Khai thác hệ thống điện động cơ xe du lịch, Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ GDI)

PHẦN I: KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE DU LỊCH CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU VEÀ ÑEÀ TAØI 1.1. LYÙ DO CHOÏN ÑEÀ TAØI Vôùi moät söï phaùt trieån nhanh vaø maïnh cuûa thò tröôøng oâ toâ Vieät Nam, moät yeâu caàu ñöôïc ñaët ra, ñoù laø laøm theá naøo ñeå khai thaùc ñöôïc hieäu quaû nhaát moät chieác oâ toâ, tiêu thụ nhiên liệu ít nhất và ít ô nhiệm môi trường nhất ñeå coù theå ñaùnh giaù vaø söû duïng heát ñöôïc nhöõng tính naêng cuûa noù, ñem laïi chæ tieâu kinh teá kyõ thuaät cao nhaát… Ñoù laø moät nhieäm vuï ñöôïc ñaët ra cho một nước tiêu thụ như Vieät Nam. Ñoù cuõng laø lyù do maø em choïn Ñeà taøi toát nghieäp cuûa mình laø “Khai thác hệ thống điện động cơ xe du lịch”, “Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ GDI)”. Trong phaïm vi giôùi haïn cuûa ñeà taøi, khoù maø coù theå noùi heát ñöôïc taát caû caùc coâng vieäc caàn phaûi laøm ñeå khai thaùc heát tính naêng hệ thống điện ñoäng cô xe du lịch, tuy nhieân, ñaây seõ laø neàn taûng cho vieäc laáy cô sôû ñeå khai thaùc hệ thống điện ñoäng cô xe du lịch töông töï sau naøy, laøm theá naøo ñeå söû duïng moät caùch hieäu quaû nhaát, kinh teá nhaát trong khoaûng thôøi gian laâu nhaát. 1.2. MUÏC TIEÂU CUÛA ÑEÀ TAØI Trước hết qua tìm hieåu, ta coù theå naém ñöôïc toång quan veà keát caáu caùc boä phaän cuả hệ thống điện động cơ xe du lịch và naém ñöôïc nguyeân lyù laøm vieäc cuûa töøng bộ phận trong hệ thống điện ñoäng cô xe du lịch cụ thể trên động cơ 1ZZFE. Tieáp theo ñoù ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc caùc coâng vieäc trong töøng thôøi ñieåm phaûi thöïc hieän, caùc thao taùc trong caùc kyø kieåm tra baûo döôõng ñònh kyø ngaén vaø daøi. Cuoái cuøng, naém vöõng vaø khai thaùc hieäu quaû hệ thống điện ñoäng cô Toyota Corolla 1ZZFE, chuùng ta seõ coù theå khai thaùc toát caùc loaïi hệ thống điện ñoäng cô môùi hôn, ñöôïc ra ñôøi sau naỳ coù caùc boä phaän tieân tieán hôn. 1.3. MUÏC ÑÍCH CUÛA ÑEÀ TAØI Trong quaù trình nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi naøy, baûn thaân sinh vieân nhaän thaáy ñaây laø moät cô hoäi raát lôùn ñeå coù theå cuûng coá caùc kieán thöùc maø mình ñaõ ñöôïc hoïc. Ngoaøi ra, sinh vieân coøn coù theå bieát theâm nhöõng kieán thöùc thöïc teá maø trong nhaø tröôøng khoù coù theå truyeàn taûi heát ñöôïc, ñoù thöïc söï laø nhöõng kieán thöùc maø moãi sinh vieân raát caàn khi coâng taùc sau naøy. Ngoaøi ra, thöïc hieän luaän vaên cuõng laø dòp ñeå sinh vieân coù theå naâng cao caùc kyõ naêng ngheà nghieäp, khaû naêng nghieân cöùu ñoäc laäp vaø phöông phaùp giaûi quyeát caùc vaán ñeà. Baûn thaân sinh vieân phaûi khoâng ngöøng vaän ñoäng ñeå coù theå giaûi quyeát nhöõng tình huoáng phaùt sinh, ñieàu ñoù moät laàn nöõa giuùp cho sinh vieân naâng cao caùc kyõ naêng vaø kieán thöùc chuyeân ngaønh. Cuoái cuøng, vieäc hoaøn thaønh luaän vaên toát nghieäp seõ giuùp cho sinh vieân coù theâm tinh thaàn traùch nhieäm, loøng say meâ hoïc hoûi, saùng taïo. Vaø ñaëc bieät quan troïng laø loøng yeâu ngheà nghieäp. 1.4. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU Trong quaù trình nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi em coù söï duïng moät soá phöông phaùp nghieân cöùu sau: Tra cöùu trong caùc taøi lieäu, giaùo trình kyõ thuaät, saùch vôû, ñaëc bieät laø caùc cuoán caåm nang khai thaùc, baûo döôõng söûa chöõa cuûa chính haõng Toyota. Nghieân cöùu, tìm kieám thoâng tin treân maïng Internet, caùc website trong vaø ngoaøi nöôùc. So saùnh vaø chaét loïc ñeå söû duïng nhöõng thoâng tin caàn thieát vaø ñaùng tin caäy. Tham khaûo yù kieán cuûa caùc nhaø chuyeân moân, caùc Giaûng vieân trong ngaønh cô khí oâ toâ. Trong ñoù phaûi keå ñeán caùc thaày trong toå boä moân Cô Khí OÂ Toâ cuûa tröôøng ÑH Giao Thoâng Vaän Taûi TP. Hoà Chí Minh, caùc kyõ sö, chuyeân vieân kyõ thuaät veà oâ toâ taïi caùc Trung taâm baûo haønh, caùc xöôûng söûa chöõa vaø caùc Garage chuyeân duøng, vaø caû nhöõng ngöôøi coù kinh nghieäm laâu naêm trong vieäc söû duïng vaø baûo quaûn xe… Nghieân cöùu tröïc tieáp treân xe vaø caùc heä thoáng cuï theå trong thöïc teá. Toång hôïp vaø phaân tích caùc nguoàn döõ lieäu thu thaäp ñöôïc, töø ñoù ñöa ra nhöõng ñaùnh giaù vaø nhaän xeùt cuûa rieâng mình. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 2.1. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CÓ DÙNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ 2.1.1. Bộ chế hòa khí cổ điển a) Khaùi nieäm cô baûn Trong ñoäng cô xaêng caùc quaù trình phun nhieân lieäu, quaù trình nhieân lieäu hoùa boác hôi, quaù trình nhieân lieäu hoøa troän vôùi khoâng khí ñöôïc thöïc hieän trong moät thieát bò ñaëc bieät treân ñöôøng oáng naïp beân ngoaøi ñoäng cô ñöôïc goïi laø boä cheá hoøa khí (Carburateur, Carburator). Boä cheá hoøa khí coå ñieån ñaõ toàn taïi troâng quaù trình phaùt trieån cuûa xe du lòch cho ñeán cuoái theá kyû 19. Boä cheá hoøa khí chia laøm ba loaïi : Loaïi boác hôi, loaïi phun, loaïi huùt. Hieän nay loaïi huùt ñöôïc duøng nhieàu nhaát vaø phoå bieán treân caùc loaïi xe. Trong khuoân khoå cuûa luaän vaên em xin trình baøy loaïi naøy. Loaïi huùt (kieåu ñôn giaûn):

