ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỔI ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI
DÙNG BỘ CHẾ HỊA KHÍ SANG ĐỘNG CƠ PHUN LPG

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ
Mã số: T2021-06-09

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Hồ Trần Ngọc Anh

Đà Nẵng, 11/2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỔI ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI
DÙNG BỘ CHẾ HỊA KHÍ SANG ĐỘNG CƠ PHUN LPG

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ

Mã số: T2021-06-09

Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên)

DANH SÁCH
NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

STT Họ và tên Đơn vị công tác và Nội dung nghiên cứu
lĩnh vực chuyên môn cụ thể được giao

1 Hồ Trần Ngọc Anh Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Chủ nhiệm đề tài

Khoa Cơ khí, Bộ mơn Cơ khí Ơ tơ

1 Bùi Văn Hùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Thành Viên Chính
Khoa Cơ khí, Bộ mơn Cơ khí Ơ tơ

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU.................................................. 3

1.1. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU, NHIÊN LIỆU LPG .......................................... 3
1.1.1. Nhiên liệu...................................................................................................... 3
1.1.2. Nhiên liệu LPG.............................................................................................. 3
1.1.3.Đặc tính kỹ thuật của ga LPG ......................................................................... 4

1.2. SỰ CẦN THIẾT NGUỒN NHIÊN LIỆU THAY THẾ.......................................... 6
1.3. NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ MƠI TRƯỜNG CỦA TỒN CẦU................................... 7


1.3.1. Vấn đề ô nhiễm môi trường trong xã hội....................................................... 7
1.3.2. Sự ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ đốt trong.............................. 8

TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ ............................................................... 12
2.1. TỔNG QUAN MÁY PHÁT ĐIỆN HONDA EP 2500CX.................................... 12

2.1.1. Giới thiệu phát điện Honda EP 2500CX ...................................................... 12
2.1.2. Các thông số động cơ................................................................................... 14
2.2. TÍNH TỐN NHIỆT KHI ĐỘNG CƠ DÙNG NHIÊN LIỆU XĂNG ................. 15
2.2.1. Cơ sở tính tốn ............................................................................................ 15
2.2.2. Kết quả tính tốn ......................................................................................... 22
2.3. TÍNH TỐN NHIỆT KHI ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU LPG ............... 25
2.3.1. Cơ sở tính tốn ............................................................................................ 25
2.3.2. Kết quả tính tốn ......................................................................................... 34
2.4. KẾT QUẢ TÍNH SO SÁNH................................................................................ 37

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG ............................... 39
3.1. PHƯƠNG ÁN CẤP LPG CHO ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỠNG BỨC............ 39

3.1.1. Sử dụng bộ Van cung cấp LPG cho động cơ................................................ 39
3.1.2. Dùng bộ chế hịa khí LPG............................................................................ 39
3.1.3. Phun LPG trên đường nạp động cơ .............................................................. 41
3.1.4. Phun trực tiếp LPG vào buồng cháy động cơ ............................................... 42
3.1.5. Lựa chọn phương án cấp LPG cho động cơ ................................................. 44
3.2. TÍNH TỐN LƯỢNG NHIÊN LIỆU LPG CUNG CẤP ..................................... 44

3.3. CẢI TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CHO ĐỘNG CƠ GX160 ........ 45

3.3.1. Lựa chọn thiết bị.......................................................................................... 45


3.3.2. Lắp đặt hệ thống điều khiển điện tử cho động cơ ......................................... 55

3.3.3. Nguyên lý hoạt động của động cơ................................................................ 62

THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ............................................ 65

4.1. CHUẨN BỊ THỰC NGHIỆM ............................................................................. 65

4.1.1. Quy trình kiểm tra ....................................................................................... 65

4.1.2. Các bước tiến hành kiểm tra ........................................................................ 65

4.2. THỰC NGHIỆM ĐIỀU CHỈNH GÓC ĐÁNH LỬA, PHUN NHIÊN LIỆU TỐI
ƯU, ĐO SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU VÀ ĐẶC TÍNH NGỒI CỦA ĐỘNG CƠ
THỰC NGHIỆM........................................................................................................ 66

4.2.1. Dụng cụ thực nghiệm................................................................................... 66

4.2.2. Quy trình thực nghiệm................................................................................. 67

4.2.3. Điều khiển góc đánh lửa, thời gian phun cho động cơ thực nghiệm ............. 68

KẾT LUẬN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI VÀ KIẾN NGHỊ ..................................... 73

