LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Nội dung đề tài nhằm giới thiệu một cách khái quát về hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, điều khiển tạo lỗi bằng điện thoại.
Đồ án này của chúng em tập trung tính toán, thiết kế, thi công mô hình của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử tương tự như trên xe với các cảm biến cũng như cụm vòi phun, các bô bin hoạt động như thực tế. Thiết kế thành công mạch tạo lỗi cho hệ thống bằng Arduino dùng để đóng ngắt mạch của các cảm biến cũng như các bô bin và kim phun giả lập mã lỗi.
Nhóm sử dụng các phần mềm để tính toán cũng như vẽ mạch điện của mô hình qua các phần mềm như: AutoCAD, Solidwork, Fritzing, Proteus,... Sử dụng phầm mềm MS Word để hoàn thành cuốn báo cáo đồ án.Nhóm đã thiết kế thành công ứng dụng điều khiển mã lỗi trên điện thoại bằng MIT App Inventor. Về phần cứng dựa vào sơ đồ mạch điện đã thiết kế từ trước nhóm chúng em đã tiến hành lắp ráp các chi tiết lên khung gá đỡ mô hình theo bố cục hợp lý và khoa học.
Mô phỏng được hoạt động của hệ thống phun xăng đánh lửa bằng MS Powerpoint và mô phỏng hệ thống tạo lỗi cho mô hình bằng Proteus.
iii
ABSTRACT
The content of the topic is intended to give an overview of the ignition injection system on Toyota Vios 2012, controlling fault generation by phone.
This project of ours focuses on calculating, designing and constructing the model of the electronic ignition injection system similar to that on the car with sensors as well as nozzle assemblies, the bins work as reality. Successfully designed the fault circuit for the system using Arduino used to break the circuits of the sensors as well as bins and injectors that simulate the fault code.
The team uses the software to calculate as well as draw the electrical circuit of the model through software such as AutoCAD, Solidwork, Fritzing, and Proteus,... Use MS Word software to complete the project report. The team successfully designed an app that controls fault codes on phones using MIT App Inventor. In terms of hardware based on the previously designed circuit diagram, our team has assembled the parts onto the model support frame in a reasonable and scientific layout.
Simulate the operation of the ignition injection system using MS Powerpoint and simulate the system that generates errors for the model using Proteus.
iv
LỜI MỞ ĐẦU
Trong quá trình làm đồ án do hạn chế về thời gian và điều kiện thực tế nên nhóm em khó tránh khỏi sai sót, vì vậy chúng em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các quý thầy cô và các bạn để hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.
Hiện đang trong giai đoạn cuối của chương trình đào tạo (khoá học 2018- 2022) là thực hiện đồ án tốt nghiệp. Là sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô của trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, sau 4 năm học tập và rèn luyện dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy, cô trong bộ môn chúng em được học hỏi rất nhiều điều bổ ích và kiến thức quý báu.
Sau khi thống nhất ý kiến, chúng em đã chọn được đề tài mong muốn, phù hợp với khả năng và lĩnh vực của mình. Nhóm đã đề xuất đề tài “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone”, và nhận được sự đồng ý của ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô. Ban lãnh đạo Viện cũng đã cho phép đăng ký thực hiện đề tài.
Đối với bản thân, đây là cơ hội cho chúng em hệ thống lại kiến thức tích lũy trong 4 năm qua, là cơ hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước vào môi trường làm việc thực sự.
Thiết nghĩ, việc thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa không chỉ phục vụ cho con người mà còn hỗ trợ việc giảng dạy trong nhà trường là điều cần thiết, tạo điều kiện tốt cho sinh viên cọ xát với thực tế. Mô hình được thiết kế với đầy đủ các bộ phận, cơ cấu, chức năng của một hệ thống phun xăng đánh lửa hiện đại vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với công nghệ phun xăng điện tử trên ô tô hiện đại trên ô tô hiện nay.
Bằng sự cố gắng nỗ lực không ngừng của nhóm và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết và các thầy cô trong ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô cùng các thầy cô trong Viện Kỹ Thuật Hutech, đề tài “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạp Pan bằng Smartphone” đã được hoàn thành đúng tiến độ.
v
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii TÓM TẮT ................................................................................................................ iii ABSTRACT ............................................................................................................. iv LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................v MỤC LỤC................................................................................................................ vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ ix DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................x DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... xiii Chương 1:...................................................................................................................1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...............................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài..................................................................................1
1.1.1 Đặt vấn đề...................................................................................................1 1.1.2 Tầm quan trọng của đề tài ........................................................................2 1.1.3 Ý nghĩa đề tài .............................................................................................3 1.1.4 Lý do chọn đề tài........................................................................................4
1.2 Tình hình nghiên cứu ......................................................................................4 1.3 Mục tiêu nghiên cứu........................................................................................4 1.4 Các kết quả hướng tới của đề tài ...................................................................5 1.5 Nhiệm vụ của đề tài .........................................................................................5 1.6 Phương pháp nghiên cứu................................................................................6 1.7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp .................................................................................6
Chương 2:...................................................................................................................7 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP, PHÂN TÍCH ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT ...7 2.1 Thực trạng vấn đề ...........................................................................................7
vi
2.2 Tổng quan về các đề tài đã nghiên cứu .........................................................8 2.3 Đề xuất phương pháp giải quyết của nhóm ................................................10 2.4 Tổng quan về hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử .................................12
2.4.1 Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI.....................................12 2.4.2 Tổng quan về hệ thống đánh lửa trực tiếp .............................................13 2.4.3 Các cảm biến sử dụng trong hệ thống ....................................................14
Chương 3:.................................................................................................................16 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH .............................................16 3.1 Tính toán, thiết kế..........................................................................................16 3.1.1 Tính toán, thiết kế bảng gá đặt các chi tiết.............................................16 3.1.2 Tính toán thiết kế khung đỡ bảng mô hình............................................18 3.1.3 Thiết kế mạch điện mô hình....................................................................20 3.1.4 Mô phỏng hoạt động mô hình.................................................................26 3.1.5 Sơ đồ thuật toán của mô hình .................................................................31 3.1.6 Chọn thiết bị và linh kiện ........................................................................32 3.2 Mô phỏng mô hình hệ thống.........................................................................38 3.3 Thi công mô hình...........................................................................................39 3.3.1 Thi công bảng mica gá đặt mô hình .......................................................39 3.3.2 Thi công khung mô hình .........................................................................40 3.3.3 Thi công lắp các linh kiện lên mô hình ..................................................41 3.3.4 Những khó khăn khi thi công mô hình ..................................................46 Chương 4:.................................................................................................................50 THIẾT KẾ MẠCH TẠO LỖI................................................................................50 4.1 Lên ý tưởng thiết kế ứng dụng cho mô hình...............................................50 4.2 Thiết kế phần mềm điều khiển Bluetooth ...................................................50 4.2.1 Thiết kế giao diện app điều khiển Bluetooth..........................................50 4.2.2 Gán giá trị cho các nút bấm điều khiển..................................................51 4.3 Thiết kế mạch phần cứng trên Fritzing, chọn linh kiện ............................52 4.3.1 Thiết kế mạch phần cứng........................................................................52
vii
4.3.2 Chọn linh kiện .........................................................................................53
4.4 Viết chương trình cho mạch tạo lỗi .............................................................56 4.5 Sơ đồ học thuật của mạch.............................................................................57 4.5.1 Trường hợp Relay ON .............................................................................57 4.5.2 Trường hợp Relay OFF...........................................................................59 4.6 Một số bài thực hành liên quan đến mô hình .............................................59 4.6.1 Bài tập thực hành tạo lỗi 1, 2 (Bô bin số 1 và 2)....................................60 4.6.2 Bài tập thực hành tạo lỗi 5, 6, 7, 8 (kim phun số 1, 2)...........................64 4.6.3 Bài tập thực hành tạo lỗi 12 (Cảm biến trục khuỷu NE+) ....................64 Chương 5:.................................................................................................................66 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ..............................................................66 5.1 Kết luận ..........................................................................................................66 5.2 Đánh giá kết quả............................................................................................67 5.3 Hướng phát triển của đề tài..........................................................................67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................68 PHỤ LỤC PHẦN MỀM .........................................................................................70 PHỤ LỤC CHÂN GIẮC ECM ..............................................................................79 PHỤ LỤC BẢN VẼ.................................................................................................84
viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
EFI: Electronic Fuel Injection. ECU: Electronic Control Unit. LCD: Liquid-Crystal Display. LED: Light – Emitting Diode. ĐATN: Đồ Án Tốt Nghiệp. TDC: Điểm chết trên.
