Giáo trình Sửa chữa bảo dưỡng điện động cơ xăng - Nghề: Công nghệ ô tô (Dùng cho trình độ cao đẳng): Phần 1

Giáo trình Sửa chữa bảo dưỡng điện động cơ xăng gồm có 7 bài học và được chia thành 2 phần. Phần 1 với những nội dung sau: Hệ thống khởi động, hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa. Mời các bạn cùng tham khảo.

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI

MỤC LỤC

BÀI 1: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 2

BÀI 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 36

BÀI 3: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 40

BÀI 4: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 68

BÀI 5: CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG 79

BÀI 6: CÁC HỆ THỐNG KHÁC TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG 151

BÀI 7: HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN 164

BÀI 1: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Giới thiệu

Hệ thống khởi động là hệ thống dùng để khởi động xe chạy Phần này có ý nghĩa quan trọng trong đối với người học Người học phải nắm vững phần này để có thể tiếp tục học các phần còn lại của môn học

Mục tiêu

Sau khi học xong chương này, người học sẽ có khả năng:

- Nêu được cấu tạo của mô tơ khởi động

- Kiểm tra được các chi tiết trong mô tơ khởi động

- Tháo máy khởi động ra khỏi xe và lắp trở lại

- Kiểm tra chẩn đoán hư hỏng hệ thống khởi động

Nội dung chính

I Vấn đề khởi động động cơ đốt trong

Để khởi động động cơ đốt trong, cần phải truyền cho trục khuỷu của nó số vòng quay nhất định, đủ để nổ máy, còn sau đó thì động cơ sẽ làm việc tự lập Cơ cấu khởi động của các động cơ đốt trong hiện nay chủ yếu là bằng động cơ điện

 Công suất của hệ thống khởi động phụ thuộc vào:

 Moment cản của động cơ

 Tính năng khởi động của động cơ

Giá trị của moment khởi động

Giá trị moment cản của động cơ bao gồm: moment ma sát của động cơ và moment ma sát của các cơ cấu phụ Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào nhiệt độ và độ nhớt của dầu bôi trơn

Tính năng khởi động

Chỉ tiêu đánh giá tính năng này là:

Số vòng quay khởi động tối thiểu Nhiệt độ tới hạn đảm bảo cho việc khởi động

Số vòng quay tối thiểu: số vòng quay tối thiểu đảm bảo điều kiện tối thiểu cho động cơ có thể làm việc được

Động cơ xăng: nkđ = trên 50v/p Động cơ diesel: nkđ = khoảng 200v/p hoặc hơn

II Yêu cầu phân loại hệ thống khởi động

Yêu cầu

 Máy khởi động phải quay được trục khuỷu động cơ với tốc độ thấp nhất mà động cơ có thể hoạt động được

 Nhiệt độ làm việc không quá giới hạn cho phép

 Đảm bảo khởi động được nhiều lần

Phân loại

Theo kiểu đấu dây:

 Loại nối tiếp

 Loại hỗn hợp

Theo cách truyền động:

 Truyền động trực tiếp với bánh đà: loại quán tính, loại cưỡng bức, loại tổ hợp

 Truyền động thông qua hộp giảm tốc

Máy khởi động điện là cơ cấu sinh ra moment quay và truyền cho bánh đà động cơ Cấu tạo máy khởi động gồm 3 bộ phận chính: motor khởi động (động cơ điện

1 chiều), rơle gài khớp và công tắc từ

Hình 3.1 Sơ đồ tổng quát mạch khởi động

Hình 3.2 Chi tiết trong máy khởi động

1 Motor khởi động (động cơ điện 1 chiều)

Là bộ phận biến điện năng thành cơ năng Cấu tạo gồm:

- Rotor: trục, khối thép từ, cuộn dây phần ứng và cổ góp điện

- Stator: vỏ, các má cực và các cuộn dây kích thích

2 Cơ cấu gài khớp

Là bộ phận truyền moment từ motor khởi động đến bánh đà, đồng thời làm nhiệm vụ bảo vệ cho motor khởi động

Theo nguyên tắc truyền động cơ cấu truyền động được chia ra các loại sau:

 Loại quán tính: bánh răng của khớp truyền động tự động văng theo quán tính để ăn khớp với bánh đà, còn sau khi động cơ hoạt động rồi thì bánh răng lại bị đẩy trở về vị trí cũ một cách tự động

