Thiết kế chế tạo thiết bị đo kiểm lưu lượng và vệ sinh kim phun xe gắn máy

Qua các kiến thức đã học và các tài liệu về hệ thống phun xăng điện tử thì em đãthấy được tính vượt trội của hệ thống phun xăng điện tử so với các hệ thống nhiên liệutrước đó về tiết kiệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

- -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên nghành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO KIỂM LƯU LƯỢNG

VÀ VỆ SINH KIM PHUN XE GẮN MÁY.

GVHD: THS NGUYỄN TRỌNG THỨC SVTH: NGUYỄN QUỐC HÙNG.

MSSV: 13145101.

SVTH: LÊ MINH THỌ.

MSSV: 13145258.

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

- -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên nghành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Đề tài:

THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO KIỂM LƯU LƯỢNG

VÀ VỆ SINH KIM PHUN XE GẮN MÁY.

GVHD: THS NGUYỄN TRỌNG THỨC SVTH: NGUYỄN QUỐC HÙNG.

MSSV: 13145101.

SVTH: LÊ MINH THỌ.

MSSV: 13145258.

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 7 năm 2017

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC HÙNG - MSSV: 13145101

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô - Mã ngành đào tạo: 52510205

Hệ đào tạo: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY - Mã hệ đào tạo:

- Tìm hiểu về hệ thống phun xăng điện tử

- Nghiên cứu lập trình Arduino, cảm biến khối lượng loadcell, hiển thị lcd và các

linh kiện điện tử

- Thiết kế mô hình đo lưu lượng kim phun

- Đo thực nghiệm kim phun trên mô hình

- Thiết kế phải nhỏ gọn, tiện lợi trong việc thử các loại kim phun khác nhau

3 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 20/03/2017

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/07/2017

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn ………

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: LÊ MINH THỌ MSSV: 13145258 Hội đồng: Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC HÙNG MSSV: 13145101 Hội đồng: Tên đề tài:THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO KIỂM LƯU LƯỢNG VÀ VỆ SINH KIM PHUN XE GẮN MÁY. Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Họ và tên GV hướng dẫn: ThS NGUYỄN TRỌNG THỨC Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

3 Đánh giá:

tối đa

Điểm đạt được

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa

học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… 5

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: LÊ MINH THỌ MSSV: 13145258 Hội đồng:

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC HÙNG MSSV: 13145101 Hội đồng:

Tên đề tài:THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO KIỂM LƯU LƯỢNG VÀ VỆ SINH KIM PHUN XE GẮN MÁY.

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Họ và tên GV phản biện: (Mã GV)

Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

6 Đánh giá:

tối đa

Điểm đạt được

1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Tính cấp thiết của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,

khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy

trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

15

Khả năng cải tiến và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

 Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017

Giảng viên phản biện

(Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN

Tên đề tài:

THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO KIỂM LƯU LƯỢNG VÀ VỆ SINH KIM

PHUN XE GẮN MÁY

Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật Ôtô

Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn Đồ án tốt nghiệp

đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức

Chủ tịch Hội đồng:

Giảng viên hướng dẫn:

Giảng viên phản biện:

Tp HCM, ngày tháng 07 năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và hoạt động tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ ThuậtTP.HCM thuộc khoa Cơ khí Động lực của trường thì chúng em cũng đã hoàn thành đượcchương trình học của trường, và đủ tiêu chuẩn thực hiện đồ án tốt nghiệp Cuối cùngchúng em cũng đã hoàn thành được đề tài đồ án tốt nghiệp

Trong khoảng thời gian thực hiện đề tài đồ án, em đã vận dụng được nhiều kiếnthức học tập trong thời gian qua vào thực tiễn Và giúp chúng em trau dồi được nhiềukiến thức và kinh nghiệm mới, biết cách sắp xếp chuẩn bị thời gian thực hiện một đề tàicho hợp lý Và cũng thông qua lần thực hiện đề tài đồ án này mà em cũng nhận ra đượcnhiều thiếu xót của kiến thức học tập của mình, và tìm cách khắc phục chỗ thiếu xót đó,

bổ sung thêm kiến thức mới về công nghệ trong lĩnh vực ô tô

Để thực hiện được đề tài này thì em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo và giúp đỡtận tình của thầy Nguyễn Trọng Thức (Giáo viên hướng dẫn) Trong khoảng thời gianthực hiện đề tài, thì thầy Thức luôn tận tâm hướng dẫn chúng em cách thực hiện đề tài, vàcách xây dựng một bố cục đầy đủ cho bài báo cáo

TÓM TẮT

Ngày nay với sự phát triển nhanh và mạnh mẽ của các công nghệ thuộc về lĩnhvực ô tô, chính xác hơn là sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống phun xăng điện tử Chonên hầu như tất cả các xe ô tô đều sử dụng hệ thống phun xăng điện tử, ngày càng rộngrãi và phổ biến hơn Với lý do hệ thống phun xăng điện tử giúp cho động cơ tăng về côngsuất, giảm về tiêu hao nhiên liệu và điều đặc biệt là giảm thiểu về khí thải gây ô nhiễmmôi trường

Qua các kiến thức đã học và các tài liệu về hệ thống phun xăng điện tử thì em đãthấy được tính vượt trội của hệ thống phun xăng điện tử so với các hệ thống nhiên liệutrước đó về tiết kiệm nhiên liệu, công suất, và vấn đề môi trường Để mang lại nhữngthành công vượt trội đó, thì hệ thống phun xăng điện tử đã được trang bị rất nhiều thiết bịđiện tử tiên tiến để tính toán lượng nhiên liệu phun vào động cơ Trong số những thiết bịquan trọng đó thì kim phun nhiên và áp suất lại giữ vai trò quan trọng trong việc giúpnhiên liệu được phun tơi, và vào đúng thời điểm Cũng chính vì lý do đó mà em đã chọn

đề tài: “Thiết kế chế tạo thiết bị đo kiểm lưu lượng và vệ sinh kim phun xe gắn máy”,

với tính chất vệ sinh kim phun sạch sẽ và đo được lượng nhiên liệu phun ra của kimphun

Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Trọng Thức đã tạo điều kiệncho tôi hoàn thành đồ án này Do kiến thức và trình độ của bản thân còn hạn hẹp nên đồ

án không tránh khỏi những sai xót Rất mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án ngày càngđược hoàn thiện hơn

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I TÓM TẮT II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH ẢNH VI DANH MỤC BẢNG VIII

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2

1.3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 3

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

1.5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 3

1.6 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT VỀ PHUN NHIÊN LIỆU (FUEL INJECTION) 4

2.1 MỤC TIÊU 5

2.2 LỢI ÍCH CỦA VIỆC PHUN NHIÊN LIỆU 5

2.2.1 Lợi ích về mặt môi trường 6

2.3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG 6

2.4 XÁC ĐỊNH LƯỢNG NHIÊN LIỆU CẦN CUNG CẤP 7

2.5 CUNG CẤP NHIÊN LIỆU VÀO ĐỘNG CƠ 7

2.6 CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG EFI 8

2.6.1 Các cảm biến và tín hiệu đầu vào 8

2.6.2 Bộ điều khiển điện tử ECU 8

2.6.3 Cơ cấu chấp hành và tín hiệu đầu ra 9

2.6.4 Những ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử EFI 14

2.7 MỤC TIÊU TỈ LỆ HÒA TRỘN HÒA KHÍ (AIR – FUEL RATIO, AFR) 15

2.7.1 Air – Fuel ratio (AFR) 15

2.7.2 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ AFR với công suất và sức tiêu hao nhiên liệu 16

2.7.3 Những vấn đề xảy ra đối với kim phun bị nghẹt 17

2.7.4 Nguyên nhân gây cho kim phun nghẹt 18

2.7.5 Lợi ích khi vệ sinh kim phun 18

CHƯƠNG 3 LÝ THUYẾT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 19

3.1 GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO 19

3.1.1 Giới thiệu về boad Arduino Nano 20

3.2 GIỚI THIỆU VỀ LCD 21

3.2.1 LCD là gì 21

3.2.2 LCD 20x4 22

3.3 GIỚI THIỆU VỀ I2C 23

3.3.1 Thế nào là giao tiếp I2C 23

3.3.2 Nguyên lý I2C 23

3.3.3 Thông tin chi tiết về module I2C 24

3.4 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN LOADCELL 24

3.4.1 Khái niệm về Loadcell 24

3.4.2 Nguyên lý hoạt động của Loadcell 25

3.4.3 Thông số kỹ thuật cơ bản 27

3.4.4 Loadcell 200g 28

3.5 GIỚI THIỆU VỀ MODULE HX711 29

3.5.1 Tính năng 29

3.5.2 Thông số kỹ thuật 29

3.6 GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO IDE VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH ARDUINO ﾵ 30 ﾵﾵ ﾵ CHƯƠNG NGỮ LẬP TRÌNH ARDUINO PAGEREF _Toc48886334_Toc48THI CÔNG – THỰC N488863oc488863342" ﾵ 4.1 SƠ ĐỒ KHỐI ﾵ 32 4.2.1 Sơ đồ thiết kế phần cơ khí (phần tạo áp suất cho kim phun) 33

4.2.2 Sơ đồ thiết kế phần điều khiển kim phun (phần điện tử) 34

4.3 THIẾT KẾ PHẦN MỀM (LẬP TRÌNH CHO ARDUINO NANO) 38

4.3.1 Lập trình tạo xung nhịp kim phun bằng thanh ghi Timer-Counter 38

4.3.2 Lập trình hiển thị LCD và nút nhấn 41

4.3.4 Các thư viện được dùng trong lập trình 48

4.4 MÔ HÌNH THỰC TẾ 48

4.5 THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH 56

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN 60

5.1 KẾT LUẬN 60

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 61

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Hình mặt cắt kim phun 4

Hình 2.2 Sơ đồ khối của hệ thống phun xăng điện tử 8

Hình 2.3 Sơ đồ kiểu bố trí kim phun xăng 9

Hình 2.4 Sơ đồ tổng quát hệ thống phun nhiên liệu 10

Hình 2.5 Kết cấu kim phun 10

Hình 2.6 Xung điều khiển kim phun ứng với các chế độ làm việc của động cơ 11

Hình 2.7 Điều khiển không tải ở chế độ hâm nóng 14

Hình 2.8 Biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa AFR (hoặc λ) với công suất và tính kinh tế. 16

Hình 3.1 Những thành viên khởi xướng Arduino 19

Hình 3.3 LCD 20x4 22

Hình 3.4 Phương thức truyền I2C 23

Hình 3.5 Module I2C 24

Hình 3.6 Mạch cầu Wheatstone 25

Hình 3.7 Cách thức hoạt động của loadcell 26

Hình 3.8 Hoạt động của loadcell 27

Hình 3.9 Loadcell 200g 28

Hình 3.10 Module HX711 29

Hình 3.11 Sơ đồ kết nối giữa module HX711 với Loadcell 29

Hình 3.12 Giao diện phần mềm Arduino IDE 30

Hình 4.1 Sơ đồ thiết kế hệ thống tạo áp suất cho kim phun 33

Hình 4.2 Sơ đồ thiết kế nút bấm với Arduino Nano 34

Hình 4.3 Sơ đồ kết nối giữa LCD với Arduino Nano 35

Hình 4.4 Sơ đồ kết nối giữa Loadcell với Arduno Nano 36

Hình 4.5 Sơ đồ nối kim phun, nguồn 12V, transistor, diode tương ứng với chân Arduino Nano 37