ESA: Electronic Spark Advance. IC: Integrated Circuit.
ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô.....................................................1 Hình 2. 1: Thực trạng ô nhiễm môi trường do khí thải ô tô.......................................7 Hình 2. 2: Sơ đồ khối hệ thống phun xăng đánh lửa tích hợp tạo lỗi ......................11 Hình 2. 3: Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử EFI ...................................................13 Hình 2. 4: Hệ thống đánh lửa trực tiếp.....................................................................13 Hình 3. 1: Kẻ bảng gá đặt chi tiết.............................................................................16 Hình 3. 2: Bảng sau khi thiết kế...............................................................................17 Hình 3. 3: Bảng sau khi hoàn thành .........................................................................18 Hình 3. 4: Khung giá hình chữ L .............................................................................19 Hình 3. 5: Thép hộp 2x2 cm.....................................................................................20 Hình 3. 6: Thép chữ V 3x3 cm.................................................................................20 Hình 3. 7: Sơ đồ mạch hệ thống đánh lửa trên mô hình ..........................................21 Hình 3. 8: Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng trên mô hình................................23 Hình 3. 9: Sơ đồ mạch điện các cảm biến trên mô hình ..........................................25 Hình 3. 10: Mô phỏng mạch tạo lỗi bằng Proteus....................................................27 Hình 3. 11: Mô phỏng hoạt động hệ thống phun xăng đánh lửa..............................30 Hình 3. 12: Sơ đồ thuật toán toàn hệ thống..............................................................31 Hình 3. 13: Mô phỏng mô hình toàn hệ thống .........................................................38 Hình 3. 14: Mô phỏng khung của mô hình ..............................................................38 Hình 3. 15: Mô phỏng bảng mica gá đặt các chi tiết mô hình .................................39 Hình 3. 16: Bảng mica sau khi được khắc laser.......................................................39 Hình 3. 17: Đo kích thước và đánh dấu lên vật liệu.................................................40 Hình 3. 18: Hàn cố định khung ................................................................................41 Hình 3. 19: Tra cứu chân giắc trên phần mềm Toyota Tis ......................................41 Hình 3. 20: Chân giắc cảm biến sau khi xác định chân ...........................................42 Hình 3. 21: Gá bảng mica lên khung mô hình .........................................................43 Hình 3. 24: Nối chân cảm biến vào giắc bắp chuối .................................................44
x
Hình 3. 25: Cố định mối nối bằng co nhiệt ..............................................................44 Hình 3. 26: Hàn các mối nối dây điện......................................................................45 Hình 3. 27: Mô hình sau khi hoàn thành..................................................................45 Hình 3. 28: Van giảm áp lực của bơm xăng.............................................................46 Hình 3. 29: Sử dụng cổ dê siết chặt điểm nối ..........................................................47 Hình 3. 30: Dùng dây rút cố định lại kim phun .......................................................47 Hình 3. 31: Đĩa xung sau khi được xử lý .................................................................48 Hình 3. 32: Đĩa xung cảm biến trục cam sau khi được gia công .............................48 Hình 4. 1: Mạch Arduino đóng ngắt đèn bằng relay................................................50 Hình 4. 2: Giao diện thiết kế app điều khiển bluetooth ...........................................50 Hình 4. 3: Giao diện sau khi được hoàn thành.........................................................51 Hình 4. 4: Gán giá trị cho các nút bấm ....................................................................52 Hình 4. 5: Thiết kế mạch tạo lỗi trên Fritzing..........................................................52 Hình 4. 6: Các chân của mạch Arduino ...................................................................53 Hình 4. 7: Module Relay ..........................................................................................55 Hình 4. 8: Mạch Bluetooth HC 06 ...........................................................................55 Hình 4. 9: Mạch điều khiển tạo lỗi ngoài thực tế.....................................................56 Hình 4. 10: Viết chương trình cho hệ thống trên Arduino IDE ...............................56 Hình 4. 11: Sơ đồ học thuật khi Relay ON ..............................................................57 Hình 4. 12: Sơ đồ học thuật khi Relay OFF.............................................................59 Hình 4. 13: Mã lỗi bô bin số 1, 2 .............................................................................60 Hình 4. 14: Kết nối giắc chẩn đoán..........................................................................60 Hình 4. 15: Chọn mã xe cho phần mềm chẩn đoán .................................................61 Hình 4. 16: Chọn chẩn đoán mã lỗi động cơ............................................................61 Hình 4. 17: Mã lỗi khi trên phần mềm chẩn đoán....................................................62 Hình 4. 18: Phần mềm sửa chữa của Toyota............................................................62 Hình 4. 19: Tài liệu sửa chữa của Toyota ................................................................63 Hình 4. 20: Chọn chẩn đoán hệ thống EFI...............................................................63 Hình 4. 21: Tìm kiếm mã lỗi trên tài liệu sửa chữa .................................................64
xi
Hình 4. 22: Mã lỗi cảm biến trục khuỷu ..................................................................65
xii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1: Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động liên tục....................................32
Bảng 3. 2: Chọn thiết bị và linh kiện trên mô hình ..................................................33
xiii
Chương 1:
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
1.1.1 Đặt vấn đề
Hình 1. 1: Hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô (Nguồn: Internet)
Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa, chúng ta đang từng bước hoàn thành tốt những mục tiêu hàng đầu nhằm đưa cả nền sản xuất vật chất và đời sống văn hóa - xã hội của đất nước lên trình độ mới. Trong đó cũng có sự đóng góp không hề nhỏ suốt 120 năm qua của ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ phun xăng đánh, đánh lửa trên ô tô không chỉ là bộ phận để cấu thành hoàn thiện nên một sản phẩm mà còn đóng vai trò như quả tim của động cơ góp phần giúp động cơ có thể hoạt động được, đây là chủ đề đáng được quan tâm và chú trọng nghiên cứu.
Để đánh bật các đối thủ, công nghệ phun xăng đánh lửa trên ô tô phải ngày càng hiện đại, cho thấy các nhà sản xuất không ngừng nghiên cứu, tìm tòi, cải thiện, luôn đón đầu xu hướng, phát triển một cách mạnh mẽ. Sự hiện diện của hệ thống phun xăng điện tử đã và đang dần chiếm ưu thế với khả năng vận hành cũng như
1
tiết kiệm nhiên liệu ở mọi chế độ hoạt động của xe, các nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán khó về nguồn cung cấp nhiên liệu. Không dừng lại ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi thiết thực của người sử dụng về khoảng hệ thống đánh lửa trên ô tô cũng ngày càng được cải tiến hơn.
Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến. Các xe được trang bị các thiết bị tiện nghi hiện đại chiếm một số lượng ngày càng nhiều. Vì vậy, các kỹ sư về lĩnh vực ô tô cần nghiên cứu và nắm vững những kiến thức có liên quan đến các thiết bị hiện đại này.
Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa là một hệ thống rất quan trọng trong động cơ đốt trong, hiện nay có rất nhiều hệ thống đánh lửa như: hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít, kiểu bán dẫn, kiểu đánh lửa sớm bằng điện tử, kiểu đánh lửa trực tiếp...
Hiện nay, trên thị trường thiết bị mô hình dạy học ở Việt Nam, có rất nhiều chủng loại các mô hình hệ thống điện điều khiển động cơ,nhưng chỉ thực hiện trên động cơ phun xăng điện tử đời cũ, chưa có mô hình nào về hệ thống điều khiển động cơ sử dụng công nghệ mới. Vì vậy, việc giảng dạy và học tập sinh viên gặp nhiều khó khăn. Vì vậy nhằm đáp ứng tốt cho nhu cầu đào tạo cho công nghiệp hiện nay,nhóm nghiên cứu đã thực hiện thiết kế thi công “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone”, điều khiển động cơ, hệ thống tạo Pan nhằm phục vụ tốt cho công tác đào tạo và kiểm tra tay nghề.
Xuất phát từ những lý do trên đây, nhóm em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone”
1.1.2 Tầm quan trọng của đề tài
Cụ thể đối với các nước Châu Âu, Châu Á đang tập trung nghiên cứu, sáng chế, tạo sự khác biệt trên hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử. Vì vậy đề tài Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa của của chúng em sẽ là tâm điểm luôn được quan tâm và chú ý đến. Một khi tốc độ động cơ cao thì để đáp ứng được sự vận hành trơn
2
tru thì khả năng hòa trộn hòa khí cũng phải đạt được một tỉ lệ nhất định giúp cung cấp đủ lượng nhiên liệu và không khí vào buồng đốt để đạt được công suất giúp xe được vận hành tốt hơn. Bên cạnh vấn đề về nhiên liệu thì hệ thống đánh lửa cũng rất quan trọng nó giúp đánh lửa đúng chu kỳ đúng thời điểm cũng như đủ mạnh để đốt cháy sạch hỗn hợp hòa khí trong buồng đốt.
Đó chính là các yếu tố chính mà các hãng xe lớn trên thế giới vẫn không ngừng phát triển hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô nhằm cải thiện tiêu tốn nhiên liệu cũng như giúp khả năng hòa trộn giữa nhiên liệu và không khí được hòa trộn tốt hơn dẫn tới quá trình cháy được cháy triệt để hơn tăng độ bền cho động cơ. 1.1.3 Ý nghĩa đề tài
Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone mang lại nhiều ý nghĩa:
− Hệ thống đánh lửa giúp tạo ra dòng điện cao áp để có thể đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu - không khí và phóng dòng điện qua khe hở để bugi đánh lửa.
− Đốt cháy hòa khí một cách triệt để nhất, đồng thời tạo ra công suất lớn và góp phần giảm ô nhiễm môi trường.
− Hệ thống phun xăng điện tử giúp tối ưu hóa tỉ lệ nhiên liệu và không khí đi vào động cơ. Giúp phun nhiên liệu tơi hơn và dễ cháy hơn dẫn tới quá trình cháy dễ dàng và triệt để hơn.
− Mô hình hệ thống còn giúp ích cho quá trình học tập cũng như giảng dạy cho sinh viên. Đồng thời giúp tay nghề của học viên được nâng cao khi tìm hiểu rõ về những lỗi liên quan đến hệ thống.
− Phát hiện được những hư hỏng, nguyên nhân và hậu quả để từ đó đưa ra phương án kiểm tra, sửa chữa và khắc phục những hư hỏng
− Đề xuất giải pháp, phương án kiểm tra, chẩn đoán, khắc phục hư hỏng của hệ thống trên động cơ xăng nói chung. Tích hợp thêm khả năng tạo pan bằng bluetooth để tạo ra tính ứng dụng và hiện đại hóa cho mô hình.
3
1.1.4 Lý do chọn đề tài
Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô vẫn còn nhiều vấn đề chưa được bất cập đến, thiết nghĩ hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô đang dần trở nên thông dụng và ngày còn phổ biến không thể thay thế. Đặc biệt nhu cầu học tập, giảng dạy về ngành ô tô ở Việt Nam ngày càng tăng và ngành ô tô đang là một trong những ngành hàng đầu được các bạn sinh viên chọn để học. Việc sinh viên ngành ô tô được tiếp cận với công mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua Internet và qua các tạp chí ô tô.
Vì vậy, nhóm đã đề xuất lựa chọn đề tài “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone” sau khi xét đến tính khả thi của đề tài, cho thấy phù hợp với khả năng, lĩnh vực trong phạm vi của nhóm. Đó cũng chính là động lực để thôi thúc chúng em phấn đấu và hoàn thành tốt đề tài này.
1.2 Tình hình nghiên cứu
Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được khai thác sâu từ các nhà nghiên cứu. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên đề tài tập trung thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử đang dần trở nên phổ biến và được trang bị trên các dòng xe ngày nay.
Ngoài ra trên mô hình còn được thiết kế thêm các hệ thống: mạch tạo lỗi tự động điều khiển bằng Smartphone.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài: : “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone” được thực hiện nhằm mục đích:
− Tìm hiểu chung về các hệ thống tiện nghi trên ô tô hiện đại nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về các hệ thống này cho người học.
− Tìm hiểu về các hệ thống tiện nghi trên ô tô hiện đại với nội dung tìm hiểu về các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống ,cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm thiết bị chính.
4
− Đưa ra và phân tích một số sơ đồ mạch điện điều khiển của từng hệ thống.
− Phục vụ công tác giảng dạy trong học tập cũng như tạo lỗi giúp sinh viên hiểu rõ hơn về hệ thống.
− Giúp ta hiểu rõ về nguyên lý hoạt động cũng như các thống số của cảm biến ở mọi chế độ hoạt động của động cơ.
− Chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong các hệ thống ô tô theo phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thông thường và theo phương pháp sử dụng hệ thống tự chẩn đoán.
1.4 Các kết quả hướng tới của đề tài
Sự có mặt của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô cho thấy khả năng vận hành và ý nghĩa thực tiễn của nó trong việc giảm tỉ lệ tiêu hao nhiên liệu trên ô tô, tăng độ bền và tuổi thọ cho động cơ.
Nhóm thực hiện đề tài còn mong muốn hướng tới người đọc có thể hiểu rõ hơn về hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô. Đồng thời thấy rõ được tầm quan trọng, ý nghĩa của việc áp dụng hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử lên ô tô và khả năng phát triển của hệ thống này trong tương lai, đặc biệt là thị trường ô tô Việt Nam. Đặc biệt đề tài còn cho thấy tầm quan trọng của từng cảm biến trong hệ thống.
