nhiên liệu xe VinFast Fadil mở ở ngưỡng áp suất bao nhiêu và có tác dụng gì?

Van an toàn mở khi áp suất nhiên liệu vượt quá giới hạn cho phép (khoảng 6 $\text{kG/cm}^2$) nhằm bảo vệ đường ống và các đầu nối nhiên liệu không bị hư hại khi xảy ra tình trạng quá áp.

Tại sao thời gian phun nhiên liệu lúc khởi động không tính toán dựa trên lượng không khí nạp?

Trong lúc khởi động, tốc độ quay của động cơ rất thấp và lượng không khí nạp biến thiên rất lớn, không ổn định. Do đó, ECU xác định thời gian phun lúc khởi động căn cứ vào nhiệt độ nước làm mát từ cảm biến THW để làm đậm hòa khí giúp động cơ dễ nổ máy.

Khe hở xupap trên động cơ 1.4 LV7 được điều chỉnh như thế nào trong quá trình làm việc?

Động cơ sử dụng con đội thủy lực kết hợp áp lực dầu bôi trơn và lực đẩy của lò xo để tự động bù khe hở, luôn duy trì khe hở xupap bằng 0 trong suốt quá trình vận hành, giúp giảm tiếng ồn và không cần điều chỉnh khe hở nhiệt định kỳ bằng tay.

Các vòi phun nhiên liệu trên mô hình được kết nối với những chân giắc nào của ECU?

Hệ thống điều khiển vòi phun của 4 xi lanh được đấu nối trực tiếp vào các chân tín hiệu điều khiển trên giắc cắm hộp ECU mang ký hiệu lần lượt là C11, C12, C13 và C14.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu và thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa xe VinFast Fadil 2019" đã phân tích toàn diện cơ sở lý thuyết và kết cấu thực tế của hệ thống điều khiển động cơ xăng 1.4 LV7. Nhóm tác giả đã hoàn thành việc tính toán, thiết kế, lựa chọn linh kiện và thi công thành công mô hình học cụ sa bàn có khả năng vận hành ổn định. Thiết bị đáp ứng tốt các yêu cầu về tính trực quan, hỗ trợ đo kiểm thông số làm việc, phục vụ trực tiếp cho công tác đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật ô tô.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Giới thiệu tổng quan về đề tài Hiện nay, ngành công nghệ ô tô đã có những bước phát triển vượt bậc, trên xe ô tô hiện đại đã xuất hiện những hệ thống như: hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), bộ phận phân bố lực phanh điện tử (EBD),. và đặc biệt đó là hệ thống điều khiển động cơ. Để giúp tiếp cận những công nghệ điện tử mới đã được ứng dụng trên xe ô tô, TS NGUYỄN VĂN GIAO đã đưa vào hướng dẫn chúng em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp.

Đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phun xăng đánh lửa của xe hiện đại”. Tính cấp thiết của đề tài Bước sang thế kỉ 21, sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật của nhân loại đã bước lên một tầm cao mới. Rất nhiều những thành tựu khoa học kỹ thuật, các phát minh, sáng chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao. Là một quốc gia có nền kinh tế lạc hậu, nước ta đã và đang có những cải cách mới để thúc đẩy kinh tế.

Việc tiếp thu, áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới đang rất được nhà nước quan tâm nhằm cải tạo, đẩy mạnh phát triển các ngành công nghiệp mới, với mục đích đưa nước ta từ một nước nông nghiệp lạc hậu thành một nước công nghiệp phát triển. Trải qua rất nhiều năm phấn đấu và phát triển. Hiện nay nước ta đã là thành viên của khối kinh tế quốc tế WTO. Với việc tiếp cận các quốc gia có nền kinh tế phát triển, chúng ta có thể giao lưu, học hỏi kinh nghiệm, tiếp thu và áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến để phát triển hơn nữa nền kinh tế trong nước, bước những bước đi vững chắc trên con đường quá độ lên CNXH.

Trong các ngành công nghiệp mới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển thì công nghiệp ô tô là một trong những ngành tiềm năng. Do sự tiến bộ về khoa học công nghệ nên quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hoá phát triển một cách ồ ạt, tỷ lệ ô 1 nhiễm nguồn nước và không khí do chất thải công nghiệp ngày càng tăng. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên như: than, đá, dầu mỏ. bị khai thác bừa bãi nên ngày càng cạn kiệt.

