Nghiên cứu mạch điều khiển phun xăng vi điều khiển tại HCMUTE

LỜI NÓI ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: CHƯƠNG DẪN NHẬP

1.1. Đặt vấn đề và tầm quan trọng của vấn đề

1.2. Mục đích nghiên cứu

1.3. Đối tượng nghiên cứu

1.4. Phương pháp nghiên cứu

1.5. Giới hạn đề tài

2. CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHO ĐỘNG CƠ Ô TÔ

2.1. Khái quát về hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ

2.2. Lịch sử phát triển

2.3. Sơ đồ hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ và thuật toán điều khiển

2.4. Phân tích các cảm biến tín hiệu vào dùng cho hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ Suzuki cappuccino – SX306

2.4.1. Những nguyên lý cơ bản và đặc trưng đo lượng

2.4.2. Cảm biến áp suất đường ống nạp

2.4.3. Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston

2.4.4. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

2.4.5. Cảm biến nhiệt độ khí nạp

2.4.6. Cảm biến vị trí bướm ga

2.4.7. Cảm biến ôxy

2.5. Tín hiệu máy khởi động

2.6. Các cấu tạo chấp hành

2.7. Van điều khiển tốc độ cầm chừng

2.8. Bộ điều khiển điện tử

2.9. Phân tích quá trình xử lý tín hiệu của ECU

2.10. Sự cần thiết của tín hiệu vào cho các xung phun

2.11. Các chế độ vận hành với phun

2.12. ECU điều khiển khoảng thời gian phun nhiên liệu

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG

3.1. Tính toán độ rộng xung phun cơ bản

3.2. Hệ số làm đậm quá trình sấy nóng động cơ

3.3. Hệ số làm đậm theo nhiệt độ khí nạp

3.4. Hệ số làm đậm phụ thuộc độ mở bướm ga

3.5. Tính toán điều khiển quá trình phun nhiên liệu thời kỳ khởi động lạnh

3.6. Điều khiển cho quá trình sau khởi động

3.7. Điều khiển cho quá trình giảm tốc đột ngột

3.8. Điều khiển cho quá trình tăng tốc đột ngột

3.9. Điều khiển hạn chế tốc độ

3.10. Điều chỉnh Lambda

3.11. Hiệu chỉnh theo điện áp ắc quy

4. CHƯƠNG 4: CHỌN LINH KIỆN CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG DÙNG VI ĐIỀU KHIỂN

4.1. Vi điều khiển

4.2. Giới thiệu khái quát về vi điều khiển MSC - 51

4.3. Giới thiệu vi điều khiển AT89C52

4.4. Bộ định thời (timer) và các ngắt

4.5. Giới thiệu ADC 0809

4.6. Nguyên lý hoạt động

4.7. Mạch tạo xung Clock cho ADC 0809

4.8. Các linh kiện khác

5. CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG

5.1. Sơ đồ khối mạch điều khiển phun xăng

5.2. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển phun xăng

5.3. Sơ đồ mạch in và bố trí linh kiện

5.4. Thuật toán điều khiển phun xăng

6. CHƯƠNG 6: THÍ NGHIỆM TẠO SỐ LIỆU CHO HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG (ECU)

6.1. Giới thiệu động cơ

6.2. Tạo đường đặc tính phun thời kỳ khởi động

6.3. Tạo các bảng số liệu phun thời kỳ chạy ổn định

6.4. Độ rộng xung phun cơ bản

6.5. Hiệu chỉnh theo nhiệt độ động cơ

6.6. Một số hình ảnh thực nghiệm

6.7. Phân tích khí xả ở chế độ không tải

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Nghiên cứu mạch điều khiển phun xăng vi điều khiển tại HCMUTE tập trung vào việc phát triển hệ thống phun xăng tự động cho động cơ ô tô. Hệ thống này sử dụng vi điều khiển để điều khiển quá trình phun nhiên liệu, nhằm nâng cao hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế và chế tạo mạch điều khiển phun xăng, từ đó tạo ra một sản phẩm có thể thay thế cho các ECU hiện có đang gặp vấn đề. Việc áp dụng công nghệ vi điều khiển trong hệ thống phun xăng không chỉ giúp cải thiện hiệu suất động cơ mà còn giảm thiểu khí thải độc hại, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ. Việc áp dụng công nghệ phun xăng hiện đại giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Hệ thống phun xăng tự động được thiết kế sẽ giúp các nhà sản xuất ô tô trong nước có thể tự chủ hơn trong việc sản xuất và chế tạo các linh kiện điện tử, từ đó giảm thiểu sự phụ thuộc vào các sản phẩm nhập khẩu. Điều này không chỉ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô mà còn tạo ra nhiều cơ hội việc làm cho người lao động trong nước.