1.5 Nhiệm vụ của đề tài
Nhiệm vụ của đề tài được thực hiện với các nhiệm vụ sau:
− Nghiên cứu, tìm hiểu, tính thực tế tổng quan hệ thống phun xăng - đánh lửa
điện tử trên ô tô;
− Thiết lập, thực hiện mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô một cách
khoa học, hiệu quả nhất;
− Tính toán, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa trên xe
Toyota Vios 2012;
− Lắp đặt hệ thống phun xăng đánh lửa trên Toyota Vios 2012;
− Kiểm tra, thực nghiệm và hoàn thiện mô hình;
− Hoàn thiện hệ thống tạo mã lỗi cho hệ thống bằng Smartphone.
5
1.6 Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành việc nghiên cứu nhóm đã tận dụng nhiều phương pháp nhằm phân tích các vấn đề đưa ra hướng giải quyết dựa trên các phương pháp nghiên cứu sau:
− Nghiên cứu các tài liệu, sách, báo, tham khảo trên Internet;
− Nghiên cứu các công thức thực nghiệm đã có;
− Phương pháp tính toán số liệu thực nghiệm;
− Phương pháp so sánh và đánh giá các số liệu;
− Phương pháp thực nghiệm;
− Sử dụng các phần mềm tính toán và lập trình:
+ MS Word;
+ Solidworks;
+ AutoCAD;
+ Fritzing
+ Arduino;
− Nhận xét và chọn ra phương án cấp thiết, khả thi nhất. 1.7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp
Nội dung của đồ án gồm các phần chính như sau:
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP, PHÂN TÍCH ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT
Chương 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
Chương 4: THIẾT KẾ MẠCH TẠO LỖI
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
6
Chương 2:
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP, PHÂN TÍCH ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT
2.1 Thực trạng vấn đề
Hình 2. 1: Thực trạng ô nhiễm môi trường do khí thải ô tô (Nguồn: Internet)
Hiện nay nhu cầu sử dụng ô tô của Việt Nam đang dần được tăng cao đi đôi với vấn đề đó là những loại xe đời cũ được sử dụng cũng chiếm số lượng lớn nên những hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện đại chưa được đưa lên các dòng xe này.
Tình hình cơ sở giao thông đường bộ của Việt Nam hiện nay cũng chưa thực sự tốt tồn tại nhiều vấn đề như: kẹt xe, đường chật hẹp, khói bụi,... Những vấn đề này dẫn đến điều kiện làm việc của xe cũng khắc nghiệt hơn dẫn đến tuổi thọ làm việc của các hệ thống liên quan đến động cơ càng thấp.
Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, vào năm 2002, các phương tiện giao thông vận tải của Việt Nam đã sử dụng khoảng 1,5 triệu tấn xăng và dầu diezen, tương ứng với lượng phát thải 6 triệu tấn CO2, 61.000 tấn CO, 35.000 tấn NOx, 12.000 tấn SO2 và hơn 22.000 tấn HC. Tại các nút giao thông ở một số đô thị, nồng
7
độ bụi vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 3 lần, nồng độ SO2 gấp 2-3 lần. Vấn đề này đã và đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng và có nhiều tác hại đến môi trường.
Yếu tố đánh lửa cũng tác động đến công suất của động cơ và ô nhiễm môi trường. Yêu cầu đặt ra là cần điều khiển góc đánh lửa sớm thay đổi linh hoạt theo sự thay đổi của các yếu tố như số vòng quay động cơ, tải trọng, nhiệt độ động cơ,... để vừa có được công suất tối ưu vừa giảm ô nhiễm môi trường.
Chính vì vậy hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử được nghiên cứu và ra đời ngày càng phát triển và áp dụng trên các dòng xe hiện nay.
Tình hình khan hiếm nhiên liệu và giá thành nhiên liệu đang có xu hướng gia tăng. Do đó, việc cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm nồng độ các chất độc hại trong khí thải gây ô nhiễm môi trường với mục đích tối ưu hóa hiệu quả sử dụng của động cơ ô tô là vấn đề thật sự cần thiết.
Sự phát triển của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử:
Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện nay ngày càng được cải tiến, tín hiệu từ các cảm biến được gửi về ECU động cơ ngày càng chính xác và càng nhiều thông tin. Thuật toán xử lý của ECU cũng ngày càng được cải thiện và tiên tiến có thể dựa vào tín hiệu từ các cảm biến để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu cũng như góc đánh lửa sớm để phù hợp với từng trạng thái hoạt động của động cơ giảm thiểu tối đa khí thải độc hại ra môi trường và có tính tiết kiệm nhiên liệu cao. Tuy tiết kiệm nhiên liệu nhưng hiệu suất của động cơ cũng ngày càng cao.
Hiện nay hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử ngày càng được cải thiện và phát triển nhiều công nghệ mới nhưng việc sinh viên được tiếp xúc thực tế với hệ thống phun xăng đánh lửa hiện đại là rất ít cũng như không hiểu sâu về nguyên lý hoạt động của chúng. Dẫn đến khi sinh viên ra trường thiếu kiến thức thực tế về những hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện đại.
2.2 Tổng quan về các đề tài đã nghiên cứu
Về hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện này có rất nhiều nhóm sinh viên đã nghiên cứu và thực hiện chế tạo mô hình nhưng những công trình nghiên
8
➢ Nguyên lý hoạt động:
Nút nhấn số 1: Khi ta nhấn nút nhấn số 1 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “a” và xuất giá trị Low ra chân 2 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 1 đóng làm hở mạch D1 → LED 1 tắt (IGT 1 hở mạch).
Nút nhấn số 2: Khi ta nhấn nút nhấn số 2 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “b” và xuất giá trị Low ra chân A5 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 2 đóng làm hở mạch D2 → LED 2 tắt (IGT 2 hở mạch).
Nút nhấn số 3: Khi ta nhấn nút nhấn số 3 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “c” và xuất giá trị Low ra chân 3 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 3 đóng làm hở mạch D3 → LED 3 tắt (IGT 3 hở mạch).
Nút nhấn số 4: Khi ta nhấn nút nhấn số 4 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “d” và xuất giá trị Low ra chân A4 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 4 đóng làm hở mạch D4 → LED 4 tắt (IGT 4 hở mạch).
Nút nhấn số 5: Khi ta nhấn nút nhấn số 5 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “e” và xuất giá trị Low ra chân 4 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 4 đóng làm hở mạch D4 → LED 4 tắt (#10 hở mạch).
Nút nhấn số 6: Khi ta nhấn nút nhấn số 6 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “f” và xuất giá trị Low ra chân A3 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 6 đóng làm hở mạch D6 → LED 6 tắt (#20 hở mạch).
Nút nhấn số 7: Khi ta nhấn nút nhấn số 7 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “g” và xuất giá trị Low ra chân 5 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 7 đóng làm hở mạch D7 → LED 7 tắt (#30 hở mạch).
Nút nhấn số 8: Khi ta nhấn nút nhấn số 8 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “h” và xuất giá trị Low ra chân A2 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 8 đóng làm hở mạch D8 → LED 8 tắt (#40 hở mạch).
Nút nhấn số 9: Khi ta nhấn nút nhấn số 9 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “i” và xuất giá trị Low ra chân 6 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 9 đóng làm hở mạch D9 → LED 9 tắt (THW hở mạch).
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Nội dung đề tài nhằm giới thiệu một cách khái quát về hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, điều khiển tạo lỗi bằng điện thoại.
Đồ án này của chúng em tập trung tính toán, thiết kế, thi công mô hình của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử tương tự như trên xe với các cảm biến cũng như cụm vòi phun, các bô bin hoạt động như thực tế. Thiết kế thành công mạch tạo lỗi cho hệ thống bằng Arduino dùng để đóng ngắt mạch của các cảm biến cũng như các bô bin và kim phun giả lập mã lỗi.