Điều này đặt ra bài toán khó cho ngành động cơ đốt trong nói chung và ô tô nói riêng, đó là phải đảm bảo chất lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu. Các hãng sản xuất ôtô như FORD, TOYOTA, MESCEDES, KIA-HUYNDAI. đã có rất nhiều cải tiến về mẫu mã, kiểu dáng cũng như chất lượng phục vụ của xe, nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng, tiết kiệm nhiên liệu và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường do khí thải. Để đáp ứng được những yêu cầu đó thì các hệ thông điều khiển trên ô tô nói chung và động cơ nói riêng phải có sự hoạt động an toàn, chính xác, đúng lúc, đúng thời điểm, bền, đẹp, rẻ… Do vậy mà các hệ thống điều khiển bằng cơ khí đã không còn đáp ứng được và thay thế vào đó là các hệ thống điều khiển bằng điện tử như: Hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống phun nhiên liệu diesel điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, hệ thống chống bó cứng phanh ABS.

Chúng hoạt động được là nhờ các cảm biến giám sát mọi tình trạng hoạt động của ô tô và đưa về bộ điều khiển trung tâm (ECU). Bộ điều khiển này có kết cấu phức tạp, hiện đại. Nó nhận các tín hiệu từ cảm biến, tổng hợp lại, xử lý và đưa ra các tín hiệu điều khiển các hệ thống trên xe một cách chính xác. Với các ứng dụng hiện đại như vậy đòi hỏi người kỹ thuật viên phải có trình độ hiểu biết, học hỏi, sáng tạo để bắt kịp với khoa học tiên tiến hiện đại, nắm bắt được những thay đổi về các đặc tính kỹ thuật của từng loại xe, dòng xe, đời xe.

Có thể chẩn đoán hư hỏng và đưa ra phương án sửa chữa tối ưu vì vậy mà người kỹ thuật viên trước đó phải được đào tạo với một chương trình đào tạo tiên tiến, hiện đại, cung cấp đầy đủ kiến thức lý thuyết cũng như thực hành. Trên thực tế, trong các trường kỹ thuật của ta hiện nay thì trang thiết bị cho sinh viên, học sinh thực hành còn thiếu thốn rất nhiều, đặc biệt là các trang thiệt bị, mô hình thực tập tiên tiến, hiện đại. Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác và đưa vào thực tế giảng dạy. Tài liệu về các hệ thống điều khiển hiện đại trên ôtô như: EFI, ESA, ABS, MFI.

còn thiếu, chưa được hệ thống hoá một cách khoa học. Các bài tập hướng dẫn thực tập, thực hành còn thiếu thốn. Vì vậy mà người kỹ thuật 2 viên khi ra trường sẽ gặp nhiều khó khăn, khó tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị tiên tiến, hiện đại trong thực tế. Do đó việc chế tạo mô hình trong giảng dạy trở nên rất cần thiết.

Với đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phun xăng đánh lửa của xe hiện đại” Nó giúp người học có cách nhìn tổng quan, dễ hiểu, dễ thao tác. Qua đó, rút ra được nhiều kiến thức thực tế, tăng hiệu quả trong quá trình đào tạo. Đề tài đặt ra sinh viên phải tìm hiểu, học hỏi về bản chất từ đó nghiên cứu về hệ thống phun xăng điện tử. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Giúp người nghiên cứu củng cố lại kiến thức đã được học trong suốt chương trình học.

Đồng thời tiếp cận với công nghệ mới nhất đã được ứng dụng trên xe ô tô ngày nay, đó là những kiến thức thực tế rất cần thiết của một người kỹ sư ô tô tương lai. Phát hiện được những hư hỏng, nguyên nhân và hậu quả để từ đó đưa ra phương án kiểm tra, sửa chữa và khắc phục những hư hỏng của “Hệ thống phun xăng”. Đề xuất giải pháp, phương án kiểm tra, chẩn đoán, khắc phục hư hỏng của hệ thống trên “Hệ thống phun xăng” trên động cơ xăng nói chung. Đối tượng, phạm vi ứng dụng 1.