 Loại cưỡng bức: bánh răng của khớp truyền đồng khi vào ăn khớp hoặc khi

đi ra khỏi bánh đà thì đều chịu sự điều khiển cưỡng bức của một cơ cấu nào đó

 Truyền động tổ hợp: bánh răng của khớp truyền động khi vào ăn khớp với bánh đà thì cưỡng bức còn khi tác khỏi bánh đà thì tự động

3 Cơ cấu điều khiển

Là cơ cấu dùng để điều khiển hoạt động của motor khởi động Có hai phương pháp điều khiển chính là:

- Loại trực tiếp: nối trực tiếp cọc (+) accu vào motor khởi động;

- Loại gián tiếp: dùng rơle, solenoid khởi động

4 Các cơ cấu điều khiển trung gian trong hệ thống khởi động

a Rơ le khởi động trung gian

Là thiết bị dùng để đóng mạch điện nhằm cung cấp điện cho motor khởi động, thiết bị này có nhiệm vụ giảm dòng qua công tắc máy

b Rơle gài khớp

Dùng để đẩy bánh răng của máy khởi động vào ăn khớp với bánh đà và đóng tiếp điểm đưa dòng điện đến motor khởi động, giữ yên tiếp điểm cho đến khi quá trình khởi động kết thúc

c Rơle bảo vệ khởi động

Công dụng

Dùng để bảo vệ máy khởi động trong các trường hợp sau:

- Khi tài xế không nghe được tiếng động cơ nổ

- Khởi động bằng điều khiển từ xa

- Khởi động lại nhiều lần

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của rơle khoá khởi động

Khi bật công tắc khởi động: dòng điện đi qua cuộn dây Wbv qua cuộn kích máy phát về mass làm đóng tiếp điểm K, dòng điện đến máy khởi động Khi động cơ hoạt động, máy phát bắt đầu hoạt động (đầu L có điện áp bằng điện áp accu nhưng máy chưa tắt công tắc khởi động), dòng điện qua Wbv biến mất khiến khoá

K mở, ngắt dòng điện đến rơle khởi động làm cho máy khởi động không làm việc nữa

d Rơle đổi đầu điện áp

Một số xe sử dụng động cơ có công suất lớn thường dùng hệ thống điện 12V cho các phụ tải nhưng lại dùng nguồn điện 24V cho máy khởi động, do đó phải dùng rơle đổi điện áp bằng cách đấu nối tiếp hai bình accu 12V để có nguồn 24V cung cấp cho máy khởi động

IV Hệ thống hỗ trợ khởi động cho động cơ diesel

1 Nhiệm vụ, phân loại

a Nhiệm vụ

Động cơ diesel có số vòng quay khởi động tối thiểu lớn hơn nhiều so với động

cơ xăng Khi nhiệt độ khí trời và nhiệt độ động cơ thấp, việc khởi động động cơ diesel rất khó khăn Vì vậy, để hỗ trợ việc khởi động cho động cơ diesel đồng thời giảm ô nhiễm trong quá trình khởi động, trên các động cơ diesel thường trang bị các hệ thống xông máy hoặc xông khí nạp

V THỰC HÀNH HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

1 Giới thiệu chung

Nói chung, việc chẩn đoán sửa chữa hệ thống khởi động bao gồm việc kiểm tra như sau:

1 Tình trạng cơ khí của động cơ

2 Ắc-quy và các dây cáp

3 Mạch điều khiển khởi động

4 Dòng điện kéo của môtơ

5 Tháo, làm sạch, kiểm tra, sửa chữa, lắp, hoặc thay thế bằng một máy mới

Xu hướng hiện nay là hướng về việc chẩn đoán hệ thống và thay thế bộ phận bị hư bằng một chi tiết mới Điều này làm giảm thời gian yêu cầu sửa chữa xe

2 Chú ý tổng quát

Khi tiến hành kiểm tra hệ thống, cần chú ý như sau:

- Luôn luôn tháo âm ắc-quy trước khi tháo máy khởi động

- Luôn luôn nâng đội đỡ xe an toàn

- Khi kiểm tra quay máy, phải để ở số 0 hoặc số đậu xe (P) và kéo thắng tay

- Tuân theo các hướng dẫn ngắt hệ thống đánh lửa

- Phải bảo đảm các dây của thiết bị kiểm tra không chạm vào chi tiết quay của động cơ