Nhóm sử dụng các phần mềm để tính toán cũng như vẽ mạch điện của mô hình qua các phần mềm như: AutoCAD, Solidwork, Fritzing, Proteus,... Sử dụng phầm mềm MS Word để hoàn thành cuốn báo cáo đồ án.Nhóm đã thiết kế thành công ứng dụng điều khiển mã lỗi trên điện thoại bằng MIT App Inventor. Về phần cứng dựa vào sơ đồ mạch điện đã thiết kế từ trước nhóm chúng em đã tiến hành lắp ráp các chi tiết lên khung gá đỡ mô hình theo bố cục hợp lý và khoa học.
Mô phỏng được hoạt động của hệ thống phun xăng đánh lửa bằng MS Powerpoint và mô phỏng hệ thống tạo lỗi cho mô hình bằng Proteus.
iii
ABSTRACT
The content of the topic is intended to give an overview of the ignition injection system on Toyota Vios 2012, controlling fault generation by phone.
This project of ours focuses on calculating, designing and constructing the model of the electronic ignition injection system similar to that on the car with sensors as well as nozzle assemblies, the bins work as reality. Successfully designed the fault circuit for the system using Arduino used to break the circuits of the sensors as well as bins and injectors that simulate the fault code.
The team uses the software to calculate as well as draw the electrical circuit of the model through software such as AutoCAD, Solidwork, Fritzing, and Proteus,... Use MS Word software to complete the project report. The team successfully designed an app that controls fault codes on phones using MIT App Inventor. In terms of hardware based on the previously designed circuit diagram, our team has assembled the parts onto the model support frame in a reasonable and scientific layout.
Simulate the operation of the ignition injection system using MS Powerpoint and simulate the system that generates errors for the model using Proteus.
iv
LỜI MỞ ĐẦU
Trong quá trình làm đồ án do hạn chế về thời gian và điều kiện thực tế nên nhóm em khó tránh khỏi sai sót, vì vậy chúng em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các quý thầy cô và các bạn để hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.
Hiện đang trong giai đoạn cuối của chương trình đào tạo (khoá học 2018- 2022) là thực hiện đồ án tốt nghiệp. Là sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô của trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, sau 4 năm học tập và rèn luyện dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy, cô trong bộ môn chúng em được học hỏi rất nhiều điều bổ ích và kiến thức quý báu.
Sau khi thống nhất ý kiến, chúng em đã chọn được đề tài mong muốn, phù hợp với khả năng và lĩnh vực của mình. Nhóm đã đề xuất đề tài “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone”, và nhận được sự đồng ý của ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô. Ban lãnh đạo Viện cũng đã cho phép đăng ký thực hiện đề tài.
Đối với bản thân, đây là cơ hội cho chúng em hệ thống lại kiến thức tích lũy trong 4 năm qua, là cơ hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước vào môi trường làm việc thực sự.
Thiết nghĩ, việc thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa không chỉ phục vụ cho con người mà còn hỗ trợ việc giảng dạy trong nhà trường là điều cần thiết, tạo điều kiện tốt cho sinh viên cọ xát với thực tế. Mô hình được thiết kế với đầy đủ các bộ phận, cơ cấu, chức năng của một hệ thống phun xăng đánh lửa hiện đại vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với công nghệ phun xăng điện tử trên ô tô hiện đại trên ô tô hiện nay.
Bằng sự cố gắng nỗ lực không ngừng của nhóm và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Th.S Nguyễn Đỗ Minh Triết và các thầy cô trong ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô cùng các thầy cô trong Viện Kỹ Thuật Hutech, đề tài “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạp Pan bằng Smartphone” đã được hoàn thành đúng tiến độ.
v
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii TÓM TẮT ................................................................................................................ iii ABSTRACT ............................................................................................................. iv LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................v MỤC LỤC................................................................................................................ vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ ix DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................x DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... xiii Chương 1:...................................................................................................................1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...............................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài..................................................................................1
1.1.1 Đặt vấn đề...................................................................................................1 1.1.2 Tầm quan trọng của đề tài ........................................................................2 1.1.3 Ý nghĩa đề tài .............................................................................................3 1.1.4 Lý do chọn đề tài........................................................................................4
1.2 Tình hình nghiên cứu ......................................................................................4 1.3 Mục tiêu nghiên cứu........................................................................................4 1.4 Các kết quả hướng tới của đề tài ...................................................................5 1.5 Nhiệm vụ của đề tài .........................................................................................5 1.6 Phương pháp nghiên cứu................................................................................6 1.7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp .................................................................................6
Chương 2:...................................................................................................................7 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP, PHÂN TÍCH ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT ...7 2.1 Thực trạng vấn đề ...........................................................................................7
vi
2.2 Tổng quan về các đề tài đã nghiên cứu .........................................................8 2.3 Đề xuất phương pháp giải quyết của nhóm ................................................10 2.4 Tổng quan về hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử .................................12
2.4.1 Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI.....................................12 2.4.2 Tổng quan về hệ thống đánh lửa trực tiếp .............................................13 2.4.3 Các cảm biến sử dụng trong hệ thống ....................................................14
Chương 3:.................................................................................................................16 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH .............................................16 3.1 Tính toán, thiết kế..........................................................................................16 3.1.1 Tính toán, thiết kế bảng gá đặt các chi tiết.............................................16 3.1.2 Tính toán thiết kế khung đỡ bảng mô hình............................................18 3.1.3 Thiết kế mạch điện mô hình....................................................................20 3.1.4 Mô phỏng hoạt động mô hình.................................................................26 3.1.5 Sơ đồ thuật toán của mô hình .................................................................31 3.1.6 Chọn thiết bị và linh kiện ........................................................................32 3.2 Mô phỏng mô hình hệ thống.........................................................................38 3.3 Thi công mô hình...........................................................................................39 3.3.1 Thi công bảng mica gá đặt mô hình .......................................................39 3.3.2 Thi công khung mô hình .........................................................................40 3.3.3 Thi công lắp các linh kiện lên mô hình ..................................................41 3.3.4 Những khó khăn khi thi công mô hình ..................................................46 Chương 4:.................................................................................................................50 THIẾT KẾ MẠCH TẠO LỖI................................................................................50 4.1 Lên ý tưởng thiết kế ứng dụng cho mô hình...............................................50 4.2 Thiết kế phần mềm điều khiển Bluetooth ...................................................50 4.2.1 Thiết kế giao diện app điều khiển Bluetooth..........................................50 4.2.2 Gán giá trị cho các nút bấm điều khiển..................................................51 4.3 Thiết kế mạch phần cứng trên Fritzing, chọn linh kiện ............................52 4.3.1 Thiết kế mạch phần cứng........................................................................52
vii
4.3.2 Chọn linh kiện .........................................................................................53
4.4 Viết chương trình cho mạch tạo lỗi .............................................................56 4.5 Sơ đồ học thuật của mạch.............................................................................57 4.5.1 Trường hợp Relay ON .............................................................................57 4.5.2 Trường hợp Relay OFF...........................................................................59 4.6 Một số bài thực hành liên quan đến mô hình .............................................59 4.6.1 Bài tập thực hành tạo lỗi 1, 2 (Bô bin số 1 và 2)....................................60 4.6.2 Bài tập thực hành tạo lỗi 5, 6, 7, 8 (kim phun số 1, 2)...........................64 4.6.3 Bài tập thực hành tạo lỗi 12 (Cảm biến trục khuỷu NE+) ....................64 Chương 5:.................................................................................................................66 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ..............................................................66 5.1 Kết luận ..........................................................................................................66 5.2 Đánh giá kết quả............................................................................................67 5.3 Hướng phát triển của đề tài..........................................................................67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................68 PHỤ LỤC PHẦN MỀM .........................................................................................70 PHỤ LỤC CHÂN GIẮC ECM ..............................................................................79 PHỤ LỤC BẢN VẼ.................................................................................................84
viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
EFI: Electronic Fuel Injection. ECU: Electronic Control Unit. LCD: Liquid-Crystal Display. LED: Light – Emitting Diode. ĐATN: Đồ Án Tốt Nghiệp. TDC: Điểm chết trên.
ESA: Electronic Spark Advance. IC: Integrated Circuit.
ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô.....................................................1 Hình 2. 1: Thực trạng ô nhiễm môi trường do khí thải ô tô.......................................7 Hình 2. 2: Sơ đồ khối hệ thống phun xăng đánh lửa tích hợp tạo lỗi ......................11 Hình 2. 3: Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử EFI ...................................................13 Hình 2. 4: Hệ thống đánh lửa trực tiếp.....................................................................13 Hình 3. 1: Kẻ bảng gá đặt chi tiết.............................................................................16 Hình 3. 2: Bảng sau khi thiết kế...............................................................................17 Hình 3. 3: Bảng sau khi hoàn thành .........................................................................18 Hình 3. 4: Khung giá hình chữ L .............................................................................19 Hình 3. 5: Thép hộp 2x2 cm.....................................................................................20 Hình 3. 6: Thép chữ V 3x3 cm.................................................................................20 Hình 3. 7: Sơ đồ mạch hệ thống đánh lửa trên mô hình ..........................................21 Hình 3. 8: Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng trên mô hình................................23 Hình 3. 9: Sơ đồ mạch điện các cảm biến trên mô hình ..........................................25 Hình 3. 10: Mô phỏng mạch tạo lỗi bằng Proteus....................................................27 Hình 3. 11: Mô phỏng hoạt động hệ thống phun xăng đánh lửa..............................30 Hình 3. 12: Sơ đồ thuật toán toàn hệ thống..............................................................31 Hình 3. 13: Mô phỏng mô hình toàn hệ thống .........................................................38 Hình 3. 14: Mô phỏng khung của mô hình ..............................................................38 Hình 3. 15: Mô phỏng bảng mica gá đặt các chi tiết mô hình .................................39 Hình 3. 16: Bảng mica sau khi được khắc laser.......................................................39 Hình 3. 17: Đo kích thước và đánh dấu lên vật liệu.................................................40 Hình 3. 18: Hàn cố định khung ................................................................................41 Hình 3. 19: Tra cứu chân giắc trên phần mềm Toyota Tis ......................................41 Hình 3. 20: Chân giắc cảm biến sau khi xác định chân ...........................................42 Hình 3. 21: Gá bảng mica lên khung mô hình .........................................................43 Hình 3. 24: Nối chân cảm biến vào giắc bắp chuối .................................................44
x
Hình 3. 25: Cố định mối nối bằng co nhiệt ..............................................................44 Hình 3. 26: Hàn các mối nối dây điện......................................................................45 Hình 3. 27: Mô hình sau khi hoàn thành..................................................................45 Hình 3. 28: Van giảm áp lực của bơm xăng.............................................................46 Hình 3. 29: Sử dụng cổ dê siết chặt điểm nối ..........................................................47 Hình 3. 30: Dùng dây rút cố định lại kim phun .......................................................47 Hình 3. 31: Đĩa xung sau khi được xử lý .................................................................48 Hình 3. 32: Đĩa xung cảm biến trục cam sau khi được gia công .............................48 Hình 4. 1: Mạch Arduino đóng ngắt đèn bằng relay................................................50 Hình 4. 2: Giao diện thiết kế app điều khiển bluetooth ...........................................50 Hình 4. 3: Giao diện sau khi được hoàn thành.........................................................51 Hình 4. 4: Gán giá trị cho các nút bấm ....................................................................52 Hình 4. 5: Thiết kế mạch tạo lỗi trên Fritzing..........................................................52 Hình 4. 6: Các chân của mạch Arduino ...................................................................53 Hình 4. 7: Module Relay ..........................................................................................55 Hình 4. 8: Mạch Bluetooth HC 06 ...........................................................................55 Hình 4. 9: Mạch điều khiển tạo lỗi ngoài thực tế.....................................................56 Hình 4. 10: Viết chương trình cho hệ thống trên Arduino IDE ...............................56 Hình 4. 11: Sơ đồ học thuật khi Relay ON ..............................................................57 Hình 4. 12: Sơ đồ học thuật khi Relay OFF.............................................................59 Hình 4. 13: Mã lỗi bô bin số 1, 2 .............................................................................60 Hình 4. 14: Kết nối giắc chẩn đoán..........................................................................60 Hình 4. 15: Chọn mã xe cho phần mềm chẩn đoán .................................................61 Hình 4. 16: Chọn chẩn đoán mã lỗi động cơ............................................................61 Hình 4. 17: Mã lỗi khi trên phần mềm chẩn đoán....................................................62 Hình 4. 18: Phần mềm sửa chữa của Toyota............................................................62 Hình 4. 19: Tài liệu sửa chữa của Toyota ................................................................63 Hình 4. 20: Chọn chẩn đoán hệ thống EFI...............................................................63 Hình 4. 21: Tìm kiếm mã lỗi trên tài liệu sửa chữa .................................................64
xi
Hình 4. 22: Mã lỗi cảm biến trục khuỷu ..................................................................65
xii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1: Tiêu thụ điện của các tải điện hoạt động liên tục....................................32
Bảng 3. 2: Chọn thiết bị và linh kiện trên mô hình ..................................................33
xiii
Chương 1:
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
1.1.1 Đặt vấn đề
Hình 1. 1: Hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô (Nguồn: Internet)
Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa, chúng ta đang từng bước hoàn thành tốt những mục tiêu hàng đầu nhằm đưa cả nền sản xuất vật chất và đời sống văn hóa - xã hội của đất nước lên trình độ mới. Trong đó cũng có sự đóng góp không hề nhỏ suốt 120 năm qua của ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ phun xăng đánh, đánh lửa trên ô tô không chỉ là bộ phận để cấu thành hoàn thiện nên một sản phẩm mà còn đóng vai trò như quả tim của động cơ góp phần giúp động cơ có thể hoạt động được, đây là chủ đề đáng được quan tâm và chú trọng nghiên cứu.
Để đánh bật các đối thủ, công nghệ phun xăng đánh lửa trên ô tô phải ngày càng hiện đại, cho thấy các nhà sản xuất không ngừng nghiên cứu, tìm tòi, cải thiện, luôn đón đầu xu hướng, phát triển một cách mạnh mẽ. Sự hiện diện của hệ thống phun xăng điện tử đã và đang dần chiếm ưu thế với khả năng vận hành cũng như
1
tiết kiệm nhiên liệu ở mọi chế độ hoạt động của xe, các nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán khó về nguồn cung cấp nhiên liệu. Không dừng lại ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi thiết thực của người sử dụng về khoảng hệ thống đánh lửa trên ô tô cũng ngày càng được cải tiến hơn.