A. Kết luận ...................................................................................................... 73

B. Hướng phát triển đề tài ............................................................................... 74

C. Kiến nghị.................................................................................................... 74


TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 75

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Máy phát điện Honda EP-2500CX ................................................................. 12
Hình 3.1. Hệ thống cung cấp LPG sử dụng bộ Van........................................................ 39
Hình 3.2. Sơ đồ thiết kế bộ cấp từng loại nhiên liệu cho động cơ ................................... 40
Hình 3.3. Sơ đồ thiết kế bộ cấp chung đa nhiên liệu cho động cơ................................... 41
Hình 3.4. Sơ đồ hệ thống phun LPG trên đường nạp động cơ ........................................ 42
Hình 3.5. Sơ đồ hệ thống phun LPG trực tiếp vào buồng cháy động cơ.......................... 43
Hình 3.6. Động cơ Honda GX160.................................................................................. 46
Hình 3.7: Arduino Mega 2560 ....................................................................................... 47
Hình 3.8. Module cơng suất HW532B-LR7843 ............................................................. 48
Hình 3.9. Màn hình LCD ............................................................................................... 49
Hình 3.10. Module hạ áp 12V/5V/3,3V ......................................................................... 49
Hình 3.11. Module hạ áp DC-DC 3A LM2596 - B3H13........................................................ 50
Hình 3.12. Opto PC817.................................................................................................. 51
Hình 3.13. Module cách ly nguồn B1212LS-1WR2 ....................................................... 51
Hình 3.14. Động cơ Servo 9G SG90 .............................................................................. 53
Hình 3.15. Cảm biến Hall NJK-5002C NPN.................................................................. 54
Hình 3.16. (a) IC tích hợp bobbin, (b) đầu chụp bugi ..................................................... 54
Hình 3.17. (a) van điều áp, (b) áp kế, (c) ống dẫnhỗn hợp khí, (d)công tắt từ, (e) lưu
lượng kế, (f) các đầu nối ................................................................................................ 55
Hình 3.18. Sơ đồ bố trí hệ thống phun khí trên đường ống nạp điều khiển điện tử ......... 55
Hình 3.19. Hệ thống đánh lửa thực tế............................................................................. 56
Hình 3.20. Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa .............................................................. 57
Hình 3.21. Sơ đồ bố trí hệ thống phun nhiên liệu ........................................................... 57
Hình 3.22. (a) giá đỡ cảm biến Hall; (b) cần điều khiển bướm ga; (c) vịi phun.............. 58
Hình 3.23. Sơ đồ mạch điện của hộp điều khiển............................................................. 60

Hình 3.24. Hộp điều khiển thực tế ................................................................................. 61

Hình 3.25. Sơ đồ mạch điện hộp điều khiển tải .............................................................. 61
Hình 3.26. Thiết bị gây tải ............................................................................................. 62
Hình 3.27. Hộp điều khiển tải ........................................................................................ 62
Hình 3.28. Sơ đồ cải tạo động cơ tĩnh tại đánh lửa cưỡng bức truyền thống thành động cơ
tĩnh tại phun nhiên liệu khí điều khiển điện tử ............................................................... 63
Hình 3.29. Tín hiệu phun nhiên liệu (a) và tín hiệu đánh lửa (b) tương đối so với tín hiệu
cảm biến Hall................................................................................................................. 64
Hình 4.1. Máy phát điện EP2500CX (a); Lưu lượng kế (b); Thiết bị gây tải (c); Bộ lưu thị
U,I,P (d)......................................................................................................................... 66
Hình 4.2. Bố trí thực nghiệm ......................................................................................... 67
Hình 4.3. Điều chỉnh các mức tải động cơ...................................................................... 68
Hình 4.4. Biến thiên lượng khơng khí và lượng nhiên liệu nạp vào xi lanh động cơ trong
mỗi chu trình theo góc đóng bướm ga............................................................................ 69
Hình 4.5. So sánh lý thuyết và thực nghiệm thời gian phun nhiên liệu ........................... 70
Hình 4.6. Sơ đồ điều chỉnh góc đánh lửa sớm ................................................................ 71

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng thống kê các chất có trong khí thải của động cơ ...................................... 9
Bảng 2.1. Bảng các thông số động cơ ............................................................................ 14
Bảng 2.2. Các thông số chọn khi tính tốn nhiệt động cơ chạy xăng .............................. 15
Bảng 2.3. Các thơng số khi tính tốn nhiệt động cơ chạy xăng...................................... 22
Bảng 2.4. Thành phần các chất trong LPG ..................................................................... 25
Bảng 2.5. Các thơng số chọn khi tính tốn nhiệt động cơ chạy LPG .............................. 27
Bảng 2.6. số mol không khí để đốt cháy một kg nhiên liệu ............................................ 28
Bảng 2.7. Các thơng số khi tính tốn nhiệt động cơ chạy LPG....................................... 34
Bảng 2.8. Bảng so sánh kết quả tính giữa các nhiên liệu ................................................ 37
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của động cơ máy phát điện GX160 ................................... 46
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của Arduino Mega 2560.................................................... 47
Bảng 3.3. Thơng số kỹ thuật của màn hình LCD............................................................ 49
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật của module hạ áp 12/5/3,3V và LM2596-B3H13 .............. 50

Bảng 3.5. Thông số kỹ thuật của Opto PC817................................................................ 51
Bảng 3.6. Thông số kỹ thuật của module B1212LS-1WR2 ............................................ 51
Bảng 3.7. Thông số kỹ thuật của động cơ Servo............................................................. 53
Bảng 3.8. Thông số kỹ thuật của cảm biến Hall ............................................................. 54

