Đặt vấn đề Với sự phát triển không ngừng của thế giới hiện nay trên tất cả các lĩnh vực. Ngành công nghiệp ô tô có những bước tiến mạnh mẽ với những công nghệ tiên tiến hiện đại được trang bị trên ô tô. Một chiếc ô tô hiện đại ngày ngay phải đáp ứng được các nhu cầu về tính tiện nghi, an toàn, kinh tế, thẩm mỹ và thân thiện với môi trường. Hệ thống phun xăng điện tử có những cải tiến vượt bật trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô đặc biệt là trong động cơ ô tô.
Các hệ thống ngày càng tiên tiến hiện đại đòi hỏi việc bảo trì bảo dưỡng và chẩn đoán chuyên sâu hơn. Vì thế nên người kỹ thuật viên sửa chữa ô tô có một nền tảng kiến thức sâu. Phun xăng điện tử đã được nhiều trường thực hiện giảng dạy và đào tạo. Nhng đối với việc đào tạo ngành công nghệ kỹ thuật ô tô phải có một cách tiếp cận trực quan thực tế hơn về các hệ thống Trong trường cao đẳng nghề đào tạo nghề công nghệ kỹ thuật ô tô với nhiều mô đun trong đó động cơ phun xăng là một trong những mô đun quan trọng và cần thiết cho học viên.
Được sự đầu tư phát triển của trường về ngành với mong muốn trau dồi kiến thức mới hiện đại hơn trong lĩnh vực ô tô. Vì thế nên tác giả đã chọn đề tài: “Thiết kế và thi công mô hình tạo Pan hệ thống phun xăng điện tử có giao tiếp máy tính” với tâm quyết xây dựng sản phẩm của mình cho ngành công nghệ ô tô tại trường 1.2 Tổng quan các nghiên cứu liên quan 1.1 Một số nghiên cứu trong nước Thạc sĩ Ngô Thị Ánh Quỳnh với đề tài: Ứng dụng công nghệ Internet of thing trong thu thập đánh giá nhiệt độ và độ ẩm môi trường: Nội dung của đề tài là ứng dụng công nghệ IOT ( Internet of thing) để điều khiển các hệ thống từ xa 1 Thạc sĩ Nguyễn Hoàng Luân với đề tài: Nghiên cứu chế tạo các mạch tạo pan động cơ ô tô có giao tiếp với máy tính phục vụ giảng dạy; Nội dung nghiên cứu của đề tài là thiết kế chế tạo mô phỏng các đặt tính của cảm biến, thu thập tính hiệu cảm biến tín hiệu đầu vào và tạo PAN động cơ trên phần mềm LabVIEW. Thạc sĩ Đào Anh Quân Nghiên với đề tài: Điều khiển hệ truyền động động cơ điện một chiều bằng card Arduino ứng dụng để điều khiển chuyển động máy nông nghiệp nội dung của đề tài là khai thác ứng dụng Arduino để điều khiển hoạt động của động cơ nông nghiệp. Hệ điều khiển tự động dùng card Arduino tạo ra một hệ truyền động số, kết hợp với tính thì hệ truyền động này sẽ rất thông minh vừa điều khiển vừa giám sát với đối tượng truyền động.2 Một số nghiên cứu ngoài nước Đề tài nghiên cứu: Simplified d-type electronic fuel injection (D-EFI) instruction model của tác giả JIMCEL P.
