nhom 3

Nguyên lý điều khiển điện tử và các chế độ làm việca Nguyên lý ĐKĐT Khi xe chuyển động , các cảm biến nhận dư liệu như tốc độ động cơ, tải động cơ, tốc độ xe, nhiệt dộ nước làm mát, cảm

Trang 1

THUYẾT TRÌNH

KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

CHỦ ĐỀ

CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ i-VTEC

HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ KIỂU

M-MOTRONIC, VÀ ME-MOTRONIC

Lớp DQS 05022

Nhóm 3

Trang 3

CƠ CẤU PHÂN PHỐI KHÍ

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ i-VTEC

PHẦN 1

Trang 5

2 Sơ đồ bố trí chung hệ thống

PHẦN 1 : CCPPK ĐKĐT i-VTEC

Trang 6

3 cấu tạo và nguyên lý làm việc

ECM

Tốc độ động cơ Tải động cơ Tốc độ xe Nhiệt độ nước làm mát

Trang 7

3 cấu tạo và nguyên lý làm việc

CẤU TẠO CỦA VTC VÀ VTEC

a) Cấu tạo

Trang 8

3 cấu tạo và nguyên lý hoạt động

thời điểm phối khí

Hình : Làm sớm thời điểm phối khí

Trang 9

b) Nguyên lý hoạt

động

động của VTC

Làm muộn thời điểm

phối khí: Khi áp suất

Trang 10

suất thủy lực được

duy trì để giữ thời

Trang 12

6

Hình : Hệ thống VTEC không được kích hoạt

1-Piston đồng bộ A 2- Piston đồng bộ B 3- Piston dừng 4- Cò mổ thứ cấp.

5- Cò mổ giữa 6 Cò mổ cơ bản

Trang 13

b) Nguyên lý hoạt động

 Nguyên lý hoạt động của VTEC

Khi tốc độ động cơ cao (hệ

Trang 14

Độ nâng xupap

Thời gian

Hình : Đồ thị khai triển biên dạng cam tác dụng

Trang 15

4 Nguyên lý điều khiển điện tử và các chế độ làm việc

a) Nguyên lý ĐKĐT

Khi xe chuyển động , các cảm biến nhận dư liệu ( như tốc độ động cơ, tải động cơ, tốc độ xe, nhiệt dộ nước làm mát, cảm biến vị trĩ trục cam…) nạp vào ECU Từ các thông số đó , ECU

xử lý và truyền tín hiệu tới các bộ phận để điều chỉnh các bộ phận chấp hành VTC hay VTEC hoạt động phù hợp

ECU nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ và tuỳ theo tốc độ động

cơ cao hay thấp mà ECU sẽ điều khiển van dầu mở cho dầu

đến buồng mở sớm hay mở muộn

Trang 16

b) Các chế độ làm việc

Tải động cơ

Tốc độ động cơ

Cam tốc độ cao Cam tốc độ thấp

VTEC

V T C

mômen động cơ

Hình : Các chế độ hoạt động của i- VTEC

1

2 3

4

Trang 18

Trang 19

Trang 20

Trang 21

HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU

KHIỂN ĐIỆN TỬ KIỂU

M-MOTRONIC

PHẦN 2

Trang 22

HỆ THỐNG PHUN XĂNG KIỂU M-MOTRONIC

Trang 23

Đặc điểm hệ thống phun xăng điện tử kiểu

Trung tâm điều khiển của hệ thống

M-Motronic là ECU của động cơ, nó có chức năng thu nhận những tín hiệu đầu vào và tạo tín hiệu điều khiển gửi đến cơ cấu chấp hành.

KHÁI NIỆM CHUNG

Trang 24

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

CHUNG CỦA HỆ THỐNG

1 Sơ đồ nguyên lý

Trang 26

CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN

TRONG HỆ THỐNG

CÁC BỘ PHẬN

CỦA HỆ THỐNG KHÔNG KHÍ

CÁC BỘ PHẬN

CỦA HỆ THỐNG NHIÊN

LIỆU

CÁC BỘ PHẬN

CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH

LỬA

CÁC BỘ PHẬN

CỦA HỆ THỐNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM

CÁC BỘ PHẬN

CỦA HỆ THỐNG TỰ CHẨN ĐOÁN

Trang 27

Tăng áp bằng tua bin khí

thải

Cơ cấu phối khí thông minh

Trang 28

Cảm biến xác định chế độ tải của động cơ

 Tải động cơ là một thông số vận hành quan

trọng đối với quá trình điều khiển động cơ bằng điện tử Nó là thước đo lượng khí nạp có trong

xy lanh tại thời điểm cháy Đây là thông số

quyết định cho việc tính toán thời gian phun

Có những phương pháp khác để xác định chế độ tải Đối với hệ thống M-Motronic, có thể sử dụng những loại cảm biến sau đây để xác định chế độ tải của