Hình 4.6 Mặt trước của mô hình 49

Hình 4.7 Nhóm các nút nhấn và màn hình hiển thị LCD 50

Hình 4.8 Van điều áp và đồng hồ hiển thị áp suất 50

Hình 4.9 Bình xăng và cụm dẫn xăng vào kim phun 51

Hình 4.10 Ống đựng xăng và load cell 52

Hình 4.11 Mặt sau của mô hình 53

Hình 4.12 Bộ xử lý và nguồn tổ ong 12V 54

Hình 4.13 Bình khí nén 54

Hình 4.14 Đồng hồ hiển thị áp suất khí nén 55

Hình 4.15 Lưu lượng đo lần thứ nhất (tốc độ cao) 56

Hình 4.16 Lưu lượng đo lần hai (tốc độ cao) 57

Hình 4.17 Lưu lượng đo lần thứ nhất (tốc độ trung bình) 57

Hình 4.18 Lưu lượng đo lần thứ hai (tốc độ trung bình) 58

Hình 4.19 Lưu lượng đo lần thứ nhất (tốc độ thấp) 58

Hình 4.20 Lưu lượng đo lần thứ hai (tốc độ thấp) 59

DANH MỤC BẢNG

BẢNG 3.1 CÁC CHÂN TRÊN LCD 22 BẢNG 4.1 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CHÂN NÚT BẤM VỚI CHÂN ARDUINO TƯƠNG

BẢNG 4.6 SƠ ĐỒ KẾT NỐI GIỮA TRANSISTOR, MODULE HẠ ÁP TƯƠNG

ỨNG VỚI CHÂN ARDUINO NANO 38

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự ra đời và phát triển của động cơ đốt trong, hệ thống cung cấp nhiênliệu cho động cơ đốt trong cũng ngày càng phát triển để đảm bảo yêu cầu về giảm khíthải, giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm tối đa nhiên liệu Suốt thời gian qua, các hệ

thống nhiên liệu trong xe hiện nay đã thay đổi rất nhiều, những yêu cầu cho nó ngày càng

khắt khe hơn Cùng với sự phát triển đó bộ chế hòa khí cũng ngày càng được phức tạphóa hơn, để đảm bảo động cơ hoạt động một cách hiệu quả nhất Tuy bộ chế hòa khí đãngày càng phát triển nhưng vẫn tồn tại những khuyết điểm không thể khắc phục Sự rađời của hệ thống phun xăng đã khắc phục được những nhược điểm của bộ chế hòa khí, vìvậy ngày nay trên các động cơ hầu hết đều dùng hệ thống phun xăng điện tử

Sự ra đời của hệ thống phun xăng điện tử bắt đầu từ thế kỷ 19, một kỹ sư ngườiPháp, ông Stevan đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu cho một máy nén khí Sau đó một thờigian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệuquả nên không được thực hiện Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun nhiênliệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bịkích nổ và hiệu suất thấp) Tuy nhiên sau đó sáng kiến này đã được ứng dụng thành côngtrong việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức Đến năm 1966 hãngBosch đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí Trong hệ thốngphun xăng này nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupap

Do hệ thống phun cơ khí còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80 Bosch đãcho ra đời hệ thống phun sử dụng kim phun điều khiển bằng điện

Đến năm 1984 người Nhật mua bản quyền của Bosch đã ứng dụng hệ thống phun xangbằng điện trên các xe của hãng Toyota

Ngày nay gần như tất cả các ôtô đều được trang bị hệ thống phun xăng và diesel giúpđộng cơ đáp ứng được những nhu cầu gắt gao về khí xả và tính tiết kiệm nhiên liệu Vớinhững ưu điểm nổi bật của hệ thống phun xăng:

+ Có thể cấp hỗn hợp không khí – nhiên liệu đồng đều đến từng xilanh

+ Có thể đạt được tỷ lệ không khí – nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ của

+ Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga

+ Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp không khí – nhiên liệu dễ dàng: có thể làm đậm hỗnhợp khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc độ

+ Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí – nhiên liệu cao

+ Do kim phun được bố trí gần supap hút nên dòng khí nạp trên ống góp hút có khốilượng thấp sẽ đạt tốc độ xoáy lốc cao, nhờ vậy nhiên liệu sẽ không bị thất thoát trênđường ống nạp và hòa khí sẽ được hòa trộn tốt hơn

Nhờ những ưu điểm vượt trội đó mà mặc dù ra đời rất muộn nhưng hệ thống phunxăng điện tử đã phát triển rất mạnh mẽ Trong khi hiện nay nền công nghiệp của các nướctrên thế giới đang phải đối mặt với vấn đề khan hiếm nhiên liệu khi các tài nguyên đangngày càng cạn kiệt và ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng làm ảnh hưởng tới môitrường và khí hậu toàn thế giới Chính vì vậy sự ra đời của hệ thống phun xăng điện tửnhư một lời giải về sự tiết kiệm nhiên liệu và ô nhiễm môi trường cho công nghiệp ôtônói riêng và công nghiệp thế giới nói chung

2 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Ở Việt Nam thì hệ thống phun xăng điện tử mới phát triển gần đây, trên xe ô tôcũng như xe máy Cũng nhờ vào hội nhập vào thị trường quốc tế mà những năm gần đây

hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô cũng như trên xe máy ngày càng phát triển mạnh

mẽ Song song bên việc phát triển mạnh mẽ của hệ thống thì nhiều vấn đề nảy sinh Đóchính là vấn đề hệ thống bị hư hỏng các bộ phận của hệ thống, và một trong những vấn

đề dẫn tơi hư hỏng ,như công suất động cơ giảm sút, gây hao nhiên liệu, khí thải khôngđạt tiêu chuẩn, là hư hỏng về kim phun, gây cho kim phun phun không tơi nhiên liệu Dochất lượng xăng không tốt, cặn bẩn trong xăng nhiều, lọc xăng không sạch,… Vì vậy, đểkiểm tra chất lượng kim phun (phun có tơi hay không, lượng phun có như nhau sau cáclần phun,…) thì ta cần một thiết bị đo đạc về vấn đề này Đó là lí do nhóm quyết địnhchọn đề tài “Thiết Kế Chế Tạo Thiết Bị Đo Kiểm Lưu Lượng Và Vệ Sinh Kim Phun Xe Gắn Máy.” nhằm phục vụ cho xu hướng ngày càng tăng của xe phun xăng điện tử