Ngày nay, việc sử dụng ô tô ở Việt Nam đã trở nên rất phổ biến. Các xe được trang bị các thiết bị tiện nghi hiện đại chiếm một số lượng ngày càng nhiều. Vì vậy, các kỹ sư về lĩnh vực ô tô cần nghiên cứu và nắm vững những kiến thức có liên quan đến các thiết bị hiện đại này.
Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa là một hệ thống rất quan trọng trong động cơ đốt trong, hiện nay có rất nhiều hệ thống đánh lửa như: hệ thống đánh lửa điều khiển bằng vít, kiểu bán dẫn, kiểu đánh lửa sớm bằng điện tử, kiểu đánh lửa trực tiếp...
Hiện nay, trên thị trường thiết bị mô hình dạy học ở Việt Nam, có rất nhiều chủng loại các mô hình hệ thống điện điều khiển động cơ,nhưng chỉ thực hiện trên động cơ phun xăng điện tử đời cũ, chưa có mô hình nào về hệ thống điều khiển động cơ sử dụng công nghệ mới. Vì vậy, việc giảng dạy và học tập sinh viên gặp nhiều khó khăn. Vì vậy nhằm đáp ứng tốt cho nhu cầu đào tạo cho công nghiệp hiện nay,nhóm nghiên cứu đã thực hiện thiết kế thi công “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone”, điều khiển động cơ, hệ thống tạo Pan nhằm phục vụ tốt cho công tác đào tạo và kiểm tra tay nghề.
Xuất phát từ những lý do trên đây, nhóm em xin mạnh dạn nhận đề tài: “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone”
1.1.2 Tầm quan trọng của đề tài
Cụ thể đối với các nước Châu Âu, Châu Á đang tập trung nghiên cứu, sáng chế, tạo sự khác biệt trên hệ thống phun xăng, đánh lửa điện tử. Vì vậy đề tài Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa của của chúng em sẽ là tâm điểm luôn được quan tâm và chú ý đến. Một khi tốc độ động cơ cao thì để đáp ứng được sự vận hành trơn
2
tru thì khả năng hòa trộn hòa khí cũng phải đạt được một tỉ lệ nhất định giúp cung cấp đủ lượng nhiên liệu và không khí vào buồng đốt để đạt được công suất giúp xe được vận hành tốt hơn. Bên cạnh vấn đề về nhiên liệu thì hệ thống đánh lửa cũng rất quan trọng nó giúp đánh lửa đúng chu kỳ đúng thời điểm cũng như đủ mạnh để đốt cháy sạch hỗn hợp hòa khí trong buồng đốt.
Đó chính là các yếu tố chính mà các hãng xe lớn trên thế giới vẫn không ngừng phát triển hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô nhằm cải thiện tiêu tốn nhiên liệu cũng như giúp khả năng hòa trộn giữa nhiên liệu và không khí được hòa trộn tốt hơn dẫn tới quá trình cháy được cháy triệt để hơn tăng độ bền cho động cơ. 1.1.3 Ý nghĩa đề tài
Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone mang lại nhiều ý nghĩa:
− Hệ thống đánh lửa giúp tạo ra dòng điện cao áp để có thể đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu - không khí và phóng dòng điện qua khe hở để bugi đánh lửa.
− Đốt cháy hòa khí một cách triệt để nhất, đồng thời tạo ra công suất lớn và góp phần giảm ô nhiễm môi trường.
− Hệ thống phun xăng điện tử giúp tối ưu hóa tỉ lệ nhiên liệu và không khí đi vào động cơ. Giúp phun nhiên liệu tơi hơn và dễ cháy hơn dẫn tới quá trình cháy dễ dàng và triệt để hơn.
− Mô hình hệ thống còn giúp ích cho quá trình học tập cũng như giảng dạy cho sinh viên. Đồng thời giúp tay nghề của học viên được nâng cao khi tìm hiểu rõ về những lỗi liên quan đến hệ thống.
− Phát hiện được những hư hỏng, nguyên nhân và hậu quả để từ đó đưa ra phương án kiểm tra, sửa chữa và khắc phục những hư hỏng
− Đề xuất giải pháp, phương án kiểm tra, chẩn đoán, khắc phục hư hỏng của hệ thống trên động cơ xăng nói chung. Tích hợp thêm khả năng tạo pan bằng bluetooth để tạo ra tính ứng dụng và hiện đại hóa cho mô hình.
3
1.1.4 Lý do chọn đề tài
Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô vẫn còn nhiều vấn đề chưa được bất cập đến, thiết nghĩ hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô đang dần trở nên thông dụng và ngày còn phổ biến không thể thay thế. Đặc biệt nhu cầu học tập, giảng dạy về ngành ô tô ở Việt Nam ngày càng tăng và ngành ô tô đang là một trong những ngành hàng đầu được các bạn sinh viên chọn để học. Việc sinh viên ngành ô tô được tiếp cận với công mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua Internet và qua các tạp chí ô tô.
Vì vậy, nhóm đã đề xuất lựa chọn đề tài “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone” sau khi xét đến tính khả thi của đề tài, cho thấy phù hợp với khả năng, lĩnh vực trong phạm vi của nhóm. Đó cũng chính là động lực để thôi thúc chúng em phấn đấu và hoàn thành tốt đề tài này.
1.2 Tình hình nghiên cứu
Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được khai thác sâu từ các nhà nghiên cứu. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên đề tài tập trung thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử đang dần trở nên phổ biến và được trang bị trên các dòng xe ngày nay.
Ngoài ra trên mô hình còn được thiết kế thêm các hệ thống: mạch tạo lỗi tự động điều khiển bằng Smartphone.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài: : “Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên xe Toyota Vios 2012, tích hợp tạo Pan bằng Smartphone” được thực hiện nhằm mục đích:
− Tìm hiểu chung về các hệ thống tiện nghi trên ô tô hiện đại nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về các hệ thống này cho người học.
− Tìm hiểu về các hệ thống tiện nghi trên ô tô hiện đại với nội dung tìm hiểu về các loại cảm biến được sử dụng trong hệ thống ,cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cụm thiết bị chính.
4
− Đưa ra và phân tích một số sơ đồ mạch điện điều khiển của từng hệ thống.
− Phục vụ công tác giảng dạy trong học tập cũng như tạo lỗi giúp sinh viên hiểu rõ hơn về hệ thống.
− Giúp ta hiểu rõ về nguyên lý hoạt động cũng như các thống số của cảm biến ở mọi chế độ hoạt động của động cơ.
− Chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp trong các hệ thống ô tô theo phương pháp sửa chữa, chẩn đoán thông thường và theo phương pháp sử dụng hệ thống tự chẩn đoán.
1.4 Các kết quả hướng tới của đề tài
Sự có mặt của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô cho thấy khả năng vận hành và ý nghĩa thực tiễn của nó trong việc giảm tỉ lệ tiêu hao nhiên liệu trên ô tô, tăng độ bền và tuổi thọ cho động cơ.
Nhóm thực hiện đề tài còn mong muốn hướng tới người đọc có thể hiểu rõ hơn về hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử trên ô tô. Đồng thời thấy rõ được tầm quan trọng, ý nghĩa của việc áp dụng hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử lên ô tô và khả năng phát triển của hệ thống này trong tương lai, đặc biệt là thị trường ô tô Việt Nam. Đặc biệt đề tài còn cho thấy tầm quan trọng của từng cảm biến trong hệ thống.
