(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu chuyển đổi động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí sang động cơ phun xăng điện tử

Có khá là nhi ều dòng xe và loại xe từ những chiếc xe máy đời cũ sử dụng bộ chế hoà khí đến những chiếc xe đời mới dùng động cơ phun xăng điện tử, trong đó những chi ếc xe sử dụng độn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

Người hướng dẫn: ThS Bùi Văn Hùng Sinh viên th ực hiện: Mã sinh viên:

Lý Xuân Đan 1711504210107 Lương Minh Phúc 1711504210134 Nguy ễn Văn Sỹ 1711504210136

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

Người hướng dẫn: ThS Bùi Văn Hùng

Sinh viên th ực hiện: Mã sinh viên:

NH ẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

NH ẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

TÓM T ẮT ĐỀ TÀI

Tên đề tài: Nghiên c ứu chuyển đổi động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí sang động

cơ phun xăng điện tử

Sinh viên th ực hiện: Lý Xuân Đan Mã SV: 1711504210107 Lương Minh Phúc 1711504210134 Nguy ễn Văn Sỹ 1711504210136

L ớp: 17OTO1

Nghiên cứu chuyển đổi động cơ sử dụng bộ chế hoà khí sang phun xăng điện tử thì buộc phải gia công và cải tạo lại động cơ, lắp đặt thêm hệ thống các cảm biến và ECU cho phép mở để tùy ý canh chỉnh Nhiệm vụ của các cảm biến sẽ thu thập thông tin từ các vị trí như ở động cơ, đường khí nạp, ống xả, Sau đó gửi về ECU để tiến hành các thao tác tính toán và xử lý thông tin Sau đó ECU sẽ tiến hành điều chỉnh các thông

số như thời điểm, lượng phun nhiên liệu tùy thuộc vào tốc độ của động cơ, ECU cũng

sẽ điều chỉnh góc đánh lửa sao cho tối ưu nhất cho động cơ để có thể đánh lửa mạnh tạo

ra được vụ nổ lớn và đốt sạch nhiên liệu vì thế sẽ giảm được lượng khí thải phát ra môi trường

NHI ỆM VỤ ĐỒ ÁN

L ỜI NÓI ĐẦU

Sau quá trình thực hiẹ฀n đề tài tre฀n co฀ sở kiến thức chuye฀n mo฀n thu đu฀ợc

từ những na฀m học tại Tru฀ờng Đại học Su฀ phạm Kỹ thuạ฀t- Đại học Đà Nẵng, với

sự hu฀ớng dẫn tạ฀n tình của thầy ThS Bùi Văn Hùng cùng với nhiều cố gắng và nỗ lực kho฀ng ngừng, cuối cùng nhóm em đã hoàn thành thực hiện đu฀ợc đồ án đúng thời gian quy định theo ye฀u cầu đạ฀t ra là “Nghiên cứu chuyển đổi động cơ phun xăng sử

d ụng bộ chế hòa khí sang phun xăng điện tử”

Qua thời gian làm đồ án, chúng em đã học hỏi và tiếp thu đu฀ợc rất nhiều kiến thức, kinh nghiẹ฀m bổ ích Chúng em xin cha฀n thành cảm o฀n thầy ThS Bùi Văn Hùng – giáo vie฀n hu฀ớng dẫn đề tài đã tạ฀n tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiẹ฀n thuạ฀n lợi để chúng em có thể thực hiẹ฀n tốt đề tài này

Chúng em cũng xin cha฀n thành cảm o฀n: Quý thầy co฀ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuạ฀t- Đại học Đà Nẵng đã tạo mo฀i tru฀ờng học tạ฀p tốt; quý thầy co฀ trong Khoa Co฀ Khí đã giảng dạy kiến thức, kinh nghiẹ฀m chuye฀n mo฀n Các bạn sinh vie฀n cùng khóa đã nhiẹ฀t tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báu để chúng em có

đủ điều kiẹ฀n để hoàn thành tốt đề tài

Mạ฀c dù đã có nhiều cố gắng nhu฀ng kho฀ng tránh khỏi những thiếu sót, chúng

em rất mong nhạ฀n đu฀ợc những ý kiến đóng góp từ thầy co฀

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên cam đoan

Lương Minh Phúc Lý Xuân Đan Nguyễn Văn Sỹ

M ỤC LỤC

NH ẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN I NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN II TÓM T ẮT ĐỀ TÀI III NHI ỆM VỤ ĐỒ ÁN IV LỜI NÓI ĐẦU I CAM ĐOAN II

M ỤC LỤC III DANH SÁCH CÁC BẢNG VI DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH VI DANH SÁCH CÁC CH Ữ VIẾT TẮT IX

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI VÀ SỰ CẦN THIẾT CỦA VI ỆC CHUYỂN ĐỔI THÀNH PHUN XĂNG DIỆN TỬ 2

1.1 Gi ới thiệu tổng quan về đề tài 2

1.2 M ục đích việc nâng cấp lên Fi cho xe 3

Chương 2: LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG CƠ XĂNG SỬ DỤNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ VÀ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ FI 4