3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

 Tìm hiểu về hệ thống phun xăng điện tử

 Nghiên cứu lập trình Arduino, cảm biến khối lượng loadcell, hiển thị lcd vàcác linh kiện điện tử

 Thiết kế mô hình đo lưu lượng kim phun

 Đo thực nghiệm kim phun trên mô hình

 Thiết kế phải nhỏ gọn, tiện lợi trong việc thử các loại kim phun khác nhau

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để đề tài hoàn thành nhóm đã sử dụng rất nhiều phương pháp để nghiên cứu,thông qua sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Thức và tìm kiếm tài liệu trên mạng,trên các diễn đàn, tìm đọc tài liệu… Từ đó, có cơ sở để tìm ra những ý tưởng mới để hoànthành đề tài một cách tốt nhất

5 Ý NGHĨA THỰC TIỄN

Đề tài hoàn thành mang đến sự hỗ trợ cần thiết cho những cơ sở bảo dưỡng và sửachữa xe máy Mô hình có thể vệ sinh kim phun và kiểm tra tình trạng hoạt động của kimphun Là thiết bị cần thiết trong lĩnh vực nghiên cứu về kim phun

CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT VỀ PHUN NHIÊN LIỆU (FUEL INJECTION)

Phun nhiên liệu (Fuel injection) là sự mở đầu về nhiên liệu trong động cơ đốttrong, ở hầu hết các động cơ xe ô tô, được định nghĩa bằng từ “kim phun” (injector)

Tất cả các động cơ Diezel đều được thiết kế để phun nhiên liệu trực tiếp vàobuồng đốt Ở động cơ xăng, xăng có thể được phun trực tiếp vào buồng đốt hoặc đượcphun gián tiếp ngoài đương ống nạp để hòa trộn vào không khí tạo thành hỗn hợp hòakhí

Trên động cơ xăng thì hệ thống phun nhiên liệu đã thay thế bộ chế hòa khí(Carburetors) từ trước những năm 1980 Những khác biệt cơ bản giữa bộ chế hòa khí vàphun nhiên liệu là hệ thống phun nhiên liệu sẽ phun tơi nhiên liệu thông qua một lỗ nhỏdưới áp suất cao, trong khi bộ chế hòa khí thì dựa vào việc hút, thì việc hút này được tạo

ra bằng gia tốc khí nạp vào thông qua ống Venturi (ống khuếch tán của bộ chế hòa khí),

để đưa nhiên liệu vào dòng khí nạp

Hình 2.1 Hình mặt cắt kim phun

1 Fuel Injector: Kim phun nhiên liệu

2 Fuel Filter: Lọc nhiên liệu

3 Solenoid: Nam châm điện

4 Valve Spring: Van lò xo

5 Plunger: Thoi đẩy

6 Spray Tip: đầu phun

7 Atomised Fuel: nhiên liệu phun tơi

Các mục tiêu hoạt động cho hệ thống phun nhiên liệu có thể thay đổi Tất cả việcnày đều đóng góp vào công việc chính là cung cấp nhiên liệu vào quá trình đốt cháy.Nhưng nó là một thiết kế quyết định hệ thống đặc trưng được tối ưu hóa như thế nào Sauđây là một vài mục tiêu cạnh tranh:

 Công suất đầu ra

 Hiệu quả nhiên liệu

 Hiệu suất khí thải

 Vẫn hoạt động khi thay đổi nhiên liệu

 Độ an toàn và ổn định

 Sử dụng và vận hành dễ

 Giá thành ban đầu

 Giá thành bảo dưỡng

 Phun nhiên liệu đáp ứng được sự chuyển tiếp của bướm ga ngay lập tức

và ổn định hơn, như vị trí bướm ga thay đổi liên tục, khởi động lạnh

 Phun nhiên liệu giúp cho việc điều chỉnh chính xác hơn trong việc tínhtoán các dải biên nhiệt độ và các sự thay đổi về áp suất không khí

 Cân bằng chế độ không tải, giảm được khả năng bảo dưỡng và có hiệuquả về nhiên liệu hơn

Phun nhiên liệu cũng không cần thêm một cánh bướm gió riêng (chokevalve – van này có tác dụng điều chỉnh được lượng hỗn hợp hòa khígiàu hay nghèo, cho từng chế độ hoạt động của xe), chẳng hạn như trên

xe có lắp bộ chế hòa khí thì cánh bướm gió phải được điều chỉnh khinhiệt độ động cơ đi từ ấm tới bình thường.Thêm vào đó, trên động cơđánh lửa, phun nhiên liệu (nhất là phun trực tiếp) thuận lợi về việc dễdàng tạo ra sự đốt cháy phân tầng Tức nhiên điều này là không thể trênđộng cơ sử dụng bộ chế hòa khí

Khi kết cấu động cơ bắt đầu hướng tới việc phun nhiên liệu đa điểm, thìnhư các động cơ 5 xy lanh thẳng hàng mới có thể dễ dàng sản xuất sốlượng lớn Trên các động cơ gắn bộ chế hòa khí truyền thống thì việc bốtrí các bộ chế hòa khí đơn hay đôi cũng không thể cung cấp và phânphối nhiên liệu đến các xy lanh Trừ phi trên mỗi xy lanh đươc gắnriêng một bộ chế hòa khí.

