Đây là đồ án tốt nghiệp của mình . Các bạn mua về có thể tham khảo ,chỉnh sửa nó để trở thành đồ án của riêng mình. Chúc các bạn thành công. (75310000563750, Bidv, đừng mua ở đây tui k lấu được tiền ra
Trang 1CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHUN XĂNG
ĐIỆN TỬ 1
1.1 Khái niệm về công nghệ phun xăng điện tử 1
1.2 Lịch sử hình thành 1
1.3 Hệ thống phun xăng 2
1.3.1 Cấu tạo 2
1.3.2 Nguyên lý làm việc 3
1.4 Phân loại hệ thống phun xăng điện tử 5
1.4.1 Phân loại theo điểm phun 5
1.4.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun 6
1.4.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng 6
1.4.4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun 6
1.4.5 Phân loại theo phương pháp phát hiện lượng không khí nạp 7
1.5 Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử 8
1.6 Nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử 9
1.7 So sánh giữa hệ thống phun xăng điện tử và bộ chế hào khí 10
1.8 Hệ thống cung cấp nhiên liệu 12
1.8.1 Chức năng 12
1.8.2 Công dụng của từng bộ phận 13
CHƯƠNG 2 - CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN XE CAMRY 2.0 E 19
2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu 19
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính 20
2.2.1 Bơm nhiên liệu 20
Trang 22.3.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp khí nạp 31
2.3.2 Lọc gió 32
2.3.3 Cổ họng gió 33
2.3.4 Ống góp hút và đường ống nạp 34
2.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động của các bộ phận điều khiển trên hệ thống phun xăng điện tử trên xe 1AZ- FE 35
2.4.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp 35
2.4.2 Cảm biến nhiệt độ không khí nạp 38
2.4.3 Cảm biến vị trí bướm ga 39
2.4.4 Cảm biến oxy 41
2.4.5 Cảm biết nhiệt đọ nước làm mát 42
2.4.6 Cảm biến vị trí trục cam 44
2.4.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu 45
2.4.8 Cảm biến tiếng gõ 46
2.4.9 Cảm biến bàn đạp ga 47
2.4.10 ECU 49
Trang 3ĐIỆN TỬ 54
3.1 Các hư hỏng và cách khắc phục 54
3.2 Quy trình kiểm tra hệ thống 55
3.2.1 Chuẩn đoán hệ thống dựa vào đèn check hoặc thiết bị đọc lỗi 56
3.2.2 Kiểm tra các thành phần trong hệ thống phun xăng điện tử 62
3.3 Quy trình bảo dưỡng 75
3.4 Quy trình tháo hệ thống nhiên liệu 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
Trang 4Hình 1.9 Bộ ổn định áp suất 15
Hình 1.10 Bộ giảm rung động 15
Hình 1.11 Cấu tạo của vòi phun 16
Hình 1.12 Hộp ECU động cơ 16
Hình 1.13 Sơ đồ làm việc của hệ thống 17
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu 19
Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu 21
Hình 2.3 Sơ đồ mạch điều khiển bơm 22
Hình 2.4 Chế độ khởi động bơm nhiên liệu 23
Hình 2.5 Chế độ khởi động bơm nhiên liệu 23
Hình 2.6 Bộ lọc nhiên liệu 24
Hình 2.7 Bộ lọc nhiên liệu 25
Hình 2.8 Bộ điều áp loại 1 26
Hình 2.9 Bộ điều áp loại 2 27
Hình 2.10 Bộ giảm rung động 28
Hình 2.11 Kết cấu của vòi phun 29
Hình 2.12 Sơ đồ mạch điều khiển phun 30
Hình 2.13 Sơ đồ hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu 31
Hình 2.14 Hệ thống cung cấp khí nạp 31
Hình 2.15 Lọc gió 32
Trang 5Hình 2.17 Kết cấu cổ họng gió 34
Hình 2.18 Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy 36
Hình 2.19 Mạch cảm biến lượng khí nạp 37
Hình 2.20 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 38
Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ 38
Hình 2.22 Cảm biến vị trí bướm ga loại Hall 39