1.5 Nhiệm vụ của đề tài
Nhiệm vụ của đề tài được thực hiện với các nhiệm vụ sau:
− Nghiên cứu, tìm hiểu, tính thực tế tổng quan hệ thống phun xăng - đánh lửa
điện tử trên ô tô;
− Thiết lập, thực hiện mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên ô tô một cách
khoa học, hiệu quả nhất;
− Tính toán, thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa trên xe
Toyota Vios 2012;
− Lắp đặt hệ thống phun xăng đánh lửa trên Toyota Vios 2012;
− Kiểm tra, thực nghiệm và hoàn thiện mô hình;
− Hoàn thiện hệ thống tạo mã lỗi cho hệ thống bằng Smartphone.
5
1.6 Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành việc nghiên cứu nhóm đã tận dụng nhiều phương pháp nhằm phân tích các vấn đề đưa ra hướng giải quyết dựa trên các phương pháp nghiên cứu sau:
− Nghiên cứu các tài liệu, sách, báo, tham khảo trên Internet;
− Nghiên cứu các công thức thực nghiệm đã có;
− Phương pháp tính toán số liệu thực nghiệm;
− Phương pháp so sánh và đánh giá các số liệu;
− Phương pháp thực nghiệm;
− Sử dụng các phần mềm tính toán và lập trình:
+ MS Word;
+ Solidworks;
+ AutoCAD;
+ Fritzing
+ Arduino;
− Nhận xét và chọn ra phương án cấp thiết, khả thi nhất. 1.7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp
Nội dung của đồ án gồm các phần chính như sau:
Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Chương 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP, PHÂN TÍCH ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT
Chương 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
Chương 4: THIẾT KẾ MẠCH TẠO LỖI
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
6
Chương 2:
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP, PHÂN TÍCH ĐƯA RA HƯỚNG GIẢI QUYẾT
2.1 Thực trạng vấn đề
Hình 2. 1: Thực trạng ô nhiễm môi trường do khí thải ô tô (Nguồn: Internet)
Hiện nay nhu cầu sử dụng ô tô của Việt Nam đang dần được tăng cao đi đôi với vấn đề đó là những loại xe đời cũ được sử dụng cũng chiếm số lượng lớn nên những hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện đại chưa được đưa lên các dòng xe này.
Tình hình cơ sở giao thông đường bộ của Việt Nam hiện nay cũng chưa thực sự tốt tồn tại nhiều vấn đề như: kẹt xe, đường chật hẹp, khói bụi,... Những vấn đề này dẫn đến điều kiện làm việc của xe cũng khắc nghiệt hơn dẫn đến tuổi thọ làm việc của các hệ thống liên quan đến động cơ càng thấp.
Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, vào năm 2002, các phương tiện giao thông vận tải của Việt Nam đã sử dụng khoảng 1,5 triệu tấn xăng và dầu diezen, tương ứng với lượng phát thải 6 triệu tấn CO2, 61.000 tấn CO, 35.000 tấn NOx, 12.000 tấn SO2 và hơn 22.000 tấn HC. Tại các nút giao thông ở một số đô thị, nồng
7
độ bụi vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 3 lần, nồng độ SO2 gấp 2-3 lần. Vấn đề này đã và đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng và có nhiều tác hại đến môi trường.
Yếu tố đánh lửa cũng tác động đến công suất của động cơ và ô nhiễm môi trường. Yêu cầu đặt ra là cần điều khiển góc đánh lửa sớm thay đổi linh hoạt theo sự thay đổi của các yếu tố như số vòng quay động cơ, tải trọng, nhiệt độ động cơ,... để vừa có được công suất tối ưu vừa giảm ô nhiễm môi trường.
Chính vì vậy hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử được nghiên cứu và ra đời ngày càng phát triển và áp dụng trên các dòng xe hiện nay.
Tình hình khan hiếm nhiên liệu và giá thành nhiên liệu đang có xu hướng gia tăng. Do đó, việc cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm nồng độ các chất độc hại trong khí thải gây ô nhiễm môi trường với mục đích tối ưu hóa hiệu quả sử dụng của động cơ ô tô là vấn đề thật sự cần thiết.
Sự phát triển của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử:
Hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện nay ngày càng được cải tiến, tín hiệu từ các cảm biến được gửi về ECU động cơ ngày càng chính xác và càng nhiều thông tin. Thuật toán xử lý của ECU cũng ngày càng được cải thiện và tiên tiến có thể dựa vào tín hiệu từ các cảm biến để điều chỉnh lượng phun nhiên liệu cũng như góc đánh lửa sớm để phù hợp với từng trạng thái hoạt động của động cơ giảm thiểu tối đa khí thải độc hại ra môi trường và có tính tiết kiệm nhiên liệu cao. Tuy tiết kiệm nhiên liệu nhưng hiệu suất của động cơ cũng ngày càng cao.
Hiện nay hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử ngày càng được cải thiện và phát triển nhiều công nghệ mới nhưng việc sinh viên được tiếp xúc thực tế với hệ thống phun xăng đánh lửa hiện đại là rất ít cũng như không hiểu sâu về nguyên lý hoạt động của chúng. Dẫn đến khi sinh viên ra trường thiếu kiến thức thực tế về những hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện đại.
2.2 Tổng quan về các đề tài đã nghiên cứu
Về hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử hiện này có rất nhiều nhóm sinh viên đã nghiên cứu và thực hiện chế tạo mô hình nhưng những công trình nghiên
8
➢ Nguyên lý hoạt động:
Nút nhấn số 1: Khi ta nhấn nút nhấn số 1 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “a” và xuất giá trị Low ra chân 2 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 1 đóng làm hở mạch D1 → LED 1 tắt (IGT 1 hở mạch).
Nút nhấn số 2: Khi ta nhấn nút nhấn số 2 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “b” và xuất giá trị Low ra chân A5 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 2 đóng làm hở mạch D2 → LED 2 tắt (IGT 2 hở mạch).
Nút nhấn số 3: Khi ta nhấn nút nhấn số 3 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “c” và xuất giá trị Low ra chân 3 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 3 đóng làm hở mạch D3 → LED 3 tắt (IGT 3 hở mạch).
Nút nhấn số 4: Khi ta nhấn nút nhấn số 4 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “d” và xuất giá trị Low ra chân A4 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 4 đóng làm hở mạch D4 → LED 4 tắt (IGT 4 hở mạch).
Nút nhấn số 5: Khi ta nhấn nút nhấn số 5 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “e” và xuất giá trị Low ra chân 4 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 4 đóng làm hở mạch D4 → LED 4 tắt (#10 hở mạch).
Nút nhấn số 6: Khi ta nhấn nút nhấn số 6 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “f” và xuất giá trị Low ra chân A3 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 6 đóng làm hở mạch D6 → LED 6 tắt (#20 hở mạch).
Nút nhấn số 7: Khi ta nhấn nút nhấn số 7 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “g” và xuất giá trị Low ra chân 5 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 7 đóng làm hở mạch D7 → LED 7 tắt (#30 hở mạch).
Nút nhấn số 8: Khi ta nhấn nút nhấn số 8 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “h” và xuất giá trị Low ra chân A2 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 8 đóng làm hở mạch D8 → LED 8 tắt (#40 hở mạch).
Nút nhấn số 9: Khi ta nhấn nút nhấn số 9 mạch điều khiển Arduino đọc được giá trị “i” và xuất giá trị Low ra chân 6 của mạch Arduino kích cho Transistor dẫn lúc này Relay 9 đóng làm hở mạch D9 → LED 9 tắt (THW hở mạch).
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links