Hệ thống phun nhiên liệu có thể hoạt động bình thường mà không cầnđến sự định hướng, như bộ chế hòa khí với phao nổi thì không thể dichuyển lên xuống hoặc trong môi trường vi trọng lực, chẳng hạn nhưchúng ta bắt gặp được vấn đề này ở máy bay

2.2.1 Lợi ích về mặt môi trường

Hiển nhiên nếu ta sử dụng động cơ phun nhiên liệu thì sẽ làm tăng về mặt hiệu quảnhiên liệu Với việc cải thiện được việc phân phối nhiên liệu giữa các xy lanh bằng phun

đa điểm, thì càng ít nhiên liệu bị tiêu hao cho cùng một công suất đầu ra (khi sự phânphối giữa các xy lanh thay đổi đáng kể, thì vài xy lanh sẽ nhận được lượng nhiên liệu dưthừa, trong khi đó phải đảm bảo được nhiên liệu phải được phân phối đến từng xy lanhmột cách hợp lý

Khí thải thì sạch hơn bởi vì việc tính toán nhiên liệu trước một cách chính xácgiúp cho việc giảm sản phẩm cháy độc hại vào môi trường Càng biết trước được sựkhông thay đổi trong thành phần khí thải làm cho thiết bị kiểm soát khí thải, như bộ xúctác (catalytic converter), càng dễ dàng thiết kế phù hợp

2.2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG

Quá trình xác định rõ lưu lượng nhiên liệu cần thiết, và sự phân phối nhiên liệu tớiđộng cơ, đươc hiểu như là tính toán lượng nhiên liệu Ở các hệ thống phun nhiên liệutrước thì dùng phương pháp cơ khí để xác định lượng nhiên liệu cần phun, trong khinhững năm trở lại đây hệ thống phun nhiên liệu hiện đại sử dụng phương pháp điên tử đểtính toán lượng nhiên liệu

Các nhân tố cơ bản trong việc xác định là lượng nhiên liệu đưa vào động cơ phảiphù hợp với lượng không khí (khối lượng không khí) đưa vào cho công việc đốt cháy

Ở hệ thống hiện đại sử dụng cảm biến đo khối không khí để gửi thông tin này tớikhối xử lý.

Dữ liệu thể hiện mức công suất đầu ra mong muốn của người lái (cũng được biếtđến là tải động cơ), và dữ liệu này cũng được khối xử lý sử dụng để tính toán lượng nhiênliệu cần thiết Một cảm biến vị trí bướm ga (TPS) cung cấp thông tin trên Các cảm biếnđộng cơ khác được sử dụng trên hệ thống EFI bao gồm: cảm biến nhiệt độ làm mát, cảmbiến vị trí trục cam – trục khuỷu (một vài hệ thống lấy thông tin vị trí từ bộ chia điện), vàmột cảm biến oxy được lắp trên hệ thống xả để nó có thể được sử dụng để xác định lượngnhiên liệu được đốt cháy như thế nào, đây là một chu trình đóng

Nhiên liệu sẽ được vận chuyển từ thùng nhiên liệu thông qua ống nhiên liệu, và sửdụng bơm để tạo ra áp suất Để giữ nguyên mức áp suất người ta sử dụng bộ điều ápnhiên liệu Thông thường thì một ống rail (fuel rail) được sử dụng để phân lượng nhiênliệu cung cấp vào các xy lanh theo yêu cầu Kim phun sẽ phun lượng nhiên liệu vàokhông khí nạp vào (vị trí của kim phun có thể thay đổi theo từng hệ thống)

Không như trên hệ thống sử dụng bộ chế hòa khí, nơi mà buồng phao cung cấpbình chứa nhiên liệu, thì hệ thống phun nhiên liệu phụ thuộc vào dòng nhiên liệu liên tục

Để tránh thiếu nhiên liệu khi vật thể gần với lưc G (Lực g hay lực G của một vật là một

lực ảo dạng quán tính dùng để giải thích gia tốc tương đối của một vật khi đổi hướnghoặc thay đổi tốc độ so với khi rơi tự do), thì phương tiện sẽ được lắp thêm một bìnhchống dao động, thường thì bình này được lắp trong thùng nhiên liệu, và đôi khi nó đượcthiết kế riêng biệt bên ngoài thùng nhiên liệu

Hình 2.2 Sơ đồ khối của hệ thống phun xăng điện tử.

Hệ thống phun xăng điện tử gồm 3 nhóm chính:

2.5.1 Các cảm biến và tín hiệu đầu vào

- Cảm biến tốc độ động cơ

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

- Cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu

- Cảm biến vị trí bướm ga

- Cảm biến lưu lượng không khí

- Cảm biến vị trí trục cam, trục khuỷu

- Cảm biến ô xy

…

2.5.2 Bộ điều khiển điện tử ECU

Hệ thống điều khiển động cơ theo một chương trình bao gồm các cảm biến kiểmsoát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảmbiến , xử lý tín hiệu và đưa tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành cơ cấu chấp hànhluôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến Hoạtđộng của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết đểgiảm tối đa sự độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu ECU cũng đảm

bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chuẩn đoán một cách hệthống khi có sự cố xảy ra.

2.5.3 Cơ cấu chấp hành và tín hiệu đầu ra

a Điều khiển vòi phun

Hình 2.3 Sơ đồ kiểu bố trí kim phun xăng

Hình 2.4 Sơ đồ tổng quát hệ thống phun nhiên liệu.

Sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển kim phun được trình bày trên hình 2.3.Thời gian mở kim phun được ECU điều khiển sau khi nhận được tín hiệu từ các cảmbiến

b Kết cấu kim phun

Theo hình III.4, cấu tạo của kim gồm: 1 Bộ lọc: bảo đảm nhiên liệu đi vào kimphun phải thật sạch; 2 Giắc cắm: nối với mạch điện điều khiển; 3 Cuộn dây: tạo ra từtrường khi có dòng điện; 4 Ty kim: tác động đến sự đóng mở của van kim; 5 Vankim: đóng kín vòi phun, khi có dòng điện sẽ bị nhấc lên cho nhiên liệu phun ra; 6 Vòiphun: định góc phun và xé tơi nhiên liệu; 7 Vỏ kim

Hình 2.5 Kết cấu kim phun

c Hoạt động của kim phun

Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được những tín hiệuđầu vào từ các cảm biến Qua đó, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun Quá trình

mở và đóng của kim phun diễn ra ngắt quãng ECU gửi tín hiệu đến kim phun trongbao lâu phụ thuộc vào độ rộng xung Hình III.5 cho thấy độ rộng xung thay đổi tùytheo chế độ làm việc của động cơ Khi bướm ga ở lớn lúc tăng tốc, động cơ cần nhiềunhiên liệu hơn, do đó, ECU sẽ tăng bề rộng xung tức thời gian mở kim phun Điềunày có nghĩa là ty kim sẽ giữ lâu hơn trong mỗi lần phun để cung cấp thêm một lượngnhiên liệu