- Không rửa hoặc nhúng chi tiết vào xà bông tẩy rửa, chỉ làm sạch bằng gió nén

3 Tháo máy khởi động ra khỏi xe

- Tháo dây nối mát của ắc-quy

- Tháo các đầu dây nối của máy khởi động - dây B,S, và M (cực 30, 50 và cực C)

- Tháo bu lông giữ máy khởi động bắt vào thân máy

- Tháo máy khởi động xuống

- Làm sạch bên ngoài máy khởi động

4 Kiểm tra solenoid

a Kiểm tra cuộn hút:

- Ngắt dây nối khỏi cực C

- Nối bình 12vôn giữa cực 50 và C

 Chú ý: nhanh ít hơn 10 giây

- Nếu bánh bendix chạy ra, thì cuộn giữ tốt Nếu không thì thay mới

b Kiểm tra cuộn giữ :

- Ngắt dây nối khỏi cực C

- Nối bình 12V giữa 50 và vỏ

 Chú ý: thời gian ít hơn 10 giây

- Nếu bánh bendix chạy ra bên ngoài, thì cuộn giữ hoạt động tốt Nếu bánh bendix không chạy thì cuộn giữ hở mạch Thay công tắc từ mới

c Kiểm tra sự trở về của solenoid:

- Ngắt nối khỏi cực C

- Nối bình12 vôn giữa C và vỏ

- Kéo bendix ra Nếu bendix nhanh chóng trở về vị trí cũ thì đúng Nếu không thì thay solenoid

d Kiểm tra cách mát chổi than dương

e Kiểm tra ly hợp 1 chiều

- Cùng chiều kim đồng hồ : quay tự do (free)

- Ngược chiều kim đồng hồ: khoá (lock)

5 Kiểm tra môtơ khởi động

- Nếu dòng điện và moment đều nhỏ, điện thế accu thấp thì thường do accu có chất lượng thấp;

- Nếu thử nghiệm mà roto vẫn quay thì chứng tỏ khớp nối đã bị trượt

6 Hư hỏng thường gặp và cách sửa chữa

- Nếu máy khởi động không quay thì hiện tượng này chứng tỏ không có dòng điện vào máy khởi động, vì vậy phải kiểm tra từ nguồn cấp điện đến máy khởi động:

- Kiểm tra accu bằng cách bật đèn mui xe, đèn soi sáng cabin; nếu đèn sáng yếu hoặc không sáng chứng tỏ accu không đủ điện;

- Nếu accu tốt thì cần tìm chỗ đứt trong mạch khởi động hoặc tại máy khởi động

- Nếu máy khởi động quay chậm và đèn giảm độ sáng rõ rệt so với trước khi khởi động thì có thể do cuộn kích thích bị ngán mạch, chạm roto phần ứng hoặc vis bắt các cực từ bị lỏng;

- Nếu máy khởi động không quay đèn giảm độ sáng rõ rệt so với trước khi khởi động thì chứng tỏ máy khởi động có tiêu thụ dòng điện và điện thế của accu giảm xuống

Vì thế cần kiểm tra lại accu Nếu accu tốt thì hải kiểm tra sự ngắn mạch hoặc chạm mass của cuộn dây kích thích hoặc cuộn dây phần ứng;

- Nếu máy khởi động quay nhưng không truyền lực đến trục khuỷu thì chỉ cần kiểm tra bộ phận truyền lực của máy khởi động;

- Nếu máy khởi động quay nhưng có tiếng va đập thì do bánh răng máy khởi động hoặc vành răng trên bánh đà bị hỏng;

- Nếu sau khi khởi động xong, máy khởi động không tách ra khỏi bánh đà thì do các tiếp điểm của solenoid bị cháy dính vào nhau

7 Kiểm tra rotor

a Kiểm tra chạm mạch của rôto

Đặt rotor lên máy kiểm tra chạm mạch, đặt lưỡi cưa song song với lõi và quay rotor bằng tay Nếu khung dây bị chạm mạch thì sẽ làm cho lưỡi cưa hút xuống

Khung dây bị chạm là hiện tượng các lớp cách điện bị bong ra làm các khung dây chạm nhau điều này sẽ làm thành một mạch kín

