Phần 2 cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống nhiên liệu động cơ phun xăng điều khiển theo chương trình TCCS ( toyota computer control system )

Toyota computer control system.EFI, ESA, ISC, EGR,...Phần 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống nhiên liệu động cơ phun xăng điều khiển theo chương trình TCCSA. Khái niệm hệ thống EFITCCS : Là công nghệ máy tính điều khiển trên động cơ ôtô. • Hệ thống EFI đi từ việc đơn giản chỉ là điêù khiển phun xăng đến việc tích hợp thêm các bộ phận điều khiển khác: • Điều khiển đánh lửa (ESA): Hệ thống EFITCCS điều chỉnh góc đánh lửa theo điều kiện hoạt động tức thời của động cơ, tính toán hợp lý thời gian đánh lửa và kéo dài tia lửa điện với thời gian lý tưởng nhất.• Điều khiển tốc độ không tải (ISC): EFITCCS điều chỉnh tốc độ không tải bởi ECU. ECU kiểm tra điều kiện hoạt động của động cơ để đưa ra phương thức điều khiển tới van điện từ đóng mở mạch không tải.

nhiên liệu động cơ phun xăng điều khiển thao

chương trình TCCS

A Khái niệm hệ thống EFI/TCCS :

Là công nghệ máy tính điều khiển trên động cơ ôtô

• Hệ thống EFI đi từ việc đơn giản chỉ là điêù khiển phun xăng đến việc tích hợp thêm các bộ phận điều khiển khác:

• Điều khiển đánh lửa (ESA): Hệ thống EFI/TCCS điều chỉnh góc đánh lửa theo điều kiện hoạt động tức thời của động cơ, tính toán hợp lý thời gian đánh lửa và kéo dài tia lửa điện với thời gian lý tưởng nhất

• Điều khiển tốc độ không tải (ISC): EFI/TCCS điều chỉnh tốc

độ không tải bởi ECU ECU kiểm tra điều kiện hoạt động của động cơ để đưa ra phương thức điều khiển tới van điện từ đóng mở mạch không tải

• Các hệ thống liên quan : Điều khiển số tự động, hệ thống cảm biến, điều hòa không khí, cung cấp điện, tự chẩn đoán kiểm tra phát hiện lỗi của động cơ…

B Các chế độ làm việc chính của hệ thống TCCS :

1.1 KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

1

Hình 1 Kết cấu cơ bản của EFI

Hệ thống điều khiển điện tử phun xăng:

• Bao gồm các cảm biến động cơ, ECU, khối lắp ghép kim phun

+ Hệ thống điều khiển điện tử là đảm bảo hỗn hợp khí cháy có tỷ lệ lý tưởng.Bộ phận chính của hệ thống điều khiển điện tử là bộ Điều khiển trung tâm(ECU), nó nhận thông tin từ các cảm biến (nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp, vị trí bướm ga, tín hiệu khởi động

và cảm biến ô xy) cùng với tín hiệu đánh lửa và thông tin từ bộ phận đo lượng khí nạp Sau khi xử lý các tín hiệu thu được ECU sẽ phát tín hiệu điều khiển vòi phun (thông tin

về thời điểm phun và lượng phun)

Nhờ đó mà lượng nhiên liệu phun vào luôn luôn tỷ lệ với lượng khí nạp

+ Hệ thống nhiên liệu : bao gồm một bơm điện, nó hút xăng từ thùng chứa và đẩyvào hệ thống qua một bầu lọc Như vậy, khi động cơ hoạt động, trong đường ốngphân phối nhiên liệu tới các vòi phun luôn luôn thường trực một áp suất khôg đổi(khoảng 2,5 ¸ 3 kG/cm2), đây cũng chính là áp suất phun Khi nhận được tín hiệuđiều khiển từ ECU, van điện mở và nhiên liệu được phun vào trong đường ống

nạp Để giữ áp suất ổn định trên đường ống nhiên liệu cấp tới các vòi phun, người

ta bố trí một van điều áp Ngoài ra đường ống nhiên liệu còn được nối tới vòi phun

khởi động nguội bố trí trong buồng khí nạp Tín hiệu điều khiển vòi phun này được lấy từ công tắc báo khởi động nguội Công tắc này đặt trong áo nước của xi lanh và đóng, mở tuỳ theo nhiệt độ nước

+ Hệ thống nạp khí : bắt đầu từ một bộ lọc khí, sau khi đi qua nó không khí được lọc sạch và được dẫn qua một bộ đo lưu lượng khí nạp (lưu lượng kế hoặc cảm biến đo lưu lượng) rồi đi qua bướm ga, đi tiếp tới buồng khí và đi vào cụm ống nạp của động cơ Tại đây, nhiên liệu được phun vào, hoà trộn với không khí tạo thành hỗn rồi được hút vào các xi lanh.