Hình 2.6 Xung điều khiển kim phun ứng với các chế độ làm việc của động cơ

 Khởi động lạnh: Khi động cơ vừa khởi động do tốc độ động cơ daođộng rất lớn vì thế phép đo lượng không khí vào không chính xác Lúcnày lượng xăng phun dựa vào tín hiệu khởi động và nhiệt độ động cơ.Trong suốt quá trình khởi động không chỉ có một lượng xăng lớn đượcvòi phun phun vào mà một lượng nhiên liệu nữa cũng được phun bởivòi phun khởi động lạnh đặt ở giữa đường chia khí phía sau bướm ga.Một công tắc nhiệt lắp trên đường nước làm mát động cơ sẽ xác định

ngoài việc nhận nhiệt từ nước làm mát nó còn được đốt nóng bởi mộtdòng điện trong quá trình động cơ khởi động Mục đích của việc đốtnóng công tắc nhiệt là khi trời quá lạnh công tắc nhiệt sẽ tự cắt sau 78giây nhằm tránh hiện tượng sặc xăng Lượng nhiên liệu phun thêm vào

là cần thiết do trong quá trình khởi động số vòng quay rất thấp nên sựxoáy lốc tạo hỗn hợp rất kém làm cho hỗn hợp rất nghèo ngoài ra donhiệt độ đường ống nạp thấp nên nhiên liệu bay hơi hòa trộn rất ít mà

đa phần bị ngưng đọng trên đường ống nạp Để giải quyết vấn đề này vàtạo cho động cơ lạnh dễ dàng thì vòi phun khởi động lạnh phun thêmnhiên liệu trong một thời gian ngắn khi động cơ khởi động

 Chạy với điều kiện lạnh: Sau khi khởi động, ở mức nhiệt độ thấp, vẫncần thiết phun thêm một lượng nhiên liệu nữa để bù cho hỗn hợp nghèo

do đa phần nhiên liệu đều bám trên thành vách xi lanh Lượng nhiênliệu tăng thêm cũng làm tăng thêm mômen vì thế cải thiện được chế độkhông tải sang chế độ có tải Quá trình chạy sau khi khởi động cũngđược điều chỉnh sao cho động cơ hoạt động mà không gặp phải vấn đề

gì trong bất kỳ mức nhiệt độ nào, và đạt được sự tiêu thụ nhiên liệu làthấp nhất Lượng nhiên liệu được sử dụng thời kỳ sau khởi động đượcđiều chỉnh dựa vào nhiệt độ và thời gian Giá trị nhiệt độ ban đầu đượcđiều chỉnh gần như tuyến tính với thời gian

 Chạy với điều kiện ấm: Khi nhiệt độ động cơ đủ ấm để xông nhiên liệutơi ra, nhiên liệu không còn bám trên vách đường ống nạp Khi đó ECU

sẽ tính toán và cắt giảm lượng nhiên liệu phun bù ở thời kỳ sưởi ấmđộng cơ

 Chạy sau hành trình dài: Ở thời kỳ này, do nhiệt độ động cơ tỷ lệ thuậnvới thời gian vận hành của xe Nên sau một thời gian hành trình dài thìnhiệt độ động cơ tăng lên làm cho động cơ đạt hơn 100 độ C, nhiệt độ

đủ làm tơi nhiên liệu Và tránh cho động cơ kích nổ khi chạy toàn tải mànhiệt độ ở quá cao thì ECU sẽ điều khiển kim phun giảm lượng phun

 Chế độ tăng tốc: Cũng tương tự bộ chế hòa khí cần thêm nhiên liệu đểhỗn hợp không bị nhạt Để đảm bảo lượng xăng chính xác tạo cho quátrình chuyển tiếp được tốt và đạt sức kéo lớn trong khi tăng tốc thì tínhiệu được xác định lượng phun cần thiết dựa trên nhiệt động cơ và sựthay đổi đột ngột vị trí bướm ga.

Tín hiệu để nhận biết tăng tốc chính là tín hiệu của cảm biến bướm ga

Đối với bướm ga kiểu chiết áp tín hiệu để nhận biết xe tăng tốc chính là

sự thay đổi đột ngột điện áp ở chân giữa của chiết áp Nếu bình thườngthì ECU phải biết được sự thay đổi lượng khí nạpvào hoặc sự thay đổicủa độ chân không đường nạp, sau đó tính toán lượng xăng cần thiết, nhưthế sẽ quá lâu Để tăng tốc thì khi ECU nhận được tín hiệu thay đổi độtngột của bướm ga, thì ngay lập tức nó dựa vào nhiệt độ động cơ để phunchứ không cần biết lưu lượng khí hoặc độ chân không đường nạp là baonhiêu Vòi phun sẽ phun đúp vài lần (tùy theo từng hãng) chờ sẵn ởđường nạp mỗi xilanh

 Cánh bướm ga đóng kín: Để tạo một thành phần hòa khí hoàn hảo nhấtthì thông thường nó được thực hiện bằng hai van khí chỉ điều chỉnhriêng thành phần không khí Còn lượng xăng đưa vào bao nhiêu đượcquyết định bởi tốc độ động cơ Hệ thống này ưu việt hơn hẳn bộ chế hòakhí do trong chế hòa khí xăng được đưa vào chế độ không tải là nhờ độchân không sau bướm ga hoàn toàn không điều khiển được lượng xăngcòn hệ thống phun xăng điện tử lượng xăng đưa vào được tính toán mộtcách chính xác Có thể nói trong hệ thống phun xăng điện tử số vòngquay không tải thấp nhất, hỗn hợp cháy không tải nhạt nhất mà vẫn đảmbảo sự làm việc của động cơ

 Không tải nóng (điều khiển chế độ không tải ISC – Idle Speed Control):

Để điều khiển tốc độ không tải, người ta cho thêm một lượng gió đi tắcqua cánh bướm ga vào động cơ nhằm tăng lượng hỗn hợp để giữ tốc độkhông tải ổn định khi động cơ hoạt động ở các chế độ không tải khácnhau Lượng gió đi tắc này được kiểm soát bởi một van điện gọi là van