PHẦN I: KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE DU LỊCH CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI

1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Với một sự phát triển nhanh và mạnh của thị trường ô tô Việt Nam, một yêucầu được đặt ra, đó là làm thế nào để khai thác được hiệu quả nhất một chiếc ô tô,tiêu thụ nhiên liệu ít nhất và ít ơ nhiệm mơi trường nhất để có thể đánh giá và sử dụnghết được những tính năng của nó, đem lại chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất… Đó làmột nhiệm vụ được đặt ra cho một nước tiêu thụ như Việt Nam

Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là “Khai thác hệ thống điện động cơ xe du lịch”, “Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ GDI)” Trong phạm vi giới hạn của đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả các

công việc cần phải làm để khai thác hết tính năng hệ thống điện động cơ xe du lịch,tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác hệ thống điện động cơ

xe du lịch tương tự sau này, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tếnhất trong khoảng thời gian lâu nhất

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Trước hết qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phậncuả hệ thống điện động cơ xe du lịch và nắm được nguyên lý làm việc của từng bộphận trong hệ thống điện động cơ xe du lịch cụ thể trên động cơ 1ZZ-FE

Tiếp theo đó ta có thể xác định được các công việc trong từng thời điểm phảithực hiện, các thao tác trong các kỳ kiểm tra bảo dưỡng định kỳ ngắn và dài

Cuối cùng, nắm vững và khai thác hiệu quả hệ thống điện động cơ ToyotaCorolla 1ZZ-FE, chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại hệ thống điện động cơ mớihơn, được ra đời sau naỳ có các bộ phận tiên tiến hơn

1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân sinh viên nhậnthấy đây là một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học.Ngoài ra, sinh viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhàtrường khó có thể truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinhviên rất cần khi công tác sau này

Ngoài ra, thực hiện luận văn cũng là dịp để sinh viên có thể nâng cao các kỹnăng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn

đề Bản thân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tìnhhuống phát sinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao các kỹ năng vàkiến thức chuyên ngành

Cuối cùng, việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên cóthêm tinh thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo Và đặc biệt quan trọng làlòng yêu nghề nghiệp

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sự dụng một số phươngpháp nghiên cứu sau:

- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốncẩm nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota

- Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoàinước So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy

- Tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn, các Giảng viên trong ngành cơ khí

ô tô Trong đó phải kể đến các thầy trong tổ bộ môn Cơ Khí Ô Tô của trường

ĐH Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh, các kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật về

ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa và các Garage chuyêndùng, và cả những người có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảoquản xe…

- Nghiên cứu trực tiếp trên xe và các hệ thống cụ thể trong thực tế

- Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra nhữngđánh giá và nhận xét của riêng mình

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ

2.1.1 Bộ chế hịa khí cổ điển

a)Khái niệm cơ bản

Trong động cơ xăng các quá trình phun nhiên liệu, quá trình nhiên liệu hóa bốchơi, quá trình nhiên liệu hòa trộn với không khí được thực hiện trong một thiết bị đặcbiệt trên đường ống nạp bên ngoài động cơ được gọi là bộ chế hòa khí (Carburateur,Carburator) Bộ chế hòa khí cổ điển đã tồn tại trông quá trình phát triển của xe dulịch cho đến cuối thế kỷ 19

Bộ chế hòa khí chia làm ba loại : Loại bốc hơi, loại phun, loại hút Hiện nay loạihút được dùng nhiều nhất và phổ biến trên các loại xe Trong khuôn khổ của luậnvăn em xin trình bày loại này

Loại hút (kiểu đơn giản):

Hinh 1: Bộ chế hịa khí loại hút (kiểu đơn giản)

Miệng 8 đặt tại vị trí tiết diện min của họng

Nhiên liệu từ buồng 4 dưới tác dụng độ chân không họng qua gicleur 6 phun ra khỏivòi phun Sau khi ra khỏi vòi phun được xé tan thành những hạt nhỏ dưới dạng sươngmù và hòa trộn với không khí đi vào động cơ Muốn bộ chế hòa khí làm việc ổn địnhthì cần phải giữ cho mức nhiên liệu trong buồng 4 không đổi vì vậy trong buồng 4 cóđặt phao 5 và van kim 3 Trong trường hợp mức nhiên liệu trong buồng 4 hạ xuốngthì phao 5 và van kim 3 tụt xuống mở thông ống 2 làm nhiên liệu đi theo ống 2 vào

1: Bướm ga 2: Đường nhiên liệu vào3: Van kim

4: Buồng phao5: Phao nhiên liệu6: Gicleur

7: Đường ống 8: Vòi phun9: Họng khuyếch tán

buồng phao Khi mực nhiên liệu trong buồng 4 tăng lên đạt đến vị trí cũ thì phao 5 vàvan kim 3 nâng lên đóng kín 2.

Bướm ga 1 dùng để điều chỉnh lượng hỗn hợp đưa vào động cơ

Hiện nay hút xuống thường được dùng rộng rãi nhất vì dễ chăm sóc bảo dưỡng vàsức cản trên đường ống nạp nhỏ tạo hiệu suất cao.Trong ô-tô máy kéo bộ chế hòakhí kiểu hút xuống được sử dụng rộng rãi vì thế danh từ bộ chế hòa khí được dùng đểthay cho bộ chế hòa khí kiểu hút

b) Yêu cầu đối với bộ chế hòa khí :

 Tất cả các chế độ sử dụng bình thường đều phải tiết kiệm xăng, sang chế độ toàntải thì phải phát ra công suất max

 Có thể điếu chỉnh được thành phần khí hỗn hợp đồng thời với việc điều chỉnhlượng khí hỗn hợp

 Trong mọi điều kiện nhiệt độ thì phải đảm bảo cho động cơ dễ khởi động và cóthể chạy ổn định ở nmin

 Chắc chắn và sử dụng bền lâu

 Dễ bảo dưỡng sửa chữa và điều chỉnh

Bộ chế hoà khí cổ điển chưa sử dụng điện trông các bộ phận mà chủ yếu sử dụng cơlà chính

2.1.2 Bộ chế hịa khí hiện đại

Đặc điểm bộ chế hòa khí hiện đại.