Hình 2.23 Sơ đồ mạch cảm biến bướm ga 40
Hình 2.24 Cảm biến oxy 41
Hình 2.25 Sơ đồ mạch cảm biến oxy 42
Hình 2.26 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 43
Hình 2.27 Mạch điện cảm biến nước làm mát 43
Hình 2.28 Cảm biến vị trí trục cam 44
Hình 2.29 Sơ đồ mạch cảm biến vị tri trục cam 45
Hình 2.30 Cảm biến vị trí trục khuỷu 45
Hình 2.31 Cảm biến vị trí trục khuỷu 46
Hình 2.32 Cảm biến tiếng gõ 46
Hình 2.33 Sơ đồ mạch cảm biến tiếng gõ 47
Hình 2.34 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 47
Hình 2.35 Sơ đồ mạch cảm biến bàn đạp ga 48
Hình 2.36 Đồ thị làm giàu xăng lý tưởng 51
Hình 3.1 Đèn check lỗi 56
Hình 3.2 Sơ đồ nguồn cung cấp 62
Hình 3.3 Sơ đồ nguồn nuôi của ECU 63
Hình 3.4 Sơ đồ tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga 65
Hình 3.5 Sơ đồ tín hiệu cảm biến chân không 67
Hình 3.6 Sơ đồ cảm biến nhiệt độ nước làm mát 68
Hình 3.7 Sơ đồ tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát 69
Hình 3.8 Sơ đồ tín hiệu khởi động 70
Trang 7Ngày nay với sự phát triển rất nhanh và mạnh mẽ của nền khoa học thì hệ thống phun xăng điện tử đã được ra đời và dần được thay thế cho bộ chế hòa khí Hầu hết các loại xe đời mới bây giờ đều sử dụng hệ thống phun xăng điện
tử vì nó có nhiều ưu điểm vượt trội
Qua quá trình học tập thì em thấy rằng hệ thống phun xăng điện tử rất tốt so với các hệ thống nhiên liệu trước đó như tiết kiệm nhiên liệu hơn, khí thải ra sạch hơn, công suất được nâng cao hơn… chính vì những ưu điểm đó mà em
đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu về hệ thống phun xăng điện tử”và tìm hiểu rõhơn trên xe toyota camry 2.0 E năm 2014
Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Phạm Văn Thoan cùng toànthể các thầy cô giáo trong khoa “Công nghệ kỹ thuật ô tô” đã giúp em hoàn thành bộ đò án này Nhưng do chưa có kinh nghiệm và trình độ của bản thân còn hạn chế nên trong đồ án còn nhiều điểm sai xót Rất mong được sự chỉ baoir của thầy cô giáo để đồ án của em ngày càng được hoàn thiện hơn
Hà Nội, ngày 19 tháng 4 năm 2019
Sinh viên thực hiệnPhạm Minh Đức
Trang 8chỉnh và điều khiển điện tử để can thiệp vào các bước phun nhiên liệu vàobuồng đốt của động cơ nhằm tối ưu hóa việc dùng nhiên liệu.
- Hệ thống bao gốm 2 thành phần chính:
+ Những bộ phận máy cảm biến
+ Bộ phận điều khiển trung tâm
- Những bộ phận cảm biến này liên tiếp theo dõi những hoạt động của động
cơ như: vị trí bướm ga, áp suất ống nạp, nhiệt lượng khí nạp, nhiệt năng dầu,vận tốc động cơ,… Và sau đó truyền tín hiêu về bộ điều khiển trung tâm
- Đầu thế kỉ 20, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các loại ô tô ở Đức và
nó đã thay dần động cơ sử dụng bộ chế hòa khí
- Năm 1962 người pháp triển khai nó trên ô tô Peugoet 404
Trang 9- Năm 1973 các kĩ sư người Đức đã đưa ra hệ thống phun xăng kiểu cơ khígọi là K- Jetronic
- Vào năm 1981 hệ thống K- Jetronic được cải tiến thành KE- Jetronic và nóđược sản xuất hàng loạt vào năm 1984 và được trang bị trên các xe mercedes
- Đến năm 1984, người Nhật mới ứng dụng hệ thống phun xăng trên các xecủa hãng Toyota Sau đó các hãng khác như Nissan của Nhật cũng ứng dụngkiểu L – jetronic thay cho bộ chế hòa khí
1.3 Hệ thống phun xăng.
1.3.1 Cấu tạo
Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống phun xăng.
- Hệ thống phun xăng có thêm một số bộ phận sau:
+ Cảm biến: để tiếp nhận các thông số của động cơ (như nhiệt độ, số vòngquay,….)