Trong một rotor, các khung dây được quấn ở rìa ngoài của rotor Nhờ cấu tạo của máy kiểm tra, số đường sức đi vào lõi rotor bằng số đường sức đi ra Do vậy trên các khung dây sinh ra sức điện động thuận và sức điện động ngược, tổng của chúng bằng không nên không có dòng điện đi qua khung Nếu có các khung bị chạm, một mạch kín hình thành làm mất trạng thái cân bằng, tạo dòng điện chạy qua khung Từ trường của dòng này sẽ hút lưỡi cưa dính vào rotor

Hình 3.4.Hiện tượng chạm mạch Hình 3.5.Kiểm tra chạm mạch

b Kiểm tra chạm mát rotor

Đo điện trở lớp cách điện từ cổ góp đến lõi rotor

Hình 3.6 Kiểm tra chạm mát rotor Hình 3.7.Kiểm tra cổ góp

c Kiểm tra thông mạch cổ góp

Đo điện trở thông mạch từng cổ góp Từng cổ góp phải thông với nhau

d Kiểm tra cổ góp

Sử dụng thước kẹp để đo đường kính ngoài của cổ góp Mài nhẵn bề mặt ngoài của cổ

góp nếu có lồi lõm

e Kiểm tra độ cong rô to:

Đặt rotor lên khối chữ V, dùng tay quay rotor, đọc giá trị so kế

Hình 3.8.Kiểm tra cổ góp Hình 3.9.Kiểm tra ổ bi

f Kiểm tra ổ bi

Dùng tay quay ổ bi, lắng nghe và cảm nhận tiếng kêu và sự đảo của rotor

8 Kiểm tra stato

a Kiểm tra thông mạch cuộn Stator

Dùng VOM kiểm tra thông mạch cuộn stator

b Kiểm tra cách điện stator

Đo cách điện của stator bằng cách đo điện trở từ chổi than đến vỏ máy khởi động

Hình 3.10 Kiểm tra thông mạch statorHình 3.11 Kiểm tra cách điện stator

c Kiểm tra chổi than

Sử dụng thước kẹp đo chiều dài dọc tâm chổi than Thay mới chổi than nếu kết quả đo nhỏ hơn giới hạn, kiểm tra vị trí nứt, vỡ và thay thế nếu cần thiết

Hình 3.12.Kiểm tra chổi than Hình 3.13.Kiểm tra giá giữ chổi than

d Kiểm tra cách điện giá giữ chổi than:

Đo điện trở cách điện giữa chổi than dương và chổi than âm trên giá giữ chổi than

e Kiểm tra lò xo của chổi than:

Nhìn bằng mắt kiểm tra lò xo không bị yếu hoặc rỉ sét

Hình 3.14: Kiểm tra giá đỡ chổi than

f Kiểm tra ly hợp

Nhìn bằng mắt xem bánh răng có bị hỏng hoặc mòn Quay bằng tay để kiểm tra ly hợp chỉ quay theo một chiều

Hình 3.15.Kiểm tra li hợp một chiều

9 Kiểm tra mạch điện hệ thống khởi động

a Kiểm tra điện áp của accu

Khi máy khởi động hoạt động điện áp ở cực

của accu giảm xuống do cường độ dòng điện ở

trong mạch lớn Thậm chí ngay cả khi điện áp accu

bình thường trước khi động cơ khởi động, mà máy

không thể khởi động bình thường trừ khi một lượng

điện áp accu nhất định tồn tại khi máy khởi động Hình 3.16 Kiểm tra điện áp accu

bắt đầu làm việc Do đó cần phải đo điện áp cực của accu sau đây khi động cơ đang quay khởi động

Thực hiện theo các bước sau:

- Bật khoá điện đón vị trí START và tiến hành đo điện áp giữa các cực của accu

- Điện áp tiêu chuẩn: 9.6 V hoặc cao hơn

- Nếu điện áp đo được thấp hơn 9.6 V thì phải thay thế accu

- Nếu máy khởi động không hoạt động hoặc quay chậm, thì trước hết phải kiểm tra xem accu có bình thường không