động cơ

CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG

KHÔNG KHÍ

Trang 29

CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG

KHÔNG KHÍ

a Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh quay

b Cảm biến khối lượng khí nạp kiểu sợi đốt

c Cảm biến khối lượng khí nạp kiểu màng nóng

d Cảm biến vị trí bướm ga

e Cảm biến áp suất khí trong đường

ống nạp.

Trang 30

Cảm biến lưu lượng khí nạp

 Cảm biến lưu lượng khí nạp được bố trí ở giữa bầu lọc không khí và bướm ga Nó xác định lưu lượng (tính theo m3/h) của không khí nạp Khi

khí nạp tác động trực tiếp một lực lên cửa đo

của cảm biến lưu lượng sẽ làm nó lệch đi một

góc Góc lệch của cửa đo tỷ lệ với lưu lượng khí nạp vào xi lanh Tín hiệu góc lệch này được biến đổi thành tín hiệu điện áp thông qua bộ điện áp Trong trường hợp tính đến sự thay dổi tỷ trọng của khí nạp theo nhiệt độ thì cảm biến áp lưu

lượng khí nạp được tích hợp thêm cảm biến

nhiệt độ

Trang 31

Cảm biến khối lượng khí nạp

 Cảm biến khối lượng khí nạp cũng được bố trí giữa bầu lọc không khí và bướm ga để xác định khối lượng (tính theo kg/h) không khí nạp vào xi lanh Cảm biến khối lượng khí nạp kiểu sợi đốt

và kiểu màng nóng là các cảm biến kiểu tải

trọng nhiệt Chúng hoạt động theo cùng một

nguyên lý là dòng khi nạp khi đi qua phần tử

nóng của cảm biến sẽ lấy nhiệt từ nó Cường độ dòng điện cấp cho phần tử cảm biến để nó có nhiệt độ không đổi sẽ tỷ lệ với khối lượng khí

nạp thổi qua nó Mạch đo của cảm biến sẽ xử lý cường độ dòng điện và tạo ra một tín hiệu điện

áp tương ứng.

Trang 32

Cảm biến khối lượng khí nạp

 Trong cảm biến khối lượng khí nạp kiểu sợi đốt phần tử cảm biến là một dây platin mỏng và còn được gọi là “sợi đốt” Trong cảm biến khối lượng khí nạp kiểu màng nóng, phần tử đo là một tấm platin mỏng, còn gọi là “màng nóng”, được đặt cùng với các bô phận khác của cảm biến trong một vỏ gốm Cảm biến khối lượng khí nạp kiểu màng nóng còn có khả năng nhận diện và tính toán cả lượng khí “thổi ngược” qua cảm biến

Các HTPX kiểu M-Motronic hiện nay chỉ sử

dụng cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu màng

nóng.

Trang 33

Cảm biến áp suất khí trong đường ống nạp

 Cảm biến áp suất khí nạp được lắp trên đường nạp và đo áp suất tuyệt đối trong đường nạp Dựa vào giá trị áp suất trong đường nạp, nhiệt

độ khí nạp và tốc độ động cơ sẽ tính toán được khối lượng khí nạp vào trong xy lanh.

Trang 34

Cảm biến vị trí/góc mở bướm ga

 Cảm biến vị trí bướm ga dùng để xác định vị trí của bướm ga và tạo ra một tín hiệu ra dạng

tương tự Tín hiệu này thường chỉ được sử

dụng như là tín hiệu tải thứ cấp Nó cung cấp

những thông tin bổ sung cho chức năng động lực học, cho việc xác định khoảng vận hành của động cơ (chế độ không tải, bướm ga mở nhỏ, bướm ga mở lớn).