+ Bộ điều khiển: Nhận tín hiệu từ cảm biến và điều khiển vòi phun để hòa khí
có tỉ lệ phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ
+ Bộ điều chỉnh áp suất: dùng để giữ ổn định áp suất xăng ở bên trong của vòiphun
+ Vòi phun: Dạng van, được điều khiển bởi tín hiệu điện
Trang 10định sẵn Trước đó hệ thống đã được cài đặt các thông số chuẩn về lưu lượngkhí nạp, vị trí bướm ga, số vòng quay động cơ, thành phần oxy trong khíthải…để ECU có thể quản lý, tính toán và xử lý lượng nhiên liệu cung cấp đểphun vào xilanh.
Chi tiết một số chức năng quan trọng của hệ thống điều khiển
- Kiểm soát tốc độ không tải của xe ECU sẽ kiểm soát tốc độ cầm chừng, tốc
độ không tải cũng được bộ phận này điều khiển có thể nói đây chính là trungtâm đầu não toàn quyền điều khiển, kiểm soát các chức năng điều khiển hànhtrình
Bộ chế hòa khí sử dụng cho các dòng xe cũ trước đây thì hệ thống phun xăngđiện tử được đánh giá hiệu quả và phương án tiết kiệm xăng hiệu quả cho xe,
lí do:
Hình 1.2 Bộ điều khiển Electronic control Unit
Trang 11+ Đảm bảo nhậy khi nổ máy bởi những vòng tua đầu tiên khi khởi động ECU
đã điều khiển đánh lửa rất chuẩn, đồng thời cung cấp lượng nhiên liệu vừa đủcho buồng đốt hoạt động
–Điều khiển tỷ lệ không khí/ nhiên liệu
Các dòng xe tay ga hiện nay đều được trang bị hệ thống phun xăng này, sửdụng kim phun để cung cấp trực tiếp nhiên liệu cho xylanh Bộ phận điềukhiển sẽ xác định lượng nhiện liệu cần thiết cho một chu trình hoạt động.–Kiểm soát thời điểm đánh lửa
Để cung cấp nhiên liệu chuẩn xác ECU sẽ điểu chỉnh thời gian ăn khớp vớicác tia lửa Có trường hợp đánh lửa xảy ra sớm hoặc muộn thì ECU cũng sẽnhận biết được và điều chỉnh thời gian của các tia sao cho phù hợp
+ Lượng nhiên liệu dư bộ điều khiển sẽ biết được thông qua hệ hệ thống cảmbiến, lúc này nó sẽ tự căn chỉnh hiệu suất nhiên liệu sao cho hợp lý
Bộ phận cảm biến đóng vai trò theo dõi quá trình hoạt động của động cơ đểcập nhật và truyền thông tin tới bộ điều khiển, lúc này bộ phận điều khiển sẽđiều chỉnh thời gian cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt để tối ưu hóa việc sửdụng nhiên liệu…
- Vòi phun xăng: Đây là bòi phun nhiên liệu có van điều khiển điện tử Nó có
thể mở và đóng van phun nhiều lần trong mỗi giây Cơ chế hoạt động: Khibéc phun xăng được cấp nhiên liệu và áp lực từ bình xăng, piston sẽ đượckích hoạt mở van với sự hỗ trợ của một nam châm điện, nhiên liệu sẽ đượcđẩy qua các lỗ phun nhỏ.Dựa vào thời gian béc phun mở để lượng nhiên liệucần cung cấp cho động cơ
- Bơm xăng: Không giống với hoạt động của hệ thống chế hòa khí ở các dòng
xe phun xăng điện tử, xăng sẽ được phun vào buồng đốt tách riêng với truyền
Trang 12phun nguồn nhiên liệu được đặt ngay trước bướm ga và sản sinh ra khí hỗnhợp trên đường nạp Hệ thống có cấu tạo khá đơn giản, chi phí chế tạo rẻ,thường chỉ thấy ở những xe nhỏ.
