CHƯƠNG 1. Lý do chọn đề tài Trên thị trường ô tô, việc lựa chọn một chiếc xe mới vừa đẹp, bền mà lại phải có công suất động cơ lớn thì chi phí để mua loại xe như thế này thường giá bán rất cao. Ngày nay, khách hàng có nhu cầu nâng cấp xe thường lựa chọn việc nâng cấp công suất động cơ cho xe mà không ảnh hưởng đến các vấn đề liên quan đến kích nổ động cơ hay tiêu chuẩn khí thải môi trường. Sau đó khách hàng chỉ cần nâng cấp lại hiệu suất động cơ cho xe mình với chi phí rẻ hơn nhiều so với việc mua một chiếc xe mới có cùng hiệu suất như thế.
Việc hiệu chỉnh động cơ có thể sẽ giúp ích ở nơi lạnh như Canada hay nóng như Ấn Độ, hoặc ở nơi có xăng chất lượng cao như Anh hay chất lượng trung bình như Mỹ, đến ở nơi bị kiểm soát khí xả khắt khe như Đức hay nơi được nới lỏng, buông thả như Việt Nam,… Vì vậy, dựa vào nhu cầu cũng như nắm bắt được tâm lý khách hàng muốn có một chiếc xe giá cả hợp lý mà động cơ phải có công suất lớn nên nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu lý thuyết Tuning về hệ thống điều khiển động cơ” để có thể bắt kịp với xu thế của tương lai. Mục tiêu nghiên cứu Ngành công nghiệp ô tô được chính phủ đánh giá cao là một trong những ngành công nghiệp tiên tiến, đồng thời thúc đẩy sự phát triển cho nhiều ngành công nghiệp khác, cũng như sự hòa nhập công nghệ cao. Do đó, sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô không chỉ là động lực cho chính nó mà còn là động lực cho sự phát triển của các ngành công nghiệp liên quan như cơ khí, điện tử, cao su nhựa, đồng thời góp phần xây dựng nền kinh tế công nghiệp hiện đại của đất nước. Để đáp ứng được nhu cầu ngày nay của người sử dụng thì việc hiệu chỉnh công suất động cơ là một trong những đề tài cần được nghiên cứu và phát triền để có thể giúp cho động cơ 1 cũng như chiếc xe ô tô sẽ trở nên mạnh mẽ hơn, giúp cho cảm giác lái được tốt hơn.
Do đó, đề tài nghiên cứu sẽ có mục đích sau: + Tìm hiểu về sự hình thành của hệ thống điều khiển động cơ và các nguyên lý hoạt động của động cơ đốt trong. + Tìm hiểu về các tín hiệu đầu vào, đầu ra của hệ thống điều khiển động cơ (ECU). Từ đó việc điều chỉnh, can thiệp vào các hệ thống động cơ được quản lý bởi hệ thống điều khiển động cơ (ECU) sẽ trở nên dễ dàng hơn. + Nghiên cứu về cơ sở lý thuyết cho việc hiệu chỉnh công suất động cơ như là: tìm hiểu về hệ thống đánh lửa, các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian và góc đánh lửa, tìm hiểu về hệ thống nhiên liệu.
+ Nghiên cứu về các phương pháp và quy trình hiệu chỉnh công suất động cơ, tìm hiểu các thông số và cách thay đổi các thông số để hiệu chỉnh động cơ. + Việc đánh giá tính khả thi trên xe giúp cho đề tài nghiên cứu sẽ có tính chính xác cũng như độ tin cậy cao đối với mọi người hơn. Bởi vì không chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu mà khi thực hành sẽ có thêm nhiều trải nghiệm thực tế để giúp việc hiệu chỉnh trở nên chính xác hơn. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính là việc hiệu chỉnh công suất động cơ cho hệ thống điểu khiển động cơ.