2.1 Gi ới thiệu về động cơ sử dụng bộ chế hòa khí 4

2.1.1 Bộ chế hòa khí 4

2.1.2 Cấu tạo bộ chế hòa khí xe máy 4

2.1.3 Nguyên lý hoạt động của bộ chế hòa khí 5

2.2 Tìm hi ểu về động cơ phun xăng điện và một số thành phần chính trên động cơ phun xăng điện tử 6

2.2.1 Phun xăng điện tử 6

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của phun xăng điện tử Fi 7

2.2.3 Phân loại hệ thống phun xăng điện tử Fi 7

2.2.4 ECU 7

2.2.4.1 Công dụng của ECU 8

2.2.4.2 Vai trò c ủa ECU 8

2.2.4.3 Nguyên lý hoạt động của ECU 8

2.2.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu 9

2.2.5.2 Công d ụng 10

2.2.5.3 Nguyên lý ho ạt động 10

2.2.6 Cảm biến nhiệt độ dầu động cơ (ECT) 10

2.2.6.1 Vị trí, cấu tạo, sơ đồ của cảm biến nhiệt độ dầu động cơ 10

2.2.6.2 Công dụng 11

2.2.6.3 Nguyên lý làm vi ệc 11

2.2.6.4 Một số hư hỏng thường gặp 12

2.2.7 Bộ ba cảm biến 12

2.2.7.1 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT): 13

2.2.7.2 C ảm biến áp suất đường ống nạp (MAP): 15

2.2.7.3 Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) 17

2.2.8 Cảm biến oxy: 19

2.2.8.1 Vị trí, cấu tạo, sơ đồ mạch điện 19

2.2.8.2 Công dụng 21

2.2.8.3 Nguyên lý hoạt động 21

2.2.8.4 Một số hư hỏng 21

2.3 So sánh gi ữa bộ chế hòa khí và hệ thống Fi trên cơ sở lý thuyết 21

2.3.1 Sự vận hành cơ bản từ tốc độ cầm chừng đến tốc độ cao 21

2.3.1.1 S ự vận hành cơ bản 21

2.3.1.2 S ự vận hành cơ bản của bộ chế hòa khí 22

2.3.1.3 S ự vận hành cơ bản của hệ thống Fi 22

2.3.2 Sự làm giàu nhiên liệu ở chế độ khởi động lạnh 23

2.3.3 Sự làm giàu nhiên liệu ở chế độ tăng tốc nhanh 24

2.3.3.1 Tăng tốc nhanh với bộ chế hòa khí 24

2.3.3.2 Tăng tốc nhanh với Fi 25

2.3.4 Cắt nhiên liệu khi phanh bằng động cơ 25

2.3.4.1 Gi ảm tốc với bộ chế hòa khí 25

2.3.4.2 Gi ảm tốc độ với Fi 26

Chương 3: QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ, GIA CÔNG VÀ LẮP RÁP HỆ THỐNG FI LÊN XE 27

3.1 Quá trình chu ẩn bị: 27

3.2 Phần mềm đó thông số 27

3.2.1 Định nghĩa Dyno 27

3.2.2 Nguyên lý hoạt động 27

3.2.3 Các thông số Dyno thu thập được 27

3.3 Ti ến hành đo đạc các thông số của xe khi sử dụng bộ chế hòa khí 28

3.4 Gia công các chi tiết trên xe 30

3.5 Ti ến hành lắp ráp các chi tiết và cảm biến lên xe: 32

3.6 Đấu và lắp nối hệ thống điện lên xe 34

3.6.1 Sơ đồ mạch điện chung hệ thống phun xăng điện tử 34

3.6.2 Cảm biến MAP: 36

3.6.3 Cảm biến ECT: 36

3.6.4 Cảm biến vị trí bướm ga 37

3.6.5 Sơ đồ cảm biến IAT: 37

3.6.6 Sơ đồ kim phun: 38

3.6.7 Sơ đồ cảm biến Oxy: 38

3.6.8 Sơ đồ IACV: 39

3.6.9 Hệ thống đánh lửa trên xe 40

3.6.9.1 Sơ đồ hệ thống đánh lửa 40

3.6.9.2 Nguyên lý ho ạt động hệ thống đánh lửa 40

3.6.9.3 Công d ụng 40

3.6.9.4 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa 40

3.6.9.5 Bobin đánh lửa 41

3.6.9.6 Bugi 42

3.7 Giai đoạn hoàn thiện hệ thống Fi lên xe: 43

3.8 Đo các thông số khi xe được chuyển đổi thành hệ thống phun xăng điện tử 44

Chương 4: ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TRONG THỰC TIỄN 46

4.1 K ết quả Dyno trước và sau khi cải tiến 46

4.2 So sánh đánh giá đề tài 48

KẾT LUẬN 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PH Ụ LỤC 52

DANH SÁCH CÁC B ẢNG

Bảng 1 1 Bảng thông số kỹ thuật xe Yamaha Taurus 2

Bảng 4 1 Bảng số liệu được lấy từ 2 lần Dyno 48

Bảng 4 2 Bảng so sánh thực tiễn 48

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình 1 1 Xe Yamaha Taurus đời 2008 3

Hình 2 1 Ảnh bên ngoài bộ chế hòa khí 4

Hình 2 2 Cấu tạo bộ chế hòa khí 5

Hình 2 3 Nguyên lý hoạt động bộ chế hòa khí 5

Hình 2 4 Cơ cấu đóng mở tự động của bướm ga trong bộ chế hoà khí 6

Hình 2 5 Sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử 7

Hình 2 6 Hình dạng ECU 8

Hình 2 7 Sơ đồ nguyên lý nhận tín hiệu của ECU 9

Hình 2 8 Vị trí cảm biến trục khuỷu được lắp đặt 9

Hình 2 9 Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu 10

Hình 2 10 Cấu tạo cảm biến dầu động cơ 10

Hình 2 11 Sơ đồ của cảm biến nhiệt độ dầu động cơ 11

Hình 2 12 Biểu đồ giữa điện áp và nhiệt độ dầu động cơ trong cảm biến ECT 12

Hình 2 13 Bộ ba cảm biến được lắp đặt 13

Hình 2 14 Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp 13

Hình 2 15 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp 13

Hình 2 16 Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến cảm biến nhiệt độ khí nạp 14

Hình 2 17 Vị trí của cảm biến áp suất đường ống nạp 15

Hình 2 18 Sơ đồ cấu tạo của cảm biến MAP 15

Hình 2 19 Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến cảm biến áp suất đường ống nạp 16

Hình 2 20 Vị trí và sơ đồ mạch điện của cảm biến bướm ga 17

Hình 2 21 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga 18

Hình 2 22 Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến cảm biến vị trí bướm ga 18

Hình 2 23 Vị trí và sơ đồ mạch điện của cảm biến Oxy 19

Hình 2 24 Cảm biến oxy loại Narrowband 20

Hình 2 25 Cảm biến oxy loại Wideband 20

Hình 2 26 Đường đặc tuyến của cảm biến Oxy 21

Hình 2 27 Sự vận hành của hệ thống bộ chế hòa khí 22

Hình 2 28 Sự vận hành của hệ thống phun xăng điện tử Fi 23

Hình 2 29 Sự làm giàu nhiên liệu ở chế độ khởi động lạnh của hệ thống bộ chế hòa khí 23

Hình 2 30 Sự làm giàu nhiên liệu ở chế độ khởi động lạnh của hệ thống phun xăng điện tử Fi 24

Hình 2 31 Sự làm giàu nhiên liệu ở chế độ tăng tốc nhanh của hệ thống bộ chế hòa khí 24

Hình 2 32 Sự làm giàu nhiên liệu ở chế độ tăng tốc nhanh của hệ thống phun xăng điện tử Fi 25