- Hệ thống phun xăng hai điểm (Bipoint Injection – BPI): được tăng cấp từ hệthống phun nhiên liệu sử dụng đơn điểm Hệ thống này sử dụng thêm 1 vòiphun, đặt sau bướm ga nhằm tăng nhiên liệu hoạt động cho hỗn hợp Bìnhthường khối hệ thống BPI ít được dùng do không hiệu quả nhiều so với SPI
- Hệ thống phun xăng đa điểm (Multipoint Injection – MPI): Mỗi xi- lanhđược trang bị một vòi phun riêng lẻ đặt ngay trước xupap Hệ thống vòi phunđược lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định thời điểm phun đúngmực
Trang 13Hình 1.3 Hệ thống phun xăng đa điểm
1.4.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun
- Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạtđộng của động cơ (các sensors) và bộ điều khiển trung tâm (computer) đểđiều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất
- Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gióhay của nhiên liệu Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và
bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ Có mộtvài loại xe trang bị hệ thống này
- Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc
để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ
1.4.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng
- Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc lập, khôngphụ thuộc vào xupáp Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupáp mở rahay đóng lại Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăngbiến điệu
Trang 141.4.4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun
- Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành 2 nhómbằng nhau và phun luân phiên Mỗi nhóm phun một lần vào một vòng quaycốt máy
- Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia thành 2nhóm bằng nhau và phun luân phiên
- Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗivòng quay cốt máy Các kim được nối song song với nhau nên ECU chỉ cần
ra một mệnh lệnh là các kim phun đều đóng mở cùng lúc
- Phun theo thứ tự: Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xongtới cái kế tiếp
1.4.5 Phân loại theo phương pháp phát hiện lượng không khí nạp
a) L- EFI (loại điều khiển lượng không khí)
Trang 15Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống L - EFI
b) D - EFI (loại điều khiển áp suất đường ống nạp)
Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng không khí nạptheo tỷ trọng của không khí nạp
Trang 16Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống D - EFI
1.5 Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử
- Công nghệ phun xăng điện tử (EFI) phun chính xác lượng xăng so vớikhông khí bởi có đồng loạt cảm biến tích lũy thông tin về góc quay & tốc độtrục khuỷu, lưu lượng khí nạp, nhiệt lượng khí nạp, nhiệt năng nước làm mát,
tỷ lệ hỗn hợp, nồng độ oxi ở khí thải
- Cải thiện nguyên tử hóa Nhiên liệu được phun ra như một màn sương mịn
- Phân phối nhiên liệu tốt hơn Lưu lượng nhiên liệu vào các xi lanh đồng đều
- Lượng khí thải thấp hơn giúp giảm ô nhiễm môi trường
- Khi trời lạnh thì máy dễ khởi động hơn, sấy nóng máy nhanh hơn
- Công suất của động cơ tăng Đo lường chính xác của nhiên liệu đến mỗi xilanh và lưu lượng không khí dùng để đốt cháy đủ dẫn đến việc sinh ra mã lựcnhiều hơn
- Động cơ chạy không tải rất êm
Trang 17- Tiết kiệm nhiên liệu.
- Hệ thống đơn giản hơn so với bộ chế hòa khí vì không cần đến cánh bướmgió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh
- Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ
- Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu hướngkích nổ bởi hòa khí loãng hơn
- Động cơ chạy không tải êm dịu hơn
- Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác, bốc hơi tốt,phân phối xăng đồng đều
- Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng
- Mômen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, xấy nóngmáy nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn
- Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không có họngkhuếch tán gây cản trở như động cơ chế hòa khí
- Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến cánh bướmgió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh
- Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào xylanh tậnnơi
- Đạt được tỉ lệ hòa khí dễ dàng
- Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vậnhành
- Giảm bớt được các hệ thống chống ô nhiễm môi trường
1.6 Nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử
- Do hệ thống phun xăng điện tử có cấu tạo phức tạp, có độ nhạy cảm cao do
Trang 18- Do cấu tạo phức tạp nên việc sửa chữa bảo dưỡng gặp nhiều khó khăn đòihỏi trình độ chuyên môn cao và phải có thiết bị chuyên dùng để kiểm tra.
- Giá thành thay thế phụ tùng linh kiện khá cao và có thể phải thay thế cảcụm
1.7 So sánh giữa hệ thống phun xăng điện tử và bộ chế hào khí
Tiêu chí Bộ chế hòa
khí
Phun xăng điện tử
Khởi động Khởi động lâu Nhanh nhạy, kể cả lúc nhiệt độ thấp hoặc
xe để lâu ngày không chạy
Khó sửa chữa, chi phí cao
Khởi động:
- Với bộ chế hòa khí, khi khởi động xe ở nhiệt độ thấp (nhất là trong những
ngày mùa đông ở miền Bắc), nhiên liệu trong xe sẽ bám trong thành xi lanh
và bị ngưng tụ trên các thành này, do đó, trong hệ thống bướm gió của xe sẽ
có trạng thái hỗn hợp nghèo, do đó khó khởi động động cơ Vì thế cần có mộtgiai đoạn gọi là “làm ấm động cơ”, khi động cơ được làm ấm, thì hệ thốngbướm gió mới trở về trạng thái bình thường, và khởi động máy được dễ dànghơn
Trang 19- Trong khi đó, hệ thống phun xăng điện tử lại cung cấp chế độ làm việc hơn,ngay cả trong khi nhiệt độ môi trường xuống thấp, động cơ phun xăng điện tửkhông cần hiệu chỉnh bướm gió, mà chỉ bật chìa khóa và khởi động máy ngaylập tức.