Trang 35

 Van (15) này cho phép cho phép không khí nạp

đi vòng qua bướm ga với một lưu lượng xác

định Đây là biện pháp để giữ tốc độ động cơ ở mức không đổi khi chạy không tải cầm chừng

Để thực hiện việc này, ECU của động cơ sẽ

điều khiển tiết diện lưu thông của rãnh không tải nối tắt qua bướm ga.

Van điền chỉnh chạy không tải, sấy nóng

Bướm ga

 Bàn đạp chân ga được kết nối với bướm ga

(16) thông qua cơ cấu dẫn động thanh hoặc dẫn động cáp Vị trí của bàn đạp chân ga sẽ xác

định độ mở của bướm ga Độ mở này sẽ điều khiển lượng không khí nạp vào xy lanh động cơ.

Trang 36

 Việc tuần hoàn khí thải sẽ làm tăng hàm lượng khí trơ trong lượng khí nạp mới đi vào trong xy lanh

đông cơ Hệ thống tuần hoàn khí thải sẽ tạo đường nối giữa hệ thống thải với đường nạp của động cơ

Sự thay đổi về độ mở của van tuần hoàn khí thải (17) trên sẽ điều khiển lượng khí thải được hút

ngược trở lại xy lanh (tỷ lệ khí thải tuần hoàn) Việc tuần hoàn khí thải sẽ làm giảm nhiệt độ cháy cực đại và giảm hàm lượng NO x trong khí thải Độ mở của van tuần hoàn khí xả được điều khiển trực tiếp bởi tín hiệu PWM (pulse-width modulation) từ

ECU, thông qua một cơ cấu chấp hành kiểu điện khí nén

Hệ thống tuần hoàn khí thải

Trang 37

 Đường nạp có khả năng thay đổi hình dạng có thể được sử dụng để tăng cường khả năng tăng

áp quán tính cho động cơ Với việc sử dụng

đường nạp có khả năng thay đổi hình dạng sẽ tăng khả năng nạp đầy và do vậy sẽ cải thiện

đặc tính mô men của động cơ Hình dạng

đường nạp được thay đổi bởi ECU của động cơ, thông qua tín hiệu điện hoặc bằng các cánh

được điều khiển bằng điện khí- nén, và phụ

thuộc vào trạng thái vận hành của động cơ (nhất

là tốc độ và chế độ tải).

Đường ống nạp thay đổi hình dạng

Trang 38

• Bộ tua bin-máy nén được bố trí trên đường thải của

động cơ Trong quá trình đi quá máy nén, khí nạp bị sấy nóng

• Tại chế độ tốc độ cao và mô men xoắn yêu cầu lớn,

lượng khí thải ra từ động cơ quá lớn (dẫn đến áp suất khí tăng áp nạp vào xi lanh lớn) và có thể dẫn đến hiện tượng quá tải cho động cơ nếu không có biện pháp xử lý phù hợp Khi đó, một phần khí thải sẽ không đi qua bộ tua bin mà đi qua van xả Do vậy, sẽ giới hạn tốc độ của tua bin cũng như áp suất khí tăng áp trong đường nạp

Độ mở của van xả được kiểm soát bởi van kiểm soát áp suất khí tăng áp (điều khiển bằng điện khí nén) Van

kiểm soát áp suất khí tăng áp được điều khiển bởi ECU thông qua tín hiệu kiểu PWM

Tăng áp bằng Tuabin khí thải

Trang 39

 Cơ cấu phôi khí thông minh có thể thay đổi pha phối khí tùy theo chế độ vận hành của động cơ nhằm mục đích tăng mô men xoắn đầu ra và

giảm lưọng khí thải độc hại Thông qua việc thay đổi pha của trục cam nạp, sẽ làm thay đổi góc trùng điệp và do vậy sẽ làm thay đổi tỷ lệ khí trơ trong hỗn hợp môi chất nạp vào xi lanh.

Cơ cấu phối khí thông minh

Trang 40

Vòi phun xăng điện từ

Trang 41

 Nhiệm vụ của hệ thống này là đảm bảo hơi

nhiên liệu không bị thất thoát ra môi trường

Lượng nhiên liệu bay hơi từ thùng chứa được hấp thụ bởi hộp chứa than hoạt tính (1) trong hệ thống thu hồi hơi nhiên liệu Hơi nhiên liệu chứa trong hộp than hoạt tính được hút đường nạp

qua van dừng (2) và sau đó vào xy lanh Quá

trình hút hơi nhiên liệu này sẽ tái sinh khả năng hấp thụ của hộp chứa than hoạt tính (1) ECU của động cơ sẽ điều khiển dòng khí sạch qua

van tái sinh (3) tuỳ thuộc vào tình trạng vận

hành của động cơ.

Hệ thống kiểm soát lượng nhiên liệu bay hơi

Trang 42

Bơm nhiên liệu

-Bơm nhiên liệu sử

Trang 43

-Máy bơm ly tâm (b và d) Các máy bơm có các kênh và lưỡi dao (b) và bên (d) ngoại vi được phân biệt Trước đây đạt được

áp suất lên đến 3 bar, rất cân bằng và không tạo ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động Thủy lực với các kênh bên có cánh quạt đôi Áp lực tối đa là khoảng 1 bar và được sử dụng trong các hệ thống tiêm trung tâm, nơi áp suất này là đủ Chúng cũng được sử dụng làm máy bơm phụ trong hệ thống hai giai đoạn

Trang 44

-Máy bơm con lăn (a) Nguyên tắc hoạt động: dựa trên việc xả nhiên liệu bằng cách quay bánh công tác với các con lăn giữa

đó khối lượng biến nổi được tạo ra Con lăn do lực ly tâm trong quá trình quay liên tục phổ biến cho các cạnh bên trong, bên ngoài của vỏ bơm Áp lực lên đến 6 bar

Trang 45

-Máy bơm Zupcaste (c) Một nguyên tắc hoạt động tương tự cũng như cuộn chỉ là một phôi được bắt nguồn từ một băng tải

có răng nhỏ nằm bên trong một chiếc răng có răng có răng lớn hơn Áp lực lên đến 4 bar

Trang 46

Bầu lọc nhiên liệu

-Bầu lọc có nhiệm vụ lọc tạp chất, cặn bẩn ra khỏi nhiên liệu, giúp bảo vệ các bộ phận của HTPX khỏi bị tắc/nghẽn và hư hỏng

Trang 47

Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu

-Bộ điều chỉnh áp suất giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống

ở mức xác định trước, thông qua việc xả lượng nhiên liệu thừa

về thùng chứa

Trang 48

Bộ lọc (1), kết nối điện (2), cuộn dây (3), lõi của nam châm (5), thân van (6), một kim (7).

Trang 49

 Vòi phun điện từ (10) được bố trí nhô vào trong đường nạp sao cho tia nhiên liệu phun trực tiếp vào diện tích phía trước nó hoặc vào họng xu páp nạp Tại đó nhiên liệu được hòa trộn với

không khí tạo hỗn hợp cháy Mỗi vòi phun phụ trách việc cấp nhiên liệu cho một xy lanh Các vòi phun được điều khiển bởi ECU Thời gian

mở của vòi phun sẽ xác định lượng nhiên liệu được cung cấp Tuỳ thuộc vào kiểu phun, các vòi phun có thể hoạt động đồng thời hoặc riêng biệt

Trang 50

CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

Cuộn dây đánh lửa

cháy hỗn hợp nhiên liệu và tạo cao áp cao theo yêu cầu (của

hệ thống đánh lửa) nhằm tạo ra tia lửa giữa hai cực của bugi Cuộn dây đánh lửa (12) được gắn trực tiếp vào bugi Nói

cách khác, đây là hệ thống đánh lửa gồm bộ chia cao áp tĩnh

và cuộn dây đánh lửa đơn Nó có cuộn đánh lửa tách biệt để tạo cao áp cho mỗi xi lanh Hiện nay, hệ thống đánh lửa kép (dual-spark ignition coil) cũng được sử dụng khá phổ biến

(gồm 2 buji được cung cấp cao áp từ cùng một cuộn đánh

lửa) Hệ thống đánh lửa dùng một cuộn đánh lửa sẽ yêu cầu một bộ quay cơ khí để phân phối cao áp đến các buji Cấu

hình này không còn được sử dụng trên các HTPX thế hệ mới

Bugi

đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong xy lanh động cơ.

Trang 51

Cacbon monoxyt (CO ), Hydrocacbon(HC) và ô xít nitơ (NOx) thành hơi nước (H2O), nitơ phân

tử (N2) và Cacborn dioxyt (CO2)

Trang 52

cơ sẽ sử dụng thông tin

từ cảm biến lamda để duy trì hỗn hợp hợp cháy có thành phần trung hòa (hệ số dư lượng không khí λ=1)

Trang 53

“khởi động”) của BXLKT giúp nó nhanh chóng đạt đến nhiệt độ vận hành

Trang 54

CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG TỰ

CHUẨN ĐOÁN

 Các bộ phận có chỉ số (1) được sử dụng cho hệ thống

tự chẩn đoán OBD (On-Board Diagnosis) Điều luật

kiểm soát ô nhiễm của bang California (Mỹ) đặt yêu

cầu rất cao đối với khả năng tự chẩn đoán của HTPX kiểu Motronic Một số hệ thống liên quan đến kiểm soát

ô nhiễm chỉ có thể tiếp cận chẩn đoán khi có sự trợ

giúp của các bộ phận bổ sung

Trang 55

CÁC CẢM BIẾN DÙNG TRONG HỆ THỐNG

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ

CẢM BIẾN

MỨC NHIÊN LIỆU

CẢM BIẾN

VỊ TRÍ BƯỚM GA

CẢM BIẾN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

CẢM BIẾN

ÁP SUẤT

CẢM BIẾN

Ô XY (LAMBDA)

CẢM BIẾN KÍCH NỔ

CẢM BIẾN

LƯU LƯỢNG KHÍ

Trang 56

độ khí xả

Trang 57

làm mát.

Trang 58

1.Thùng nhiên liệu 2.Bơm nhiên liệu (điện)

3.Cảm biến mức nhiên liệu

4 Phao nổi

CẢM BIẾN MỨC NHIÊN LIỆU

Cảm biến nhiên liệu trong thùng chứa

Trang 59

CẢM BIẾN MỨC NHIÊN LIỆU

Cảm biến mức nhiên liệu (Fuel-level sensor) được đặt trong thùng xăng để cảm nhận mức nhiên liệu trong thùng

và sẽ gửi tín hiệu tương ứng về ECU hoặc tới panel điều khiển của xe Bơm cung cấp (điện) và bầu lọc có nhiệm

vụ cung cấp đủ nhiên liệu sạch cho động cơ

Trang 60

1 Đầu nối 2.Lò xo gạt

3 Điểm tiếp xúc

4 Bảng điện trở 5.Ổ đỡ chốt quay

6 Thanh dẫn (2 tiếp điểm)

7 Cần mức

8 Phao nhiên liệu

9 Đáy thùng nhiên liệu

Cấu tạo cảm biến mức nhiên liệu

CẢM BIẾN NHIÊN LIỆU

Trang 61

Cảm biến hoàn thiện được bọc trong một vỏ kín, cách ly với nhiên liệu Phao xăng được gắn vào đầu cuối của cần mức nhiên liệu, đầu còn lại của cần được nối với trục quay của bộ

đo điện thế Tùy theo hệ thống cụ thể, phao xăng có thể gắn

cố định vào cần đo mức hoặc có thể quay tự do Hình dạng của cần mức và phao tùy thuộc vào HTPX cụ thể

Lò xo gạt của bộ đo điện thế được cố định với cần mức thông qua một chốt Đầu tiếp điểm của lò xo gạt sẽ tạo tiếp xúc giữa lò xo này và rãnh điện trở Khi mức nhiên liệu thay đổi, lò xo sẽ di chuyển dọc theo rãnh này và tạo ra tỷ số điện

áp tỷ lệ với góc xoay của cần mức (phụ thuộc vào vị trí của phao nhiên liệu) Góc quay giới hạn của cần mức (ứng với mức nhiên liệu thấp nhất và cao nhất) là 1000 Điện áp vận hành của của cảm biến từ 5 đến 13 V

Trang 62

Cảm biến vị trí bướm ga

1 Các IC Hall 2 Các nam châm 3 Bướm ga

Trang 63

Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến độ mở bướm ga là cảm biến góc quay kiểu

điện thế với một (hoặc hai) đường đặc tính tuyến tính Cánh quay của cảm biến được nối cơ khí với trục cảm biến, các tiếp điểm (dạng thanh) gắn trên cánh sẽ trượt từ bên này sang bên kia của rãnh trượt Trong quá trình di chuyển này, cảm biến sẽ chuyển góc quay của trục cảm biến thành tỷ số điện áp UA/UV (tỷ lệ với góc quay của bướm ga) Điện áp

vận hành của cảm biến là 5 V

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	3,47 MB