TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TÌM BẢN ĐỒ PHUN
XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA CHO ĐỘNG CƠ XE MÁY

SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN ÂN
MSSV: 16145325
SVTH: NGUYỄN GIA ĐẠI
MSSV: 16145353
GVHD: THS. NGUYỄN TRỌNG THỨC

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô

Tên đề tài

NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TÌM BẢN ĐỒ PHUN
XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA CHO ĐỘNG CƠ XE MÁY

SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN ÂN
MSSV: 16145325
SVTH: NGUYỄN GIA ĐẠI

MSSV: 16145353
GVHD: THS. NGUYỄN TRỌNG THỨC

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KĨ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH

Độc lập – Tư ̣ do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn điện tử ơ tơ

TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2020

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: 1. Nguyễn Hữu Thiện Ân

MSSV: 16145325

(Email:

Điện thoại: 0942685964)

2. Nguyễn Gia Đại

MSSV: 16145353


(Email:

Điện thoại: 0336820680)

Ngành: Công nghệ Kỹ Thuật Ơ tơ

Lớp: 161452 - 161453

Khố: 2016-2020
1. Tên đề tài:
- Nghiên cứu thử nghiệm tìm bản đồ phun xăng và đánh lửa cho động cơ xe máy
2. Nhiệm vụ đề tài:
- Nghiên cứu lý thuyết về phun xăng điện tử trên xe gắn máy, hệ thống PGM – FI.
- Cải tạo lại mơ hình động cơ WAVE 110cc lên PGM-FI.
- Thiết kế thi công bướm ga điện tử, cảm biến CKP mới trên mơ hình.
- Láp rắp hộp điều khiển đánh lửa phun xăng trên động cơ Honda WAVE 110cc.
- Điều chỉnh, thử nghiệm tìm điểm làm việc tối ưu trên bản đồ theo các chế độ hoạt động.
3. Sản phẩm:
- Mơ hình động cơ PGM-FI ứng với bản đồ phun xăng đánh lửa.
- Một quyển báo cáo, thuyết minh.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: ..............................................................................................
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: .............................................................................................
TRƯỞNG BỘ MÔN

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KĨ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH


Độc lập – Tư ̣ do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thiện Ân

MSSV: 16145325

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Gia Đại

MSSV:16145353

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ.
Tên đề tài: Nghiên cứu thử nghiệm tìm bản đồ phun xăng và đánh lửa cho động cơ xe máy
Họ và tên Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trọng Thức.
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần làm việc của các sinh viên: ............................................................
..............................................................................................................................................
2.Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN:
2.1 Kết cấu, hình thức trình bày đồ án tốt nghiệp: ..................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
2.2 Về nội đề tài & khối lượng thực hiện: ...............................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
2.3 Kết quả đạt được:.............................................................................................................
..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
2.4 Những tồn tại thiếu sót (nếu có): ......................................................................................
..............................................................................................................................................


3. Đánh giá
TT Mục đánh giá

1.

Điểm tối

Điểm đạt

đa

được

Hình thức kết cấu ĐATN

30

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

10

mục

2.


Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kĩ

5

thuật, khoa học xã hội,….
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo hệ thống đúng với yêu cầu

15

và thực tiễn
Khả năng sử dụng công cụ kĩ thuật,phần mềm chuyên

15


ngành
Khả năng phát triển và cải tiến

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể

10
Tổng điểm

4. Kết luận:

được phép bảo vệ

100

khơng được phép bảo vệ
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2020
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)



TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KĨ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TP. HỒ CHÍ MINH

Độc lập – Tư ̣ do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thiện Ân

MSSV: 16145325

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Gia Đại

MSSV:16145353

Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ.
Tên đề tài: Nghiên cứu thử nghiệm tìm bản đồ phun xăng và đánh lửa cho động cơ xe máy
Họ và tên Giảng viên phản biện: ...........................................................................................
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần làm việc của các sinh viên: ............................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
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 tồn tại thiếu sót (nếu có): ......................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................


5. Câu hỏi:.............................................................................................................................
............................................................................................................................................
6. Đánh giá
TT Mục đánh giá

1.

Điểm tối

Điểm đạt

đa

được

Hình thức kết cấu ĐATN

30

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


10

mục

2.

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kĩ

5

thuật, khoa học xã hội,….
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo hệ thống đúng với yêu cầu

15


và thực tiễn
Khả năng sử dụng công cụ kĩ thuật,phần mềm chuyên

15

ngành
Khả năng phát triển và cải tiến

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể

10
Tổng điểm

7. Kết luận:

được bảo vệ

100
khơng được bảo vệ

TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2020
Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả Quý thầy bộ môn điện ô tô
cũng như các thầy cô khoa Cơ khí Động lực nói riêng và các thầy cơ khác của trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh nói chung đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức
đại cương cũng như chuyên ngành giúp nhóm có được cơ sở lý thuyết vững vàng và những
kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Các thầy cô đã tận tâm ngày ngày
tiếp bước cho chúng em trên con đường tìm đến tri thức, xây dựng và hồn thiện bản thân, là
hành trang vơ cùng vũng chãi để bước vào đời.
Nhóm đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thạc sĩ - giảng viên Nguyễn Trọng
Thức của bộ mơn Điện tử Ơ tơ, khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP. Hồ Chí Minh.Thầy là giảng viên hướng dẫn đề tài, người đã tận tình hướng dẫn và truyền
đạt kiến thức cũng như động viên và giúp đỡ chúng em rất nhiều về mặt tinh thần để giúp
nhóm chúng em vượt qua những khó khăn và thách thức để hồn thành đồ án tốt nghiệp một
cách tốt nhất.
Bên cạnh đó chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã hết lịng ủng hộ,
giúp đỡ và góp ý kiến cho nhóm trong suốt q trình thực hiện.
Mặc dù chúng em đã rất cố gắng và học tập rất nhiều nhưng do kiến thức cũng như thời
gian nghiên cứu thực hiện là có hạn nên những kết quả đạt được khơng tránh khỏi những sai
sót. Do đó chúng em kính mong nhận được những sự góp ý, chỉ dạy của các thầy cơ để nhóm
có thể thực hiện đồ án được tốt hơn.
Chúng em xin chúc Quý thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh
ln dồi dào sức khoẻ để tiếp tục cống hiến cho sự nghiệp giáo dục của nước nhà.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn.

i



TĨM TẮT
Tình trạng cạn kiệt nguồn năng lượng nói chung và nhiên liệu hóa thạch nói riêng khơng
cịn là những cảnh báo cho một tương lai xa mà đã được chứng minh bằng những con số cụ
thể, những biểu đồ và dự đốn chính xác trong thực thế. Đối mặt với tình trạng cạn kiệt nhiên
liệu, các quốc gia trên thế giới bắt đầu công cuộc cải cách năng lượng. Nặng lượng sạch, năng
lượng có thể tái tạo bắt đầu được đưa vào sản xuất và sử dụng. Nhưng vì tính ổn định và mật
độ phổ biến của các loại năng lượng trên vẫn cịn chưa phổ biến. Vì lý do trên, đề tài của nhóm
tập trung nghiên cứu vào việc tiết kiệm nhiên liệu một cách tối đa cho động cơ, bằng cách là
tinh chỉnh bản đồ phun xăng đánh lửa trong hệ thống PGM-FI, trong đề tài là động cơ xe gắn
máy.
Đầu tiên, với kiến thức đã học và tham khảo tài liệu về cuộc thi ECO Shell Marathon,
nhóm nhiên cứu về các chế độ hoạt động tiết kiệm nhiên liệu của xe ECO.
Bước thứ hai, nhóm nghiên cứu về ECU – bộ xử lý trung tâm trên xe gắn máy phun xăng
điện tử, các thuật toán về đọc tốc độ động cơ (RPM), điều chỉnh góc đánh lửa, thời điểm phun
xăng, lưu lượng phun, điều chỉnh bản đồ.
Sau khi đã có kiến thức về các chế độ hoạt động và ECU, nhóm bắt đầu tiến hành thiết kế
và chế tạo một hộp ECU – với các chế độ đã được lập trình sẵn.
Nhóm tiếp tục thi cơng ECU trên lên động cơ xe gắn máy wave 110cc, thiết kế lại các
phần cứng trên động cơ, cải tạo động cơ lên phun xăng điện tử, lắp thêm bướm ga điện tử và
tiến hành thử nghiệm tinh chỉnh bản đồ theo hướng tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ mơi trường.
Bước cuối cùng, nhóm thu thập thơng tin và đối chiếu với yêu cầu của từng chế độ.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................i
TÓM TẮT ........................................................................................................................... ii

MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .....................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ................................................................. viii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 1
1.1 Xác định đề tài ........................................................................................................... 1
1.1.1 Thị trường xăng dầu việt nam 2019-2020 ................................................................ 1
1.1.2 Thực trạng ô nhiễm không khí ở việt nam ............................................................. 2
1.1.3 Lý dó chọn đề tài .................................................................................................. 3
1.2 Mục tiêu đề tài............................................................................................................ 4
1.3 Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................................... 4
1.4 Phương pháp thực hiện ................................................................................................ 4
1.5 Bố cục của đề tài ......................................................................................................... 5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................... 6
2.1 Hệ thống phun nhiên liệu điện tử PGM – FI ............................................................... 6
2.1.1 Khái niệm .............................................................................................................. 6
2.1.2 Mơ hình hố hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử ........................................ 7
2.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của các hệ thống chính trong PGM – FI ..................... 9
2.2.1 Hệ thống điều khiển điện tử ................................................................................... 9

iii


2.2.1.1 Các loại cảm biến ........................................................................................... 9
2.2.1.1.1 Cảm biến nhiệt độ khí nạp – IAT .......................................................... 10
2.2.1.1.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát – ECT ............................................... 12
2.2.1.1.3 Cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống nạp – MAP................................ 13
2.2.1.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga – TP ............................................................... 16
2.2.1.1.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu – CKP ......................................................... 17
2.2.1.1.6 Cảm biến O2 ......................................................................................... 19
2.2.1.1.7 Cảm biến góc ........................................................................................ 21

2.2.1.2 Van điều khiển cầm chừng – IACV .............................................................. 24
2.2.2 Bộ điều khiển điện tử - ECU ............................................................................... 25
2.2.2.1

Tổng quan................................................................................................. 25

2.2.2.2

Cấu tạo ECU............................................................................................. 26

2.2.2.3

Cấu trúc ECU ........................................................................................... 28

2.2.2.4

Mạch giao tiếp ngõ vào – ra ...................................................................... 28

2.3 Điều khiển đánh lửa trên xe PGM-FI ......................................................................... 31
2.3.1 Giới thiệu hệ thống đánh lửa ................................................................................ 31
2.3.2 Cấu tạo hệ thống hệ đánh lửa ............................................................................... 32
2.3.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống ......................................................................... 33
2.3.4 Hiệu chỉnh góc đánh lửa theo chế độ hoạt động ................................................... 35
2.4 Điều khiển phun nhiên liệu ........................................................................................ 36
2.4.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu ............................................................................... 36
2.4.2 Điều khiển kim phun ............................................................................................ 39
2.4.3 Phương pháp điều khiển kim phun ...................................................................... 42
iv



2.4.3.1 Các chế độ hoạt động .................................................................................... 42
2.5 Bướm ga điện tử - ECT ............................................................................................. 48
2.5.1. Giới thiệu ........................................................................................................... 48
2.5.2 Phân loại bướm ga điện tử .................................................................................. 49
2.5.3 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động bướm ga điện tử ................................................ 50
CHƯƠNG 3 : LÝ THUYẾT VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ................................................ 51
3.1 Mạch điều khiển Arduino Mega 2560 REV3 ............................................................. 51
3.1.1 Giới thiệu ............................................................................................................. 51
3.1.2 Tổng quan ............................................................................................................ 52
3.1.3 Thông số kỹ thuật ................................................................................................ 52
3.1.4 Đặc tính kỹ thuật của Arduino Mega 2560 .......................................................... 53
3.2 Module encorder motor ............................................................................................ 56
3.3 Động cơ servo MG996R ........................................................................................... 58
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THI CÔNG ............................................................................. 59
4.1 Thiết kế cải tạo động cơ lên phun xăng fi ................................................................. 59
4.1.1 Thay thế bộ chế hồ khí bình thường bằng bộ kim phun điện tử........................... 60
4.1.2 Láp ráp hệ thống bơm xăng.................................................................................. 61
4.1.4 Chế tạo họng gió để kết nối với bộ bướm ga ....................................................... 62
4.1.5 Chế tạo cảm biến CKP bằng cảm biến quang ...................................................... 64
4.1.6 Thay thế phần bướm ga điều khiển cơ dây cáp kéo bằng bướm ga điện tử kéo bằng
động cơ servo .............................................................................................................. 67
4.2 Thiết kế lắp ráp bộ ecu .............................................................................................. 70
v


4.2.1 Sơ đồ khối mơ hình hộp ECU ............................................................................. 70
4.2.2 Nguyên lý điều khiển của mạch .......................................................................... 71
4.2.3 Vi điều khiển của mạch ....................................................................................... 72
4.2.4 Sơ đồ đấu dây của hộp ECU ............................................................................... 72
4.2.5 Mạch điểu khiển thực tế ....................................................................................... 73

CHƯƠNG 5: TINH CHỈNH BẢN ĐỒ TRÊN ĐỘNG CƠ .............................................. 74
5.1 Kết nối laptop............................................................................................................ 74
5.2 Điểu khiển đánh lửa và thời gian phun: ..................................................................... 74
5.2.1

Hiển thị trên màn hình LCD ............................................................................ 74

5.2.2

Hiển thị trên laptop.......................................................................................... 75

5.2.3

Hiển thị trên smartphone ................................................................................. 78

5.3 Tinh chỉnh, thử nghiệm trên bản đồ và kết quả đạt được ............................................ 79
5.3.1

Các bước tinh chỉnh: ....................................................................................... 79

5.3.2

Kết quả ............................................................................................................ 80

CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ..................................... 82
6.1 Kết quả...................................................................................................................... 82
6.2 Hướng phát triển ....................................................................................................... 82
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 83

vi



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BJT: Bipolar Junction Transistor
CKP: Crankshaft Position Sensor
CPU: Central Processing Unit
DLC: Data Link Connector
ĐATN: Đồ án tốt nghiệp
ECM: Electronic Control Module
ECO: Ecology
ECU: Electronic Control Unit
ECT: Engine Coolant Temperature/Electronic Control Throttle
IACV: Idle Air Control Valve
IAT: Intake Air Temperature
IDE: Integrated Development Environment
I/O: Input/Output
KAM: Keep Alive Memory
MAP: Manifold Absolute Pressure
LCD: Liquid-Crystal Display
LED: Light Emitting Diode
MM: Milimet
PGM-FI: Programmed Fuel Injection
PI: Port Injection
PROM: Programmable Read Only Memory
PWM: Pulse Width Modulation
TP: Throttle Position
SRAM: Static Random-Access Memory
ROM: Read Only Memory
RAM: Random Access Memory
RPM: Revolutions Per Minute


vii


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ
Trang
Hình 1.1: Biến động giá bán lẻ xăng dầu trong nước tháng 2/2020-6/2020. ......................... 2
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống PGM – FI trên xe HONDA. ........................................................ 6
Hình 2.2: Nguyên lý điều khiển. .......................................................................................... 8
Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống phun xăng điện tử PGM – FI. .............................................. 8
Hình 2.4: Tín hiệu đầu ra của các cảm biến trong hệ thống PGM-FI ................................... 9
Hình 2.5: Vị trí hệ thống PGM – FI trên xe Honda Winner 150......................................... 10
Hình 2.6: Vị trí và cấu tạo cảm biến IAT. .......................................................................... 11
Hình 2.7: Mạch điện và đường đặc tuyến cảm biến IAT. ................................................... 12
Hình 2.8: Đường đặc tuyến và cấu tạo của cảm biến ECT. ................................................ 13
Hình 2.9: Vị trí cảm biến MAP trong cụm bộ ba cảm biến. ............................................... 14
Hình 2.10: Cấu tạo cảm biến MAP. ................................................................................... 14
Hình 2.11: Sơ đồ cầu Wheatstone và mạch điện của cảm biến MAP. ................................ 15
Hình 2.12: Đường đặc tuyến cảm biến MAP. .................................................................... 16
Hình 2.13: Vị trí và cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga – TP ................................................. 17
Hình 2.14: Mạch điện và đường đặc tuyến cảm biến TP .................................................... 17
Hình 2.15: Cấu tạo và điện áp ra của cảm biến CKP.......................................................... 19
Hình 2.16: Vị trí và cấu tạo cảm biến oxy. ........................................................................ 20
Hình 2.17: Đường đặc tuyến và mạch điện của cảm biến oxy. ........................................... 21
Hình 2.18: Cấu tạo mà mạch điện cảm biến góc. ............................................................... 22
Hình 2.19: Nguyên lý hoạt động của cảm biến góc. ........................................................... 23
Hình 2.20: Mạch điện tắt máy khi cảm biến góc hoạt động. .............................................. 23
Hình 2.21: Cấu tạo và vị trí van IACV. ............................................................................. 24
Hình 2.22: Sự vận hành của van IACV khi cơng tắc máy ON. .......................................... 25
Hình 2.23: Sự vận hành của van IACV khi làm nóng. ....................................................... 25

Hình 2.24: Cấu trúc tổng quát của hệ thống điều khiển. .................................................... 26
viii


Hình 2.25: Sơ đồ khối bộ nhớ ECU. .................................................................................. 27
Hình 2.26: Sơ đồ khối của các hệ thống trong ECU với microprocessor. ........................... 28
Hình 2.27: Tín hiệu đầu vào. ............................................................................................. 29
Hình 2.28: Tín hiệu đầu ra................................................................................................. 30
Hình 2.29: Hệ thống đánh lửa theo chương trình. .............................................................. 31
Hình 2.30: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trên xe Honda Winner 150. ....................................... 32
Hình 2.31: Bảng đặc tính hệ thống đánh lửa trên xe Honda Winner 150. ........................... 32
Hình 2.32: Cảm biến vị trí trục khuỷu và góc đánh lửa sớm. ............................................. 33
Hình 2.33: Góc đánh lửa thực tế. ....................................................................................... 34
Hình 2.34: Xung điều khiển đánh lửa. ............................................................................... 34
Hình 2.35: Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ động cơ. ....................................... 36
Hình 2.36: Cấu tạo bơm cánh quạt. ................................................................................... 37
Hình 2.37: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm xăng trên Honda Winner 150. ...................... 38
Hình 2.38: Sơ đồ tổng quát hệ thống phun nhiên liệu PGM – FI. ...................................... 39
Hình 2.39: Kết cấu của kim phun. ..................................................................................... 40
Hình 2.40: Xung điều khiển kim phun ứng với các chế độ làm việc của động cơ. ............. 41
Hình 2.41: Độ dài xung và chu kỳ của xung. ..................................................................... 41
Hình 2.42: Ngun lí điều khiển kim phun. ....................................................................... 42
Hình 2.43: Sự vận hành của hệ thống PGM – FI ............................................................... 43
Hình 2.44: Khởi động lạnh với PGM – FI. ........................................................................ 43
Hình 2.45: Tăng tốc với PGM – FI. ................................................................................... 44
Hình 2.46: Chế độ cắt nhiên liệu khi giảm tốc. .................................................................. 44
Hình 2.47: Bản đồ của độ mở bướm ga nhỏ. ..................................................................... 45
Hình 2.48: Bản đồ của độ mở bướm ga lớn. ...................................................................... 46
Hình 2.49: Bản đồ thời gian phun theo từng chế độ. .......................................................... 47
Hình 2.50: Sơ đồ khối điều khiển thời gian phun. .............................................................. 47

Hình 2.51: Sơ đồ tổng quan hệ thống điều khiển bướm ga điện tử. .................................... 49
Hình 3.1: Board vi điều khiển Arduino Mega. ................................................................... 52
Hình 3.2: Giao diện của Arduino IDE. .............................................................................. 54
ix


Hình 3.3: Các linh kiện trên board. .................................................................................... 56
Hình 3.4: Module encordr motor. ...................................................................................... 57
Hình 3.5: Bản vẽ kĩ thuật Servo MG996R ......................................................................... 58
Hình 4.1: Các bộ phận cần thiết đối với hệ thống PGM-FI. ............................................... 59
Hình 4.2: Bộ kim phun điện tử trên mơ hình. .................................................................... 60
Hình 4.3: Sơ đồ lắp ráp của bộ bơm xăng trên xe FI chuẩn. ............................................... 61
Hình 4.4: Bộ bơm xăng trên mơ hình. ............................................................................... 61
Hình 4.5: Bộ bơm xăng được sư dụng trên mơ hình và cấu tạo của bộ bơm xăng. ............. 62
Hình 4.6: Chi tiết họng gió. ............................................................................................... 63
Hình 4.7: Sản phẩm mặt bích. .......................................................................................... 63
Hình 4.8: Kết quả lắp ống gió với bm ga ...................................................................... 64
Hình 4.9: Sơ đồ cấu tạo bộ cảm biến quang. ...................................................................... 65
Hình 4.10: Đĩa quang. ....................................................................................................... 65
Hình 4.11: Module encorder motor. ................................................................................... 66
Hình 4.12: Xung điện áp thu được khi có một vấu đi qua đầu cảm biến ............................ 66
Hình 4.13: Bộ cảm biến quang được trang bị trên mơ hình. ............................................... 67
Hình 4.14: Servo MG 996R trên mơ hình. ......................................................................... 68
Hình 4.15: Cánh tay địn nối bướm ga và servo MG 996R. ............................................... 69
Hình 4.16: Sơ đồ khối cấu trúc hoạt động hộp ECU. ......................................................... 70
Hình 4.17: Sơ đồ đấu dây hộp ECU và các bộ chấp hành. ................................................. 72
Hình 4.18: Mạch điều khiển thực tế và LCD ..................................................................... 73
Hình 5.1: Hiển thị trên LCD .............................................................................................. 74
Hình 5.2: Vùng cài đặt trên labview .................................................................................. 75
Hình 5.3: Vùng hiển thị trên labview................................................................................. 76

Hình 5.4: Vùng cài đặt ban đầu trên labview ..................................................................... 76
Hình 5.5: Giao diện trên điện thoại. ................................................................................... 79
Hình 5.6: Bản đồ lửa. ........................................................................................................ 80
Hình 5.7: Bản đồ xăng ....................................................................................................... 80

x


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Xác định đề tài
1.1.1 Thị trường xăng dầu việt nam 2019-2020
Ảnh hưởng của dịch bệnh Covid-19 đã gây tác động không nhỏ lên nền kinh tế nước ta,
thể hiện ở việc tiêu thụ hàng hóa nói chung và mặt hàng xăng dầu nói riêng giảm mạnh. Các
doanh nghiệp sản xuất và doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu đang phải đối mặt với vấn đề
mức tồn kho xăng dầu ngày càng tăng cao. Giảm sút tiêu thụ xăng dầu là tình hình chung trong
nước và trên thế giới. Các nước trên thế giới đang phải cắt giảm sản lượng sản xuất rất lớn,
Việt Nam cũng không thể nằm ngoài diễn biến chung này [1].
Sau khi thế giới nới cách ly, nhu cầu dầu mỏ dần được khôi phục lại kéo theo nhu cầu sử
dụng phương tiện giao thông tăng lên ở châu Á, dẫn đầu là sự gia tăng ở một loạt các quốc gia
như Việt Nam, Đài Loan (Trung Quốc), Thái Lan, Hàn Quốc… Đây là tín hiệu tốt cho sự phục
hồi nhu cầu xăng dầu của châu Á.
Cập nhật đến ngày 25-5, Việt Nam đã có 39 ngày khơng có ca nhiễm bệnh trong cộng
đồng. Sản xuất kinh tế và các hoạt động xã hội dần trở lại bình thường. Tại Hà Nội và
TP.HCM, vào giờ cao điểm, nhiều tuyến đường lại trở về cảnh ùn tắc quen thuộc. Các hoạt
động kinh tế của Việt Nam quay trở lại bình thường đang giúp các đơn vị sản xuất, kinh doanh
xăng dầu như BSR, Petrolimex, PVOil… đẩy mạnh các hoạt động sản xuất kinh doanh, vượt
qua khó khăn, từng bước ổn định và gia tăng lợi nhuận [2].
Có thể thấy việc thay thế dần nhiên liệu hóa thạch bằng năng lượng tái tạo đang là xu
hướng chung trên toàn cầu. Nhưng sự kiện dịch bệnh Covid-19 vừa qua đã khẳng định rằng
xăng dầu vẫn đóng vai trò rất quan trọng trong ngành năng lượng, là nhiên liệu chính cho

phương tiện giao thơng của người dân châu Á nói chung và tại Việt Nam nói riêng.

1


Hình 1.1: Biến động giá bán lẻ xăng dầu trong nước tháng 2/2020-6/2020
1.1.2 Thực trạng ơ nhiễm khơng khí ở việt nam
Đến tháng 02 năm 2020, tồn quốc có tổng số 3.553.700 xe ô tô và khoảng 45 triệu xe
máy đang tham gia giao thơng. Trong đó, Hà Nội có gần 6 triệu xe máy, Thành phố Hồ Chí
Minh có hơn 8 triệu xe máy lưu thông hàng ngày, chưa tính đến các phương tiện giao thơng
của người dân từ các địa phương khác đi qua. Trong số đó, rất nhiều phương tiện cũ khơng
đảm bảo tiêu chuẩn khí thải, nhiều xe qua nhiều năm sử dụng và không thường xuyên bảo
dưỡng dẫn đến hiệu quả sử dụng nhiên liệu thấp, kéo theo hệ quả là nồng độ chất độc hại và
bụi trong khí thải cao. Đây là một trong những ngun nhân của vấn đề ơ nhiễm khơng khí ở
các thành phố lớn ở Việt Nam, đặc biệt là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh thời gian gần
đây ngày càng gia tăng.
-

Từ năm 2018 đến năm 2019: nồng độ bụi PM2.5 có xu hướng tăng hơn so với giai đoạn
từ năm 2010 đến năm 2017

-

Từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2019: chỉ số chất lượng không khí tại một số đơ thị như
Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh có nhiều thời điểm ở mức xấu với chỉ số AQI từ 150
đến 200, có khi vượt 200 tương đương mức rất xấu. Nguy hại nhất là bụi mịn gồm
những hạt nhỏ bay lơ lửng trong không trung như PM2.5 (dưới 2.5 micromet), khi thẩm
thấu qua đường hô hấp sẽ là nguyên nhân tiềm ẩn của hàng loạt các căn bệnh, ảnh
hưởng đến sức khỏe cộng đồng.


2


-

Nửa cuối tháng 3/2020 đến nay: có giai đoạn cả nước thực hiện cách ly xã hội để phòng
ngừa dịch bệnh Covid 19, giá trị thông số PM2.5 và CO thấp hơn hẳn thời gian cùng
kỳ những năm trước đó. Đây cũng là những khoảng thời gian ghi nhận lượng phương
tiện tham gia giao thông trong các khu vực nội đô giảm so với thời gian từ tháng 02
năm 2020 về trước, nhiều hoạt động kinh tế - xã hội phải tạm dừng hoặc giảm. Điều
này cho thấy ảnh hưởng của các nguồn phát thải như giao thông và hoạt động sản xuất
có tác động đáng kể đến chất lượng khơng khí đơ thị, thể hiện khá rõ tại Thành phố Hồ
Chí Minh và Hà Nội [3].