II. Hệ thống phun xăng

Hệ thống phun xăng là một phần quan trọng trong động cơ ô tô, có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu cho quá trình đốt cháy. Nghiên cứu này sẽ phân tích cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng. Các cảm biến như cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ và cảm biến lưu lượng sẽ được sử dụng để thu thập dữ liệu và điều khiển quá trình phun. Việc sử dụng mạch điều khiển vi điều khiển cho phép điều chỉnh lượng nhiên liệu phun một cách chính xác, từ đó tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn giảm thiểu khí thải độc hại, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường hiện hành.

2.1. Cấu trúc hệ thống

Hệ thống phun xăng bao gồm nhiều thành phần chính như ECU, cảm biến và các bộ phận điều khiển. ECU là bộ não của hệ thống, có nhiệm vụ xử lý tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển các hoạt động của bơm nhiên liệu và vòi phun. Các cảm biến sẽ cung cấp thông tin về điều kiện hoạt động của động cơ, từ đó ECU sẽ tính toán và điều chỉnh lượng nhiên liệu phun cho phù hợp. Việc thiết kế mạch điều khiển phun xăng cần phải đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao, nhằm đáp ứng yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp ô tô.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong luận văn này bao gồm việc phân tích lý thuyết về hệ thống phun xăng, thiết kế mạch điều khiển và thực hiện các thí nghiệm để kiểm tra hiệu quả hoạt động của hệ thống. Các phương pháp tính toán thời gian mở kim phun và lượng nhiên liệu phun sẽ được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Việc sử dụng vi điều khiển trong thiết kế mạch điều khiển sẽ giúp đơn giản hóa quá trình lập trình và điều khiển, đồng thời nâng cao tính linh hoạt của hệ thống. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện trên động cơ SUZUKI Cappuccino để đánh giá hiệu quả của mạch điều khiển phun xăng được chế tạo.

3.1. Thiết kế mạch điều khiển

Thiết kế mạch điều khiển phun xăng bao gồm việc lựa chọn các linh kiện điện tử phù hợp như vi điều khiển, bộ chuyển đổi A/D, và các cảm biến. Mạch điều khiển sẽ được lập trình để thực hiện các chức năng như đọc tín hiệu từ cảm biến, tính toán lượng nhiên liệu cần thiết và điều khiển vòi phun. Việc lựa chọn linh kiện và thiết kế mạch cần phải đảm bảo tính ổn định và độ chính xác cao, nhằm đáp ứng yêu cầu của hệ thống phun xăng tự động. Các phần mềm lập trình sẽ được sử dụng để viết chương trình điều khiển cho mạch, đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả và chính xác.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy mạch điều khiển phun xăng được chế tạo có khả năng hoạt động ổn định và hiệu quả. Các thí nghiệm trên động cơ SUZUKI Cappuccino cho thấy lượng nhiên liệu phun được điều chỉnh chính xác theo các điều kiện hoạt động khác nhau. Hệ thống đã giảm thiểu đáng kể lượng khí thải độc hại, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường hiện hành. Việc áp dụng công nghệ vi điều khiển trong hệ thống phun xăng không chỉ giúp nâng cao hiệu suất động cơ mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Kết quả này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các hệ thống phun xăng tự động tại Việt Nam.

4.1. Đánh giá hiệu quả

Đánh giá hiệu quả của mạch điều khiển phun xăng cho thấy sự cải thiện rõ rệt về hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các chỉ số như tiêu hao nhiên liệu và lượng khí thải đều được cải thiện so với các hệ thống phun xăng truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ vi điều khiển trong thiết kế mạch điều khiển phun xăng là một bước tiến quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp ô tô trong nước.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu chế tạo mạch điều khiển phun xăng bằng vi điều khiển