Đối tượng nghiên cứu  Hệ thống phun xăng của ô tô Fadil (1.4L, động cơ xi lanh, 4 xi lanh thẳng hàng)  Hệ thống đánh lửa của ô tô Fadil (1.4L, động cơ xi lanh, 4 xi lanh thẳng hàng) 1. Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng  Nghiên cứu lắp đặt cụm vòi phun trong mô hình phun xăng điện tử  Trên mô hình có thể lắp được tất cả các chi tiết  Có thể quan sát trực quan được hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu  Có thể đo kiểm, so sánh được lương phun nhiên liệu giữa các vòi phun với nhau 1. Nhiệm vụ  Tìm hiểu cơ sở lý thuyết đề tài 3  Tính toán thiết kế: mạch điện mô hình, cơ khí mô hình,  Khảo sát tính toán lựa chọn linh kiện mô hình  Khảo sát và lựa chọn linh kiện bộ phận mô hình  Xây dựng quy trình thi công lắp ráp mô hình  Thi công lắp ráp mô hình  Kiểm tra thử nghiệm mô hình  Viết báo cáo đồ án tốt nghiệp 1. Phương pháp nghiên cứu 1.

Phương pháp nghiên cứu thưc tiễn  Đọc tài liệu, tìm hiểu, quan sát hệ thống trên xe  Thu thập thông tin liêu quan  Phân tích cấu tạo nghiên cứu sâu hơn về hệ thống phun xăng điện tử  Xây dựng mô hình và viết báo cáo 1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu  Là phương pháp thu thập thông tin trên cơ sở nghiên cứu các văn bản đã có sẵn bằng tư duy logic  Mục đích: để rút ra những kết luận cần thiết Các bước thực hiện:  Bước 1: Thu thập tài liệu về hệ thống phun xăng điện tử  Bước 2: Sắp xếp nội dung tài liệu một cách hệ thống và logic chặt chẽ theo từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cở sở và bản chất nhất định.  Bước 3: Đọc, nghiên cứu và phân tích tài liệu nói về hệ thống phun xăng điện tử. Phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc một cách khoa học.

 Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hóa lại kiến thức tạo ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc. Bố cục của đồ án  Chương 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài: Giới thiệu tổng quan về đề tài cũng như tính cấp thiết và mục tiêu đối tượng nghiên cứu. Nhiệm vụ, phương pháp nghiên cứu và bố cục.  Chương 2: Cơ sở lý thuyết: Giới thiệu khái quát chung về dòng xe và những hệ thống cơ bản trên dòng xe thực hiện nghiên cứu.

Tra cứu cơ sở lý thuyết.  Chương 3: Phân tích kết cấu hệ thống phun xăng điện tử EFI trên xe Vinfast fadil 2019  Chương 4: Phương hướng và giải pháp xây dựng mô hình: Nhóm sẽ thu thập các dữ kiện liên quan về linh kiện và phát thảo bản vẽ thiết kế đồng thời lên phương án thực hiện mô hình.  Chương 5: Quy trình thiết kế và thi công mô hình: Dựa vào các phương án thiết kế trên bản vẽ ở Chương 3. Chúng em tiến hành chọn ra phương án tối ưu và hiệu quả nhất để tiến hành thực hiện nghiên cứu thi công mô hình.

 Chương 6: Kết luận và hướng phát triển: Tổng kết và rút kinh nghiệm trong quá trình thực hiện đồ án, nhận xét về điểm mạnh và điểm yếu và nêu ra hướng phát triển nâng cao tính tối ưu, khắc phục những hạn chế trong quá trình nghiên cứu. 5 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử 2. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại a) Nhiệm vụ Hệ thống nhiên liệu cấp cho động cơ xăng, có nhiệm vụ cung cấp xăng và không khí, tạo thành môi chất đưa vào xylanh, phù hợp với chế độ tải và tốc độ làm việc của động cơ.

Thành phần cung cấp vào động cơ ngoài việc đảm bảo sự làm việc tối ưu về công suất và tiêu hao nhiên liệu, còn phải đảm bảo khí thải ít độc hại với môi trường nhất. b) Yêu cầu Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ đầy đủ và chín xác cho động cơ hoạt động. Hệ thống cung cấp nhiên liệu ổn định và chính xác. c) Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng Dựa trên nguyên tắc định lượng xăng cung cấp vào xylanh động cơ, người ta chia hệ thống nhiên liệu cho động cơ xang thành những loại cơ bản là: ** Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí.