Do hệ thống phun xăng cơ khí vẫn còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 1980,BOSCH đã ra mắt hệ thống phun xăng sử dụng hai loại kim phun điều khiển bằng điện: Hệthống L - Jetronic lượng
Trang 1-******* -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI :
KHẢO SÁT VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN
TỬ CỦA XE KIA MORNING 2015
GVHD : ThS Lê Minh Xuân
SVTH : Văn Hoài Nam
Hà Huy Hoàng Huỳnh Lam Điền Phùng Thế Tà̀i Nguyễn Gia Bảo LỚP : AE18A1A
Trang 2-******* -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI :
KHẢO SÁT VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN
TỬ CỦA XE KIA MORNING 2015
GVHD : ThS Lê Minh Xuân
SVTH : Văn Hoài Nam
Hà Huy Hoàng Huỳnh Lam Điền Phùng Thế Tà̀i Nguyễn Gia Bảo LỚP : AE18A1A
Trang 3-o0o -NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Văn Hoài Nam Lớp: AE18A1A
Hà Huy Hoàng Huỳnh Lam Điền Phùng Thế Tài Nguyễn Gia Bảo GVHD: ThS Lê Minh Xuân
I.Đề tài:
“KHẢO SÁT VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHUN XĂNG
ĐIỆN TỬ CỦA XE KIA MORNING 2015”
II.Các tham số ban đầu:
III.Nội dung cần khảo sát và thiết kế:
cấp nguồn
- Khảo sát mạch khởi động
Trang 4 Thiết kế mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa xe Kia Morning 2015 - Thiết kế bảng bố trí Jack
- Thiết kế bảng dựng mô hình
IV.Các phần cần phải làm và nộp:
thống phun xăng điện tử xe Kia Morning 2015”
đên gặp thông qua đô an )
SVTH : Nam, Điền, Hoàng Trang 2
Trang 5LƠI NÓI ĐẦU
Ngày nay ô tô du nhập vào nước ta ngày càng nhiều và hiện đại, cùng với sự phát triểncủa hệ thống điện - điện tử Hầu hết các tài liệu đều bằng tiếng Anh nên việc nắm rõ nguyêntắc làm việc và biết rõ hư hỏng để có thể sửa chữa kịp thời là vô cùng quan trọng Việcnghiên cứu và tìm hiểu về hệ thống điện - điện tử trên ô tô là rất cần thiết, đó là lý́ do emchọn đề tài nghiên cứu hệ thống phun xăng và đánh lửa xe KIA Moring 2015 làm đề tài đồ
án tốt của mình
Tuy nhiên, bài đồ án của chúng em không thể không tránh khỏi những thiếu sót và cònnhững hạn chế nhất định Kính mong quý́ thầy cô và các bạn đóng góp thêm để bài đồ áncủa chúng em được hoàn thiện hơn
Đồ án được hoàn thành đúng thời hạn nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy: ThS Lê MinhXuân, các thầy trong Bộ môn cùng với sự đóng góp của bạn bè Qua đây, em xin gửi lờicảm ơn chân thành đến thầy: Ths Lê Minh Xuân cùng các thầy trong Bộ môn đã hướng dẫn
em thực hiện luận văn, cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ từ phía Ban Chủ nhiệm khoa Kĩ Thuật
thành tốt việc học của mình
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 6MUC LUC
Chương 1 Giới thiệ_u về̀ hệ_ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa 10
1.1 Giới thiệ_u chung về̀ hệ_ về̀ thố́ng phun xăng 10
1.1.1 Khái niệm về phun xăng điện tử 10
1.1.2 Lịch sử phát triển 12
1.2 Giới thiệ_u chung về̀ hệ_ thố́ng đá́nh lửa 13
1.2.1 Lịch sử hình thành 13
Chương 2 Tổng quan về̀ hệ_ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa 15
2.1 Tổng quan về̀ hệ_ thố́ng phun xăng 15
2.1.1 Nhiệm vụ 15
2.1.2 Yêu cầu 15
2.1.3 Phân loại hệ thống phun xăng 15
2.1.4 Hệ thống phun xăng điện tử EFI 19
2.1.5 Hiệu chỉnh tỷ lệ khí hỗ̃n hợp 25
2.1.6 Sơ lược về hệ thống phun xăng điện tử 26
2.1.7 So sánh hệ thống phun xăng với hệ thống dùng chế hòa khí 28
2.1.8 Các cảm biến trên hệ thống phun xăng điện tử 33
2.1.8.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phun xăng điện tử 33
2.2 Tổng quan về̀ hệ_ thố́ng đá́nh lửa 53
2.2.1 Công dung, yêu cầu hệ thống đánh lửa điện tử 53
2.2.2 Các thông số cơ bản của hệ thống đánh lửa 60
2.2.3 Nguyên lí hoạt động của hệ thống 61
2.2.4 Các cảm biến trên hệ thống đánh lửa 61
Chương 3 Khảo sá́t hệ_ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa trên sá́t KIA MORNING 201567 3.1 Giới thiệ_u chung 67
3.2 Động cơ kappa trên kia morning 2015 67
Hệ_ thố́ng phun xăng điệ_n tử trên động cơ Kappa 67
3.3 Cá́c thông số́ kỹ thuật của hệ_ thố́ng phun xăng điệ_n tử 71
Trang 7Chương 4 Xây dựng mô hình hệ_ thố́ng đá́nh lửa và̀ phun xăng điệ_n tử 76
4.1 Mục đích, yêu cầu đố́i với mô hình 76
4.1.1 Mục đích 76
4.1.2 Yêu cầu 76
4.2 Quá trinh chuẩn bị 76
4.2.1 Cac thiêt bi sư dung trong qua trinh dưng mô hinh 76
4.2.2 Cac bô phân trong mô hinh phun xăng đanh lưa tư đông 78
4.3 Trinh tư các bươc xây dưng mô hinh 81
4.3.1 Xây dựng ý́ tưởng 81
4.3.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình 81
4.3.3 Thiết kế khung mô hình 82
4.3.4 Xac đinh chân cua cac bô phân trong hê thông điêu khiên phun xăng đanh lưa 83
4.3.5 Thiết kế bảng vẽ mạch điện lắp đặ•t 84
4.4 Kiểm tra hoat đông cua các bô phân trong hệ thống phun xăng đánh lưa 84
4.4.1 Kiểm tra hoạt động của relay 84
4.4.2 Kiểm tra hoạt động của kim phun 85
4.4.3 Kiểm tra hoạt động của ECU 85
4.5 Lắp đặt mach hệ thống phun xăng đánh lưa và gia lâp mach Arduino 85
4.5.1 Lăp mach nôi dây hê thông 85
4.5.2 Thiêt kê gia lâp mach Arduino 86
Chương 5 Chuẩ̉n đoá́n và̀ xử lí cá́c lỗi thường gặ_p 88
5.1 Quy trình kiể̉m tra hệ_ thố́ng 88
5.2 Chuẩ̉n đoá́n hệ_ thố́ng dựa và̀o đèn check hoặ_c thiết bị _ đọc lỗi 88
5.2.1 Cách đọc lỗ̃i trên đèn check 88
5.2.2 Phân tích các lỗ̃i trên hệ thống 89
5.3 Kiể̉m tra cá́c thà̀nh phần trong hệ_ thố́ng phun xăng điệ_n tử 94
5.3.1 Kiểm tra nguồn của hệ thống 94
5.3.2 Cảm biến vị trí bướm ga 97
5.3.3 Kiểm tra cảm biến chân không 101
5.3.4 Kiểm tra kim phun: 103
Trang 85.3.5 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 104
5.3.6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 106
5.3.7 Kiểm tra tín hiệu khởi động 109
5.3.8 Kiểm tra tín hiệu đánh lửa của hệ thống 110
5.3.9 Kiểm tra tín hiệu van không tải ISC 114
5.3.10 Kiểm tra tín hiệu chuẩn đoán 115
5.3.11 Kiểm tra tín hiệu của cảm biến oxy 119
5.3.12 Kiểm tra bơm xăng 121
5.3.13 Kiểm tra công tắc nhiệt độ nước 121
KÊT LUẬN 122
TAI LIÊU THAM KHAO 123
Trang 9MUC LUC HÌNH ANH
Hình 1-1: Hệ thống EFI điển hì̀nh 10
Hình 1-2: Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử 12
Hình 2-1: Mach điều khiên bơm xăng không qua ECU 17
Hình 2-2: Mach điều khiên qua bơm xăng ECU 18
Hình 2-3: Mạch điề̀u khiển bơm xăng qua ECU có điề̀u chỉnh tốc độ bơm 18
Hình 2-4: Vòi phun xăng kiêu điên tư 20
Hình 2-5: Cấu trúc của hê thông điều khiên đông cơ 26
Hình 2-6: Sơ đô cấu tao cảm biến trục cam 33
Hình 2-7: Sơ đô mach điên của cảm biến trục cam 34
Hình 2-8: Vị trí lắp cả̉m biế́n trên động cơ ô tô camry 2.4 34
Hình 2-9: Cấ́u tạo cả̉m biế́n tốc độ động cơ 35
Hình 2-10: Sơ đồ mạch điện củ̉a cả̉m biế́n tốc độ động cơ 35
Hình 2-11: Cả̉m biế́n tốc độ động cơ lắp trên động cơ 2AZ củ̉a hãng TOYOTA 36
Hình 2-12: Cấ́u tạo cả̉m biế́n nhiệt độ nước là̀m má́t 36
Hình 2-13: Mạch điện cả̉m biế́n nhiệt độ nước là̀m má́t 37
Hình 2-14: Cả̉m biế́n nhiệt độ nước là̀m má́t, động cơ TOYOTA CAMRY- 2AZ 38
Hình 2-15:Cấ́u tạo bộ cả̉m biế́n chân không tuyệt đối trong ống góp hú́t MAP 39
Hinh 2-16: a Mạch điện; b.Đường đặc tính 39
Hình 2-17: Cấ́u tạo bộ cả̉m biế́n lưu lượng khí nạp lại cá́nh 40
Hình 2-18: Sơ đồ mạch điện và̀ đường đặc tính củ̉a cả̉m biế́n kiểu cá́nh loại 41
Hình 2-19: Sơ đồ mạch điện và̀ đường đặc tính củ̉a cả̉m biế́n kiểu cá́nh loại 2 41
Hình 2-20: Cấ́u tạo cả̉m biế́n đo khí nạp loại xoá́y quang học Karman 42
Hình 2-21: Mạch điện cả̉m biế́n đo khí nạp loại xoá́y quang học Karman 43
Hình 2-22: Cấ́u tạo cả̉m biế́n lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt 44
Hình 2-23: Mạch điện củ̉a cả̉m biế́n lưu lương khí nạp kiểu dây nhiệt 45
Hình 2-24: Cả̉m biế́n lưu lương khí nạp kiểu dây nhiệt lắp trên động cơ 46
Hình 2-25: Cấ́u tạo cả̉m biế́n vị trí bướm ga loại có tiế́p điểm 47
Hình 2-26: Sơ đồ mạch điện cả̉m biế́n vị trí bướm ga loại có tiế́p điểm 48
Hình 2-27: Sơ đồ cấ́u tạo cả̉m biế́n vị trí bướm ga loại tuyế́n tính 48
Hình 2-28: Mạch điện và̀ đường đặc tính, cả̉m biế́n vị trí bướm ga loại tuyế́n tính 49
Hình 2-29: Cấ́u tạo cả̉m biế́n oxy 49
Hình 2-30: Sơ đồ mạch điện cả̉m biế́n oxy loại Zirconium 50
Hình 2-31: Cấ́u tạo cả̉m biế́n oxy loại Titan 51
Hình 2-32: Sơ đồ mạch điện cả̉m biế́n oxy loại Titan 51
Hình 2-33: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đá́nh lửa bá́n dẫn không tiế́p điểm 54
Trang 10Hình 2-35: Sơ đồ hệ thống đá́nh lửa giá́n tiế́p 56
Hình 2-36: Sơ đồ hệ thống đá́nh lửa trực tiế́p sử dụ̣ng bôbin đôi 57
Hình 2-37: Sơ đồ hệ thống đá́nh lửa trực tiế́p sử dụ̣ng bôbin đơn 58
Hình 2-38: Sơ đồ bố trí chung củ̉a hệ thống đá́nh lửa điện tủ̉ trực tiế́p (DIS) 61
Hình 2-39: Cấ́u tạo bộ chia điện loại có bộ tạo tín hiệu G và̀ NE 62
Hình 2-40: (a): Cấ́u tạo bộ tạo tín hiệu G; (b): dạng sóng tín hiệu 62
Hình 2-41: (a): Cấ́u tạo bộ tạo tín hiệu NE; (b): dạng sóng tín hiệu NE 63
Hình 2-42: Sơ đồ mạch điện và̀ dạng sóng tín hiệu G và̀ NE 63
Hình 2-43: Cấ́u tạo cả̉m biế́n vị trí trụ̣c cam 64
Hình 2-44: Sơ đồ mạch điện cả̉m biế́n vị trí trụ̣c cam 64
Hình 2-45: Cấ́u tạo cả̉m biế́n tiế́ng gõ 65
Hình 2-46: Sơ đồ mạch điện đấ́u cả̉m biế́n tiế́ng gõ 65
Hình 3-1: Sơ đồ hệ thống điề̀u khiển Động cơ 67
Hình 3-2:Sơ đồ mạch điện điề̀u khiển động cơ 69
Hình 3-3: Bả̉ng cá́c cực sử dụ̣ng trong ECU động cơ 70
Hình 5-1: Cá́ch đọc mã lỗi 87
Hình 5-2: Sơ đồ nguồn cung cấ́p 93
Hình 5-3: Sơ đồ nguồn nuôi ECU 95
Hình 5-4: Sơ đồ tín hiệu cả̉m biế́n vị trí bướm ga 97
Hình 5-5: Sơ đồ tín hiệu điề̀u khiển vò̀i phun 101
Hình 5-6: Sơ đồ tín hiệu cả̉m biế́n chân không 102
Hình 5-7: Sơ đồ tín hiệu cả̉m biế́n nhiệt độ nước 104
Hình 5-8: Sơ đồ tín hiệu cả̉m biế́n nhiệt độ nước là̀m má́t 106
Hình 5-9: Sơ đồ tín hiệu khởi động 108
Hình 5-10: Sơ đồ tín hiệu van không tả̉i ISC 113
Hình 5-11: Sơ đồ tín hiệu chuẩn đoá́n 115
Hình 5-12: Sơ đồ tín hiệu cả̉m biế́n nhiệt độ oxy 118
Trang 11CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Trang 12Chương 1 Giới thiệ_u về̀ hệ_ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa
1.1 Giới thiệ_u chung về̀ hệ_ về̀ thố́ng phun xăng
1.1.1 Khá́i niệ_m về̀ phun xăng điệ_n tử
Chữ EFI ở phía sau thân xe ô tô đời mới và trên động cơ là viết tắt của Electronic FuelInjection, có nghĩa là hệ thống phun xăng được điều khiển điện tử Hệ thống này đảm bảohỗ̃n hợp khí và xăng hoàn hảo Tuy nhiên, tùy thuộc vào chế độ làm việc của xe, EFI thayđổi tỷ lệ khí nhiên liệu để luôn cung cấp cho động cơ một hỗ̃n hợp khí tối ưu Đặ•c biệt khixuất phát trong thời tiết lạnh, hỗ̃n hợp khí được cung cấp sẽ đậm đặ•c xăng hơn, sau khi động
cơ đã có đủ nhiệt độ hoạt động, hỗ̃n hợp khí sẽ loãng xăng hơn Ở chế độ tốc độ cao, hỗ̃nhợp khí sẽ đậm đặ•c xăng trở lại
một tỷ lệ cụ thể đến các xi-lanh của động cơ ở các dải tốc độ; bộ chế hòa khí hoặ•c hệ thốngphun xăng điện tử Hai hệ thống đo lượng khí nạp này nếu thay đổi theo góc mở bướm ga vàtốc độ động cơ sẽ cung cấp tỷ lệ không khí-nhiên liệu thích hợp cho các xi-lanh dựa trên lượngkhí nạp
Do thiết kế tương đối đơn giản của bộ chế hòa khí, nó đã được sử dụng trong hầu hếtcác động cơ xăng cho đến nay Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày nay về khí thải sạchhơn, tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn, nâng cao khả năng vận chuyển, v.v., bộ chế hòa khí hiệntại cần phải được trang bị thêm các thiết bị hiệu chỉnh khác, điều này khiến nó trở nên phứctạp hơn rất nhiều
Do đó, thay vì bộ chế hòa khí, hệ thống EFI được sử dụng, thông qua phun xăng điện
tử, đảm bảo tỷ lệ nhiên liệu không khí chính xác cho động cơ tùy thuộc vào chế độ lái
Trang 13Hình 1-1: Hệ thống EFI điể̉n hì̀nh
Trang 141.1.2 Lị _ch sử phá́t triể̉n
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ tên là Stenvan đã phát minh ra cách bơm nhiênliệu vào máy nén khí Sau một thời gian, một người Đức thực hiện phun nhiên liệu vàobuồng đốt, nhưng nó không hiệu quả Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phunxăng cho động cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu sử dụng trong động cơ này là dầu hỏa nên dễ bịkích nổ và hiệu suất thấp) Dù vậy, sáng kiến này đã đóng góp rất lớn trong việc chế tạo hệthống phun xăng cơ khí Với hệ thống phun này, nhiên liệu được phun trực tiếp vào phíatrước xupap , do đó có tên là K-Jetronic.K-Jetronic đã được đưa vào sản xuất và sử dụngtrên xe Mercedes và một số loại xe khác, tạo cơ sở cho việc phát triển các hệ thống phunxăng thế hệ sau như KE-Jetronic,Mono-Jetronic,L-Jetronic,Motronic,vv
Do hệ thống phun xăng cơ khí vẫn còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 1980,BOSCH đã ra mắt hệ thống phun xăng sử dụng hai loại kim phun điều khiển bằng điện: Hệthống L - Jetronic (lượng nhiên liệu phun được xác định bởi cảm biến lưu lượng khí nạp) và
D - Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định bởi áp suất trong đường ống nạp)
Năm 1984, người Nhật mua bản quyền từ BOSCH và áp dụng hệ thống phun xăng Jetronic và D-Jetronic cho xe Toyota (dùng với động cơ 4A-ELU) Năm 1987, Nissan sửdụng L-Jetronic để thay thế bộ chế hòa khí trên xe Sunny
L-Điều khiển EFI có thể được chia thành hai loại dựa trên các phương pháp khác nhauđược sử dụng để xác định lượng nhiên liệu phun vào Một là loại mạch tương tự điều khiểnlượng phun dựa trên thời gian để sạc và phóng vào tụ điện Loại còn lại được điều khiểnbằng bộ vi xử lý́, sử dụng dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ nhằm xác định lượng phun.Loại điều khiển tương tự bằng mạch của hệ thống EFI là loại đầu tiên được Toyota sửdụng trong hệ thống EFI của mình Còn loại điều khiển bằng bộ vi xử lý́ đã được sử dụngvào năm 1983
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý́ đã được sử dụng trên xe Toyota đượcgọi là TCCS (Toyota Computer Control System- Hệ thống điều khiển bằng máy tính củaToyota ), nó không chỉ kiểm soát lượng phun mà còn bao gồm ESA (Electronic SparkAdvance - Đánh lửa sớm điện tử) để kiểm soát thời điểm đánh lửa; ISC (Idle speed control -
Trang 15Kiểm soát tốc độ không tải) và các hệ thống điều khiển khác, cũng như các chức năng chẩn đoán và sao lưu Hai hệ thống này có thể được phân loại như sau:
Hình 1-2: Sơ đồ̀ phân loại hệ thống phun xăng điện tử
Loại mạch tương tự EFI và vi điều khiển dựa trên bộ vi xử lý́ về cơ bản thì đều giống nhau, nhưng ta có thể nhận ra một số khác biệt ví dụ là trong các lĩnh vực điều khiển
Bên cạnh đó khi xã hội phát triển, các yêu cầu ngày càng cao về môi trường, sự | tiêuhao nhiên liệu đã khiến cho hệ thống đánh lửa thường và hệ thống đánh lửa CDI
Trang 16khơng cịn đáp ứng được những yêu cầu đặ•t ra Chính điều đĩ đã khiến cho các nhà khoahọc tìm tịi phát minh ra hệ thống đánh lửa mới đáp ứng tốt hơn tính kinh tế nhiên liệu vàtính ơ nhiễm mơi trường Đến năm 1978 các hãng xe BMW,Chrysler, Fiat, Lancia, Leyland,Mercedes, Peugeot, Porsche, và Volvo, cho ra đời hệ thống đánh lửa bán dẫn TCI(Transistorized coil ignition) sự phát triển tiếp theo của đánh lửa CDI.
Sự hỡ̃ trợ của khoa học kỹ thuật, lịch sử phát triển cho ra đời hệ thống đánh lửa điện
tử SI (Semiconductor ignition) và hệ thống đánh lửa khơng cĩ bộ chia điện BSI(Breakerless semiconductor ignition) Trong đĩ hệ thống đánh lửa SI vẫn sử dụng bộ chiađiện và một bơbin cịn BSI sử dụng với nhiều bơbin hơn và khơng cĩ bộ chia điện Ứngdụng đầu tiên của hệ thống BSI trên xe Citroën Visa giới thiệu ra cơng chúng năm 1978.Với
đà phát triển đĩ năm 1979 hãng Bosch đã cho ra đời hệ thống điều khiển động cơ
“Motronic” với sự tích hợp điều khiển nhiều hệ thống như điều khiển thời điểm đánh lửa,điều khiển nhiên liệu, điều khiển tốc độ khơng tải Giúp quá trình điều khiển linh hoạt hơn,
độ chính xác cao hơn tăng tính kinh tế nhiên liệu và giảm tính ơ nhiễm của khí thải
Trang 17Chương 2 Tổng quan về̀ hệ_ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa
2.1 Tổng quan về̀ hệ_ thố́ng phun xăng
2.1.1 Nhiệ_m vụ
tỷ lệ mong muốn
khí hòa trộn tốt hơn
2.1.2 Yêu cầu
lái và kiểm soát môi trường
2.1.3 Phân loại hệ_ thố́ng phun xăng
Hệ thống phun nhiên liệu có thể được chia thành nhiều loại khác nhau
2.1.3.1 Khác nhau về cấu tạo của kim phun ta có 2 loại:
a Loại CIS
Đây là hệ thống sử dụng kim phun cơ, nó chỉ được sử dụng trong một số động cơ, kim phun mở liên tục, khi áp suất thay đổi thì sẽ thay đổi lượng nhiên liệu phun vào Gồm 4
Trang 18loại cơ bản như sau:
Hệ_ thố́ng K - Jectronic: Đây là hệ thống phun nhiên liệu mà điều khiển hoàn toàn bằng
cơ khí và thuỷ lực, sau này được nâng cấp thành hệ thống KE - Jectronic, trang bị hệ thống ECM mạnh hơn Đây là hệ thống phun nhiên liệu cơ bản của các loại hình phun nhiên liệu điện tử ngày nay Đặ•c điểm của hệ thống này là không cần những cơ cấu dẫn động của động cơ, nghĩa là việc phun nhiên liệu được điều khiển bởi độ chân không trong đường ống hút Việc phun nhiên liệu liên tục được xác định bởi lượng khí nạp Dùng cho các dòng xe như Audi: coupe, quattro, 80, 90, 100, 200.Xe BMW: 318, 520,vv
Hệ_ thố́ng K - Jectronic với cảm biến khí thải: Được trang bị thêm thiết bị cảm biến
oxy
Hệ_ thố́ng KE - Jectronic: Phát triển thêm dựa trên hệ thống K-Jectronic với mạch điều
Đây là hệ thống phun xăng sử dụng kim phun được điều khiển bằng điện Hệ thống phun xăng được trang bị kim phun điện sẽ được chia thành 2 loại chính:
L - Jectronic (bắ́t nguồn từ tiếng Đức, Luft có nghĩa là̀ không khí): là hệ thống phun
xăng đa điểm điều khiển điện tử Xăng được bơm vào các cửa nạp của xi lanh động cơ theo định kỳ, không phải liên tục Việc phun nhiên liệu và đo nhiên liệu dựa trên hai tín hiệu gốc bao gồm: tín hiệu khối lượng không khí nạp và tín hiệu tốc độ trục khuỷu từ động cơ
Chức năng của L-Jectronic là cung cấp cho mỗ̃i xi-lanh một lượng nhiên liệu khácnhau phù hợp với những chế độ tải khác nhau của động cơ Một hệ thống cảm biến ghi lạithông tin về trạng thái hoạt động của ô tô và tình trạng hiện tại của động cơ và chuyểnthông tin này thành tín hiệu điện ECU xử lý́ và phân tích thông tin nhận được và sẽ tínhtoán lượng nhiên liệu chính xác sẽ được bơm vào Lưu lượng phun nhiên liệu được xácđịnh bởi thời lượng mở van của béc phun nhiên liệu
D - Jectronic: Lượng nhiên liệu phun vào được xác định bởi áp suất phía sau cánh
Trang 19bướm ga bởi cảm biến MAP Tùy thuộc vào vị trí lắp đặ•t của các kim phun, hệ thống phun nhiên liệu sẽ được phân chia thành hai loại:
- TBI (Throttle Body Injection): Phun nhiên liệu đơn điểm với một hoặ•c hai kim phun
nhiên liệu và phun trực tiếp vào cánh bướm ga tại đầu của đường ống nạp
- MPI (Multi-Point Injection): Phun nhiên liệu đa điểm Trong hệ thống phun xăng này,
động cơ có bao nhiêu xilanh thì có bấy nhiêu kim phun xăng.Vòi phun được bố trí để phunxăng trực tiếp vào cửa nạp gần xupap nạp Hệ thống phun xăng điện tử đa điểm bây giờ đang
là hệ thống đo lường và điều khiển tiên tiến nhất giúp tối ưu hóa cả quá trình phun xăng vàđánh lửa động cơ
2.1.3.2 Theo phương pháp điều khiể̉n lượng phun
Hệ thống phun xăng gián tiếp ( L-EFI) : Với lượng phun nhiên liệu được tính toán dựa trên khối lượng khí nạp đo bằng cảm biến khí nạp, chẳng hạn như loại cánh trượt , karman quang , karman siêu âm hoặ•c cảm biến dây nhiệt )
Hệ thống phun xăng trực tiếp ( D-EFI) : Lượng nhiên liệu phun vào được xác định dựa trên áp suất sau bướm ga bằng cảm biến MAP hoặ•c cảm biến tốc độ động cơ
Trang 202.1.3.3 Theo phương pháp lắp đặt kim phun
Loại TBI: Phun đơn điểm
Loại PI: Phun vào đường ống nạp , trước supap hút
Loại DI: Phun trực tiếp vào buồng đốt
2.1.3.4 Theo phương pháp điêu khiể̉n bơm nhiên liệu
Bơm xăng không qua ECU: Loại này chỉ sử dụng cảm biến đo gió kiểu cánh trượt và
chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy Loại này có tính năng an toàn cao cho hệ thống
Sơ đồ mạch điện như trong hình bên dưới :
Hình 2-3: Mach điêu khiển bơm xăng không qua ECU
Bơm xăng qua ECU: Loại này sử dụng hộp ECU và các cảm biến như vận tốc của
trục khuỷu, vận tốc của động cơ để điều khiển các transistor giúp đóng mở rơ le điều khiển bơm nhiên liệu Sơ đồ như dưới đây
Trang 21Hình 2-4: Mach điêu khiển qua bơm xăng ECU
Bơm xăng qua ECU có thay đổi điề̀u khiên tố́c độ bơm: Loại này tương tự như loại
thứ hai, chỉ khác là nó sử dụng thêm một điện trở để khiến dòng điện qua động cơ bơmthay đổi để điều khiển tốc độ của bơm nhiên liệu Sơ đồ như bên dưới
Hình 2-5: Mạch điều khiể̉n bơm xăng qua ECU có điều chỉnh tốc độ bơm
2.1.4 Hệ_ thố́ng phun xăng điệ_n tử EFI
EFI được chia thành ba hệ thống cơ bản như sau : Hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống điều khiển điện tử và hệ thống nạp khí
2.1.4.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm nhiệm các chức năng sau:
Trang 22- Hút nhiên liệu từ bồn chứa sau đó bơm lên các kim phun.
Trong hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm 5 bộ phận chính:
Bơm xăng điện:
Bơm nhiên liệu điện được thiết kế để cung cấp nhiều nhiên liệu hơn nhu cầu tối đacủa động cơ Điều này giúp mạch đạt được áp suất cần thiết ở bất kỳ chế độ vận hành nàocủa động cơ Bơm được trang bị van đóng ngắt ở cửa thoát của bơm nhiên liệu nhằm giúptránh tình trạng xăng thoát về bình khi bơm nhiên liệu ngừng bơm Van giảm áp giới hạn
áp suất của nhiên liệu đi Bằng cách kết nối mạch công tắc động cơ và công tắc khởi động,bơm nhiên liệu sẽ chạy ngay lập tức và liên tục sau khi khởi động.Bơm nhiên liệu điệnđược đặ•t ngay bên cạnh bình xăng và không cần bảo dưỡng
Bầu lọc xăng:
Đây là thiết bị có tác dụng giúp lọc các tạp chất có trong xăng để bảo vệ kim phunxăng Bầu lọc gồm có hai phần tử lọc: 1 lõi lọc giấy và 1 tấm lọc Lõi giấy có độ xốpkhoảng 10 µm Xăng phải đi qua lõi giấy và tấm lọc rồi mới đến được bộ phân phối Lõilọc cần được thay thế thường xuyên.Khi lắp đặ•t, hãy đảm bảo rằng đúng hướng ra và vàocủa mũi tên
Ống chia các béc phun xăng:
Ống chia nhiên liệu đóng vai trò là bình chứa nhiên liệu cho các kim phun Công suấtcủa nó lớn gấp mấy lần lượng xăng cần thiết để cung cấp năng lượng cho chu trình làmviệc của động cơ Điều này giúp tránh được tình trạng thay đổi áp suất trong ống chia
Trang 23Ống chia gồm có những công dụng sau: cung cấp nhiên liệu đồng đều với áp suất bằngnhau đến kim phun va làm vị trí lắp kim phun và giúp tạo điều kiện tháo lắp kim phun.
Bộ điều áp nhiên liệu:
Trong hệ thống mạch cung cấp nhiên liệu, bộ điều áp dùng để giữ cho áp suất nhiênliệu được cố định trong ống chia đến các kim phun Việc điều chỉnh áp suất này là rất quantrọng vì nhờ áp suất nhiên liệu không đổi nên lượng nhiên liệu phun ra chỉ phụ thuộc vàomột yếu tố, đó là thời gian mở của kim phun hoặ•c thời gian phun nhiên liệu Bộ điều chỉnh
áp suất nhiên liệu được lắp ở cuối ống chia các kim phun Tùy thuộc vào phiên bản, nó sẽgiữ áp suất ở mức khoảng 2,5 đến 3 bar
Béc phun xăng:
Kim phun xăng loại điện từ do hộp ECU động cơ điều khiển, kim phun có chức năngphun vào cửa nạp của xupap hút để hút lượng nhiên liệu đã được đo lường chính xác Mỗ̃ixilanh động cơ có một kim phun riêng (trong hệ thống phun nhiên liệu đa điểm) Trong hệthống phun nhiên liệu một điểm, có một hoặ•c hai vòi phun cho tất cả các xilanh Vòi phunhoạt động bằng xôlenoy Khi có tín hiệu điện từ ECU, cuộn dây xôlênoy sẽ bị nhiễm từ,khiến van kim mở ra, nhiên liệu sẽ được phun ra
Hình 2-6: Vòi phun xăng kiểu điên tư
1-lọc xăng; 2-đầu nối điện; 3-cuộn dây kích từ; 4-lõi từ tính; 5-kim phun; 6-đầu
kim phun; 7- dàn phân phối xăng; 8-chụp bảo vệ; 9,10-joăng
Trang 24Hình trên mô tả cấu tạo của một kim phun nhiên liệu Khi không có dòng điện chạyqua cuộn dây xôlênoy, lò xo sẽ đẩy kim phun làm kín lỗ̃ phun, đây là trạng thái đóng củakim phun Khi ECU gửi tín hiệu để đặ•t điện áp đến cuộn dây xôlênoy, nam châm điện nânglõi từ và kim phun lên khoảng 0,1 ly, và xăng sẽ được bơm vào ống nạp.
Đầu van kim có thân hình đặ•c biệt để phân tán sương nhiên liệu tỏa ra.Thời gian đóng
mở của kim phun nhiên liệu là từ 1 đến 1,5 mili giây
Trang 25Để phân phối tốt tia nhiên liệu phun vào cửa nạp của xilanh và tránh thất thoát khi bịngưng đọng, người vận hành phải lắp các vòi phun sao cho vách ống góp hút không bị đẫmnhiên liệu Có nghĩa là phải tính toán chính xác và giữ cố định góc phun của các tia nhiênliệu và khoảng cách giữa các kim phun và xupap hút Kim phun được gắn trên vòng đệmcao su đặ•c biệt Những vòng đệm này có tác dụng giúp kim phun không bị rung, đồng thờigiúp cách nhiệt với động cơ để ngăn hơi xăng tạo bọt bên trong kim phun.
2.1.4.2 Hệ thống điều khiể̉n điện tử
Trong hệ thống phun xăng điện tử, các cảm biến có chức năng giám sát, phát hiện vànhận biết tình hình cũng như sự vận hành cụ thể của động cơ để thông báo cho ECU thôngqua tín hiệu điện Bộ vi xử lý́ và điều khiển ECU cùng với các cảm biến tạo thành hệthống điều khiển trung tâm Sau khi nhận được thông tin từ các cảm biến, ECU sẽ tiếnhành đánh giá và xử lý́ thông tin sau đó sẽ đưa ra các lệnh cho hệ thống phun nhiên liệunhằm để cung cấp lượng nhiên liệu chính xác đáp ứng với chế độ vận hành của động cơ
Cảm biến đo lượng khí nạp vào xy lanh động cơ:
Chế độ tải của động cơ được ghi nhận bằng khối lượng khí nạp của động cơ Hệ thống đokhối lượng khí nạp cực kỳ chính xác Nó có thể đo chính xác độ mòn của động cơ theo thờigian hoạt động của xe Khi khối lượng không khí được nạp vào thì phải đi qua cảm biến khínạp hoặ•c máy đo gió trước khi nạp vào xi lanh động cơ Nghĩa là khi động cơ tăng tốc tốc,thông tin về khối lượng không khí sẽ dời từ cảm biến để đến ECU trước khi khối lượngkhông khí này được nạp vào xilanh động cơ Tính năng này giúp hệ thống phun xăng điện
tử cung cấp tỷ lệ không khí chính xác, tối ưu và kịp thời tại bất kỳ thời điểm nào trong khitải động cơ thay đổi
Có một số loại máy đo khí nạp thường được lắp trong hệ thống phun xăng điện tử:
Cảm biến vị trí chân ga (throttle – position sensor):
Vị trí lắp bướm ga và cảm biến trên đường ống nạp khí Cảm biến vị trí bướm ga
Trang 26được lắp trên trục bướm ga Cảm biến này giúp biến đổi góc mở lớn nhỏ của bướm gathành tín hiệu điện áp gửi về ECU Tùy theo từng đời xe, chúng ta thường thấy có hai loạicảm biến vị trí bướm ga: loại tiếp điểm và loại cần trượt.
Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (air-temperature sensor):
Khi nhiệt độ không khí cao, mật độ không khí sẽ giảm Mặ•t khác, khi nhiệt độ khôngkhí thấp, mật độ của không khí sẽ tăng lên Với cùng một hành trình hút của piston động
cơ, lượng không khí được hút vào trong thời tiết lạnh sẽ lớn hơn là khi thời tiết ấm Cónghĩa là khối lượng không khí nạp vào xi lanh động cơ phụ thuộc vào nhiệt độ không khí.Cảm biến nhiệt độ khí nạp giúp cung cấp lượng nhiên liệu chính xác cho ECU để đạt được
tỷ lệ hỗ̃n hợp khí tối ưu Khi nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20 độ, ECU sẽ kiểm soát lượngnhiên liệu phun ra và ngược lại Cảm biến được lắp đặ•t nằm trong máy đo gió kiểu cánhvan, hoặ•c nằm trong bộ lọc không khí của hệ thống hút gió được trang bị MAP
Cảm biến ôxy trong khí thải (oxygen sensor):
Cảm biến ôxy được lắp trong ống xả Công dụng của cảm biến là theo dõi và ghi lạilượng oxy vẫn còn sót lại trong khí thải để thông báo cho ECU Nếu lượng oxy vẫn cònnhiều, có nghĩa là hỗ̃n hợp bị ít xăng, ECU sẽ ra lệnh để bơm thêm nhiên liệu Nếu lượngôxy thấp, chứng tỏ hỗ̃n hợp nhiều xăng, ECU sẽ ra lệnh giảm lượng xăng phun vào
ECU động cơ:
ECU nhận thông tin về chế độ hoạt động của động cơ từ hệ thống cảm biến ECU xửlý́ thông tin này và quyết định gửi lệnh điều khiển mở kim phun xăng, lượng xăng phunvào nhiều hay ít phụ thuộc vào thời gian mở của van kim, tức là phụ thuộc vào thời gian
mở của van kim phun
Trên xe ô tô, hộp ECU động cơ hệ thống phun xăng EFI là một hộp kim loại được bốtrí ở nơi thoáng mát không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ động cơ Thông tin tốc độ trụckhuỷu và thông tin khối lượng khí nạp là hai yếu tố cơ bản quyết định khoảng thời gian
mở của kim phun nhiên liệu
Trang 27Cổ họng gió:
Bao gồm: Bướm ga để kiểm soát lượng khí nạp vào trong quá trình động cơ hoạtđộng Một van khí phụ để cho một lượng nhỏ không khí ở trạng thái không tải vào Mộtcảm biến vị trí bướm ga để phát hiện góc mở của bướm ga Một số loại cổ họng gió cònđược lắp thêm đệm chân ga để ga quay trở lại từ từ khi đóng hoặ•c van ga phụ loại bằngsáp
Van khí phụ :Van khí phụ điều chỉnh tốc độ động cơ khi động cơ nguội.
2.1.5 Hiệ_u chỉnh tỷ lệ_ khí hỗn hợp
Bộ điều khiển ECU còn có chức năng điều chỉnh tỷ lệ hỗ̃n hợp khí tùy theo các chế
độ vận hành khác nhau của động cơ, để động cơ phát huy tối đa hiệu suất, giảm khói độctrong khí thải, hỗ̃ trợ và tăng tốc quá trình khởi động của động cơ, ổn định hoạt động của
xe ở mọi chế độ khác nhau
Chế độ khởi động lạnh:
lạnh khiến xăng bay hơi kém và đọng lại trên vách ống góp hút nên phải cung cấp thêm xăng
để xilanh động cơ nhận đủ lượng xăng cần thiết để khởi động động cơ nhiên liệu trong ốnggóp Số xăng phun thêm này được thực hiện nhờ kim phun khởi động lạnh phun xăng vàotrong ống góp
Trang 28Quá trì̀nh sưởi nóng động cơ:
Động cơ được làm nóng trước ngay sau khi kết thúc khởi động nguội Vì dù nổ máynhưng vách xi lanh động cơ vẫn lạnh khiến xăng khó hóa hơi tức là hỗ̃n hợp khí còn ít xăng
Để làm nóng động cơ tốt, ngay sau khi kim phun khởi động dừng, cần phải phun xăng nhiềuhơn bình thường từ hai đến ba lần
Chế độ tăng tốc bốc máy:
Nếu cần nhanh chóng vượt xe khác đi cùng , xe cần tăng tốc ngay lập tức Ở chế độnày, bướm ga mở đột ngột, lượng không khí đi vào xi lanh nhiều làm cho hỗ̃n hợp nghèoxăng Khi bộ điều khiển ECU nhận tín hiệu tăng tốc từ cảm biến lưu lượng khí nạp Khibướm ga bất ngờ mở lớn, lượng khí nạp tăng mạnh, mâm đo của cảm biến khí nạp di chuyểnmột góc lớn hơn ECU nhận tín hiệu này sẽ ra lệnh bơm thêm nhiên liệu và điều chỉnh tỷ lệhỗ̃n hợp khí để hệ số dư lượng không khí λ = 0,9
Làm giàu khí hỗn hợp ở chế độ toàn tải:
Động cơ phát huy hiệu suất tối đa khi vận hành toàn tải, đó là lý́ do tại sao cần cungcấp hỗ̃n hợp khí giàu xăng hơn cho động cơ so với khi vận hành tải một phần Sự điều chỉnhnày là cần thiết và được lập trình sẵn trong bộ điều khiển điện tử ECU ECU nhận thông tin
về chế độ toàn tải từ công tắc vị trí bướm ga hoặ•c cảm biến vị trí bướm ga
Kiể̉m soát vận tốc ralăngti:
Cơ chế này giúp điều chỉnh hỗ̃n hợp khí cơ bản để giữ cho động cơ nổ cầm chừng, đểtốc độ cầm chừng diễn ra trơn tru và ổn định, cơ cấu điều khiển không tải làm tăng tốc độtrục khuỷu ở chế độ ralăngti Việc tăng tốc này cũng giúp giảm thời gian làm nóng động cơ
2.1.6 Sơ lược về̀ hệ_ thố́ng phun xăng điệ_n tử
Trong hệ thống gồm có 3 thành phần chính: Các loại cảm biến và tín hiệu đầu vào, bộđiều khiển điện tử ECU va thanh phân cơ câu châp hanh
Trang 29Hình 2-7: Câu trúc cua hê thông điêu khiển đông cơ
Cảm biến và̀ tín hiệ_u đầu và̀o: Các cảm biến và tín hiệu đầu vào của có nhiệm vụ tìm
ra trạng thái hoạt động của động cơ và các giá trị chuyển đổi cần thiết trong quá trình làmviệc Việc chuyển đổi diễn ra ở đây từ các biến vật lý́ thành tín hiệu điện
ECU (Electronic control unit): ECU xử lý́ thông tin từ cảm biến bằng cách so sánh
nó với tập dữ liệu tối ưu được tải trước vào bộ vi xử lý́, sau đó ECU tính toán và đưa ra tínhiệu để điều khiển cơ cấu chấp hành.ECU điều khiển các cơ cấu chấp hành bằng các tín hiệuđiện ECU cũng được kết nối với các hệ thống điều khiển và hệ thống chẩn đoán khác trênthiết bị truyền động
Cơ cấu chấp hà̀nh: Cơ cấu chấp hành chuyển các tín hiệu điện từ ECU thành các
chuyển động cơ khí hoặ•c các chuyển động điện
Trang 302.1.7 So sá́nh hệ_ thố́ng phun xăng với hệ_ thố́ng dùng chế hòa khí
Khi hoạt động bình thường ở chế độ không đổi thì hệ thống phun xăng không khác gìchế hòa khí Thay đổi nó ở các chế độ khác nhau, chúng ta có thể thấy rõ sự khác biệt của
hệ thống phun xăng so với sử dụng chế hòa khí
2.1.7.1 Ở chế độ không tải chuẩn
a Đối vớ́i bộ chế hò̀a khí:
Van tiết lưu gần như đóng, xăng không được hút vào họng chính vì độ chân không củahọng nhỏ, nhưng xăng được hút qua ống không tải qua khoảng trống phía sau van tiết lưu.Lúc đó có tỷ lệ không khí dư trong xilanh rất lớn, để động cơ chạy ổn định thì cần phải có
bộ chế hòa khí mạnh ( = 0,6) Bởi vì bộ chế hòa khí hoạt động rất mạnh, gây tiêu hao nhiênliệu cao và một lượng lớn các thành phần khí thải độc hại, bao gồm CO và HC
b Đối vớ́i hệ thống phun xăng điện tử:
Để tạo ra bộ chế hòa khí hoàn hảo nhất người ta thường sử dụng hai van khí, van nàychỉ điều chỉnh tỷ lệ không khí Lượng nhiên liệu cần đổ đầy được xác định bởi tốc độ củađộng cơ.Hệ thống này ưu việt hơn bộ chế hòa khí vì ở bộ chế hòa khí, xăng được đưa vàochế độ không tải do chân không phía sau bướm ga hoàn toàn không thể kiểm soát lượngxăng trong khi hệ thống phun xăng điện tử đang đổ lượng xăng Đầu vào được tính toán.một cách chính xác Có thể nói, trong hệ thống phun xăng điện tử của, tốc độ không tải thấphơn, hỗ̃n hợp đốt cháy không tải nhẹ hơn và đồng thời đảm bảo hoạt động của động cơ
2.1.7.2 Ở chế độ tăng tốc
a Đối vớ́i bộ chế hò̀a khí:
Khi tăng tốc đột ngột, hỗ̃n hợp trở nên loãng và một lượng nhiên liệu bổ sung được bùđắp khi tăng tốc Ngay trong thời gian ngắn khi tăng tốc động cơ có thể sử dụng hỗ̃n hợp với
=0,9 để có mômen xoắn cực đại Tín hiệu được sử dụng để phát hiện sự gia tốc là sự thayđổi vị trí bướm ga đột ngột bởi một hệ thống cơ khí khiến bơm tăng tốc ngay lập tức bơmmột lượng nhỏ nhiên liệu vào phía trước bướm ga để đảm bảo hỗ̃n hợp không quá đặ•c
Trang 31b Đối vớ́i hệ thống phun xăng điện tử:
Bộ chế hòa khí cũng cần nhiều nhiên liệu hơn để hỗ̃n hợp không bị nhạt Để đảm bảolượng nhiên liệu phù hợp cho quá trình chuyển số mượt mà và bám đường tốt khi tăng tốc,tín hiệu xác định lượng phun cần thiết dựa trên nhiệt độ động cơ và sự thay đổi đột ngột của
vị trí bướm ga
Tín hiệu phát hiện gia tốc là tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga Đối với chiết ápbướm ga, tín hiệu để nhận biết xe đang tăng tốc là sự thay đổi điện áp đột ngột ở chân giữacủa chiết áp Nếu bình thường, ECU cần biết sự thay đổi của không khí nạp hoặ•c sự thay đổicủa chân không đường ống nạp, sau đó tính toán lượng nhiên liệu cần thiết, điều này sẽ mấtquá nhiều thời gian.Khi ECU nhận được tín hiệu chuyển ga đột ngột khi tăng tốc, nó sẽngay lập tức dựa vào nhiệt độ động cơ để bơm vào mà không cần biết luồng khí hay chânkhông nạp Vòi xịt phun 2 lần nhiều lần (tùy hãng) và chờ vào đường ống nạp của mỗ̃ixilanh
2.1.7.3 Chế độ khởi động động cơ
a Đối vớ́i bộ chế hò̀a khí:
Khi khởi động, tốc độ động cơ thấp nên chân không ở họng hút rất nhỏ, nhiên liệu hútkém, không lỏng và khó hóa hơi do nhiệt độ thấp Do đó, để khởi động thuận lợi, cần phải
bổ sung một lượng nhiên liệu để làm sẫm màu hỗ̃n hợp Để giải quyết vấn đề này, động cơthường sử dụng bướm ga vì khi bắt đầu tăng ga, độ chân không sau bướm ga lớn nên cả hệthống chính và hệ thống không tải đều hoạt động để làm hỗ̃n hợp đậm hơn khi cần thiết Khiđộng cơ nổ để ngăn không cho hỗ̃n hợp đi quá do bướm ga không mở, một van không khíđược lắp ở bướm ga để bù thêm không khí khi động cơ nổ mà không cần mở bướm ga
b Đối vớ́i động cơ phun xăng:
Nếu mới nổ máy do tốc độ động cơ dao động lớn nên việc đo lượng không khí vào sẽkhông chính xác Lúc này, lượng nhiên liệu phun vào phụ thuộc vào tín hiệu khởi động vànhiệt độ động cơ Trong quá trình khởi động, kim phun không chỉ phun một lượng lớn xăng
mà còn phun một lượng lớn nhiên liệu qua kim phun khởi động nguội, nằm ở tâm bộ chia
Trang 32xác định thời gian hoạt động của kim phun khởi động lạnh Công tắc này đặ•c biệt vì nókhông chỉ nhận nhiệt từ nước làm mát, mà còn được đốt nóng bởi dòng điện Mục đích củaviệc làm nóng công tắc nhiệt là khi trời quá lạnh, công tắc nhiệt sẽ tự động tắt sau 7 8 giây
để tránh ngạt khí.Lượng nhiên liệu phun bổ sung là cần thiết vì tốc độ động cơ rất thấp trongquá trình khởi động, do đó dòng xoáy tạo ra hỗ̃n hợp rất nạc, điều này cũng làm cho hỗ̃nhợp rất nạc do nhiệt độ của đường ống nạp thấp , Nhiên liệu bay hơi trong không khí Trộnrất ít, nhưng hầu hết ngưng tụ trong đường ống nạp Để giải quyết vấn đề này và để tạo điềukiện thuận lợi cho hoạt động của động cơ nguội, kim phun khởi động nguội sẽ phun thêmnhiên liệu trong một thời gian ngắn khi động cơ được khởi động
Nhiều nhà sản xuất áp dụng việc thay đổi đặ•c tính phun khi khởi động cho các xekhông có vòi phun khởi động riêng Các kim phun chính đảm nhận lượng nhiên liệu phụđược phun vào Thay vì chỉ xịt 1 hoặ•c 2 lần ECU điều khiển việc phun nhiên liệu nhiều lầntrong một chu kỳ động cơ để tạo ra một hỗ̃n hợp mạnh mẽ Lượng nhiên liệu phun vào giảmdần khi tốc độ động cơ vượt quá một ngưỡng nhất định tùy thuộc vào nhiệt độ và tốc độ.Khi khởi động động cơ phun xăng, không chỉ một lượng xăng được bơm vào mà thờiđiểm đánh lửa cũng là quá trình khởi động và mỗ̃i lần khởi động động cơ Các tín hiệu đểthực hiện hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa là tốc độ động cơ, nhiệt độ động cơ và nhiệt độ khínạp Khi nhiệt độ động cơ thấp và tốc độ động cơ thấp, góc đánh lửa tốt nhất là gần tâmđiểm chết trên Góc đánh lửa quá lớn có thể nguy hiểm vì mômen quay ngược sẽ làm hỏng
bộ khởi động Khi tốc độ động cơ cao tới độ và góc đánh lửa cũng được điều chỉnh tốt, động
cơ khởi động dễ dàng và nhiệt độ động cơ tăng nhanh Khi động cơ nóng, mô-men xoắnquay trở lại ngay cả với góc đánh lửa nhỏ, do hỗ̃n hợp nhiên liệu-không khí hòa trộn rất tốt
và do đó công suất cháy và tốc độ cháy cao Để giải quyết vấn đề này, góc đánh lửa đượcgiảm tỷ lệ thuận khi nhiệt độ động cơ tăng lên Và góc phóng tia lửa điện cũng làm giảmnhiệt độ khí nạp của xuống trên nhiệt độ cuối nén của động cơ để ngăn chặ•n hiện tượng kích
nổ có thể xảy ra
Khi khởi động, ở nhiệt độ thấp, nhiên liệu phải được bơm vào nhiều hơn để bù đắp chohỗ̃n hợp nghèo nàn, vì phần lớn nhiên liệu dính vào thành xi lanh Nhiên liệu bổ sung cũng làm
Trang 33động cũng được điều chỉnh để động cơ vận hành trơn tru ở mọi dải nhiệt độ và hiệu suất caonhất Mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn Lượng nhiên liệu sử dụng sau khi khởi động đượcđiều chỉnh dựa trên nhiệt độ và thời gian Giá trị nhiệt độ ban đầu thích ứng gần như tuyếntính theo thời gian.
2.1.7.4 Quá trì̀nh sấy nóng động cơ (Quá trì̀nh không tải nhanh)
Thường không có hệ thống làm khô đặ•c biệt cho động cơ chế hòa khí thông thường, do
đó động cơ chế hòa khí thường bị tổn thất cao và giảm hiệu suất trong quá trình khởi độngnguội
Đối với động cơ phun xăng, quá trình khởi động động cơ bắt đầu sau khi khởi động.Trong quá trình khởi động, động cơ phải nạp thêm một lượng nhiên liệu để bù lại lượngnhiên liệu tích tụ trên thành xilanh khi xilanh nguội Nếu không bổ sung lượng xăng này,tốc độ động cơ sẽ bị giảm sau khi kim phun khởi động nguội kéo dài thời gian khởi động,tăng tổn thất nhiệt và giảm công suất động cơ trong quá trình khởi động
Vì động cơ nguội nên rất khó để tính toán lượng nhiên liệu chính xác vào thời điểmnày.Vì ở cuối đường ống, một lượng lớn nhiên liệu sẽ ngưng tụ thành các giọt nhiên liệu.Loại nhiên liệu này rất khó hóa hơi khi động cơ nguội Do đó, ở nhiệt độ thấp, phải bổ sungmột lượng nhiên liệu vào hỗ̃n hợp để quá trình cháy trong xi lanh diễn ra hoàn hảo hơn ởmọi nhiệt độ
Thời điểm đánh lửa còn phụ thuộc vào nhiệt độ động cơ, do đó góc đánh lửa cũng phảithay đổi trong chương trình này Các hiệu ứng nhiệt độ được lập trình riêng cho từng giaiđoạn khởi động, không tải, tắt máy, nửa tải và đầy tải
Lượng nhiên liệu được thêm vào hỗ̃n hợp nhiên liệu-không khí trong quá trình khởiđộng là không đủ để đảm bảo rằng động cơ hoạt động tối ưu ở chế độ không tải Động cơlạnh có điện trở đáy bên trong cao hơn nhiều so với động cơ nóng, có nghĩa là tốc độ khôngtải của động cơ lạnh sẽ giảm nhẹ và dẫn đến chết máy Để ngăn điều này xảy ra, động cơcần một hỗ̃n hợp khí lớn Động cơ nhận không khí này qua van khí phụ Van này mở ra, chophép động cơ nhận được nhiều hơn % không khí được hút vào thông qua van tiết lưu phíatrước.Lượng không khí này được quyết định bởi cảm biến lượng khí nạp và lượng nhiên
Trang 34liệu được bổ sung tương ứng Hỗ̃n hợp được thêm vào này đảm bảo động cơ chạy không tảitrơn tru Nếu nhiệt độ động cơ đủ cao, van khí phụ cũng sẽ nóng, làm giảm lượng khí chảyqua van tiết lưu và chặ•n hoàn toàn nếu cần thiết Van khí này bao gồm một thanh lưỡng kimđiều chỉnh tiết diện của thiết bị theo nhiệt độ động cơ.
Air Supplement cũng được trang bị một bộ phận làm nóng, giống như một công tắcnhiệt, cho phép chủ động điều chỉnh thời gian đóng và mở của nắp ống nạp khí.+ Để hoànthành chu trình khởi động động cơ, một số hệ thống phun sử dụng bản đồ bổ sung cho lịchtrình khởi động Từ dữ liệu tham khảo này, hệ số phát nhiệt của lớp đặ•c có thể được xácđịnh là một hàm của tốc độ động cơ và tải động cơ Hệ số này nhỏ khi tải trọng và vòngquay nhỏ
2.1.7.5 Chế độ toàn tải
và động cơ phun ở chế độ đầy tải, lượng nhiên liệu được bổ sung để động cơ hoạt động và đạtđược mômen xoắn cực đại Tùy thuộc vào loại động cơ và kiểu xe, động cơ phun hỗ̃n hợpđược làm đặ•c hơn bằng cách tăng thời gian phun, mức độ đậm nhạt khi đầy tải phụ thuộc vàocác giá trị được lập trình sẵn Khi động cơ làm việc ở <1 mạch điều chỉnh không làm việc Vớiđộng cơ phun xăng số, lượng nhiên liệu phun vào bổ sung đảm bảo mô-men xoắn cực đại vàchống kích nổ bằng cách thay đổi góc đánh lửa Góc đánh lửa được thay đổi thông qua mộtchương trình điều khiển Xem xét các yếu tố liên quan có thể thu được thông qua một sốchương trình kiểm soát có tính đến các yếu tố liên quan đến việc gõ cửa, chẳng hạn như: B.Nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí thải và quá trình kích nổ (nếu có trang bị cảmbiến kích nổ)
2.1.7.6 Chế độ giảm tốc đột ngột (Quá trì̀nh không tải cưỡng bức)
Trên ô tô có bộ chế hòa khí, nếu giảm ga đột ngột, van tiết lưu đóng lại, nhiên liệukhông ngắt mà tiếp tục phun dọc theo đường không tải, làm tăng mức tiêu hao nhiên liệu,đây là đặ•c điểm bộ chế hòa khí kém Hệ thống phun xăng đã khắc phục được nhược điểmnày
Trang 35Khi động cơ đang chạy ở tốc độ cao, việc ECU giảm tốc đột ngột sẽ cắt nhiên liệuphun giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm lượng khí thoát ra ngoài đồng thời tăng hiệu quả phanhđộng cơ Tuy nhiên, phép đo này chỉ được thực hiện khi nhiệt độ động cơ đã đạt đến một giátrị giới hạn quy định ECU phát hiện sự giảm tốc đột ngột do thay đổi đột ngột vị trí bướm
ga, vị trí cánh cảm biến lưu lượng hoặ•c thay đổi đột ngột áp suất đường ống nạp, vị trí cánhcảm biến lưu lượng thể tích, lưu lượng hoặ•c thay đổi đột ngột áp suất trong đường ống nạp.Một số xe được trang bị công tắc trên bàn đạp ga cho phép người lái xác định thời điểmngười lái đột ngột nhả chân ga Chế độ phun được đặ•t lại về bình thường khi tốc độ động cơgiảm xuống dưới ngưỡng xác định trước
2.1.8 Cá́c cảm biến trên hệ_ thố́ng phun xăng điệ_n tử
Một máy bơm nhiên liệu điện cung cấp đủ nhiên liệu ở áp suất không đổi đến các kimphun Các kim phun nhiên liệu phun một lượng nhiên liệu xác định trước vào đường ốngnạp dựa trên các tín hiệu từ ECU động cơ ECU nhận tín hiệu từ nhiều cảm biến báo cáonhững thay đổi trong chế độ hoạt động của động cơ, chẳng hạn như:
- Áp suất đường ống nạp (PIM) hay lượng khí nạp (VS, KS và VG)
Trang 36ECU sử dụng các tín hiệu này để xác định khoảng thời gian phun cần thiết nhằm đạtđược hoà khí với tỉ lệ tối ưu phù hợp từng điều kiện hoạt động của động cơ.
2.1.8.2 Công dụng, cấu tạo, làm việc của các cảm biến trong hệ thống phun
Hình 2-8: Sơ đồ câu tao cam biên truc cam
1-Cuộn dây; 2- Thân cảm biến; 3- Lớp cách điện; 4- Giắc cắm
Để tạo được tín hiệu (G) thì ngoài cảm biến ra còn có môt đĩa tạo tín hiệu bằng sắthình tròn có từ 1 đến 3 răng trên đĩa tạo tín hiệu, đĩa này được gắn trên trục cam
Trang 37Mạch điện
Hình 2-9: Sơ đồ mach điên cua cam biên truc cam Vị trí lắp trên ô tô
Cảm biến vị trí trục cam
Hình 2-10: Vị trí lắp cảm biến trên động cơ ô tô camry 2.4 b Cảm biến tốc độ động cơ (NE)
Trang 38Cấu tạo
Hình 2-11: Cấu tạo cảm biến tốc độ động
cơ 1- Cuộn dây; 2- Thân cảm biến; 3-Lớp cách điện; 4-Giắc cắm
Gồm một cảm biến và một đĩa tạo tín hiệu hình tròn có 12 răng hoặ•c 24 răng hoặ•c 36răng
Làm việc
Sự quay của đĩa tạo ra tín hiệu NE ở trục khuỷu, tín hiệu này làm thay đổi khoảngcách giữa các phần lồi trên đĩa và cuộn dây nhận tín hiệu NE Sự thay đổi khoảng cách tạo
ra lực điện từ trên cuộn dây nhận, lực này tạo ra tín hiệu NE
Tín hiệu NE được tạo ra trong cuộn dây nhận bởi đĩa tạo tín hiệu giống như tín hiệu G,nhưng đĩa tạo tín hiệu NE có 12 răng (đĩa tạo tín hiệu G có 1 răng), và do đó 12 tín hiệu NEđược tạo ra mỗ̃i vòng xoay
Mạch điện
Hình 2-12: Sơ đồ̀ mạch điện của cảm biến tốc độ động cơ.
Trang 39Vị trí lắp cảm biến
Cảm biến vị trí trục khuỷu
Hình 2-13: Cảm biến tốc độ động cơ lắp trên động cơ 2AZ của hãng
TOYOTA c Cảm biến nhiệt độ nướ́c làm mát
Công dụng
Nhận biết nhiệt độ nước làm mát và gửi tín hiệu điện về ECU
Câu tao
Hình 2-14: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nướ́c làm mát.
1-Điện trở; 2-Thân cảm biến; 3-Chất cách điện; 4-Giắc
Trang 40Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một hình trụ rỗ̃ng có ren ngoài, bên trong có mộtđiện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm Trên động cơ làm mát bằng nước, cảm biếnđược gắn trên thân gần bầu làm mát Trong một số trường hợp, cảm biến được gắn trên nắp.
Nguyên lý hoạt động
Nhiệt điện trở là một phần tử phát hiện sự thay đổi của điện trở với nhiệt độ Nó đượclàm bằng vật liệu bán dẫn và do đó có hệ số nhiệt điện trở âm (khi nhiệt độ tăng, điện trởgiảm) Thay đổi giá trị điện trở sẽ thay đổi giá trị điện áp được gửi đến ECU trên nền bộchia điện áp
Điện áp 5V qua điện trở tiêu chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi tùy thuộc vàonhiệt độ) đến cảm biến đến ECU và sau đó nối đất Do đó, điện trở tiêu chuẩn và nhiệt điệntrở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp.Điện áp điểm giữa của cầu được cấp cho bộchuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (A / D) Khi nhiệt độ động cơ thấp, điện trở cảm biếncao và điện áp gửi đến bộ chuyển đổi A / D lớn Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thànhmột chuỗ̃i xung vuông và được bộ vi xử lý́ giải mã để báo cho ECU biết rằng động cơ đangnguội Khi động cơ nóng, điện trở cảm biến giảm và điện áp giảm, ECU biết động cơ đangnóng
Mạch điện
Hình 2-15: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nướ́c làm mát