điều khiển không tải (ISCV) Đôi khi biện pháp mở bướm ga cũng được

sử dụng

Hình 2.7 Điều khiển không tải ở chế độ hâm nóng

Như hình 2.6, trục tung biểu thị độ mở của van ISCV, còn trục hoành biểu thị nhiệt

độ nước làm mát hay nhiệt độ động cơ Ta thấy, nhiệt độ động cơ tăng lên thì van ISCV bắt thu nhỏ lại Và khi nhiệt độ động cơ tăng qua ngưỡng 80 độ C thì độ mở của van rất

bé Lúc này lượng bù vào hỗn hợp sẽ bị giảm xuống đáng kể

Ngoài ra, ECU còn điều khiển hệ thống đánh lửa, bơm nhiên liệu và một số tín hiệu khác (van ISCV…)

2.5.4 Những ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử EFI

- Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ

- Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xy lanh một và giảm thiểu xu hướng kích

nổ bởi hòa khí loãng hơn

- Động cơ chạy không tải êm dịu hơn

- Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác, bốc hơi tốt, phân phối xăng đồng đều

- Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng

- Momen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, sấy nóng máy nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn.

- Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không có họng khuếch tán gây cản trở như động cơ có bộ chế hòa khí

- Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến cánh bướm gió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh

- Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào xy lanh tận nơi

- Đạt được tỉ lệ hòa khí dễ dàng

- Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vận hành

- Giảm bớt được các hệ thống chống ô nhiễm môi trường

2.6 MỤC TIÊU TỈ LỆ HÒA TRỘN HÒA KHÍ (AIR – FUEL RATIO, AFR)

2.6.1 Air – Fuel ratio (AFR)

AFR là tỉ lệ hòa trộn giữa khối không khí nạp vào với khối nhiên liệu, ảnh hưởng đến quá trình cháy

Công thức tính AFR: AFR = mair/mfuel

Với mair: khối lượng không khí đưa vào

mfuel: khối lượng nhiên liệu

Với chỉ số octane sạch thì tỷ lệ hòa trộn lý tưởng xấp xỉ bằng 14,7:1 hoặc chỉ số λ chính xác bằng 1

Trên động cơ không tăng áp sử dụng xăng, thì công suất lớn nhất thường đạt tại dải AFR từ 12,5 đến 13,3:1 hoăc λ = 0,901

Nếu tỷ lệ AFR = 12:1 thì được xem như là tỷ lệ công suất đầu ra lớn nhất Còn như tỷ lệ AFR = 16:1 thì được xem như là tỷ lệ tiết kiệm nhiên liệu lớn nhất

Thì tỷ lệ AFR = 14,7 được xem là tỷ lệ hòa trộn lý tưởng nhất mà bất kỳ nhà chế tạo nào cũng muốn đạt được nhất

2.6.2 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ AFR với công suất và sức tiêu hao

nhiên liệu

Hình 2.8 Biểu đồ biểu thị mối quan hệ giữa AFR (hoặc λ) với công suất và tính kinh tế.Như hình 2.7, đường cong liền biểu thị công suất đầu ra, còn đường cong đứt nét biểuthị mức tiêu thụ nhiên liệu Biểu đồ được chia thành 2 phần: phần bên phải là nghèonhiên liệu, phần bên trái là giàu nhiên liệu Đường chính giữa biểu thị tỷ lệ hòa khí lýtưởng AFR = 14,7 còn λ = 1 Khi cho tỷ lệ hòa khí đi từ trái sang phải thì tỷ lệ này thayđổi từ giàu sang nghèo, đồng nghĩa công suất và sức tiêu hao nhiên liệu thay đổi

- Đối với đường biểu thị công suất, khi đi từ trái sang phải thì công suất tối đa nằm

ở tỷ lệ AFR = 12,6:1 và λ = 0,86 Nếu tiếp tục tăng tỷ lệ hòa khí thì công suất sẽcàng giảm

- Đường tiêu hao nhiên liệu thì ngược với đường công suất nghĩa là thì tỷ lệ hòa khíAFR tăng thì sức tiêu hao nhiên liệu sẽ giảm dần Điều này liên quan đến tính kinh

tế Thì điểm tiết kiệm nhiên liệu nhất nằm ở tỷ lệ AFR = 15,4:1 và λ = 1,05

- Do vậy, các nhà sản xuất luôn muốn tỷ lệ AFR đạt 14,7

Ở bộ chế hòa khí, thì tỷ lệ AFR khó kiểm soát Sau đây là một vài lý do:

- Do nhiên liệu hòa trộn vào khí nạp không đều Nên dẫn tới hòa khí chỗ đậm chỗnhạt Không đạt hiệu quả

- Khó diều chỉnh được mức độ hòa trộn nhiên liệu vào khối khí ở từng chế độ hoạtđộng của động cơ

cơ (khởi động, toàn tải, chạy ấm , chạy lạnh, không tải…)

- Còn về vấn đề môi trường thì do tỷ lệ AFR gần đạt lý tưởng nên giảm thiểu đượcvấn đề ô nhiễm môi trường Do nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn, sản phẩm thảigần như là CO2 và H2O Tỷ lệ NOx, CO, và nhiên liệu không cháy hết rất ít

2.6.3 Những vấn đề xảy ra đối với kim phun bị nghẹt

Lúc này tỷ lệ AFR không được hòa trộn tốt, hòa khí đưa vào xy lanh không hợp

lý, gây ra:

- Chết máy do không có nhiên liệu cung cấp

- Động cơ hoạt động yếu, không êm ái => tăng hao mòn các chi tiết

- Tăng tốc kém

- Tốc độ cầm chừng không ổn định

- Hao tốn nhiên liệu do nhiên liệu không được phun tơi

2.6.4 Nguyên nhân gây cho kim phun nghẹt

- Cặn nhiên liệu ở dạng dẻo và dính bám vào kim phun do sử dụng nhiên liệu khôngđạt tiêu chuẩn

- Mỗi khi tắt máy, hơi nóng từ động cơ làm nóng kim phun, nhiên liệu bám trên đầukim phun bị bốc hơi, những thành phần nặng hơn sẽ bám lại dưới dạng cặn dẻo =>

- Muội than trong quá trình cháy bám vào kim phun.