Nghiên cứu tập trung vào việc hiệu chỉnh lại các thành phần liên quan đến điều khiển động cơ như hệ thống đánh lửa, hệ thống nhiên liệu, hệ thống nạp và các yếu tố liên quan khác trong quá trình hiệu chỉnh động cơ. Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu được lấy từ các tài liệu liên quan đến việc hiệu chỉnh công suất trên hệ thống điều khiển động cơ. 2 Nghiên cứu các hệ thống động cơ như hệ thống đánh lửa, hệ thống phân phối nhiên liệu, hệ thống khí nạp và các yếu tố liên quan trong động cơ. Nghiên cứu sự quản lý của máy tính điện tử ECU trong việc điều khiển các hoạt động của động cơ.
Từ đó hiểu được nguyên lý hoạt động của các hệ thống trong động cơ ô tô. Sau khi tổng hợp các tài liệu cho việc hiệu chỉnh công suất động cơ, tiến hành thu thập các thông số thực tế bằng các tài liệu và hướng dẫn trên internet để ứng dụng hiệu chỉnh động cơ ngoài thực tế. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp được áp dụng để thực hiện đề tài gồm: phương pháp thu thập số liệu, thông tin từ các bài đăng, tài liệu có trên mạng internet để sử dụng cho bài làm. Phương pháp luận để lập luận, nguyên lý và các lập luận từ nhiều nguồn tài liệu áp dụng cho đề tài.
Cùng với đó là tổng hợp thông tin từ các bài làm trước đó để hoàn thiện hơn cho đề tài. Ngoài ra đề tài còn sử dụng phương pháp phân tích và tổng hợp, quy nạp và diễn giải, phân loại và hệ thống nhờ đó làm cho đề tài được hoàn thiện đầy đủ và hợp lý có sức thuyết phục. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỘNG CƠ 2. Giới thiệu hiệu chỉnh công suất động cơ EFI Vào những năm 1950, hệ thống phun xăng điện tử EFI được phát minh ở Mỹ bởi tập đoàn Bendix.
Hệ thống phun xăng điện tử EFI được biết đến và thương mại hóa đầu tiên là Bendix Electrojector vào năm 1957 bởi American Motors trên động cơ 288 bhp (214. Hệ thống phun xăng điện tử ra đời nhằm thay thế cho bộ chế hòa khí cơ chế trộn hòa trộn nhiên liệu và không khí trước đó. [1] Ngày nay, hệ thống động cơ EFI trở nên phổ biến và sử dụng rộng rãi nhờ vào những ưu điểm như: + Áp suất cao của hệ thống EFI (30-70) psi có thể loại bỏ được tình trạng áp suất thấp và nhiệt độ cao trong ống dẫn nhiên liệu có thể hình thành bong bóng hơi làm cản trở hoạt động của hệ thống. + Tính linh hoạt cao nhờ vào thiết kế đường ống nạp cho phép lưu lượng khí nạp cao hơn, phân phối không khí và nhiên liệu đến xi lanh được ổn định, dẫn đến công suất và momen xoắn được ổn định giúp cho khả năng lái tốt hơn.
+ Tỉ số nén động cơ cao hơn, hiệu quả hơn và đặc biệt ít bị kích nổ. + Độ chính xác cao của việc cung cấp nhiên liệu bằng phun điện tử ở bất kỳ tốc độ và tải trọng nào có thể giúp động cơ nhận được hỗn hợp không khí và nhiên liệu ở mỗi xi lanh, độ chính xác là cần thiết để tạo ra một tốc độ tối đa cho xe. + Độ chính xác tỉ lệ không khí và nhiên liệu được điều khiển bằng ECU cho phép động cơ hoạt động công suất tối đa một cách an toàn mà không bị hư hại Hệ thống EFI có thể dễ dàng được hiệu chỉnh lại hoặc hiệu chỉnh cho phù hợp động cơ ngày nay hoặc có thể sửa đổi động cơ như một chiếc xe đua. Đơn giản chỉ cần thay đổi cấu hình bên trong của một hệ thống điều khiển động cơ điện tử là có thể nâng cấp cho động cơ trở thành một phiên bản hoàn toàn mới.