- Thậm chí ngay cả khi điện áp ở cực của

accu đo được là bình thường, thì nếu các

cực của accu bị mòn hoặc rỉ cũng có thể

làm cho việc khởi động khó khăn vì điện

trở tăng lên làm giảm điện áp đặt vào

motor khởi động khi bật khoá điện đón vị

trí START

b Kiểm tra điện áp ở cực 30

- Bật khoá điện đóng vị trí START

tiến hành đo điện áp giữa cực 30 và

điểm tiếp mát

- Điện áp tiêu chuẩn: 8.0 V hoặc cao

hơn

- Nếu điện áp thấp hơn 8.0 V, thì phải

sửa chữa hoặc thay thế cáp của máy

khởi động

Vị trí và kiểu dáng của cực 30 có thể khác nhau tuỳ theo loại motor khởi động nên phải kiểm tra và xác định đúng cực này theo tài liệu hướng dẫn sửa chữa

c Kiểm tra điện áp cực 50

Hình 3.18.Kiểm tra điện áp cực 50

- Bật khoá điện đến vị trí START, tiến hành đo điện áp giữa cực 50 của máy khởi động với điểm tiếp mát

- Điện áp tiêu chuẩn 8.0 V hoặc cao hơn

- Nếu điện áp thấp hơn 8.0 V phải kiểm tra cầu chì , khoá điện, công tắc khởi động số trung gian, relay máy khởi động, relay khởi động ly hợp, ngay lúc đó Tham khảo

sơ đồ mạch điện, sửa chữa hoặc thay thế các chi tiết hỏng hóc

Hình 3.17.Kiểm tra điện áp cực 30

- Máy khởi động của xe có công tắc khởi động ly hợp không hoạt động trừ khi bàn đạp ly hợp được đạp hết hành trình

- Trong các xe có hệ thống chống trộm, nếu hệ thống bị kích hoạt thì máy khởi động

sẽ không hoạt động, vì relay của máy khởi động ở trạng thái ngắt ngay cả khi khoá điện ở vị trí START

10 Bảo dưỡng kỹ thuật

- Định kỳ bảo dưỡng thường thì ít tốn công chăm sóc bảo dưỡng nhiều, chủ yếu là

vô dầu vào các ổ đỡ

- Kiểm tra nơi gắn đỡ động cơ có chắc chắn hay không

- Kiểm tra tình trạng bên ngoài đầu nối; đánh sạch bề mặt bên ngoài để dễ tiếp xúc, không để đầu nối dơ hay bị ôxy hoá

- Định kỳ thổi gió nén làm sạch để cổ góp không làm chập mạch các miếng đồng Tình trạng tiếp xúc giữa cổ góp và thổi than phải tốt

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Nêu hai mạch điện trong hệ thống khởi động

2 Nêu các bộ phận tạo thành “ mạch mô tơ”

3 Nêu các bộ phận tạo thành “mạch điều khiển”

4 Giải thích chi tiết sự khác nhau giữa một máy khởi động thông thường với một máy khởi động loại giảm tốc bánh răng

5 Giải thích tại sao một “ly hợp một chiều” lại cần thiết và hoạt động của nó

6 Giải thích sự hoạt động của “bánh bendix” vào ăn khớp (đẩy ra) với bánh đà khi công tắc máy được bật sang vị trí “ Start”

7 Liệt kê và mô tả 5 mục được thực hiện trong việc “KIỂM TRA QUAN SÁT” trong hệ thống khởi động

8 Giải thích chi tiết các bước được thực hiện để thực hiện một kiểm tra” Dòng Điện Khởi Động” trong hệ thống khởi động

9 Giải thích quy trình và sự cần thiết của việc kiểm tra sụt áp của “Mạch Điện Mô Tơ” trong hệ thống khởi động

10 Khảo sát và báo cáo hệ thống khởi động sử dụng trên xe gắn máy

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

CÂU 1 Hệ thống khởi động có hai mạch

A solenoid

B công tắc số O

C ly hợp máy khởi động

D bộ tiết chế

CÂU 3 Trên một máy khởi động giảm tốc

bánh răng, piston dịch chuyển trong công

CÂU 4 Khi một động cơ bắt đầu quay,

bánh bendix ngắt ra khỏi mô tơ đề bởi:

A công tắc từ

B piston di chuyển

C ly hợp 1 chiều

D lò xo hồi về của công tắc

CÂU 5 Nếu động cơ quay khởi động quá

CÂU 6 Nếu một mô tơ đề quay nhưng

không vào khớp và quay được động cơ, hư

hỏng hầu như là do:

A công tắc từ

B ly hợp 1 chiều

C dây cáp dương

D công tắc máy

CÂU 7 Khi thực hiện kiểm tra dòng khởi

động, dòng khởi động thấp thường cho biết

có:

A điện trở trong mạch cao

B máy đề không tốt

C ắc-quy bị phóng điện

D ngắn mạch trong máy khởi động

CÂU 8 Khi thực hiện kiểm tra dòng khởi

động, dòng khởi động cao thường cho biết

A điện trở thấp trong mạch mô tơ

B điện trở cao trong mạch mô tơ

C điện trở thấp trong mạch điều khiển

D điện trở cao trong mạch điều khiển CÂU 10 Sụt áp bên mát của mạch điện hệ thống khởi động không được lớn hơn:

A điện áp ắc-quy

B 0,1 vôn

C 0,2 vôn

D 0,5 vôn

BÀI TẬP

Nghiên cứu một hệ thống khởi động trên một xe Cho biết đặc điểm chi tiết của hệ thống khởi động đó Cho biết quy trình bảo dưỡng hệ thống khởi động trên xe đó

BÀI 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Mục tiêu của bài:

Học xong Bài này học viên sẽ có khả năng:

- Phát biểu được khái niệm, phân loại, hệ thống phun xăng điện tử

- Trình bày được thành phần cấu tạo và nguyên tắc làm việc của hệ thống phun xăng điện tử

- Nhận dạng đúng thành phần và vị trí lắp đặt trên động cơ

Nội dung của bài: Thời gian: 10 h (LT: 2h; TH: 8 h)

1 Ưu điểm của hệ thống phun xăng so với bộ CHK

 Có thể cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh

 Có thể đạt được tỉ lệ khí nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ động

cơ

 Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga

 Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu dễ dàng: có thể làm đậm hỗn hợp khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc

 Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí – nhiên liệu cao

 Do kim phun được bố trí gần supap hút nên dòng khí nạp trên ống góp hút

có khối lượng thấp (chưa trộn với nhiên liệu) sẽ đạt tốc độ xoáy lốc cao, nhờ vậy, nhiên liệu sẽ không còn thất thoát trên đường ống nạp và hòa khí sẽ được trộn tốt hơn

2 Lịch sử ra đời của hệ thống phun xăng dùng trên động cơ ô tô

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

Vì vậy, hệ thống phun xăng đã ra đời Với hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phun vào đường ống nạp bên cạnh suppap nạp bằng các bộ phận điều khiển cơ khí hoặc điện

tử, chứ không phải nhờ vào sức hút của dòng khí như ở động cơ sử dụng bộ chế hòa khí Sau khi nhiên liệu phun vào, nhiên liệu sẽ được hòa trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp có tỉ lệ là tối ưu (nhiên liệu và không khí) Sau khi hòa trộn hỗn hợp được hút vào xylanh của động cơ khi suppap nạp mở

Trong thời kỳ đầu, công nghệ chế tạo còn rất kém, kỹ thuật và kinh tế còn hạn chế nên 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 các nước 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: song song với việc cải tiến các hệ thống phun xăng, phát triển thêm 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

3 Một số hệ thống phun xăng tiêu biểu

 Phân loại hệ thống phun xăng

3.1 Điều khiển bằng cơ khí:

- Kiểu K – Jetronic

- Kiểu KE – Jetronic:

3.2 Điều khiển bằng điện:

Có 03 loại: phun có chu kỳ, có thời điểm, phun liên tục

 Kiểu L – Jetronic:

Đây là loại hệ thống phun xăng sử dụng cảm biến đo trực tiếp thể tích không khí hoặc khối lượng không khí LE: cung cấp cho các nước Châu Âu (LE1, LE2) LU: được sản xuất tại Mỹ

 Kiểu Motronic:

Là loại hệ thống phun xăng điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều khiển Ralentie và các điều khiển khác chung một hộp

 Kiểu Mono – Jetronic: Loại này bố trí một hoặc hai kim phun cung cấp

nhiên liệu cho các xylanh

3.3 Theo cách bố trí kim phun

- Hệ thống phun xăng đa điểm:

Mỗi xylanh được bố trí một kim (kiểu L và Motronic)

- Hệ thống phun xăng đơn điểm:

Bố trí một hoặc hai kim phun chung cho tất cả các xylanh (bố trí tại một chỗ) kiểu Mono – Jetronic