Hình 2 33 Sự cắt nhiên liệu khi phanh của hệ thống bộ chế hòa khí 25

Hình 2 34 Sự cắt nhiên liệu khi phanh của hệ thống phun xăng điện tử Fi 26

Hình 3 1 Xe được đưa lên bàn chạy Dyno 28

Hình 3 2 Một số thiết bị Dyno 29

Hình 3 3 Kết quả dyno khi xe sử dụng bộ chế hòa khí 30

Hình 3 4 Tháo bộ máy của xe ra khỏi thân xe 30

Hình 3 5 Các chi tiết phụ và bộ chế hòa khí sau khi được tháo xuống 31

Hình 3 6 Hàn chân cảm biến oxy vào ống xả 31

Hình 3 7 Bình xăng sau khi được gia công và lắp đặt trên xe 32

Hình 3 8 Mâm lửa sau khi được gò hàn lại 32

Hình 3 9 Lắp đặt bộ ba cảm biến vào vị trí họng ga đã được thay thế 33

Hình 3 10 Sơ đồ vị trí lắp đặt các cảm biến lên trên thân máy 33

HÌnh 3 11 Cảm biến oxy và cảm biến nhiệt độ dầu động cơ sau khi lắp 34

Hình 3 12 Sơ đồ mạch điện và cách đấu dây vào ECU của các cảm biến 35

Hình 3 13 Sơ đồ mạch điện lắp đặt cảm biến MAP 36

Hình 3 14 Sơ đồ mạch điện lắp đặt cảm biến nhiệt độ dầu động cơ ECT 36

Hình 3 15 Sơ đồ mạch điện lắp đặt cảm biến vị trí bướm ga TP 37

Hình 3 16 Sơ đồ mạch điện lắp đặt cảm biến nhiệt độ đường ống nạp IAT 37

Hình 3 17 Sơ đồ mạch điện lắp đặt kim phun 38

Hình 3 18 Sơ đồ mạch điện lắp đặt cảm biến Oxy 38

Hình 3 19 Sơ đồ mạch điện van IACV 39

Hình 3 20 Sơ đồ hệ thống đánh lửa 40

Hình 3 21 Bobin đánh lửa 41

Hình 3 22 Cấu tạo Bobin đánh lửa 42

Hình 3 23 Hình ảnh bên ngoài của Bugi 42

Hình 3 24 Cấu tạo Bugi 43

Xe khi vừa được lắp hệ thống phun xăng điện tử 44

Hình 3 26 Hệ thống điện sau khi được làm gọn 44Hình 3 27 Kết quả Dyno sau khi chuyển đổi thành hệ thống phun xăng điên tử Fi 45Hình 4 1 Biểu đồ Dyno trước khi xe được cải tiến 46Hình 4 2 Biểu đồ Dyno sau khi xe được cải tiến 47

DANH SÁCH CÁC CH Ữ VIẾT TẮT

ECU: Electronic Control Unit

ECM: Engine Control Module

MAP: Manifold Absolute Pressure Sensor

TPS: Throttle Position Sensor

ABS: Anti-lock Braking System

CPS: Crankshaft

ECT: Engine Coolant Temperature

IAT: Intake Air Temperature

SPI: Single Point Injection

BPI: BiPoint Injection

MPI: MultiPoint Injection

ADC: Analog to Digital converter

SOHC: Single Overhead Cam

CDI: Capacitor Discharge Ignition

Fi: Fuel injection

M Ở ĐẦU

Lý do chọn đề tài: Trong tình hình ngày càng phát triển của con người chúng ta trong việc sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là nguồn tài nguyên hóa thạch ngày càng cạn kiệt theo sự phát triển đó Nên nhóm chúng em đã chọn đề tài: “chuyển

đổi động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí sang động cơ phun xăng điện tử” để việc sử

dụng nguồn tài nguyên trên được tiết kiệm hơn và bảo vệ môi trường hơn

Ý nghĩa thực hiện đề tài: Đề tài nghiên cứu cho biết những thông số khách quan

của hệ thống Fi đời mới so với hệ thống hòa khí đời cũ Kết quả này sẽ giúp mọi người

biết rõ về ưu điểm và nhược điểm của hai hệ thống Từ đó giúp mọi người giảm bớt chi phí đi lại và khả năng ô nhiễm môi trường

Mục tiêu đề tài: Tìm hiểu tổng quát về động cơ xăng 4 kỳ sử dụng bộ chế hòa khí

và sử dụng phun xăng điện tử Tính toán công xuất của động cơ khi sử dụng bộ chế hòa khí Tính toán, thiết kế cải tạo động cơ sử dụng bộ chế hòa khí sang sử dụng phun xăng điện tử trong việc hoạt động của động cơ xăng 4 kỳ

Phương pháp nghiên cứu: Dựa trên các hiểu biết về động cơ xen lẫn với việc tìm

kiếm thông tin và phương thức thực hiện trên mạng nhằm tìm ra những yếu tố cần thiết

Chạy thử nghiệm, đo các thông số liên quan

Xác định các vị trí gò hàn để lắp các thiết bị

Cho chạy thử,

đo lại các thông

số, điều chỉnh

lại cho phù hợp

C hương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI VÀ SỰ CẦN THIẾT

1.1 Gi ới thiệu tổng quan về đề tài

Hi ện nay xe máy đang là phương tiện giao thông phổ biến nhất ở nước ta với

s ố lượng ước tính khoảng 37 triệu chiếc xe máy (theo thống kê từ Vnexpress) Có khá là nhi ều dòng xe và loại xe từ những chiếc xe máy đời cũ sử dụng bộ chế hoà khí đến những chiếc xe đời mới dùng động cơ phun xăng điện tử, trong đó những chi ếc xe sử dụng động cơ phun xăng điện tử với những ưu thế vượt trội như việc

t ối ưu công suất cho động cơ ở từng dải tua máy, tăng khả năng tiết kiệm nhiên

li ệu và cho ra luồng khí xả sạch hơn, vì nguồn nhiên liệu hoá thạch đang dần cạn

ki ệt và sự ô nhiễm không khí đang ngày một tăng nên đây chính là những yếu tố then ch ốt để động cơ phun xăng điện tử đã và đang dần thay thế vị trí cho những chi ếc xe dùng bộ chế hoà khí cũ kỹ

Nh ận thấy vấn đề cấp thiết hiện nay mà mọi nhà nghiên cứu và sản xuất động

cơ trên thế giới đều đang hướng tới là làm sao để cải thiện công suất cho động cơ,

ti ết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí xả, Nên nhóm chúng em đã tìm hiểu và quy ết định thực hiện đề tài: "Nghiên cứu chuyển đổi từ động cơ dùng bộ chế hoà khí sang động cơ phun xăng điện tử"

Trong đề tài này, nhóm chúng em đã chọn dòng xe Yamaha Taurus đã ra mắt khá lâu ở Việt Nam để thực hiện việc chuyển đổi với các thông số như sau:

Bảng 1 1 Bảng thông số kỹ thuật xe Yamaha Taurus [3]

Loại động cơ 4 thì, xi lanh đơn, 2 van, SOHC, làm mát bằng gió

Bố trí xi lanh Xi lanh đơn, nghiêng phía trước

Đường kính và hành trình

Công suất tối đa 6.0 KW / 7500 vòng/phút

Mô men cực đại 8.3 N.m / 4500 vòng/phút

Hệ thống khởi động Cần đạp và khởi động bằng điện

Hệ thống bôi trơn Kiểu cácte ướt

Dung tích bình xăng 4,2L

Hệ thống đánh lửa C.D.I

Tỷ số truyền sơ cấp và thứ cấp 3.375/2.733

Hệ thống ly hợp Khớp số nhiều lá

Kiểu hệ thống truyền lực 4 số tròn

Tỷ số truyền động Số 1: 2.833 - Số 2: 1.875 - Số 3: 1.353 - Số 4: 1.045

1.2 M ục đích việc nâng cấp lên Fi cho xe

Với giá thành rẻ và có thiết kế ở mức ổn thì những chiếc xe đời cũ (trước 2010)

vẫn là một chiếc xe phù hợp cho tất cả mọi người Tuy nhiên với việc đã ra mắt một thời gian dài và giá thành nhiên liệu hiện đang ngày một tăng thì việc động cơ sử dụng bộ chế hòa khí đang là yếu điểm chí mạng của dòng xe này, trong khi đó một số mẫu xe

hiện nay với việc sử dụng động cơ phun xăng điện tử đang chứng tỏ được hiệu quả với

việc tối ưu được công suất của động cơ và giảm tiêu hao nhiên liệu, vì thế mọi người đang có xu hướng nhắm tới các dòng xe này

Hình 1 1 Xe Yamaha Taurus đời 2008 Nếu bạn có một chiếc xe nhưng xe đã sử dụng một thời gian dài đã xuất hiện hiện tượng lỳ máy, tăng tốc bị sượng và hơn hết là hao xăng nhưng lại không muốn bỏ chiếc

xe đã gắn bó với bạn bao năm qua nhưng hiện tại kinh tế không cho phép bạn mua một chiếc xe mới thì việc nâng cấp động cơ phun xăng điện tử Fi lên xe là một lựa chọn hoàn

hảo cho bạn lúc này Chính vì thế nên nhóm chúng tôi là sinh viên của trường Đại học

Sư phạm Kỹ thuật-Đại học Đà Nẵng đã nghiên cứu và thực hiện đề tài này nhằm đưa ra cho mọi người một phương án vừa hiệu quả vừa kinh tế để nâng cấp chiếc xe của mình.

Ch ương 2: LÝ THUYẾT VỀ ĐỘNG CƠ XĂNG SỬ DỤNG BỘ CHẾ HÒA

KHÍ VÀ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ FI

2.1 Gi ới thiệu về động cơ sử dụng bộ chế hòa khí

2.1.1 B ộ chế hòa khí

Bộ chế hoà khí (Carburetor) còn có tên gọi khác là chế hoà khí hoặc bình xăng con Đây là một dụng cụ dùng để trộn không khí với các nhiên liệu theo tỷ lệ thích hợp Sau đó, nó cung cấp hỗn hợp này cho động cơ xăng và hoạt động theo nguyên tắc hoàn toàn cơ học Bộ chế hoà khí hiện vẫn được sử dụng trong các động cơ xe nhỏ, động cơ

cũ hay trong các loại ô tô đặc biệt như: xe ô tô đua nhỏ

Tuy nhiên, hầu hết các xe ô tô được sản xuất từ đầu thập niên 1980 trở đi thì dùng

hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển bởi hoạt động của máy tính thay cho chế hòa

khí Đa số các xe mô tô ngày nay vẫn đang dùng bộ chế hòa khí do hệ thống này khá nhỏ gọn, rẻ và dễ dàng sửa chữa Nhưng từ năm 2005, nhiều xe mô tô đã chuyển sang dùng hệ thống phun nhiên liệu điện tử để thay thế cho bình xăng con

Hình 2 1 Ảnh bên ngoài bộ chế hòa khí

2.1.2 Cấu tạo bộ chế hòa khí xe máy

Bao gồm các thành phần như: các van điều chỉnh (bướm khí, bướm ga) vòi xăng chính, họng khuếch tán, buồng phao, đường dẫn xăng, đường dẫn khí Hầu hết các bộ

phận này đều được thiết kế theo một quy trình chuẩn mực nhất định Đảm bảo hoạt động

một cách thống nhất, ổn định, phối hợp hài hòa với nhau để đạt được mục đích đó là

trộn nhiên liệu với không khí theo tỷ lệ phù hợp nhất

Hình 2 2 Cấu tạo bộ chế hòa khí

2.1.3 Nguyên lý hoạt động của bộ chế hòa khí

Khi động cơ hoạt động, thì bướm ga và bướm khí đều mở ra khiến cho không khí

bị hút vào từ phía trên, sau đó đi qua họng khuyếch tán Tại đây, do tiết diện lưu thông

bị thu hẹp nên tốc độ của dòng khí sẽ tăng lên làm cho áp suất giảm xuống Lúc này, độ chân không sẽ hút nhiên liệu từ trong buồng phao chạy qua đường xăng chính và phun

ra dưới dạng tia Như vậy, xăng sẽ bị phun vào dòng khí có tốc độ cao rồi hoà cùng với không khí và bay hơi tạo thành hỗn hợp khí cháy

Hình 2 3 Nguyên lý hoạt động bộ chế hòa khí Tuy nhiên, trong suốt quá trình đó thì bên trong máy vẫn còn giữ lại một lượng xăng nhỏ chưa kịp bay hơi Để khắc phục tình trạng này thì các nhà nghiên cứu đã cố gắng đưa ra các giải pháp làm sao cho quá trình bay hơi của xăng diễn ra nhanh hơn và không

để lại xăng dư trước khi bugi đánh lửa điện Hơn nữa để tăng độ chân không ở phía trong buồng hòa khí thì người ta hay sử dụng các chế hoà khí có 2 hoặc 3 ống khuếch tán được đặt nối tiếp nhau

Để bộ chế hoà khí hoạt động một cách bình thường ở mọi chế độ làm việc của động

cơ Người ta đã sử dụng cơ cấu đóng mở tự động để khống chế mức xăng trong buồng phao và giữ nó không đổi Cơ cấu đó sẽ bao gồm: 1 quả phao và 1 van được đặt trên đường cấp xăng Quả phao và van sẽ phối hợp với nhau một cách nhịp nhàng để điều khiển việc cấp xăng một cách hoàn toàn tự động

Hình 2 4 Cơ cấu đóng mở tự động của bướm ga trong bộ chế hoà khí

Đối với bộ chế hoà khí thì áp suất trên mặt thoáng của buồng phao có vai trò rất quan trọng Bởi lượng xăng mà nó cấp ra sẽ phụ thuộc vào độ chênh lệch áp giữa họng khuếch tán và mặt thoáng buồng phao Do đó luôn phải giữ cho áp suất trên mặt thoáng của buồng phao ổn định

2.2 Tìm hi ểu về động cơ phun xăng điện và một số thành phần chính trên động cơ phun xăng điện tử

2.2.1 Phun xăng điện tử

Phun xăng điện tử còn có tên gọi tắt là EFi hoặc Fi (Electronic Fuel Injection hoặc Fuel Injection) là một thuật ngữ quen thuộc đối với hầu hết mọi người, đặc biệt là những

ai đang sử dụng xe máy Đây là một hệ thống hòa khí mới được dùng phổ biến trên xe máy và ô tô thay thế cho bộ chế hoà khí

EFi là sử dụng một khối hệ thống các tinh chỉnh và điều khiển điện tử để tham gia vào hoạt động phun nhiên liệu vào trong buồng đốt của thiết bị và động cơ từ đó tối ưu hóa việc dùng nhiên liệu

Hệ thống này bao gồm hai thành phần chính đó là những cảm biến và bộ phận điều khiển trung tâm Các cảm biến có nhiệm vụ theo dõi hoạt động của thiết bị và động cơ, bao gồm một số cảm biến sau: bướm ga, áp suất đường ống nạp, nhiệt độ dầu, nhiệt lượng khí nạp và truyền đạt tín hiệu tới bộ điều khiển

Quá trình cung cấp nhiên liệu của hệ thống phun xăng điện tử Fi được kiểm soát bởi hệ điều khiển trung tâm, gọi tắt là ECU Đầu tiên ECU sẽ đọc các tín hiệu cảm biến khác nhau trên phương tiện Sau khi đã thu thập được thông tin thì ECU sẽ xác định lượng nhiên liệu cần để đảm bảo cho quá trình hoạt động tối ưu của xe

Dựa trên các số liệu về từ cảm biến của vòng tua máy, nhiệt độ động cơ, nhiệt độ không khí, vị trí bướm ga, vị trí trục khuỷu, thì ECU sẽ lập trình tính toán lượng nhiên liệu cần và tiến hành đóng mở kim phun sao cho phù hợp

Hình 2 5 Sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của phun xăng điện tử Fi

Sử dụng một hệ thống điều khiển điện tử để có thể can thiệp vào quá trình phun nhiên liệu vào buồng đốt của động cơ từ đó giúp tiết kiệm nhiên liệu một cách hiệu quả

nhất

Trong đó, bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống này là bộ xử lý trung tâm (ECU)

Bộ phận này sẽ phải thực hiện tiếp nhận thông tin và xử lý theo một chương trình đã định sẵn Trước đó hệ thống này đã được cài đặt các thông số chuẩn về lưu lượng khí

nạp, vị trí bướm ga, thành phần oxy trong khí thải…để ECU có thể quản lý, tính toán và

xử lý lượng nhiên liệu cung cấp để phun vào xi lanh

2.2.3 Phân loại hệ thống phun xăng điện tử Fi

Hệ thống phun xăng đơn điểm (Single Point Injection – SPI): Hệ thống này chỉ sử dụng một vòi phun ở trung tâm để thay cho bộ chế hoà khí Vòi phun nhiên liệu của loại này được đặt ngay trước bướm ga và sinh ra hòa khí trên đường nạp Hệ thống này có cấu tạo khá đơn giản, chi phí chế tạo rẻ, tuy nhiên không được dùng ở các loại xe lớn

- Hệ thống phun xăng điện tử hai điểm (BiPoint Injection – BPI): Hệ thống này được nâng cấp từ EFi đơn điểm Đúng như tên gọi của nó thì hệ thống này có thêm 1 vòi phun đặt sau bướm ga giúp tăng nhiên liệu hoạt động hỗn hợp Tuy nhiên hệ thống này không được sử dụng nhiều so với SPI

- Hệ thống phun xăng điện tử đa điểm: (MultiPoint Injection – MPI): hệ thống này

có đặc trưng đó là mỗi xi lanh được trang bị một vòi phun riêng lẻ, đặt trước xupap Lúc này hệ thống vòi phun sẽ lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định được thời điểm phun

Hình 2 6 Hình dạng ECU

2.2.4.1 Công dụng của ECU

Bộ vi xử lý ECU có đảm nhận nhiệm vụ là kiểm soát mọi thứ liên quan đến hoạt động cũng như hiệu suất động cơ như: nhiệt độ, vòng tua máy (RPM) hay lượng phun xăng và thời điểm phun xăng cùng thời điểm đánh lửa, cường độ dòng điện hay điều

chỉnh hỗn hợp xăng–gió, cảm biến khí thải, cảm biến vị trí bướm ga…và còn nhiều công

dụng nữa tùy vào từng dòng xe

2.2.4.2 Vai trò c ủa ECU

Bạn có thể nghĩ rằng ECU xe hay còn gọi là hộp đen Nó được ví như là bộ não có khả năng điều khiển và chi phối tất cả mọi hoạt động của động cơ thông qua việc tiếp nhận dữ liệu các cảm biến trên động cơ xe

Sau đó, nó được truyền về ECU xử lý tín hiệu và đưa ra mệnh lệnh bắt các cơ cấu chấp hành phải thực hiện các nhiệm vụ như: điều khiển nhiên liệu, góc đánh lửa, ga tự động

Mặc khác, cơ cấu chấp hành này phải luôn đảm bảo thực hiện theo hiệu lệnh ECU

và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến để đem lại sự chính xác và thích ứng cần thiết

Với mục đích làm giảm tối đa chất độc hại trong khí thải và giúp cải thiện lượng tiêu hao nhiên liệu và đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ Hơn nữa, hệ thống ECU còn can thiệp và xử lý nhanh những tính huống mất kiểm soát của người khi gặp tình huống nguy hiểm Đặc biệt là giúp việc chẩn đoán “bệnh” của động cơ một cách nhanh chóng

2.2.4.3 Nguyên lý hoạt động của ECU

ECU hoạt động được một phần là do cảm biến tốc độ của động cơ và cảm biến vị trí piston Sự phụ thuộc lẫn nhau này sẽ hỗ trợ và giúp ECU có thể xác định được chính xác mọi thời điểm phun xăng, đánh lửa để tạo ra khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất xe được tốt nhất

ECU còn có quá trình tính toán để đưa ra các góc đánh lửa theo các chế độ hoạt động khác nhau của động cơ phụ thuộc vào các loại cảm biến hóa

ECU còn trực tiếp hoạt động, điều hành và can thiệp với các hệ thống an toàn của

xe như: công nghệ phanh ABS Các hệ thống đó có nhiệm vụ ghi lại và phát các tín

hiệu về ECU Khi đó, công việc cần làm của ECU là so sánh với các dữ liệu trước đó Một trong những nguyên lý hoạt động được đánh giá cao nhất của ECU đó chính

là khả năng nhận biết tình hình, phát ra những tín hiệu khẩn và bắt buộc xe phải vận hành theo những cài đặt có sẵn đã được lập trình sẵn như: kiểm soát tốc độ, phanh khẩn cấp, điều chỉnh góc xoay, mỗi khi xe gặp phải tình trạng nguy hiểm, đảm bảo an toàn

và kiểm soát tốt hơn cho người lái

Hình 2 7 Sơ đồ nguyên lý nhận tín hiệu của ECU

2.2.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu

2.2.5.1 V ị trí, cấu tạo, sơ đồ mạch điện của cảm biến trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu dùng cảm biến điện từ kiểu rô to quay Cảm biến vị trí

trục khuỷu được đặt tại đầu trục khuỷu, nó gồm một rô to và một cuộn nhận tín hiệu

Hình 2 8 Vị trí cảm biến trục khuỷu được lắp đặt

Hình 2 9 Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu

Cuộn nhận tín hiệu lắp cố định gồm một cuộn dây và một nam châm vĩnh cửu được

lắp trên một khung từ

Rô to được lắp ở đầu trục khuỷu có 9 răng mỗi răng ứng với 30 góc quay trục khuỷu, trên rô to có khuyết hai răng để xác định vị trí xi lanh

2.2.5.2 Công d ụng

Cảm biến vị trí trục khuỷu có chức năng xác định tốc độ động cơ và vị trí pit-tông

Cảm biến này thường làm việc cùng lúc với cảm biến trục cam giúp máy tính vừa

nhận biết vị trí pit-tông, vừa nhận biết vị trí của các xupap để tính toán thời điểm đánh

lửa và lượng nhiên liệu phun vào hợp lý nhất

2.2.5.3 Nguyên lý ho ạt động

Khi trục khuỷu quay làm rô to của cảm biến quay theo, khi rô to quay các răng của

rô to quét qua cuộn tín hiệu làm từ thông đi qua cuộn dây thay đổi, sẽ tạo ra sức điện động trong cuộn dây dạng xung xoay chiều gửi về ECU để báo tốc độ động cơ qua đó tính toán tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xi lanh, mỗi vòng quay của trục khuỷu sẽ có 9 xung gửi về ECU được thể hiện trên hình vẽ

2.2.6 Cảm biến nhiệt độ dầu động cơ (ECT)

2.2.6.1 Vị trí, cấu tạo, sơ đồ của cảm biến nhiệt độ dầu động cơ

Hình 2 10 Cấu tạo cảm biến dầu động cơ

Hình 2 11 Sơ đồ của cảm biến nhiệt độ dầu động cơ

Cảm biến nhiệt độ dầu động cơ được gắn ở thân động cơ và tiếp xúc trực tiếp với dầu động cơ

Cảm biến nhiệt độ dầu động cơ có dạng trụ rỗng, ren ngoài, bên trong thiết kế một nhiệt điện trở với hệ số nhiệt điện trở âm Cấu tạo này khiến việc vận hành cảm biến, việc phối kết hợp với ECU trở lên nhanh chóng, thuận tiện và chính xác

Thông số kỹ thuật của cảm biến nhiệt độ dầu động cơ cụ thể như sau:

2.2.6.3 Nguyên lý làm vi ệc

Cảm biến nhiệt độ dầu động cơ nằm trong khoang dầu của động cơ, tiếp xúc trực tiếp với dầu của động cơ Vì có hệ số nhiệt điện trở âm nên khi nhiệt độ dầu động cơ thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ dầu động cơ tăng lên điện trở của cảm biến sẽ giảm xuống Sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến

Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) đến cảm biến rồi trở về ECU về mass Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC–Analog to Digital converter)

Hình 2 12 Biểu đồ giữa điện áp và nhiệt độ dầu động cơ trong cảm biến ECT Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải

mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho ECU động cơ biết là động cơ đang nóng

2.2.6.4 Một số hư hỏng thường gặp

Cảm biến nhiệt độ dầu động cơ có cấu tạo và nguyên lý hoạt động đơn giản Tuy nhiên quá trình vận hành không thể tránh được những hư hỏng thường gặp Cụ thể:

- ECT bị đứt dây, có hiện tượng chạm mát, chạm dương

- ECT bị hư hỏng hoàn toàn

Đối với những vấn đề này, khi sửa chữa hoặc thay mới ECT, mọi người cần lưu ý:

- Kiểm tra xem dầu có bị rò rỉ hay có vấn đề gì không Nếu dầu đúng quy chuẩn, mới tiến hành lắp cảm biến ECT

- Nếu mạch cảm biến bị hở, bộ tín hiệu sẽ hiểu rằng ECT đang có nhiệt độ thấp, cần phun nhiên liệu nhiều Tuy nhiên cần lưu ý không phun quá đậm, bởi một số trường hợp phun quá nhiều nhiên liệu gây ngợp xăng, động cơ không hoạt động, máy không nổ được

độ khí nạp IAT được đặt ở vị trí họng ga để nhận biết các tín hiệu gửi về ECU điều khiển

hệ thống phun xăng điện tử

Hình 2 13 Bộ ba cảm biến được lắp đặt

2.2.7.1 C ảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT):

a) Vị trí, cấu tạo, sơ đồ mạch điện

Vị trí được đặt nằm chung với cảm biến lưu lượng khí nạp (MAP) và cảm biến vị trí bướm ga (TPS), được đặt trên đường ống nạp (sau bầu lọc gió)

Hình 2 14 Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp

Là một điện trở nhiệt có trị số điện trở âm (điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại)

Hình 2 15 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp

b) Công dụng

Cảm biến nhiệt độ khí nạp được dùng để đo nhiệt độ khí nạp vào động cơ và gửi

về hộp ECU để ECU thực hiện hiệu chỉnh:

Hiệu chỉnh thời gian phun theo nhiệt độ không khí: Bởi ở nhiệt độ không khí thấp mật độ không khí sẽ đặc hơn, và ở nhiệt độ cao mật độ không khí sẽ thưa hơn (ít oxy hơn)

- Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu

- Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu

Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ không khí: Bởi nếu nhiệt độ khí nạp thấp thì thời gian màng lửa cháy lan ra trong buồng đốt sẽ chậm hơn khi nhiệt độ khí nạp cao

- Nếu nhiệt độ thấp thì ECM sẽ hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm

- Nếu nhiệt độ cao thì ECM sẽ hiệu chỉnh giảm góc đánh lửa sớm

c) Nguyên lý hoạt động

Khi nhiệt độ không khí vào đường ống nạp thấp thì điện trở cảm biến sẽ tăng

và ngược lại khi nhiệt độ không khí cao thì điện trở của cảm biến sẽ giảm, sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến

ECM cung cấp một dòng điện khoảng 4.5V~5.2V đến cảm biến IAT, khi giá trị điện trở trên cảm biến thay đổi, độ sụt áp trên cảm biến cũng thay đổi tương ứng Nhờ vào việc đo hiệu điện thế (độ sụt áp trên cảm biến) ECM sẽ quy đổi ra giá trị nhiệt độ trên đầu cảm biến cũng chính là nhiệt độ khí nạp mà cảm biến đang tiếp xúc

Ở nhiệt độ 20C điện trở cảm biến IAT nằm trong khoảng 1-4kΩ, trương trường hợp cảm biến hoặc mạch điện cảm biến IAT bị lỗi, ECM sẽ đặt nhiệt độ khí nạp ở một giá trị mặc định định trước (35C) do vậy động cơ vẫn sẽ hoạt động bình thường, tuy nhiên khi xe hoạt động ở môi trường nhiệt độ thấp trong mùa đông, hiệu suất động cơ

có thể kém đi đôi chút

Hình 2 16 Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến cảm biến nhiệt độ khí nạp

d) Một số hư hỏng thường gặp

Cảm biến hư do đứt dây hoặc dây cảm biến chạm nhau (dây cảm biến chạm dương hoặc chạm mát)

2.2.7.2 C ảm biến áp suất đường ống nạp (MAP):

a) Vị trí, cấu tạo, sơ đồ mạch điện

Vị trí được đặt nằm chung với cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) và cảm biến vị trí bướm ga (TPS), được đặt trên đường ống nạp

Hình 2 17 Vị trí của cảm biến áp suất đường ống nạp

Cấu tạo cơ bản của MAP gồm buồng chân không (đảm bảo áp suất so sánh không đổi), chip silicon có thể đàn hồi, lưới lọc Khi tay ga mở nhỏ, áp suất chân không trong đường ống nhỏ, màng cao su co giãn ít và điện áp tạo ra nhỏ

Ngược lại, khi tay ga mở lớn, áp suất chân không tăng và điện áp tạo ra lớn

Hình 2 18 Sơ đồ cấu tạo của cảm biến MAP

b) Công dụng

Cảm biến áp suất có nhiệm vụ cung cấp tín hiệu áp suất chân không dưới dạng điện

áp hoặc tần số về bộ xử lý trung tâm để tính toán lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ Khi xe ở chế độ không tải hoặc nhả ga, áp suất chân không giảm Ngược lại, khi tăng tốc hoặc tải nặng, áp suất chân không tăng lên

Khi xe không có cảm biến MAP, động cơ sẽ nổ không êm, công suất động cơ kém, tốn nhiên liệu và xe thải ra nhiều khói

c) Nguyên lý hoạt động

ECU cấp nguồn điện áp 5V cho cảm biến áp suất đường ống nạp hoạt động

Cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận áp suất đường ống nạp bằng một IC lắp trong cảm biến và phát ra tín hiệu gửi về ECU

Màn silicon gắn liền với buồng chân không được duy trì độ chân không chuẩn Một phía của màn silicone tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, phía còn lại tiếp xúc với

độ chân không trong buồng chân không

Áp suất đường ống nạp thay đổi hình dạng của màn silicon thay đổi và giá trị điện trở của nó cũng dao động theo mức độ biến dạng Giá trị điện trở được chuyển hóa thành giá trị điện áp và được gửi đến ECU

Điện áp ra vào ECU thấp khi áp suất chân không cổ hút thấp Điện áp cao hơn khi

áp suất chân không lớn hơn

Hình 2 19 Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến cảm biến áp suất đường ống nạp d) Một số hư hỏng

- Ống chân không nối với cảm biến MAP bị tuột/tắc (MAP sensor vacuum hose disconnected or plugged)

- Hỏng cảm biến MAP

- Hỏng cảm biến góc bướm ga TPS

- Tiếp xúc, đầu nối với cảm biến MAP hỏng

- Hỏng dây tín hiệu

- Chập mạch tín hiệu của cảm biến MAP (Short to reference voltage on signal circuit of MAP sensor)

- Mất nối đất cho cảm biến MAP hoặc TPS (Loss of ground to MAP sensor or TPS)

- Bị hở mạch tín hiệu cảm biến MAP (Open on signal circuit of MAP sensor)

2.2.7.3 Cảm biến vị trí bướm ga (TPS)

a) Vị trí, cấu tạo, sơ đồ mạch điện

Vị trí được đặt nằm chung với cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) và cảm biến lưu lượng khí nạp (MAP), được đặt trên đường ống nạp

Cảm biến vị trí bướm ga bao gồm 1 biến trở được đặt cùng với trục bướm ga trên

họng ga và điểm tiếp xúc dịch chuyển trên biến trở cùng với bướm ga Ngoài ra cảm

biến vị trí bướm ga trên xe máy còn có loại sử dụng cảm biến Hall

Hình 2 20 Vị trí và sơ đồ mạch điện của cảm biến bướm ga

Hình 2 21 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga b) Công dụng

Cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ xác định độ mở của bướm ga và gửi thông tin về bộ xử lý trung tâm giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở

bướm ga

c) Nguyên lý hoạt động

ECU cấp nguồn điện áp 5V cho cảm biến vị trí bướm ga hoạt động Khi vặn tay

ga, trục bướm ga kéo con trượt trượt trên bề mặt biến trở làm thay đổi điện trở và làm cho điện áp tăng dần ở chân điện áp ra Khi nhả tay ga, điện áp gửi về ECU giảm dần Điện áp này được gửi về ECU để xác định góc mở của bướm ga để điều chỉnh lượng xăng phù hợp

Hình 2 22 Sơ đồ mạch điện và đặc tuyến cảm biến vị trí bướm ga

d) Một số hư hỏng

- Cảm biến hỏng do mòn mạch trở than Hoặc hư hỏng IC Hall

- Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát

- Báo lỗi sáng đèn check engine

Trong trường hợp tín hiệu từ TPS bất thường, động cơ có thể có các hiện tượng sau: tốc độ không tải không ổn định, gia tốc kém, tăng suất tiêu hao nhiên liệu, nồng độ

CO, HC trong khí xả cao

2.2.8 Cảm biến oxy:

2.2.8.1 Vị trí, cấu tạo, sơ đồ mạch điện

Cảm biến oxy có vị trí nằm ngay trên ống xả, gần chỗ nối chung cửa xả của các máy, những xe đời cũ chưa có bầu catalytic sử dụng 1 con cảm biến oxy, những xe đời

mới có bầu catalytic thường có 2 con,1 con trước bầu trung hòa khí thải 1 con phía sau

Hình 2 23 Vị trí và sơ đồ mạch điện của cảm biến Oxy

- Cảm biến Oxy loại Narrowband:

+ Loại làm bằng Gốm Ziconium: Loại được làm bằng gốm ziconium và được phủ

1 lớp Platin ở bề mặt tiếp xúc với khí xả có đường dẫn không khí đi vào bên trong lõi cảm biến Ở điều kiện nhiệt độ cao (trên 350°C), với sự chênh lệch nồng độ khí xả của 2 bề mặt ngoài và trong lõi cảm biến, cảm biến sẽ tạo ra 1 tín hiệu điện áp nằm trong khoảng 0.1-0.9V

 Điện áp càng nhỏ là càng nghèo nhiên liệu

 Điện áp càng lớn là càng giàu nhiên liệu

 Để cảm biến nhanh đạt tới nhiệt độ vận hành khi mới khởi động (trên 350°C), cảm biến có thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới nổ máy

 Giá trị của điện trở nung nóng nằm khoảng 6-13Ω.

Hình 2 24 Cảm biến oxy loại Narrowband+ Loại làm bằng Titanium: Loại này làm bằng titanium, loại này ít dùng vì giá thành rất đắt (phản ứng nhanh hơn, không cần đưa không khí đi vào lõi của cảm biến, độ bền cao hơn), loại này thay đổi điện trở theo nồng độ oxy trong khí xả Cảm biến có thêm 1 điện trở nung nóng bên trong để nung nóng cảm biến khi mới nổ máy

- Cảm biến loại Wideband (A/F sensor)

Loại cảm biến này phức tạp hơn, gồm có Nernst Cell giống cảm biến oxy Ziconium đồng thời có Pump Cell để Oxy hóa oxy trong buồng tham chiếu

Hình 2 25 Cảm biến oxy loại Wideband

2.2.8.2 Công dụng

Cảm biến oxy sử dụng để đo nồng độ oxy còn thừa trong khí xả gửi về ECU, ECU dựa vào tín hiệu cảm biến oxy gửi về sẽ hiểu được tình trạng nhiên liệu đang giàu (đậm) hay đang nghèo (nhạt) và từ đó đưa ra tín hiệu điều chỉnh lượng phun cho thích hợp

2.2.8.3 Nguyên lý hoạt động

Loại cảm biến Oxy hay dùng là Ziconium:

- Cảm biến oxy được lắp tại ống xả , bề mặt làm việc của cảm biến tiếp xúc trực tiếp với khí xả, trong lõi của cảm biến có đường đưa không khí từ ngoài vào, sự chênh lệch về nồng độ oxy giữa 2 bề mặt của cảm biến oxy sẽ tạo ra 1 điện áp: 0,1-0,9V

+ Tín hiệu điện áp gần 0V là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo

+ Tín hiệu điện ápgần 0.9V là hỗn hợp nhiên liệu đang giàu

- Cảm biến oxy làm việc trên dựa vào độ chênh lệch nồng độ oxy giữa 2 bề mặt của cảm biến, cảm biến sẽ làm việc tốt ở nhiệt độ 350C, cho nên người ta bố trí

1 bộ phận nung nóng trong cảm biến để giúp cảm biến nhanh đạt đến nhiệt độ làm việc khi động cơ nguội

- Khi On chìa dây sấy của cảm biến sẽ được ECU nhịp mát để nung nóng cảm biến

- Những xe đời mới sử dụng thêm 1 cảm biến Oxy phía sau bầu xúc tác khí xả để giám sát sự làm việc của bầu xúc tác khí xả điện áp đầu ra của cảm biến Oxy số

2 rất ít thay đổi, thông thường nằm ở mức 0.45V

Hình 2 26 Đường đặc tuyến của cảm biến Oxy

2.2.8.4 Một số hư hỏng

- Thường hay bị đứt dây điện trở sấy

- Thường bị bám bụi than trên đầu cảm biến

2.3 So sánh gi ữa bộ chế hòa khí và hệ thống Fi trên cơ sở lý thuyết

2.3.1 Sự vận hành cơ bản từ tốc độ cầm chừng đến tốc độ cao

2.3.1.1 S ự vận hành cơ bản

Bộ chế hòa khí và hệ thống PGM-Fi điều khiển công suất của động cơ bằng cách điều chỉnh hổn hợp xăng–không khí được đưa vào trong động cơ bằng cách đóng/mở bướm ga Cả hai loại được thiết kế để cung cấp tỷ lệ không khí–nhiên liệu phụ thuộc vào thể tích không khí đi vào