Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ECU điều khiển động cơ xăng

Bài viết Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ECU điều khiển động cơ xăng nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ECU điều khiển động cơ xăng phục vụ trong quá trình hoàn thiện trong chu trình phun xăng và đánh lửa của động cơ xăng. ECU có thể thay thế cho bộ chế hòa khí trên xe máy bằng việc phun xăng, đánh lửa điện tử.

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ECU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG Trương Hoàng Tuấn; Trần Trung Kiên; Dương Trọng Nhân, Đặng Trọng Nghĩa, Nguyễn Tấn Phúc* *Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: ThS Nguyễn Văn Bản TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu, thiết kế chế tạo ECU điều khiển động xăng phục vụ q trình hồn thiện chu trình phun xăng đánh lửa động xăng ECU thay cho chế hịa khí xe máy việc phun xăng, đánh lửa điện tử Từ nâng cao hiệu suất động giảm thiểu lượng khí thải đưa mơi trường ECU sau nghiên cứu, thiết kế chế tạo sử dụng vào mục đích giảng dạy, cơng nghiệp hóa Từ khóa: ECU, chế hịa khí, động xăng, phun xăng, đánh lửa GIỚI THIỆU Ngày ô tô thứ phương tiện mà người dân sở hữu ngày nhiều, kèm với nhiều tơ trình trạng nhiễm mơi trường, vấn đề tiêu thụ nhiên liệu cần lượng nhân lực lớn trang thiết bị để phục vụ công tác bảo dưỡng, sữa chữa giải nhanh chóng Để giải vấn đề nhóm chúng em mang đến đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo ECU điều khiển động xăng” Đây đề tài em cấp thiết vừa tham gia phần nhỏ công chế tạo hộp ECU mang thương hiệu Việt, vừa củng cố vững mạnh ngành công nghiệp ô tô Việt Nam NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA ECU cần phải nhận tín hiệu cảm biến để xác định xác thời điểm đánh lửa cho xy lanh động theo thứ tự nổ Các tín hiệu cần gửi ECU như: tốc độ động cơ, vị trí trục khuỷu, lượng khí nạp, nhiệt độ động cơ… Tín hiệu gửi ECU nhiều việc xác định thời điểm đánh lửa tối ưu xác Hệ thống phun xăng Hệ thống phun xăng bao gồm ba phần bản: - Nhiên liệu; 117 - Dẫn nạp khơng khí; - Hệ thống điều khiển ❖ Nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng Nhiên liệu bơm, từ thùng chứa vào đường ống dẫn, đường ống nhiên liệu lọc nhờ bầu lọc thấm, giảm rung động nhờ giảm chấn thủy lực, nhiên liệu tiếp tục đến vịi phun, ECU nhận tín hiệu từ cảm biến khác để phát tình trạng động điều kiện chạy xe, tính toán lượng nhiên liệu tối ưu làm cho vòi phun, phun lượng nhiên liệu cần thiết 2.2 Hệ thống đánh lửa Các cảm biến: Có nhiệm vụ nhận biết chế độ hoạt động khác động chế độ khởi động, sau khởi động, chế độ thay đổi tải phát tín hiệu gửi đến ECU hay cịn gọi nhóm tín hiệu vào ECU: Có nhiệm vụ xử lý tính tốn thơng số đầu vào từ phát tín hiệu điều khiển đầu Hình 1: Kết cấu hệ thống phun xăng điều khiển điện tử dựa vào tín hiệu cảm biến.[8] KẾT QUẢ THI CÔNG ECU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ: GIA CÔNG, LẮP RÁP, LẬP TRÌNH 118 Hình 2: Sơ đồ mạch điều khiển ECU [4] Khối tín hiệu đầu vào dùng để đưa tín hiệu vi điều khiển lấy từ cảm biến quang chữ U đặt đĩa cốt máy Khối kiểm tra có nhiệm vụ theo dõi chế độ động cơ, chế độ lúc khởi động sau khởi động Khối xử lý có nhiệm vụ xử lý kết tín hiệu đầu vào để truy xuất tín hiệu đầu ra, khối xử lý thực việc tìm góc đánh lửa ban đầu, hiệu chỉnh, tín hiệu điện áp, tìm thời gian phun, phun bản, phun hiệu chỉnh, phun theo tín hiệu điện áp… Sau xử lý tín hiệu theo giá trị cảm biến từ kết việc tính tốn khối xử lý truyền tín hiệu đến cấu chấp hành Thời điểm phun xăng Khi cảm biến phun xăng nhận tín hiệu, thơng tin gửi ECU, sau xử lý tín hiệu ECU điều khiển kim phun, phun lượng xăng thích hợp theo hiệu chỉnh Thời gian phun xăng 119 Bảng 3.1: Thời gian phun xăng hiệu chỉnh Thời gian phun 67 79 92 102 112 Tín hiệu cảm biến bướm ga 40 101 162 224 287 ❖ Số linh kiện sử dụng thiết kế mạch: Hình 3: PIC 16F877A [7] Các bước thực ❖ Bước 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý ❖ Bước 2: Xuất sơ đồ nguyên lý mạch in ❖ Bước 3: Cắt bo mạch ❖ Bước 4: Ủi mạch ❖ Bước 5: Ngâm mạch ❖ Bước 6: Khoan mạch ❖ Bước 7: Hàn linh kiện Viết chương trình điều khiển phun xăng đánh lửa Dùng phần mềm C++ để viết chương trình 120 - PIC 16F877A số lượng 1; - IRF 3205 số lượng 2; - Diode số lượng 3; - Ổn áp LM7805 số lượng - Tụ hóa 220uf 50V số lượng 2; - Điện trở số lượng 14; - Bóng led số lượng 5; - TRANZITOR số lượng Hình 4: Sơ đồ khối ECU.[5] Hình 5: ECU hồn chỉnh Chạy thử mạch ECU hồn chỉnh mơ hình động mẫu ❖ Kiểm tra đánh lửa Hình 6: Kiểm tra trình đánh lửa ❖ Kiểm tra phun xăng Tiến hành dây cho hộp ECU vào hệ thống phun xăng kiểm tra hệ thống có nhận tín hiệu làm việc ổn định không Mạch nhận tín hiệu ECU điều khiển q trình kích chân kim phun xăng 121 Hình 7: Tiến hành kiểm tra phun xăng Hình 8: Kiểm tra tín hiệu cảm biến Kiểm tra tín hiệu cảm biến Mạch nhận tín hiệu cảm biến điều khiển phát tín hiệu cho q trình đánh lửa KẾT LUẬN Sau thời gian thực báo tham luận với đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo ECU điều khiển động xăng” Từ công đoạn nghiên cứu tài liệu, tính tốn lý thuyết thiết, viết code, thiết kế chế tạo cuối thử nghiệm bo mạch Bài tham luận nhóm hồn thành thời hạn với mơ hình ECU điều khiển phun xăng, đánh lửa cho động mẫu Có thể ứng dụng vào thực tiễn xe máy Ví dụ thay chế hịa khí xe máy phun xăng, đánh lửa điện tử Đề tài có tính thời sự, có tính mới, có tổng hợp kiến thức nhiều mơn học Thơng qua đề tài tổng hợp nhiều kiến thức thực tế, tạo sản phẩm có tính ứng dụng cao: Dùng cho xe, dùng làm mơ hình học tập giảng dạy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Nhanh, Phạm Hữu Nghĩa, 2018, Giáo trình hệ thống điều khiển tự động tơ, Hutech, Thành phố Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Văn Nhanh, Nguyễn Văn Bản, (2019), Giáo trình hệ thống điện điện tử ô tô, Hutech, Thành phố Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Văn Bản, 2017, Giáo trình động đốt trong, Hutech, Thành phố Hồ Chí Minh [4] Võ Văn Chinh, 2014, Nghiên cứu thiết kế, chế tạo board mạch điều khiển phun xăng, đánh lửa điện tử trang bị ô tô đại Luận án tốt nghiệp, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang 122 [5] Dương Trọng Nhân, Đặng Trọng Nghĩa, Nguyễn Tấn Phúc, Nghiên cứu thiết kế hộp ECU điều khiển động cơ-Đồ án tốt nghiệp Trường ĐH Công nghệ Thành phố HCM [6] https://oto.edu.vn/thong-dieu-khien-dien-tu/ [7] https://www.oto-hui.com/diendan/threads/do-an-he-thong-danh lua.108308/ [8] https://123docz.net/document/4302165-che-tao-ecu-dieu-khien-phunva-gioi-thieu-mach-dien-xeshi.htm [9] https://oto.edu.vn/he-thong-phun-nhien-lieu-dien-tu-efi/ 123 xang-danh-lua-cho-xe-gan-may- ... hiệu cảm biến điều khiển phát tín hiệu cho q trình đánh lửa KẾT LUẬN Sau thời gian thực báo tham luận với đề tài ? ?Nghiên cứu, thiết kế chế tạo ECU điều khiển động xăng? ?? Từ công đoạn nghiên cứu tài... số đầu vào từ phát tín hiệu điều khiển đầu Hình 1: Kết cấu hệ thống phun xăng điều khiển điện tử dựa vào tín hiệu cảm biến.[8] KẾT QUẢ THI CÔNG ECU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ: GIA CÔNG, LẮP RÁP, LẬP TRÌNH... mạch điều khiển ECU [4] Khối tín hiệu đầu vào dùng để đưa tín hiệu vi điều khiển lấy từ cảm biến quang chữ U đặt đĩa cốt máy Khối kiểm tra có nhiệm vụ theo dõi chế độ động cơ, chế độ lúc khởi động