1.1.3 Lý dó chọn đề tài
Với hai lý do đã nêu phía trên: xăng dầu vẫn đóng vai trị là nhiên liệu chính cho phương
tiện giao thơng cộng với tình trạng ơ nhiễm khơng khí ngày càng nặng nề, trên thế giới và tại
Việt Nam đã sử dụng vài phương pháp nhằm giảm thiểu tối đa ơ nhiễm khơng khí, tiết kiệm
nhiên liệu đồng nghĩa với việc nâng cao hiệu suất tiêu hao nhiên liệu cho phương tiện giao
thơng. Cụ thể có thể kể đến một vài giải pháp:
-

Sử dụng nguồn năng lượng mới. Trong đó, khí LPG và CNG đã được đưa vào sử dụng
trên động cơ xe bus tại việt nam

-

Động cơ chạy bằng điện phân nước lấy Hydro

-


Xe lai điện

-

Xe điện

-

Hệ thống phun xăng điện tử

Với giải pháp sử dụng năng lượng mới, xe lai, xe điện mặc dù đã áp dụng trên các phương
tiện giao thông ngày nay, nhưng do vấn đề chi phí sản xuất, giá thành và tính tiện lợi nên vẫn
chưa thể phổ biến tại việt nam được. Trong đó, hệ thống phun xăng điện tử là giải pháp thành
cơng nhất, đáp ứng được các tiêu chí như: tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu ô nhiễm không khí.
Lượng xăng được phun vào buồng đốt một cách vừa đủ dựa trên sự tính tốn lượng khơng khí
nạp vào, điều kiện làm việc của động cơ, giảm hiện tượng dư thừa xăng thải ra môi trường
gây ô nhiễm. Theo thử nghiệm, cùng một hãng xe, dung tích xy lanh, xe gắn máy sử dụng
phun xăng điện tử có thể tiết kiệm nhiên liệu đến 6% so với xe sử dụng bộ chế hịa khí. Đây
3


không phải là một con số quá lớn, nhưng nếu xét trên tổng số người sử dụng xe máy taị Việt
Nam, 6% là một con số đáng khích lệ [4].
Với những ưu điểm nổi bật của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hịa khí truyền
thống trên xe máy, cùng với việc số lượng phương tiện giao thơng chủ yếu ở Việt Nam là xe
gắn máy, nhóm đã quyết định nghiên cứu và thay thế bộ chế hịa khí bằng hệ thống phun xăng
điện tử và nghiên cứu thực nghiệm để tìm bản đồ đánh lửa phun xăng phù hợp nhất cho mơ
hình này.


1.2 Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của đề tài nằm trong phạm vi nghiên cứu, thiết kế, thi công, thử nghiệm hệ thống
phun xăng điện tử và bướm ga điện tử thay thế cho bộ chế hịa khí trên một động cơ nhất định
và nghiên cứu để tìm ra bản đồ đánh lửa tối ưu về hiệu suất nhất cho động cơ đó. Hệ thống
phun xăng điện tử này có nhiều chế độ hoạt động, các chế độ tiết kiệm và có thể tinh chỉnh
các thông số trên bản đồ của ECU để phù hợp với mục đích người sử dụng.
Tuy nhiên, để có thể thiết kế một hệ thống phun xăng điện tử một cách đầy đủ và chính
xác cần có nhiều thời gian, nhân lực, chi phí thử chế tạo và thử nghiệm. Do đó, giới hạn của
đề tài này là thiết kế hệ thống phun xăng điện tử với ECU tự thiết kế và các phần cứng, cảm
biến, bộ chấp hành được sử dụng từ động cơ có sẵn.

1.3 Phạm vi nghiên cứu
● Chỉ nghiên cứu, thiết kế, lắp đặt và thử nghiệm trên động cơ Honda Wave 110cc
● Tập trung nghiên cứu vào hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa.
● Tập trung thử nghiệm các chế độ hoạt động của các Map trên ECU.

1.4 Phương pháp thực hiện
● Nghiên cứu tài liệu phun xăng đánh lửa điện tử xe gắn máy của hãng Honda. Bao gồm
các xe: Honda Wave RSX, Honda Winner 150, Honda Future Neo Fi, Honda Lead.
4


● Tham khảo tài liệu động cơ đốt trong, tài liệu PGM-FI.
● Tham khảo tài liệu lập trình vi điều khiển.
● Tham khảo tài liệu sửa chữa, bảo hành hãng Honda.
● Tham khảo tài liệu về ECU.
● Tham khảo tài liệu về tinh chỉnh bản đồ phun xăng cho động cơ Fi.