Slide 10

2 Đánh lửa sớm ESA

2.1 Khái niệm :

Hình 2 : So sánh đặc tuyến điều chỉnh góc đánh lửa sớm điện tử và cơ khí

Slide 12

Hình 3 : Sơ đồ ESA với cơ cấu đánh lửa sớm bằng điện tử

Hệ thống ESA là một hệ thống dùng ECU động cơ để xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau Số tín hiệu vào càng nhiều thì việc xác định góc đánh lửa sớm tối ưu càng chính xác Sơ đồ hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử có thể chia thành 3 thành phần: tín hiệu vào (input signals), ECU và tín hiệu điều khiển igniter (output signals).

Đồ thị hình 2 mô tả sự sai lệch giữa 2 kiểu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử và cơ khí Đối với hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử, góc đánh lửa sớm được hiệu chỉnh gần sát với đặc tính lí tưởng Kết hợp hai đặc tính đánh lửa sớm theo tốc độ và theo tải có bản đồ góc đánh lửa sớm lý tưởng, hình 3, với khoảng 1000 đến 4000 điểm đánh lửa sớm được chọn lựa đưa vào bộ nhớ

Slide 14

Hình 4 : Bản đồ góc đánh lửa sớm lý tưởng

ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu góc quay trục khuỷu (G), tín hiệu tốc độ động cơ (NE) và các tín hiệu từ các cảm biến khác.

Khi đã xác định được thời điểm đánh lửa, ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa.

Hình 5 : Sơ đồ mạch điện mô tả hoạt động của ESA

Slide 16

IGF (xác nhận đánh lửa): Sức điện động đảo chiều tạo

ra khi dòng điện trong cuộn sơ cấp bị ngắt sẽ làm cho mạch điện này gửi một tín hiệu IGF đến ECU, nó sẽ biết được việc đánh lửa có thực sự diễn ra hay không nhờ tín hiệu này

IGT (thời điểm đánh lửa): ECU động cơ gửi một tín hiệu IGT đến IC đánh lửa dựa trên tín hiệu từ cảm biến sao cho đạt được thời điểm đánh lửa tối ưu.Tín hiệu IGT này phát ra chỉ ngay trước thời điểm đánh lửa được tính toán bởi bộ vi xử lý, sau đó tắt ngay Bugi sẽ phát tia lửa điện khi tín hiệu này tắt đi

NE: Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để nhận biết tốc độ động cơ Tín hiệu NE được sinh ra trong cuộn dây nhận tín hiệu nhờ roto.

G-: Dây trung hòa của cảm biến vận tốc trục cam và cảm biến tử điểm hành trình xylanh

G1: Tín hiệu G báo cho ECU biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn Được sử dụng để xác định thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu so với

điểm chết trên (TDC) của mỗi xylanh.

từ 15KV à 40KV Đồng thời, tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ.

3 Điều khiển cơ cấu không tải ISC

Hệ thống ISC điều khiển tốc độ không tải bằng một van ISC để thay đổi lượng khí đi tắt qua bướm ga phụ thuộc vào các tín hiệu từ ECU động cơ Khi dòng điện chạy qua do tín hiệu từ ECU động cơ, cuộn dây bị kích thích và van chuyển động Điều này sẽ thay đổi khe hở giữa van điện từ và thân van, điều khiển được tốc độ

không tải (Tốc độ không tải nhanh được điều khiển bằng một van

khí phụ) Trong hoạt động thực tế, dòng điện qua cuộn dây được

bật tắt khoảng 100lần/giây, nên vị trí của van điện từ được xác định bằng tỷ lệ giữa thời gian dòng điện chạy qua so với thời gian

mà nó tắt (có nghĩa là hệ số tác dụng) Nói theo một cách khác,

van mở rộng khi dòng điện chạy lâu hơn trong cuộn dây.

biến

Hình 7 Hệ số tác dụng