Từ đầu thế kỷ 20 cho đến trước năm 1960 thì bộ chế hòa khí cĩ bước phát triển mớingười ta gọi là bộ chề hòa khí hiện đại Bộ chế hòa khí hiện đại trên những xe đờimới có những đặc điểm sau

1-Dùng bộ chế hòa khí có nhiều họng Các bộ chế hòa khí sử dụng trên xe hiệnnay có nhiều họng và trong mổi họng có nhiều ống khuyết tán lồng vào nhau và có

ưu điểm: tăng tốc độ gió đi qua họng khuyếch tán do đó hòa trộn giửa không khí vànhiên liệu được tốt hơn Khi tốc độ dòng khí qua họng lớn, nhiên liệu hút ra khỏi vòiphun được xé nhỏ hơn, đồng thời lượng không khí di chuyển qua ống khuyếch tánngoài sẽ cuộn lấy lớp sương nhiên liệu đọng lại ở thành bộ chế hòa khí Mặc khácsau khi đi qua các ống khuyếch tán dòng không khí và dòng nhiên liệu có tốc độchênh lệch gặp nhau tại trung tâm của dòng chảy tạo thành chuyển động rối, do đóquá trình hòa trộn hoàn hảo hơn

Bộ chế hòa khí hiện nay thường sử dụng hai họng hoặc bốn họng Mục đích củaviệc sử dụng nhiều họng là để tăng hệ số nạp nạp nhiều không khí và nhiên liệu vàođộng cơ và chất lượng hỗn hợp nạp vào động cơ Giả sử nếu cung cấp một lượng hỗn

hợp như vậy thì bộ chế hòa khí một họng phải có đường kính họng lớn do đó khôngtạo được điều kiện để hình thành hỗn hợp hoàn hảo bằng bộ chế hòa khí nhiều họng 2-Vis điều chỉnh ralentie được bố trí ở họng sơ cấp không bố trí ở họng thứ cấp Lổchuyển tiếp được bố trí cho cả họng sơ và thứ cấp.

3- Dùng một van solenoid để cắt nhiên liệu ở mạch ralentie khi động cơ tắt máy đểtránh hiện tượng cháy tự động ở chế độ ralentie khi ngắt tia lửa điện

4-Người ta dùng một bơm tăng tốc phụ để cung cấp nhiên liệu thêmvới bơm tăngtốc chính khi động cơ lạnh Bơm tăng tốc phụ được điều khiển bằng van nhiệt lấy tínhiệu từ nhiệt độ nước làm mát Bơm này sẽ không làm việc khi nhiệt độ động cơ đạtbình thường

5-Điều khiển bướm gió tự động bằng các phương pháp sau: điều khiển bằng tínhiệu nước làm mát, điều khiển bằng chân không, điều khiển bằng điện

6-Bộ chế hòa khí đời mới có cơ cấu cầm chừng nhanh

Trên bộ chế hòa khí hiện đại có rất nhiều bộ phận nhưng trong khuôn khổ luậnvăn và thời gian có hạn em xin trình bày những bộ phan có liên quan đến điện điệnđộng cơ như: Điều khiển bướm gió tự động điện tử, Van solenoid điều khiển cắtnhiên liệu mạch ralentie, Địa ly tâm để tán nhuyễn nhiên liệu

1 Điều khiển bướm gió tự động điện tử.

Hệ thống bướm gió tự động được trang bị cho phép hỗn hợp khí – nhiên liệu đậmhơn được cung cấp cho các xi lanh khi động cơ lạnh

Khi động cơ khởi động:

Bướm gió được đóng hoàn toàn bởi dây lưỡng kim cho đến khi nhiệt độ môi

trường đạt tơi 30 0 C (86 0 F) Khi động cơ quay với bướm gió đóng, độ chân không được

tạo ra ở dưới bướm gió lớn hơn nên một lượng xăng lớn được cung cấp qua các mạchcao và thấp tốc sơ cấp nhiều hơn và hỗn hợp khí – nhiên liệu đậm hơn

Hình 2: Sơ đồ hệ thống mở bướm gió tự động Sau khi khởi động:

Khi động cơ đã nổ, cực L của máy phát điện bắt đầu có điện áp, tạo dòng điện

cấp cho cuộn dây nhiệt điện Khi lưỡng kim nhiệt nóng lên, nó bắt đầu giãn nở vàmở bướm gió Để giới hạn dòng điện đi vào cuộn dây nhiệt sau khi bướm gió đã mở

hết (phía trong buồng lò xo đạt khoảng 100 0 C tức 212 0 F), người ta dùng điện trở nhiệt

có hệ số nhiệt dương (PTC).

1 Van solenoid điều khiển cắt nhiên liệu mạch ralentie.

 Khi động cơ làm việc công tắc đánh lửa ở vịtrí ON, có dòng điện đi qua van Solenoid,van Solenoid mở mạch không tải Lúc đónhiện liệu qua Gicleur 1 hòa trộn với khôngkhí qua Gicleur 2 và 3 tạo thành bọt xăngphun ra ở lỗ không tải

 Khi công tắc đánh lửa ở vị trí OFF, không códòng điện ,van Solenoid đóng mạch khôngtải , không có hòa khí phun vào lỗ không tải(nhằm mục đích tránh hiện tượng động cơvẫn làm việc không tải khi động cơ đã tắtcông tắc điện)

Ngoài ra trên mạch điện của vanSolenoid, người ta còn bố trí công tắcchân không 2 (H.4) Ở chế độ ralentievan Solenoid 1 mở, qua công tắc chânkhông 2 ra mass

Khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao màbuông bàn đạp ga một cách đôt ngột,

P h sau cánh bướm ga tăng lên rất lớn,hút màng của công tắc chân không, ngắtđiện cung cấp cho van Solenoid, nhiên

Khi P h sau cánh bướm ga giảm xuống,

Khi P h sau cánh bướm ga giảm xuống, mạch điện cung cấp cho van Solenoid nối,nhiên liệu được phun ra ở lỗ không tải

Nếu động cơ tiếp tục chạy sau khi khóa điện ngắt gọi là hiện tượng “dieseling”.Chống lại hiện tượng này bằng hai cách: ngừng cung cấp nhiên liệu cho bộ CHKhoặc cấp nhiều khí cho hệ thống nạp Cách đầu tiên được sử dụng phổ biến hơn vàđược thực hiện bởi van điện từ

Hình 5: Van từ chống hiện tượng Dieseling

Khi tắt công tắc đánh lửa, van từ đóng, ngừng cung cấp nhiên liệu cho mạch tốc độthấp Tuỳ thuộc vào kiểu xe, van điện này còn được điều khiển bởi ECU kiểm soát

chế độ cầm chừng cưỡng bức, giúp giảm nồng độ khí thải khi giảm tốc (phanh độngcơ) và tiết kiệm nhiên liệu.

3 Đĩa ly tâm để tán nhuyễn nhiên liệu

Để cải thiện sự phân bố nhiên liệu, điều cần thiết là phải giãm thiểu hay khử bỏmàn nhiên liệu lỏng mỏng đọng lại trên vách ống góp hút, màn nhiên liệu này hìnhthành do những hạt nhiên liệu đập vào thành ống khi hỗn hợp chuyển động quanhững góc cong ngoặc của ống góp hút

Để giãm thiểu sự va đập của những hạt nhiên liệu lên vách, sử dụng những bộphận tạo sương có khả năng cung cấp những hạt nhiên liệu có kích thước(1020)mm ở mọi chế độ làm việc của động cơ, để thay thế cho bộ chế hòa khí cungcấp những hạt nhiên liệu lớn có kích thước (150200)mm Bộ phận đó là bộ phậntán nhuyễn nhiên liệu, với bộ phận này xe có khả năng hoạt động được với hổn hợpnghèo: (A/F) = (1820) với tỉ lệ này có thể giãm NOX đến 80%, đồng thời giãm COvà HC không cháy

Hình 6: Sơ đồ kết cấu hệ thống tán nhuyễn nhiên liệu bằng đĩa ly tâm: 1- Cánh bướm

ga, 2- Dĩa ly tâm

2.2.1 HỆ THỐNG PHUN XĂNG

Khái quát hệ thống phun xăng.

Vào những năm trước cho đến những năm 1960, bộ chế hòa khí được sử dụnghầu hết trên các loại động cơ xăng Tuy nhiên, bộ chế hòa khí có nhiều khuyết điểm

Trong bộ chế hòa khí này có đặt một đĩa tánnhuyễn nhiên liệu xoay tròn với tốc độ cao.Nhiên liệu được phun vào tâm của đĩa, trong khiđĩa xoay với tốc độ 45000 v/p Với tốc độ này,giọt nhiên liệu rơi vào đĩa sẽ được xé nhỏ vớikích thước 20m (đĩa này có kích thướckhoãng 2 inch), nhiên liệu sẽ được phân tán mộtcách đồng nhất ở chu vi của đĩa theo hướngtâm Đĩa này làm việc rất tốt ở mọi chế độ tốcđộ của động cơ Địa này được dẫn động bằngmotor điện cóù n= 50000 v/p

2

1 1

Vì vậy, hệ thống phun xăng đã ra đời Với hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phunvào đường ống nạp bên cạnh suppap nạp bằng các bộ phận điều khiển cơ khí hoặcđiện tử, chứ không phải nhờ vào sức hút của dòng khí như ở động cơ sử dụng bộ chếhòa khí Sau khi nhiên liệu phun vào, nó sẽ được hòa trộn với không khí để tạo thànhhỗn hợp có tỉ lệ là tối ưu (nhiên liệu và không khí) Sau khi hòa trộn hỗn hợp đượchút vào xylanh của động cơ khi suppap nạp mở

Ở loại phun xăng, nhiên liệu được phun với một áp suất nhất định, áp suất nàyphải đảm bảo cho sự hình thành hỗn hợp để quá trình cháy xảy ra là tốt nhất

Trong thời kỳ đầu, công nghệ chế tạo còn rất kém, kỹ thuật và kinh tế còn hạn chếnên nó chưa được sử dụng rộng rãi trong thực tế

 Đến năm 1967 – 1979: hệ thống phun xăng kiểu D – Jetronic (D = Druck = Pressure) được sản xuất và đưa vào sử dụng Loại này không đo không khí mà đo

áp suất phía sau cánh bướm ga – đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp và sử

dụng MAP Sensor (MAP – Manifold Absolute Pressure)

 Năm 1973 – 1986: hệ thống phun xăng kiểu L – Jetronic (L = Luft =Air) được sử dụng Loại này, còn gọi là hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection –phun đa

điểm) hay phun theo lưu lượng gió

 Năm 1973 – 1995: hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic được dùng Đây là loại hệ thống phun liên tục hay còn gọi là hệ thống CIS (Continuous Injection System )

 Năm 1981 – 1998: kiểu phun xăng LH – Jetronic dùng bộ đo gió kiểu dây nhiệt

 Năm 1982 – 1996: kiểu KE – Jetronic được sử dụng

 Năm 1989 – 2000: kiểu Motronic ra đời và phát triển Sau năm 1989, hệ thống

này điều khiển cả phun xăng lẫn đánh lửa chung một máy tính Trên các xe ở cácnước Châu Âu đã ứng dụng kiểu phun xăng này như:

- TCCS: trên xe TOYOTA (Toyota Computer Control System)

- ECCS: trên xe NISSAN (Electronic Concentrated Control System)

- EEC: trên xe FORD (Electronic Engine Control)

Năm 1987 – 1997: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Jetronic Loại này có trên xe

Nhật CI (Central Injection), TBI (Throttle Body Injection) xe NISSAN hai kim phun:

một kim phun cho tải nhỏ, một kim phun cho tải lớn

Năm 1989 – 2000: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Motronic

Năm 1997 – 2005: hệ thống phun xăng GDI (Gasoline Direct Injection) – hệ thống

phun xăng trực tiếp vào buồng đốt động cơ Đây là loại hiện đại nhất, mới nhất Đến năm 2000 trở về sau, hệ thống phun xăng kiểu MED7

Trong khuôn khổ luận văn này em xin trình bày hệ thống phun xăng điện tử EFI

Hệ thống phun xăng điện tử EFI.

Hình 7: Sơ đồ cấu tạo hệ thông phun xăng điện tử EFI

1.Thùng nhiên liệu

2.Bơm nhiên liệu điện từ

3.Lọc nhiên liệu

4.Ống phân phối

12.Cảm biến lưu lượng gió 13.Rờle chính

14.Cảm biến Oxy 15.Cảm biến nhiệt độ động

17 15

22 13

12

21 11

16

19

20 7

5.Bộ điều áp

6.ECU

7.Kim phun nhiên liệu

8.Kim phun khởi động lạnh

9.Vít chỉnh tốc độ cầm chừng

10.Cảm biến vị trí cánh bướm ga

11.Cánh bướm ga

cơ 16.Công tắt nhiệt thời gian 17.Bộ chia điện

18.Bộ thêm gió 19.Vít chỉnh khí CO 20.Accu

21.Công tắt khởi động-đánhlửa

Hệ thống phun xăng điện tử EFI gồm.

1.K hông khí:

Không khí từ ngoài qua lọc gió đến bộ đo gió và đi qua cánh bướm ga vào đườngống nạp chung, tiếp tục đi vào đường ống nạp riêng đi và cuối cùng vào buồng cháyđộng cơ

2.N hiên liệu : Nhiên liệu đi thùng chứa đến bơm xăng qua lọc xăng đến ống phân

phối

Ống phân phối nhiên liệu đến : *Kim phun thông qua đường ống nạp để Đến buồng đốt

*Bộ điều áp trở về thùng chứa

3 H ệ thống điều khiển điện tử: Gồm ECU + các cảm biến

Các cảm biến bao gồm:

Cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến góc quay trụckhuỷu, cảm biến tốc độ động cơ, công tắt nhiệt thời gian, bộ đo gió, cảm biến nhiệtđộ không khí nạp, …

Các cảm biến gởi tín hiệu cảm nhận được để gởi về ECU Khi đó, ECU nhận vàxử lý các tín hiệu đó Sau đó, điều khiển bộ phận kim phun cho đúng thời điểm vàthay đổi lượng nhiên liệu phun cho phù hợp, tiết kiệm nhiên liệu nhất

2.2 : HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

2.2.1: Kiểu điều khiển bằng vít

Kiểu hệ thống đánh lửa này cĩ cấu tạo cơ bản nhất Trong kiểu hệ thống đánh lửa

này, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng cơ Dòng sơ cấp của bôbin được điều khiển cho chạy ngắt quãng qua tiếp điểm của vít lửa Bộ điều chỉnh đánhlửa sớm li tâm tốc và chân không điều khiển thời điểm đánh lửa Bộ chia điện sẽ phânphối điện cao áp từ cựôn thứ cấp đến các bugi

Hình 8: Hệ thống đánh lửa bằng vít

Trong kiểu hệ thống đánh lửa này tiếp điểm của vít lửa cần được điều chỉnh thườngxuyên hoặc thay thế Một điện trở phụ được sử dụng để giảm số vòng dây của cuộn sơcấp, cải thiện đặc tính tăng trưởng dòng của cuộn sơ cấp, và giảm đến mức thấp nhất sựgiảm áp của cuộn Cam của bộ chia điện được dẫn động từ trục cam của động cơ và làmnhiệm vụ mở tiếp điểm cũng có nghĩa là ngắt dòng điện sơ cấp của bobine khi đó từtrường do dòng điên sơ cấp gây nên sẽ mất đi đột ngột, làm cảm ứng ra sức điện độngcao thế trông cuộn thứ cấp Điện thế này sẽ qua bộ chia điện và dây cao áp đến cácbugi đánh lửa theo thứ tự động cơ Khi điện thế thứ cấp đạt giá trị đủ để đánh lửa thìgiửa hai điện cực của bugi đánh lửa sẽ xuất hiện tia lửa điện cao thế sẻ đốt cháy hộn hợp

nổ trông xi lanh

Hệ thống đánh lửa này xuất hiện sớm nhất trên các đời xe có động cơ 1A, 1Z , 1C , 2Ccủa hãng toyota và trên các xe của FORD, MAZA

Hệ thống đánh này có nhược điểm là dòng điện qua vít lửa quá lớn làm cho vít lửa dễ

bị cháy làm hư hệ thống đánh lửa vì vậy đầu thế kỷ 20 xuất hiện một hệ thống đánh lửa

mới là: hệ thống đánh lửa bán dẫn.

2.2.2: Kiểu bán dẫn

a) Sơ đồ cấu tạo.

Trong kiểu hệ thống đánh lửa này transistor điều khiển dòng sơ cấp, để nó chạy một

lửa sớm được điều khiển bằng cơ như trong kiểu hệ thống đánh lửa bằng vít hoặc có thểdùng các cảm biến vị trí như loại quang, Hall

Hình 9: Hệ thống đánh lửa bán dẫn.

Hệ thống đánh lửa này không dùng vít lửa nên cho độ bền cao nhưng mà còn dùng Bộđiều chỉnh đánh lửa sớm li tâm tốc và chân không điều khiển thời điểm đánh lửa

b) Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn

Hình 10: Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa

1 Bộ phát tín hiệu phát ra tín hiệu đánh lửa

2 Bộ đánh lửa (IC đánh lửa) nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp

3 Cuôn đánh lửa, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp

4 Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi

5 Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Thời điểm đánh lửasớm được điều khiển bởi bộ đánh lửa sớm li tấm và bộ đánh lửa sớm chân không

2.2.3 Kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa Sớm bằng điện tử)

a) Sơ đồ cấu tạo.

Trong kiểu hệ thống đánh lửa này không sử dụng bộ đánh lửa sớm chân không và litâm Thay vào đó, chức năng ESA của Bộ điều khiển điện tử (ECU) sẽ điều khiển gócđánh lửa sớm

2 IC đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp

3 Bô bin, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp

4 Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi

5 Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí

Thay vì sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bô bin đơn hoặc đôi cung cấpđiện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA của ECUđộng cơ Trong các động cơ gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm ưu thế

Hình 13: Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa.Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc lập chomỗi xy-lanh Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó cóthể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền Đồng thời nó cũnggiảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao

áp Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụngESA (đánh lửa sớm bằng điện tử) ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảmbiến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa.Thời điểm đánh lửa được tính toán liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá trịthời điểm đánh lửa tối öu đã được löu giữ trong máy tính, dưới dạng một bản đồ ESA

So với điều khiển đánh lửa cơ học của các hệ thống thông thường thì phương pháp điềukhiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa.Kết quả là hệ thống này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra

Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:

Hình 14: Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp

1 Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE): Phát hiện góc quay trục khuỷu (tốc độ động cơ)

2 Cảm biến vị trí của trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời của

trục cam

3 Cảm biến kích nổ (KNK): Phát hiện tiếng gõ của động cơ

4 Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát hiện góc mở của bướm ga

5 Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng không khí nạp.

6 Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ

7 Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm

tối ưu Gửi các tín hiệu IGF đến ECU động cơ

8 ECU động cơ: Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác

nhau, và gửi tín hiệu đến bô bin có IC đánh lửa

9 Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí

Hình 15: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp

Trên đây là những sơ lược về sự phát triển của hệ thống điện động cơ cịn rất nhiều vấn

đề cần quan tâm và đề cập tới nhưng do thời gian cĩ hạn và trình độ hạn chế nên em cĩthể trình bày như vậy Em rất mong sự quan tâm của thầy cơ và cá bạn

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE

TRÊN XE DU LỊCH

3.1: Tổng quan và các thơng số kỹ thuật động cơ 1ZZ-FE.

 Loại động cơ 1ZZ-FE

– Động cơ 4 xy lanh thẳng hàng, 1.8-Lít, 16 xupáp DOHC, được trang bịcác hệ thống phối khí VVT-i, chân ga điện tử ETCS-i và DIS

Hình 16: Kết cấu động cơ 1ZZ-FE

Tổng quan về động cơ

Thông số chính

Số xy lanh và cách bố trí xy lanh 4 xy lanh thẳng hàng

dẫn động xích, sử dụng VVT-iDung tích [cm3 ] 1,794

Đường kính xy lanh x hành trình [mm] 79.0 x 91.5

Công suất lớn nhát [kW @ rpm] 97 @ 6,000

Mô men xoắn lớn nhất [N·m @ rpm] 170 @ 4,200

Van định Xu páp nạp

o đến 430 BTDC

3.2: các hệ thống trên động cơ 1ZZ-FE

Trên động cơ 1ZZ-FE của xe Crolla đều cĩ đủ các bộ phận như những động cơ khácnhư: hệ thống làm mát, hệ thống bơi trơn, hệ thống điều khiển, hệ thống điện tuy nhiênđộng cơ 1ZZ-FE cĩ những bộ phận tiên tiến hơn mà

những xe khác khơng cĩ như:

Hệ thống nhiên liệu

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu không đường hồi, bình xăng 55 lít

Hình 17: Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu trên xe

 Bơm nhiên liệu

– Bộ lọc than hoạt tính được tích hợp với bơm nhiên liệu để tăng hiệu quảsử dụng không gian của khoang động cơ

Hình 18: Cấu tạo bơm nhiên liệu Hệ thống điều khiển động cơ

 Bố trí chi tiết trên xe

Hìønh 19: Sơ đồ các chi tiết hệ thống điều khiển động cơ trên xe

 Bố trí chi tiết trên động cơ

Hình 20: Sơ đồ bố trí các chi tiết hệ thống điều khiển động cơ

 Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển động cơ

Cảm biến đo lưư lượng khí nạp Loại dây sấy 1

Cảm biến vị trí trục khuỷu

(Số răng của rôto tín hiệu) Loại cuộn từ nhận tín hiệu(36-2) 1

Cảm biến vị trí trục cam

(Số răng của rô to tín hiệu)

Loại cuộn từ nhận tín hiệu

Cảm biến khí ôxy có bộ sấy Loại hình cốc 1

Cảm bến vị trí bướm ga Loại không tiếp xúc 1

Cảm biến tiếng gõ Loại dẹt (Loại không cộnghưởng) 1

 ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh)

– Sử dụng bướm ga điện tử ETCS-i, điều khiển bướm ga rất linh hoạt(Điềukhiển phi tuyến/Điều khiển chế độ không tải)

Hình 21: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh

– An toàn (khi bướm ga có sự cố)

• Lò xo hồi sẽ làm cho bướm ga hé mở một góc nhỏ

Hình 21; Hoạt động của hệ thống điều khiển bướm ga khi bướm ga có sự cố

 Cảm biến tiếng gõ loại dẹt

– Loại cảm biến này có thể phát hiện tiếng gõ chính xác hơn so với loạicảm biến cộng hưởng

Hình 22; Hình dạng cảm biến tiếng gõ

Nếu xảy ra hiện tượng đứt hay ngắn mạch, điện áp trong KNK1 sẽ bị thay đổi, nênECM sẽ phát hiện được hư hỏng

Hình 22: Mạch điện và cấu tạo cảm biến tiếng gõ Hệ thống nạp và xả khí

 Mô tả chung

– Sử dụng bướm ga điện tử

– Sử dụng 02 bộ trung hòa khí xả 3 thành phần theo tiêu chuẩn EURO III

1 Oáng giẩm thanh chính 7 Bướm ga điện tử

2 Điểm nối 8 Khoang nạp khí bằng nhựa

3 Oáng giâm thanh phụ

4 Cảm biến khí ôxy có bộ sấy

5 Bộ TWC

6 Bộ góp nạp bằng thép không rỉ

Hình 23; Sơ đồ các chi tiết của hệ thống nạp và xả khí

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE

4.1.1 giới thiệu

ECUĐỘNGCƠ

Bộ đo giĩ dây nhiệt

#10

Cảm biến oxy

OX

vịi phun No.2

vịi phun No.3

vịi phun No.4

vịi phun No.1

#20

#30

#40

Hình 24: Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu

Cấu tạo: Cấu tạo của cảm biến dây nhiệt được mô tả như sau:

Hình 25: Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến trên hình minh hoạ gồm phích cắm được đặt vào trong đường khôngkhí và làm cho phần khí nạp chạy qua khu vực phát hiện Một dây nóng ( nhiệt điệntrở) được dùng như một cảm biến lắp vào khu vực phát hiện cùng với một dây sấybằng platin, Bằng cách đo trực tiếp khối lượng không khí nạp, độ chính xác được

tăng lên và hầu như không có sức cản không khí Ngoài ra, không có các cơ cấu đặcbiệt nên cảm biến dây nhiệt có độ bền tuyệt hảo.

Hoạt động :

Dòng điện đi qua nhiệt điện trở làm cho nó nóng lên Khi không khí đi quaphần tử nhiệt này sẽ lấy đi các phần tử nhiệt lượng, dẫn đến nhiệt điện trở sẽ đượclàm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp Bằng cách điều khiển dòng điệnqua điện trở để giữ điện trở ở một nhiệt độ không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận vớikhối lượng không khí đi qua điện trở Dòng điện này sẽ được đưa về ECU động cơdưới dạng áp ở cực VG

Hình 26: Sơ đồ mạch điện cảm biến lưu lượng không khí nạp Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp Cũng giống nhưcảm biến nhiệt độ nước, nó gồm có một điện trở được gắn trong bộ đo gió

Tỷ trọng của không khí thay đổi theo nhiệt độ Nếu nhiệt độ không khí cao,hàm lượng oxy trong không khí thấp Khi nhiệt độ không khí thấp, hàm lượng oxy

trong không khí tăng Vì vậy, khối lượng không khí sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ của

khí nạp Đối với các hệ thống phun xăng nêu trên ECU xem nhiệt độ 20 0 C là mức

chuẩn, nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20 0 C thì ECU sẽ điều khiển giảm lượng xăng

phun; nếu nhiệt độ khí nạp nhỏ hơn 20 0 C thì ECU sẽ điều khiển tăng lượng xăng

phun Với phương pháp này, tỉ lệ hỗn hợp sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ môitrường

Hình 27: Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Trên động cơ 1ZZ-FE tích hợp hai cảm biến đo giĩ dây nhiệt và cảm biến nhệt độkhí nạp vào chung cùng một chỗ.

4.1.2.2 Cảm biến nồng độ ôxy cĩ bộ sấy.

Để cho động cơ có lắp đặt bộ TWC ( bộ lọc khí xả ba thành phần ) đạt đượchiệu quả lọc tốt nhất cần phải duy trì tỷ lệ không khí nhiên liệu gần với tỷ lệ lýthuyết

Cảm biến ôxy nhận biết tỷ lệ không khí – nhiên liệu là đậm hay nhạt hơn sovới tỷ lệ lý thuyết

Trên xe TOYOTA COROLLA sử dụng cảm biến ôxy loại Zirconia Một phầntử làm bằng Đioxit Zirconia (ZrO2) là một loại gốm Phần tử này được phủ cả bêntrong và bên ngoài bằng một lớp mỏng Platin Không khí bên ngoài được dẫn vàotrong của cảm biến và bên ngoài thì tiếp xúc trực tiếp với khí xả

nhạt, sẽ có nhiều ôxy trong khí xả,

nên có sự chênh lệch nhỏ về nồng độ

giữa bên trong và bên ngoài cảm

biến Vì lý do đó, điện áp do nó tạo ra

nhỏ (dưới 0,45V) Ngược lại, nếu tỷ lệ

không khí – nhiên liệu là đậm, ôxy

trong khí xả gần như biến mất Điều

đó tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng

độ ôxy bên trong và bên ngoài của

cảm biến Nên điện áp tạo ra tương

đối lớn (lớn hơn 0,45V)

Hình 29: Cấu tạo cảm biến nồng độ oxy Chú thích: 1 – mặt bích; 2 –điện cực rắn(Zirconia); 3 – phần tử Platin; 4 – không khí; 5 – vỏ

Platin (phủ bên ngoài phần tử cảm biến) có tác dụng như một chất xúc tác làmcho ôxy và CO trong không khí xả phản ứng với nhau Nó làm giảm lượng ôxy vàtăng độ nhậy của cảm biến.

Dựa trên tínhiệu từ cảm biến này, ECM sẽ điều chỉnh để tăng hay giảm lượng nhiên liệu để duytrì tỷ lệ không khí - nhiên liệu gần với tỷ lệ lý thuyết

Hình 31: Mạch điện của cảm biến oxy có day sấy

Hình 30: Đường đặc tính điện áp ra của cảm biến nồng độ

ôxy

Khi nhiệt độ khí xả thấp hoặc trường hợp bề mặt cảm biến bị dính bụi, khi đóECM sẽ điều chỉnh dòng điện qua dây sấy để sấy cảm biến, nhằm giữ được sự hoạtđộng ổn định của cảm biến Điện trở phân tử nung này được lắp trong cảm biến vàđược cung cấp điện từ accu Nó là loại có trị số nhiệt điện trở dương Việc nung phầngồm ZrO2 mục đích để giữ nhiệt độ trên mức giới hạn 3500C.

4.1.2.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát dùng để xác định nhiệt độ động cơ

Hình 32; Cấu tạo cảm

biến nhiệt độ nước làm mát

Nguyên lý:

Điện trở nhiệt là một phần

tử cảm nhận sự thay đổi điện trở

theo nhiệt độ

Được làm từ vật liệu bán

dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở

âm (NTC – negative temperature

: Hình 33: Đường đặc tuyến của cảm biến nhiệt độ

coefficient ), nghĩa là khi nhiệt độ tăng lên thì điện trở giảm và ngược lại (đường đặctuyến).

Nối song song với cảm biến là một bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số(gọi làbộ chuyển đổi A/D) Bộ chuyển đổi A/D sẽ đo điện áp rơi (sụt áp) trên cảm biến

Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp đặt giữa haiđầu của bộ biến đổi A/D cao Tín hiệu điện áp cao sẽ thông báo cho ECU biết động

cơ đang lạnh Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm điện áp đặt giảm Tínhiệu điện áp giảm sẽ báo cho ECU biết là động cơ đang nóng lên Khi nhiệt độ thấp,tín hiệu thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh ECU sẽ tăng lượng xăng phuncải thiện tính năng hoạt động khi động cơ lạnh Khi nhiệt độ cao thì ECU sẽ giảmlượng xăng phun

Những thay đổi này phản ánh dưới dạng điên áp phát ra từ cảm biến ECMtheo dõi điện áp của cảm biến và dùng để tính toán giá trị của ECT Khi điện áp củacảm biến lệch ra khỏi phạm vi hoạt động bình thường thì ECM coi đó là hư hỏng vàthiết lập mã DTC

Hình 34: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước kàm mát

4.1.2.4 C ảm biến vị trí bướm ga.

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió Có nhiệm vụ xác nhận vịtrí của góc mở bướm ga Cảm biến này biến đổi góc mở của cánh bướm ga thànhđiện áp, được truyền đến ECU như tín hiệu của góc mở bướm ga ( VTA )

Trên TOYOTA COROLLA được trang bị một cảm biến vị trí bướm ga loạituyến tính lắp trong cổ họng gió để cảm nhận góc mở của bướm ga

Khi bướm ga đóng hoàn

toàn điện áp khoảng 0,7V được

cấp đến cực VTA của ECU

Điện áp cấp đến cực VTA của

ECU sẽ thay đổi tỉ lệ với góc mở

của bướm ga và bằng khoảng

3,5 đến 5V khi bướm ga mở

hoàn toàn

ECU sẽ đánh giá điều

kiện tải động cơ từ những tín

hiệu điện vào cực VTA này,

dùng chúng như một điều kiện để quyết định hiệu chỉnh tỉ lệ không khí – nhiênliệu, hiệu chỉnh tăng tải, điều khiển cắt nhiên liệu, điều khiển phun cơ bản …

4.1.2.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu và vị trí trục cam

Trên xe TOYOTA COROLLA sử dụng cảm biến tốc độ động cơ (NE) và cảmbiến vị trí trục khuỷu dạng điện từ loại nam châm đứng yên Mỗi cảm biến gồm córotor để khép mạch từ và cuộn dây cảm ứng mà lõi gắn với một nam châm vĩnh cửuđứng yên

Các tín hiệu G và NE được tạo ra bởi cuộn nhận tín hiệu, bao gồm một cảmbiến vị trí trục cam, một cảm biến vị trí trục khuỷu và rotor tín hiệu Thông tin từ haitín hiệu này được kết hợp bởi ECM để phát hiện đầy đủ góc của trục khuỷu và tốcđộ của động cơ Hai tín hiệu này không chỉ rất quan trọng với hệ thống EFI mà cònquan trong đối với hệ thống ESA

Cảm biến vị trí trục cam

Hình 35: Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

Hình 36: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam và vị trí trục khuỷu

Trên trục cam, đối diện với cảm biến trục cam là một đĩa tín hiệu G có 3 răng Khitrục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến nàysẽ thay đổi Sự thay đổi của khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu đượcgắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G tín hiệu G này được chuyển đi như mộtthông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECM, kết hợp với tín hiệu NE từ cảmbiến vị trí trục khuỷu để xác định TDC kì nén của mỗi xi lanh để đánh lửa và pháthiện góc quay trục khuỷu ECM dùng thông tin này để xác định thời gian phun vàthời điểm đánh lửa

Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến tốc độ động cơ phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ,tín hiệu NE được gửi về ECM ECM dùng tín hiệu G và NE để tính toán thời gianphun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản Đối với tín hiệu G, tín hiệu NE được tạo rabởi khe không khí giữa cảm biến vị trí trục khuỷu và các răng trên chu vi của rotortín hiệu NE được lắp trên trục khuỷu Số răng của rơ to tín hiệu là 36-2

Hình 37: Cấu tạo của cảm biến vị trí trục khuỷu.