Thay đổi một vài thông số trong bộ nhớ của một thiết 4 bị gốc trên máy tính có thể giải phóng 50 hoặc 100 mã lực và giải phóng khả năng tăng sức mạnh với các bộ phận cải thiện tốc độ động cơ. Nguyên lý hoạt động của động cơ 2. Nguyên lý hoạt động của động cơ 4 kỳ Động cơ hoạt động dựa vào 4 kỳ đó là: kỳ nạp, kỳ nén, kỳ nổ, kỳ xả hoạt động dựa trên sự chuyển động của piston trong xi lanh tạo thành một chu trình làm việc liên tục khi bắt đầu khởi động động cơ.1: Chu trình hoạt động động cơ. [4] Quá trình nạp bắt đầu bằng piston ở đỉnh xi lanh hoặc TDC khi xupap nạp mở.
+ Quá trình nạp sẽ đưa trục khuỷu quay một vòng 180° và piston sẽ kết thúc ở điểm chết dưới BDC. + Khi piston di chuyển xuống điểm chết dưới của xi lanh sẽ tạo ra một vùng áp suất thấp hoặc chân không bên trong xi lanh. Điều này dẫn đến sự chênh lệch áp suất không khí giữa đường ống nạp và xi lanh. 5 + Khi có sự chênh lệch áp suất như thế này, không khí sẽ luôn di chuyển từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp để tạo ra sự cân bằng.
Vì vậy, sự chênh lệch áp suất này là nguyên nhân giúp cho nhiều không khí được nạp vào xi lanh. Sự chênh lệch áp suất càng lớn thì càng có nhiều không khí vào trong xi lanh giúp cho việc tạo ra càng nhiều năng lượng. Mặt khác các bộ tăng áp sẽ làm tăng áp suất không khí vào đường ống nạp lên, kết quả là sự chênh lệch áp suất lớn giữa đường ống nạp và xi lanh giúp cho không khí được hút vào xi lanh nhiều hơn trong quá trình nạp. + Kỳ nén: sau khi kết thúc quá trình nạp sẽ đến quá trình nén, lúc này piston ở điểm chết dưới và xupap nạp đóng lại.
Khi piston di chuyển lên điểm chết trên không khí bị nén chặt do xupap nạp lúc này đã đóng lại. Việc nén không khí sẽ giúp đạt được công suất tối đa cho động cơ hoạt động. + Kỳ nổ (cháy giãn nở và sinh công): Quá trình này bắt đầu bằng việc bugi đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và không khí sau khi hòa khí đã được nén ở quá trình nén. Sau khi không khí và nhiên liệu bị đốt cháy, dẫn đến sự giãn nở nhanh chóng của không khí trong xi lanh tạo ra một áp suất lớn tác động lên đỉnh của piston.
Chính áp suất này tạo ra một lực truyền từ piston tới thanh truyền cuối cùng là đến trục khuỷu tạo ra công suất và momen xoắn lớn. Quá trình truyền lực kết thúc khi piston đạt đến điểm chết dưới, bắt đầu quá trình xả. + Kỳ xả: Lúc này xupap xả bắt đầu mở và piston di chuyển lên đến điểm chết trên, bắt đầu đẩy hết lượng khí xả đã sử dụng ra ngoài và bắt đầu một chu trình làm việc mới. Thời gian xupap đóng, mở Theo lý thuyết, trục khuỷu của động cơ 4 kỳ quay 2 vòng ứng góc 720° tức là mỗi kỳ ứng với 180°.
Piston đi từ điểm chết trên (ĐCT) đến điểm chết dưới (ĐCD) và tuần hoàn như vậy. Xupap xả và xupap nạp đóng và mở để xả khí ra và nạp khí vào để thực hiên 4 quá trình: nạp, nén, nổ, xả.