2.6.5 Lợi ích khi vệ sinh kim phun

Tỷ lệ AFR được hòa trộn tốt hơn Đều này có nghĩa:

- Tiết kiệm nhiên liệu

- Phục hồi công suất động cơ do nhiên liệu được phun tơi

- Tốc độ cầm chừng ổn định

- Động cơ hoạt động êm ái => tăng tuổi thọ động cơ

CHƯƠNG 3 LÝ THUYẾT VỀ VI ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

Arduino thực sự đã gây sóng gió trên thị trường DIY (là những người tự chế ra sảnphẩm của mình) trên toàn thế giới trong vài năm gần đây, gần giống như những gì apple

đã làm được trên thị trường thiết bị di động Số lượng người dùng cực lớn và đa dạng vớitrình độ trải rộng từ bậc phổ thông lên đến đại học đã làm cho ngay cả những người tạo

ra chúng phải ngạc nhiên về mức độ phổ biến

Hình 3.1 Những thành viên khởi xướng Arduino

Arduino là gì mà có thể khiến ngay cả những sinh viên và nhà nghiên cứu ở cácđại học danh tiếng như MIT, Stanford, Carnegie Mellon phải sử dụng; hoặc ngay cảGoogle cũng muốn hỗ trợ khi cho ra đời bộ kit Arduino Mega ADK dùng để phát triểncác ứng dụng Android tương tác với các cảm biến và các thiết bị khác

Arduino thật ra là một bo mạch vi điều khiển được dùng để lập trình tương tác vớicác thiết bị phần cứng như động cơ, cảm biến, đèn hoặc các thiết bị khác Đặc điểm nổibật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với ngôn ngữ lậptrình có thể học một cách nhanh chóng với cả những người ít am hiểu về điện tử và lậptrình Và điều làm hiện tượng Arduino là mức giá rất thấp, và tính chất nguồn mở từ phầncứng đến phần mềm Chỉ với khoảng 30 đô người ta có thể sở hữu một bo Arduino với 20ngõ I/O có thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị

Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea thuộc nước Ý và đặt theo tên một vị vua vào thế

kỷ thứ 9 là King Arduin Arduino chính thức đươc đưa ra sử dụng vào năm 2005 như làmột công cụ khiêm tốn được các sinh viên của giáo sư Massimo Banzi, là một trong

những người phát triển Arduno, tại trường Interaction Design Institute Ivrea (IDII) Mặc

dù hầu như không được tiếp thị gì cả, tin tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóngmặt nhờ những lời truyền miệng của những người dùng đầu tiên Hiện nay Arduino nổitiếng tới nổi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino

3.1.1 Giới thiệu về boad Arduino Nano

Arduino Nano có cấu tạo và số lượng chân vào ra tương tự như board ArduinoUno tuy nhiên đã được tối giản về kích thước nên Arduino Nano chỉ được nạp code vàcung cấp điện bằng duy nhất 1 cổng mini USB

Hình 3.2 Board Arduino NanoThông số kỹ thuật chi tiết:

- Điện áp đầu vào (khuyến nghị) 7-12V

PWM)

(ATMega328), trong đó 2KB dùng để nạp bootloader

(ATMega328)

3.2.1 LCD là gì

Màn hình tinh thể lỏng (liquid crytal display, LCD) là loại thiết bị hiển thị cấu tạobởi các tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính phân cực củaánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các kính lọcphân cực Chúng có ưu điểm là phẳng, cho hình ảnh sáng, chân thực và tiết kiệm nănglượng

LCD là loại chỉ thị thụ động, tiêu thụ năng lượng rất nhỏ và tỉ số tương phản tốt.Ngoài ra còn có tính chất thông dụng sau đây:

- Không tự phát ra ánh sáng và phụ thuộc vào ánh sáng xung quanh và ánh sángnền

- Có ánh sáng khuếch tán

- Hoạt động ở dạng trong suốt hoặc phản chiếu

- Thông dụng nhất là loại Neumatic (NLC), loại chất lỏng này trong suốt Khi nóđược áp điện trường lớn sẽ xuất hiện những ion di chuyển xuyên qua phá vỡ cấutrúc thông thường dạng tinh thể Vì vậy chất lỏng được phân cực trở nên chắnsáng, có màu đen sậm hơn so với xung quanh Khi điện trường mất đi, chất lỏngtrở về dạng tinh thể cũ và trở nên trong suốt trở lại

- Cấu tạo cụ thể của LCD gồm có một vật liệu tinh thể lỏng NLC có bề dày khoảng10mm được kẹp giữa 2 miếng thủy tinh Mặt thủy tinh được phủ một lớp mỏngkim loại (oxide thiếc) cho ánh sáng xuyên qua, được dùng làm bản cực mặt trước,bản cực mặt sau cũng thực hiện như vậy Còn loại LCD phản chiếu thì bản cựcmặt sau cho phản chiếu sáng

- Lớp vỏ bọc LCD được cách điện và hàn kín lại

3.2.2 LCD 20x4

Hình 3.3 LCD 20x4.

Thông tin kỹ thuật:

- LCD hiển thị được 4 dòng mỗi dòng 20 ký tự

- Điện áp 5V,ngõ ra 16 chân

Bảng 3.1 Các chân trên LCD

3.3.1 Thế nào là giao tiếp I2C

Đầu năm 1980 Phillips đã phát triển một chuẩn giao tiếp nối tiếp 2 dây được gọi làI2C I2C là tên viết tắc của cụm từ Inter-Intergrated Circuit Đây là đường Bus giao tiếpgiữa các IC với nhau I2C mặc dù được phát triển bởi Phillips, nhưng nó đã được rấtnhiều nhà sản xuất IC trên thế giới sử dụng I2C trở thành một chuẩn công nghiệp cho