4.1.3 Bộ điều khiển trung tâm (ECU)

4.1.3.1 Cấu tạo ECU

Hình 38: Cấu tạo ECU

4.1.3.2 Bộ nhớ.

Bộ nhớ trong của ECUchia làm 4 loại

- ROM: dùng trử thông tin thường trực Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ âó ra

chứ không thể ghi vào được Thông tin của nó được cài sẳn, ROM cung cấp thông tincho bộ vi xử ly và được lắp cố định trên mạch in

- PROM: Cơ bản giống ROM nhưng cho phép lập trình(nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng

chứ khơng phải ở nơi sản xuất như ROM PROM cho phép sửa đổi chương trình điềukhiển theo những địi hỏi khác nhau

- RAM: Bộ nhớ truy xuất ngẩu nhiên dùng để lưu trử thơng tin mới được ghi

trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý Ram cĩ thể đọc và ghi các số liệu theo địachỉ bất kỳ RAM cĩ hai loại

+ Loại RAM xóa được: bộ nhớ mất khi mất nguồn+ Loại RAM không xóa được: vẫn duy trì bộ nhớ cho dù khi tháo nguồncung cấp oto.RAM lưư trử những thơng tin về hoạt động của các cảm biếndùng cho hệ thống tự chẩn đốn.

- KAM: Dùng để lưu trử những thơng tin mới (những thơng tin yạm thời) cung cấp

đến bộ vi xử lý KAM vẫn duy trì bộ nhớ cho dù động cơ ngưng họat động hoặctắt cơng tắc máy Tuy nhiên nếu tháo nguồn cung cấp từ accu đến máy tính thì bộnhớ KAM bị mất

4.1.3.3 Bộ vi xử lý

Bộ vi xử lý cĩ chức năng tính tốn và quyết định Nĩ là “bộ não”của ECU.

4.1.3.4 Các bộ phận của ECU:

ECU được đặt trong một vỏ kim loại để tránh nước văng Nó được đặt ở nơi ít bị

ảnh hưởng bởi nhiệt độ

Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch Các linh kiệncủa công suất tầng số cuối bắt liền với một khung kim lọai của ECU mục đích đểtải nhiệt độ tốt Vì dùng IC và linh kiện tổ hợp nên ECU rất gọn Sự tổ hợp cácnhóm chức năng trong IC ( bộ tạo xung, bộ chia xung bộ dao động đa hài điềukhiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao nhất

Một đầu ghim đa chân dùng nối ECU với hệ thống điện trên xe, với kim phunvà các cảm biến

4.1.4 Tín hiệu ra.

Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được những tínhiệu đầu vào từ các cảm biến Qua đó, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun

Quá trình mở và đóng của kim phun diễn ra ngắt quãng ECU gởi tín hiệu đến kimphun trong bao lâu phụ thuộc vào độ rộng xung Hình dưới đây cho thấy độ rộngxung thay đổi tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ Giả sử cánh bướm ga mở lớnkhi tăng tốc thì cần nhiều nhiên liệu hơn Do đó ECU sẽ tăng chiều dài xung.Điều này có nghĩa là ti kim sẽ giữ lâu hơn trong mỗi lần phun để cung cấp thêmmột lựơng nhiên liệu.

Hình 39: Hình dạng tín hiệu ra điều khiển kim phun

Xung điều khiển kim phun ứng với từng chế độ làm việc

của động cơ

Khi dòng điện đi qua cuộn dây của kim phun sẽ tạo một lực từ đủ mạnh đểthắng sức căng lò xo, thắng lực trọng trường của ty kim và thắng áp lực của nhiên

liệu đè lên kim, kim sẽ được nhích khỏi bệ khoảng 0.1 mm nên nhiên liệu được

phun ra khỏi kim phun

Vòi phun

Vòi phun là một vòi hoạt động bằng điện từ, nó phun nhiên liệu phụ thuộc vàotín hiệu từ ECU Vòi phun được lắp vào đường ống nạp, gần cổng nạp của nắp quylát qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối

Khởi động lạnh Chạy với điều kiện lạnh Chạy với điều kiện ấm Chạy sau hành trình dài Tăng tốc

Cánh bướm ga đóng kín Cầm chừng nóng

Hình 40: Kim phun được lắp vào trong động cơ

1 – Vòng cách nhiệt; 2 – Kim phun; 3 – Đệm chữ O;

4 – Đường ống nạp; 5 – Vòng cao su; 6 – Ống phân phối

Bộ phun nhiên liệu vận hành bằng cuộn dây solenoid được kích hoạt bằng ECU.Cuộn solenoid trong bộ phun sẽ mở hoặc đóng bộ này Solenoid được từ hóa khi cóđiện áp Lực từ sẽ nâng phần ứng lên, do đó sẽ nâng van kim Nhiên liệu phun trongkhoảng thời gian van kim mở Khi không có điện áp, cuộn dây mất từ tính, lò xo sẽđẩy kim đóng lại, làm dừng sự phun nhiên liệu

cấu tạo của kim gồm: 1- Bộ lọc: Bảo đảm nhiên liệu đi vào kim phun phải thật sạch;2- Giắc cắm: Nối với mạch điện điều khiển; 3- Cuộn dây: Tạo ra từ trường khi có dòng điện; 4- Ti kim: Tác động đến sự đóng mở của van kim; 5- Van kim: Đóng kín vòi phun, khi có dòng điện sẽ bị nhấc lên cho nhiên liệu phun ra; 6- Vòi phun: Định góc phun và xé tơi nhiên liệu; 7- Vỏ kim.

Kết cấu một kim phu

Hình 41: Kết cấu kim phun

4.2 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA.

sơ đồ cấu tạo của hệ thống đánh lửa.

Hình 42: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống đánh lửa

Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS thực hiện điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điệntử, sử dụng mỗi bobine cho một bougie Kiểu đánh lửa này có nhiều ưu điểm vượttrôi: nhờ tần số hoạt động của mỗi bobine nhỏ nên cuộn sơ cấp và thứ cấp ít nónghơn Do đó kích thước bobine nhỏ , được thiết kế chung với IC và nắp chụp bougie

Hình 44: Cấu tạo

ECU.

4.2.1 Cấu tạo accu

Accu trên ơ tơ bao gồm một dung dịch acid sunfuric lỗng và các bản cực âm,dương Các bản cực được làm từ chì hoặc vật liệu cĩ nguồn gốc từ chì thì nĩ được gọi làaccu chì-acid Một bình accu được chia thành nhiều ngăn (accu trên ơ tơ thường cĩ 6ngăn), mỗi một ngăn cĩ nhiều bản cực, tất cả được nhúng trong dung dịch điện phân

Hình 43: Cấu tạo ắc quy

4.2.2 Cấu tạo ECU

Kết cấu và nguyên lý cấu tạo giống như hệ thống phun xăng

4.2.3 Cấu tạo cuộn đánh lửa cĩ IC đánh lửa.

Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa, cuộnđánh lửa ( bobine ) và nắp chụp bugi kếthợp thành một cụm