- Vì vậy, nói về độ nhạy khi khởi động máy thì hệ thống phun xăng điện tử tốthơn rất nhiều
Tiêu thụ nhiên liệu
- Do phải mất nhiên liệu cho việc làm nóng động cơ, vì thế xe sử dụng bộ chếhòa khí tốn xăng hơn hệ thống phun xăng điện tử Bên cạnh đó, bộ chế hòakhí với sự hoạt động hoàn toàn dựa vào cơ học (với động cơ 4 thì hoạt độngsựa vào cơ học), vì thế hiệu suất sử dụng nhiên liệu cũng không được cao, do
đó, càng làm tốn nhiên liệu hơn
- Trong khi đó, hệ thống phun xăng điện tử được điều chỉnh khả năng sử dụngnhiên liệu hoàn toàn bằng máy tính dưới sự quản lí của ECU, do đó, vừakhông mất nhiên liệu cho việc làm nóng động cơ, vừa làm tăng hiệu quả sửdụng của nhiên liệu Do đó, với cùng mộ lượng xăng thì hệ thống phun xăngđiện tử sẽ giúp xe đi được quãng đường xa hơn rất nhiều
Bảo trì
- Rõ ràng là với cấu tạo cơ học đơn giản nên bộ chế hòa khí có thể dễ dàngsửa chữa khi bị hỏng với những dụng cụ đơn giản của người đi xe máy màkhông cần phải sự can thiệp của những thợ chuyên nghiệp Do đó, đồng thờichi phí sửa chữa bộ chế hòa khí cũng thấp hơn rất nhiều so với hệ thống phunxăng điện tử
- Với cấu tạo phức tạp, độ chính xác đến từng chi tiết do đó hệ thống phunxăng điện tử chỉ có thể sửa chữa bởi những người thợ chuyên nghiệp, thì hệthống mới có được trạng thái hoạt động tốt nhất Chính vì thế mà chi phí mỗi
Trang 20- Duy trì áp suất cần thiết trên ống chia.
1.6.2 Cấu tạo
Hình 1.6 Hệ thống nhiên liệu
Trang 21- Nhiên liệu được lấy từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu và được phun dưới áp suất bởi vòi phun.
- Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải được điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều áp và bộ giảm rung động
Các bộ phận chính
- Bình nhiên liệu
- Cụm bơm nhiên liệu
- Bơm nhiên liệu
- Lưới lọc của bơm nhiên liệu
- Bơm nhiên liệu: Được thiêt kế để bơm một lượng xăng nhiều hơn mức yêu
cầu tối đa của động cơ Yếu tố này tạo được áp suất cần thiết trong mạch ở bất
kì chế độ nào của động cơ Bơm được thiết kế van chặn đươc bố trí tại cáccửa thoát của bơm xăng không cho xăng chảy về buồng chứa khi bơm xăngngừng bơm Van giới hạn áp suất giới hạn áp suất xăng đi Khi nối mạch côngtắc máy và công tắc khởi động thì bơm xăng hoạt động tức thì và liên tục saukhi khởi động xong Bơm xăng điện được bố trí trực tiếp bên trong bình chứaxăng và ít đòi hỏi phải bảo trì bảo dưỡng
Trang 22Hình 1.7 Bơm nhiên liệu
- Bầu lọc xăng: Có công dung lọc sạch tạp chất trong xăng nhằm bảo vệ hệ
thống Bầu lọc có hai phần: một lõi lọc bằng giấy và một tấm lọc Xăng phảixuyên qua lõi lọc bằng giấy và một tấm lọc trước khi chảy vào bộ phân phối
Hình 1.8 Bầu lọc xăng
- Bộ ổn định áp suất: Có chức năng cố định áp suất nhiên liệu trong đường
ống nạp Nhờ vậy áp suất xăng không đổi nên lượng xăng phun ra chỉ còn phụthuộc vào một yếu tố là thời gian mở van phun xăng hay thời gian phun
Trang 23Hình 1.9 Bộ ổn định áp suất
- Bộ giảm rung động: Bộ giảm rung động dùng một màng ngăn để hấp thụ
một lượng nhỏ xung của áp suất nhiên liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và
độ nén của bơm nhiên liệu
Hình 1.10 Bộ giảm rung động
- Vòi phun: Là một loại van điện từ, nó phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín
hiệu từ ECU động cơ Hiện có hai loại vòi phun là loại điện trở thấp từ 3Ω và loại điện trở cao 13.8Ω
Trang 241.5-Hình 1.11 Cấu tạo của vòi phun
- ECU động cơ: ECU (Electronic Control Unit) tiếp nhận thông tin về chế độ
đang hoạt động của động cơ do hệ thống các bộ cảm biến cung cấp ECU xử
lý các thông tin này và phát tín hiệu điều khiển mở vòi phun, lượng xăngphun ra nhiều hay ít tùy thuộc vào độ dài thời gian mở van kim của vòi phun.Trên ôtô, hộp ECU động cơ của hệ thống phun xăng điện tử EFI là một hộpkim loại được lắp đặt tại nơi thoáng mát, không bị ảnh hưởng của nhiệt độđộng cơ Thông tin về vận tốc trục khuỷu, cam và thông tin về khối lượng khínạp là hai yếu tố cơ bản quyết định độ dài của thời gian mở vòi phun
Hình 1.12 Hộp ECU động cơ
Trang 25- Điều phối van biến thiên thông minh VVT- i van nạp: Hệ thống điện tử
điều khiển van nạp biến thiên VVT- i (variable valve timing with intelligence)được thiết kế với mục đích nâng cao mô- men xoắn của động cơ, cắt giảm tiêuthụ nhiên liệu và khí thải độc hại
+ Các bộ phận của hệ thống gồm: Bộ xử lý trung tâm ECU 32 bit; bơm vàđường dẫn dầu; bộ điều khiển phối khí (VVT) với các van điện; các cảm biến:VVT, vị trí bướm ga, lưu lượng khí nạp, vị trí trục khuỷu, nhiệt độ nước.Ngoài ra, VVT- i thường được thiết kế đồng bộ với cơ cấu bướm ga điện tửETCS- i, đầu phun nhiên liệu 12 lỗ (loại bỏ sự hỗ trợ bằng khí) và bộ chiađiện bằng điện tử cùng các bugi đầu iridium
Hình 1.13 Sơ đồ làm việc của hệ thống
+ Nguyên lý làm việc của hệ thống: trong quá trình làm việc, các cảm biến vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga và lưu lượng khí nạp cung cấp các dữ liệu chính
về ECU để tính toán thông số phối khí theo yêu cầu Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh, còn các đầu đo VVT và vị trí trục khuỷu thì cung cấp các thông tin về tình trạng phối khí thực tế Trên cơ
sở đó, ECU sẽ tổng hợp được lệnh phối khí tối ưu cho buồng đốt Lệnh này được tính toán trong vài phần nghìn giây và quyết định đóng (mở) các van điện của hệ thống thủy lực Áp lực dầu sẽ tác động thay đổi vị trí bộ điều
Trang 27CHƯƠNG 2 - CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN XE CAMRY 2.0 E
2.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu
Hình 2.14 Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu
1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm;4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượngkhí nạp;8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướmga; 12:Ống góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17:Ốngphân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt
độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy
Trang 28Một vòi phun khởi động lạnh được lắp trong khoang nạp khí để nâng cao khảnăng khởi động khi thời tiết lạnh Khoảng thời gan phun của vòi phun khởiđộng được điều khiển bằng công tắc định thời vòi phun khởi động.
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính
2.2.1 Bơm nhiên liệu.
- Bơm nhiên liệu được lắp trong bình nhiên liệu và được kết hợp với bộ lọcnhiên liệu, bộ điều áp, bộ đo nhiên liệu, v.v…
- Cánh bơm được mô tơ quay để nén nhiên liệu
- Van một chiều đóng lại khi bơm nhiên liệu dừng để duy trì áp suất trongđường ống nhiên liệu và làm cho việc khởi động động cơ dễ dàng hơn
- Nếu không có áp suất dư, dễ xảy ra hiện tượng khoá hơi ở nhiệt độ cao, làmcho việc khởi động lại khó khăn
- Van an toàn mở ra khi áp suất ở phía cửa ra trở nên quá cao, nhằm ngănchặn áp suất nhiên liệu trở nên quá cao này
- Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loạibơm này ít sinh ra tiếng ồn hơn so với loại trên đường ống Các chi tiết chínhcủa bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van antoàn và bộ lọc gắn liền thành một khối
Trang 29Hình 2.15 Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu
- Khi roto quay sẽ dẫn động cánh bơm quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạtnhiên liệu từ cửa vào đến cửa ra của bơm, do đó tạo được độ chân không tạicửa vào nên hút được nhiên liệu và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy nhiên liệu đi
- Van an toàn mở khi áp suât vượt quá giới hạn cho phép (khoảng 6kg/cm2)
- Van một chiều có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động Van một chiều kếthợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu khiđộng cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại nếu không có ápsuất dư thì nhiên liệu sẽ có thể dễ dàng bị hóa hơi tại nhiệt độ cao gây khókhăn khi khởi động lại động cơ
2.2.2 Điều khiển bơm nhiên liệu
a) Cách điều khiển hoạt động của bơm nhiên liệu
- Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy Điều này tránh chonhiên liệu không bị bơm lên động cơ khi trường hợp khóa điện bật ON nhưngđộng cơ chưa chạy Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiênliệu khi đông cơ dang quay khởi động
Trang 30Hình 2.16 Sơ đồ mạch điều khiển bơm
1 Cầu chì dòng cao; 2,6,8,9 Cầu chì; 3,4,10 Rơ le; 5 Bơm 7 Khóa điện; 11
Máy khởi động
b) Chế độ khởi động
- Sau khi động cơ dã khởi động, khóa điện được trở về vị trí ON (cực IG) từ
vị trí Start cực (ST) Trong khi tín hiệu NE đang phát ra (động cơ đang nổmáy) ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu được duy trìhoạt động
Trang 31Hình 2.17 Chế độ khởi động bơm nhiên liệu
c) Chế độ ngừng hoạt động
Hình 2.18 Chế độ khởi động bơm nhiên liệu
Trang 32tuổi thọ thấp, chu kì thay thế trung bình khoảng 4500km.
Hình 2.19 Bộ lọc nhiên liệu
2.2.4 Bộ điều áp
- Nhiệm vụ: Bộ điều áp được lắp ở cuối ống phân phối Nhiệm vụ của bộ điều
áp là duy trì và ổn định độ chênh áp trong đường ống Bộ điều áp cấp đến vòiphun phụ thuộc vào áp suất trên đường ống nạp Lượng nhiên liệu được điềukhiển bằng thời gian của tín hiệu phun, nên để lượng nhiên liệu phun ra đượcchính xác thì mức chênh áp giữa xăng cung cấp đến vòi phun
Trang 33Hình 2.20 Bộ lọc nhiên liệu
+ Bộ điều áp này điều chỉnh áp suất nhiên liệu vào vòi phun ở 324 kPa (3.3kgf/cm2) (Các giá trị này có thể thay đổi tuỳ theo kiểu của động cơ)
+ Ngoài ra, bộ điều áp còn duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu cũngnhư cách thức duy trì ở van một chiều của bơm nhiên liệu
- Nguyên lý làm việc của bộ điều áp: Nhiên liệu có áp suất từ giàn ống phân
phối sẽ ấn màng làm mở van Một phần nhiên liệu chảy ngược trở lại thùngchứa qua đường nhiên liệu hồi Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độcăng của lò xo màng, áp suất nhiên liệu thay đổi tùy theo lượng nhiên liệuhồi Độ chân không của đường ống nạp được dẩn vào buồng phía dưới lò xolàm giảm sức căng lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi, do đó làm giảm áp suấtnhiên liệu hồi Nói tóm lại, độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảmáp), thì áp suất nhiên liệu chỉ giảm tương ứng với sự giảm áp suất đó Vì vậy
áp suất của nhiên liệu và độ chân không đường nạp được duy trì không đổi.Khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động, lò xo ấn van đóng lại Kết quả là vanmột chiều bên trong bơm nhên liệu và bộ điều áp duy trì áp suất dư trongđường ống nạp
Có 2 loại phương pháp điều chỉnh nhiên liệu
Trang 34không trong đường ống nạp để đảm bảo cho vòi phun phun nhiên liệu thíchhợp.
Hình 2.21 Bộ điều áp loại 1
Trang 35- Loại 2: Loại này có ống phân phối liên tục điều chỉnh áp suất nhiên liệu để giữ cho áp suất nhiên liệu cao hơn áp suất được xác định từ áp suất đường ống nạp.
+ Hoạt động cơ bản cũng giống như loại 1, nhưng độ chân không của đường ống nạp được đặt vào buồng trên của màng chắn, áp suất nhiên liệu được điềuchỉnh bằng cách thay đổi áp suất nhiên liệu khi van mở ra theo độ chân khôngcủa đường ống nạp Nhiên liệu được trả về bình nhiên liệu qua ống hồi nhiên liệu
+ Lỗ phun của vòi phun có độ chân không gây ra bởi chân không của đường ống nạp, nó hút nhiên liệu ra Độ chân không này luôn luôn thay đổi theo các tình trạng của động cơ Do đó, vì áp suất nhiên liệu của loại này được điều chỉnh liên tục bằng độ chân không của đường ống nạp để duy trì áp suất nhiênliệu cao hơn áp suất đặt trước để duy trì một lượng phun đã đặt trong thời gian phun
Hình 2.22 Bộ điều áp loại 2
Trang 36Hình 2.23 Bộ giảm rung động
2.2.6 Vòi phun xăng điện tử.
Vòi phun trên động cơ 1AZ- FE:
- Là loại vòi phun đầu dài, trên than vòi phun có tấm cao su cách nhiệt vàgiảm rung cho vòi phun, các ống dẩn nhiên liệu đến vòi phun được nối bằngcác giắc nối nhanh Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thờiđiểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu ECU Vòi phun được lắp đặt ởgần cửa nạp xy lanh bởi một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ốngphân phối xăng
Trang 37- Vòi phun phun nhiên liệu vào các cửa nạp của các xi lanh theo tín hiệu từECU động cơ.
- Các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ,làm cho píttông bơm bị kéo, mở van để phun nhiên liệu
- Vì hành trình của pít tông bơm không thay đổi, lượng phun nhiên liệu đượcđiều chỉnh tại thời điểm dòng điện chạy vào cuộn điện từ này
Kết cấu và nguyên lý hoạt động của vòi phun:
- Khi cuộn dây nhận tín hiệu từ ECU, pit ton sẽ bị kéo lên thắng được sứccăng của lò xo Do van kim và piston là cùng một khối nên van cũng bị kéolên tách khỏi đế van của nó và nhiên liệu được tuôn ra
Hình 2.24 Kết cấu của vòi phun
- Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu củaECU Do độ mở của van được giữ cố định trong khoảng thời gian ECU phát
Trang 38- Động cơ 1AZ- FE với kiểu phun độc lập nên mỗi vòi phun của nó có mộttransitor điều khiển phun.
Hình 2.25 Sơ đồ mạch điều khiển phun
2.2.7 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu
- Do yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, hơi xăng tạo ra trongthùng chứa nhiên liệu trên xe ngày nay sẽ không được thải ra ngoài mà sẽđược đưa trở lại động cơ
Trang 39Hình 2.26 Sơ đồ hệ thống kiểm soát
hơi nhiên liệu
1.Bướm ga 2 Van điện từ3 Vanmột chiều 4.Thùng xăng 5.Vanchân không của nắp bình xăng6.Bộlọc than hoạt tính
- Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu, đi qua van một chiều và đi vào bộlọc than hoạt tính Than sẽ hấp thụ hơi nhiên liệu Lượng hơi này sẽ được hút
từ cửa lọc của cổ họng gió vào xy lanh để đốt cháy khi động cơ hoạt động.ECU điều khiển dòng khí bằng cách điều khiển độ mở của van điện từ
- Van chân không của nắp bình nhiên liệu được mở ra để hút không khí từ bênngoài vào bính nhiên liệu khi trong thùng có áp suất chân không
2.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp không khí động
cơ 1AZ- FE trên xe camry
2.3.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp khí nạp
Hình 2.27 Hệ thống cung cấp khí nạp
Trang 40vào động cơ Nó có vai trò rất quan trọng nhằm làm giảm sự mài mòn củađộng cơ Trên động cơ 1AZ- FE dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc bằng giấy Loạinày có ưu điểm giá thành không cao, dễ chế tạo Tuy vậy nhược điểm là tuổithọ thấp chu kì thay thế ngắn.
Hình 2.28 Lọc gió
- Lọc gió động cơ với chức năng chính cung cấp không khí chất lượng tốt vàođộng cơ để tạo hỗn hợp đốt cháy nhiên liệu, thông qua quá trình lọc sạch bụibẩn có trong không khí trước khi nạp vào xi lanh, giảm âm do hút khí, không