1.5 Bố cục của đề tài
Đề tài gồm 4 phần:

Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Lý thuyết về linh kiện điện tử sử dụng trong đồ án
Chương 4: Thiết kế, thi cơng mơ hình cho phù hợp mục đích tối ưu
Chương 5: Kết quả đạt được sau khi tinh chỉnh bản đồ

5


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Hệ thống phun nhiên liệu điện tử PGM – FI
2.1.1 Khái niệm

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống PGM – FI trên xe HONDA
Hệ thống phun xăng điện tử PGM – FI (Programmed Fuel Injection) được hãng Honda
chế tạo vào những năm 1980 để thay thế cho bộ chế hịa khí truyền thống. Hệ thống phun xăng
điện tử được điều khiển từ ECU thông qua các tín hiệu gửi đến từ cảm biến. Khi người điều
khiển xe lên ga, tín hiệu từ cảm biến bướm ga được gửi đến ECU, ECU nhận được yêu cầu
này và thực hiên thao tác chọn lựa thành phần hòa khí. Đồng thời với việc nhận dạng tín hiệu
lưu lượng khí nạp thực đi vào xy – lanh của động cơ, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát
động cơ, dựa vào dữ liệu trong bộ nhớ (còn gọi là bản đồ ECU – MAP), ECU xác định thời
gian điều khiển mở kim phun hợp lý theo yêu cầu thành phần hịa khí. Cảm biến O2 dùng để
điều chỉnh tỷ lệ hịa khí sao cho tối ưu nhất với từng chế độ hoạt động. Hệ thống phun xăng

6


điện tử là một vịng lặp kín. PGM – FI là hệ thống phun xăng điện tử phun trên đường ống
nạp – trước xu páp hút – PI (port injection).
Hệ thống phun xăng điện tử có nhiều ưu điểm hơn so với bộ chế hịa khí thơng thường.
Ưu điểm lớn nhất là sự hịa trộn giữa khơng khí và xăng diễn ra tốt hơn trong buồng đốt, việc

bố trí kim phun gần xu – páp nạp cho phép tăng chiều dài đường ống nạp mà không sợ xăng
bám vào, giúp tăng vận tốc khí nạp, tạo ra xốy lốc giúp việc hòa trộn tốt hơn khiến hỗn hợp
đồng nhất hơn. Thêm vào đó, dịng khí nạp trên ống góp hút có khối lượng thấp (chưa trộn
với nhiên liệu) sẽ đạt tốc độ xốy lốc cao, nhờ đó, nhiên liệu sẽ khơng cịn thất thốt trên
đường ống nạp và hịa khí sẽ được trộn tốt hơn. Ngồi ra, cịn có những ưu điểm như sau:
− Có thể cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đồng đều đến xy – lanh.
− Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ động cơ.
− Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga.
− Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu dễ dàng: có thể làm đậm hỗn hợp khi nhiệt
độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc.
− Hiệu suất nạp hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu cao.
2.1.2 Mơ hình hoá hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử
Hệ thống PGM – FI được chia làm 3 nhóm chính:
− Các cảm biến (tín hiệu đầu vào).
− Bộ xử lý trung tâm – ECU.
− Cơ cấu chấp hành (tín hiệu đầu ra).
Các cảm biến và cơ cấu chấp hành là nền tảng cho hệ thống phun xăng điện tử. ECU
nhận tín hiệu từ các cảm biến được bố trí trên động cơ để biết chế độ hoạt động của động cơ.
Sau khi phân tích các tín hiệu và chọn chế độ làm việc, ECU gửi tín hiệu điều khiển đến các
cơ cấu chấp hành và nhận tín hiệu phản hồi từ các cơ cấu chấp hành để tinh chỉnh và lặp lại
vòng lặp. Nguyên lý điều khiển chung của hệ thống được biểu diễn bằng sơ đồ khối như sau:

7


Hình 2.2: Nguyên lý điều khiển
Bơm xăng

Cảm biến áp suất đường
ống nạp MAP

Cảm biến vị trí bướm ga
TP
Cảm biến nhiệt độ khí
nạp IAT

Kim phun

Cảm biến vị trí trục khuỷu
CKP

Đánh lửa

Cảm biến nhiệt độ dung
dịch làm mát động cơ
ECT

ECU
Van điều chỉnh tốc độ
cầm chừng IACV

Cảm biến oxy

Accu

Đèn check engine
“MIL”

Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống phun xăng điện tử PGM – FI

8