Mẫu 3. Thông tin kết quả nghiên cứu đề tài KH&CN cấp Trường

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thơng tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu chuyển đổi động cơ tĩnh tại dùng bộ chế hịa khí sang
động cơ phun LPG điều khiển điện tử

- Mã số: T2019-06-123
- Chủ nhiệm: ThS. Hồ Trần Ngọc Anh
- Thành viên tham gia: ThS. Bùi Văn Hùng
- Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật- Đại học Đà Nẵng
- Thời gian thực hiện: 11/2021 - 11/2022

2. Mục tiêu:

Sử dụng nhiên liệu thay thế LPG và hiện đại hóa phương thức cung cấp nhiên liệu
trên động cơ đốt trong tĩnh tại để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm phát thải ơ
nhiễm mơi trường.

3. Tính mới và sáng tạo:


Chuyển đổi động cơ tĩnh tại dùng bộ chế hịa khí sang động cơ phun LPG điều
khiển điện tử phù hợp về tiết kiệm nhiên liệu và giảm ơ nhiễm mơi trường.

4. Tóm tắt kết quả nghiên cứu:

- Chuyển đổi thành công động cơ tĩnh tại dùng bộ chế hịa khí sang động cơ phun
LPG điều khiển điện tử. cải tạo động cơ tĩnh tại đánh lửa cưỡng bức truyền thống
thành động cơ sử dụng LPG nhờ bộ điều khiển điện tử ECU đặc thù gồm một bộ vi
điều khiển được cài đặt chương trình kiểm sốt hoạt động của vòi phun và hệ thống
đánh lửa; một cảm biến từ Hall để kích hoạt chương trình trình tính tốn các thơng

số chu trình; một cảm biến xác định vị trí bướm ga; một vịi phun nhiên liệu LPG;
một cụm đánh lửa tổ hợp. Các cấu phần của hệ thống được kết nối vào vi điều khiển
thông qua mạch công suất-chống nhiễu.
- Mơ hình động cơ phun nhiên liệu LPG tối ưu hóa việc sử dụng cơng suất và giảm ơ
nhiễm môi trường.
5. Tên sản phẩm:
+ Mơ hình động cơ phun nhiên liệu khí LPG phục vụ đào tạo
+ Bài báo đăng trên tạp chí khoa học và cơng nghệ đại học Đà Nẵng có chỉ số ISSN,

thuộc danh mục Hội đồng Chức danh Giáo sư Nhà nước.
6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

+ Tài liệu và mơ hình phục vụ tốt cho giảng viên, sinh viên ngành Công nghệ ô tô
trong quá trình đào tạo và nghiên cứu các nội dung liên quan đến đề tài.

+ Đề tài cung cấp mơ hình, cơng cụ cho quá trình giảng dạy thực hành đến sinh viên
theo học chuyên ngành cơ khí động lực.


7. Hình ảnh, sơ đồ minh họa chính

Sơ đồ bố trí thực nghiệm

Sơ đồ mạch điện của hộp điều khiển

Mơ hình động cơ thực tế sau khi cải tạo

TM. Hội đồng Khoa Ngày tháng năm
(ký, họ và tên) Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ và tên)

XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Mẫu 4. Thông tin kết quả nghiên cứu bằng tiếng Anh

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:
Project title: Research on converting stationary engines using carburetors to
electronically controlled LPG injection engines.
Code number: MSc. Ho Tran Ngoc Anh
Coordinator: MSc. Bui Van Hung
Implementing institution: University of Technology and Education, The University
of Danang
Duration: from 11/2021 to 11/2022

2. Objective(s):
Use alternative fuels for LPG and modernize fuel supply methods on stationary


internal combustion engines to increase fuel efficiency and reduce environmental
pollution emissions.
3. Creativeness and innovativeness:

Converting a stationary engine using a carburetor to an electronically controlled
LPG injection engine is suitable for fuel economy and environmental pollution reduce. n.
4. Research results:

+ Successfully converted a stationary engine using a carburetor to an electronically
controlled LPG injection engine. converting a traditional forced-ignition stationary
engine into an LPG-powered engine thanks to a special electronic control unit
ECU including a microcontroller installed with a program to control the operation
of the injector and the ignition system. A sensor from Hall to activate the program
that calculates the cycle parameters; a sensor that determines the throttle position;
an LPG fuel injector; a combination ignition assembly. The components of the

system are connected to the microcontroller through a power-anti-interference
circuit.
+ The model of the LPG fuel injection engine optimizes the use of power and
reduces environmental pollution.
5. Products:
+ Model of LPG fuel injection engine for training
+ Articles published in scientific journals: Journal of Science and Technology, The
University of Danang
6. Effects, transfer alternatives of research results, and applicability:
+ Materials and models to well serve lecturers and students of Automotive
Technology in the training and researching content related to the topic.
+ The topic provides models and tools for the practical teaching process to students
majoring in mechanics.


76