PECASO với nội dung Xây dựng và thi công mô hình hệ động cơ phun nhiên liệu loại D-EFI phục vụ việc giảng tại trường Cao đẳng và Đại học Bang (SUV) ở Philippines. Đề tài nghiên cứu:Ddesign and development of electronic fuel injection control system program for single cylinder diesel engine của nhóm tác giả là SITTICHOMPOO S; THEINNOI K; SAWATMONGKHON B ở Trung tâm Công nghệ Đốt cháy và Năng lượng Thay thế CTAE, Trường Cao đẳng Công nghệ Công nghiệp, KMUTNB, Bangkok, Thái Lan với nội dung Nghiên cứu đánh giá về khí thải của động cơ diesel xi lanh đơn trên hai điều kiện là hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng cơ và điện tử. Các thực nghiệm cho thấy với hệ thống phun nhiên liệu điện tử tạo ra ít NOx hơn so với động cơ điều khiển bằng cơ là 50%. Tuy nhiên, do áp suất phun cao hơn nên HC và CO tăng lên do sự tiếp xúc của nhiên liệu trên buồng đốt Đề tài: Application of an electronic fuel injection system to a single cylinder, four stroke engine.
Của tác giả GLENN MICHAEL AMBER với nội dung nghiên cứu ứng dụng hệ thống phun xăng điện tử cho động cơ 4 kỳ xy lanh đơn áp dụng trên động 2 cơ sử dụng bộ chế hòa khí. Thực nghiệm phân tích đánh giá kết quả trước và sau khi khi cải tiến cho thấy phun nhiên liệu điện tử cải thiện khoảng 20% mô men xoắn và mã lực so với bộ chế hòa khí. Đề tài : Direct training practical learning model on the teaching material diesel fuel injection system của nhóm tác giả ở trường đại học Universitas Negeri Semarang, Indonesia với nội dung nghiên cứu triển khai chế tạo và phát triển mô động cơ diesel điện tử đào tạo học tập trên mô hình Thiết bị do Dae sung G-3 Co.Ltd, Hàn Quốc sản xuất. Đây là mô hình đào tạo động cơ phun xăng với nhiều chức được tích hợp trên mô hình song vẫn có nhiều hạn chế ở đối với một số cơ sở giáo dục nghề nghiệp.
- Chi phí cao - Đối với chức năng giao tiếp chỉ qua cổng OBD II, chưa sử dụng được nhiều phần mềm giao tiếp khác. Phần mềm tạo Pan còn hạn chế và thiết kế các bài tập thực hành chưa phong phú người học Các đề tài trên có những phát minh mang tính mới và ứng dụng phần mềm Arduino và công nghệ Internet Of Thing kết nối với máy tính để điều khiển tạo các tình huống đã được thiết lặp sẵn 1.3 Tính cấp thiết của đề tài Nhằm phục vụ tốt nhu cầu nghiên cứu, tập của sinh viên, mô hình hệ thống phun xăng điện tử có giao tiếp máy tính giúp cho sinh viên khai thác hiệu quả các hệ thống trên một động cơ phun xăng đáp ứng đúng chức năng của môn học. Vì vậy đề tài “Thiết kế và thi công mô hình tạo Pan hệ thống phun xăng điện tử có giao tiếp máy tính” ứng dụng giảng dạy thật sự cần thiết trong quá trình đào tạo ngành công nghệ ô tô nói chung và nâng cao trình độ chuyên môn của giảng viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô của Khoa Động Lực nói riêng Thiết kế, chế tạo nên sản phẩm mô hình tạo PAN hoạt động của hệ thống phun 3 xăng điện tử dưới hình thức thu gọn một hệ thống phun xăng điện tử thật trên xe kết hợp ứng dụng cộng nghệ thành một mô hình dạng đơn giản, hoạt động được, phù hợp yêu cầu học tập nghiên cứu, nhưng vẫn bảo đảm thực tế, thể hiện được đầy đủ các chức năng của hệ thống. Với các ưu điểm như tính trực quan, sinh động, cơ động và sát với thực tiễn sẽ giúp cho công việc học tập và nghiên cứu chẩn đoán hệ thống điều khiển động cơ được thuận lợi và đạt hiệu quả cao.
Các mô hình học tập giúp cho người học quan sát trực quan tiếp cận với các hệ thống một cách dễ dàng trong học tập, thực hành kiểm tra, chẩn đoán, thu thập dữ liệu hướng nghiên cứu phát triển về công nghệ mới hệ thống điều khiển động cơ. Luận văn đáp ứng được ba yêu cầu chính yếu trong nghiên cứu khoa học: Tính mới, tính cần thiết và tính quan trọng. Mục tiêu nghiên cứu - Chế tạo được mô hình tạo PAN và xử lý PAN có giao tiếp máy tính. - Mô hình giao tiếp với máy tính bằng phần mềm Hantek hiển thị xung tín hiệu của một số tín hiệu đầu vào và tín hiệu phun xăng, đánh lửa.
- Cập nhật và bổ sung cho trường thêm một mô hình đào tạo mới phục vụ cho việc giảng dạy ngành công nghệ ô tô. Đối tượng nghiên cứu - Động cơ phun xăng điện tử 1NZ-FE. - Các mạch tạo PAN trên động cơ 1NZ-FE. - Phương pháp thiết kế giao diện giao tiếp và phương pháp truyền dữ liệu qua máy tính bằng phần mềm Hantek.
Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Lý thuyết nghiên cứu động cơ đốt trong và hệ thống điều khiển động cơ. Nghiên cứu phần mềm Hantek, Visual Studio. 4 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo bo mạch đánh pan, thực nghiệm vận hành mô hình đánh giá khả năng giao tiếp giữa mô hình hệ thống phun xăng điện tử với máy tính. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn 1.
Nhiệm vụ của đề tài Xây dựng một mô hình hệ tao PAN hệ thống phun xăng điện tử trên cơ sở các thiết bị của một ô tô thật ứng dụng công nghệ mới phục vụ cho công tác giảng dạy thực hành và có thể tiến hành các thực nghiệm hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử. Tạo Pan trên hệ thống phun xăng điện tử thông qua máy tính để đánh PAN một cách chính xác và thuận lợi nhất để phục vụ cho công tác giảng dạy chuyên môn kỹ thuật cho sinh viên Biên soạn một số bài giảng về hệ thống phun xăng điện tử để phục vụ cho công tác giảng dạy chuyên môn kỹ thuật có trình độ trung cấp, cao đẳng tại trường Kết hợp các kiến thức về lý thuyết trong tài liệu với các bài tập thực hành trên mô hình sẽ giúp cho quá trình đào tạo sát với thực tế. Phạm vi nghiên cứu Đề tài chỉ ứng dụng trong việc giảng dạy cho học sinh, sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật ô tô và hộ trợ chuyên môn kỹ thuật tại Khoa Động Lực, trường cao đẳng nghề Cần Thơ, nên phạm vi đề tài chỉ thực hiện trên hệ thống phun xăng điện tử của động cơ 1NZ. Đồng thời chỉ khảo sát trên các thực nghiệm trên mô hình để làm rõ hoạt động của hệ thống Thiết kế, chế tạo chỉ xin giới hạn chỉ tạo 10 PAN cơ bản và quan trọng trên hệ thống là trên cảm biến đo gió, cảm biến vị trí trục cam G, cảm biến vị trí trục khuỷu NE, cảm biến vị trí bướm ga, tín hiệu điều khiển kim phun máy số 2, số 3 và đánh lửa máy số 1, số 4 việc trình bày kết quả thi công dưới dạng sản phẩm hoàn thiện, phần nội dung không đề cập đến việc tính toán kết cấu cũng như sức bền cho từng chi tiết mô hình.
5 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái quát về hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển động cơ Cấu trúc của hệ thống : tín hiệu đầu vào là các cảm biến, công tắc. Bộ xử lý trung tâm là ECU động cơ, điều khiển đầu ra là các bộ chấp hành ECU nhận dữ liệu đưa vào từ các cảm biến, các cảm biến cập nhật tình hình hoạt động của động cơ. ECU xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành nhờ những chương trình có sẵn trong bộ nhớ.