 Hệ thống phun xăng K-Jetronic: là loại kiểu cơ khí do hãng Bosch

chế tạo

 Hệ thống phun xăng L -Jetronic

Hình 1.1: Hệ thống phun xăng L-jetronic

7 Kim phun nhiên liệu

8 Kim phun khởi động lạnh

15 Cảm biến nhiệt độ động cơ

16 Công tắt nhiệt thời gian

 Hệ thống phun xăng Motronic

 Hệ thống MONO – JETRONIC

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ

BÀI 3: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

Mục tiêu của bài:

Học xong bài này người học cĩ khả năng:

- Trình bày được nhiệm vụ, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của hệ thống nhiên liệu

- Trình bày được hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng của hệ thống nhiên liệu

- Kiểm tra và bảo dưỡng được hệ thống nhiên liệu đúng quy trình, quy phạm, đúng phương pháp và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật do nhà chế tạo quy định

Nội dung của bài: Thời gian: 15 h (LT: 2h; TH: 13h)

Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống nhiên liệu

Tùy theo nhà chế tạo và năm sản xuất mà bơm xăng được đặt trong thùng chứa nhiên liệu hoặc ngồi thùng chứa nhiên liệu Hiện nay, bơm xăng sử dụng cho hệ thống phun xăng cĩ 2 loại :

- Loại bơm cánh quạt

- Loại bơm con lăn

Hai loại bơm này cịn gọi là bơm kiểu ướt Vì mơtor điện và bộ phận bơm được đặt trong một vỏ bọc và bên trong vỏ bọc này luơn chứa đầy nhiên liệu

1.1.Bơm Cánh Quạt:

Loại bơm này thường được đặt trong thùng nhiên liệu, so với loại bơm con lăn thì loại này có ưu điểm là ít gây ra tiếng ồn và không tạo ra dao động trong

mạch nhiên liệu nên được dùng rộng rãi Bơm loại này được cấu tạo bởi các thành phần sau : motor điện, bộ phận bơm, van kiểm tra(van một chiều), van giảm áp và lọc nhiên liệu

Hình 2.2: Bơm cánh quạt

* Motor điện: Cấu tạo như một motor điện một chiều, khi cĩ dịng điện tới thì sẽ

làm cho motor quay

* Cánh quạt: Khi mơtơ quay, các cánh quạt (turbine) sẽ quay cùng với nĩ Các

cánh quạt bố trí dọc chu vi bên ngồi của cánh bơm Những cánh quạt sẽ kéo xăng từ cửa vào và đưa đến cửa ra Sau khi đi qua cửa ra xăng sẽ đi quanh motor điện và đến van một chiều

* Van một chiều: Van một chiều sẽ đĩng khi bơm ngưng làm việc Tác dụng

của nĩ là giữ cho áp suất trong mạch nhiên liệu ở nột giá trị nhất định (duy trì áp suất dư) Điều này sẽ giúp cho sự khởi động lại được dễ dàng

* Van an tồn: Van mở khi áp suất ra từ bơm vượt quá giá trị qui định (khoảng

3,5  6 Kgf/cm2) và nhiên liệu cĩ áp suất cao sẽ quay trở về thùng chứa Van này cĩ tác dụng bảo vệ mạch nhiên liệu khơng cho áp suất ra vượt quá giới hạn cho phép trên

* Lọc xăng: Dùng để lọc cặn bẩn trong nhiên liệu, đối với loại này thì lọc xăng

được bắt trước bơm

1.2.Loại bơm con lăn:

Loại bơm này được đặt bên ngồi thùng chứa nhiên liệu và luơn bắt gần thùng chứa để hiệu suất của bơm sẽ cao hơn

Bơm này được cấu tạo bởi các thành phần sau : motor điện, bộ phận bơm, van giảm áp và van một chiều Hoạt động của motor điện, van giảm áp và van một chiều đều giống như bơm cánh quạt

do đệm xoay vòng liên tục tăng thể tích ở cửa vào và giảm thể tích ở cửa ra

Hình 2.4: Nguyên tắc hoạt động của bơm con lăn

1.3 Mạch điện điều khiển bơm xăng:

Bơm xăng có thể được điều khiển theo 3 cách:

 Không qua hộp ECU máy như ở hệ thống phun xăng với bộ đo gió kiểu trượt TOYOTA

 Qua hộp ECU máy nhưng hoạt động theo nguyên lý ON – OFF

 Qua hộp ECU máy để thay đổi tốc độ quay của bơm xăng (hai cấp độ: cao

và thấp)

a Mạch điều khiển bơm xăng khơng qua hộp ECU

Relay mở mạch

Relay chính

Hình 2.5: Mạch điện điều khiển bơm xăng khơng qua ECU

Bơm xăng dùng cho hệ thống phun xăng sử dụng bộ đo giĩ kiểu trượt trên xe Toyota chỉ làm việc khi động cơ hoạt động Đĩ là một đặc điểm an tồn cho

hệ thống

Khi khởi động động cơ, dịng điện từ accu đi qua khĩa điện đến cuộn dây L 2

của relay bơm xăng đến mass, tạo lực hút tiếp điểm của relay bơm xăng làm bơm xăng quay Đồng thời, khi khởi động cánh giĩ của cảm biến đo giĩ cũng

di chuyển khỏi vị trí ban đầu (nhờ dịng khí hút vào động cơ) và đĩng tiếp điểm bơm xăng ở cảm biến đo giĩ

Vì thế ở cuộn dây L1 của relay bơm xăng cũng cĩ dịng điện chạy qua tạo thêm lực hút để đĩng tiếp điểm của relay bơm xăng Khi máy đã nổ, khố điện trả

về vị trí IG (vị trí ON) thì cuộn dây L2 của bơm xăng bị ngắt điện chỉ cịn cuộn

L1 giữ cho tiếp điểm vẫn đĩng và bơm xăng tiếp tục hoạt động

b Mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU máy hoạt động theo nguyên lý ON – OFF

Hình 2.6: Mạch điện điều khiển bơm xăng cĩ ECU điều khiển

Ignition switch

Check connector

ECU

To distributor Fuel pump

Nguyên lý hoạt động tương tự như loại ở trên, chỉ khác nhau ở tín hiệu điều khiển bơm xăng Khi khởi động động cơ, ECU nhận tín hiệu tốc độ động cơ

(NE) để điều khiển transitor mở cho dịng điện qua cuộn L 2 của relay bơm

xăng qua transistor về mass tạo lực hút để đĩng tiếp điểm relay bơm xăng Khi khố điện trả về vị trí IG dịng tiếp tục qua cuộn L 1 và bơm xăng tiếp tục hoạt động Khi bật cơng tắc máy từ vị trí OFF sang vị trí ON, ECU sẽ điều

khiển bơm xăng hoạt động trong khoảng 2s để giữ cho áp lực xăng trên đường

ống ổn định trước khi khởi động Trên cọc chẩn đốn cịn được bố trí đầu + B

và FP giúp nối mạch bơm xăng và khơng cần nổ máy

c Mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU máy để thay đổi tốc độ quay của motor bơm xăng

 Ở tốc độ thấp

Khi động cơ đang chạy ở tốc độ cầm chừng hoặc ở điều kiện tải nhẹ, ECU

điều khiển transistor mở, cĩ dịng: từ accu - relay chính - relay mở mạch - cuộn dây của relay điều khiển bơm - transistor – mass, tạo lực hút làm đĩng tiếp điểm B, cung cấp điện cho motor bơm xăng hoạt động qua điện trở R

Lúc này bơm xăng quay ở tốc độ thấp, chỉ cung cấp lượng xăng cần thiết ở tốc độ chạy cầm chừng của động cơ

Hình 2.7: Sơ đồ điều khiển bơm xăng qua ECU

với mạch điều khiển tốc độ

Công tắc máy

Relay mở mạch Relay điều

khiển bơm xăng

Điện trở

Bơm xăng

ECU

Công tắc điều khiển bơm xăng (7M-GE,

7MGET, M-REL)

quay với vận tốc nhanh để cung cấp lượng xăng cần thiết cho chế độ làm việc này của động cơ

Hình 2.8: Mạch điện điều khiển bơm xăng qua ECU

điều khiển tốc độ bơm

2.3 Ống phân phối

M

Relay chính

Công tắc máy

Relay mở mạch Relay điều

khiển bơm xăng

Điện trở

Bơm xăng

ECU

Công tắc điều khiển bơm xăng (7M-GE,

Hình 2.10: Bộ điều áp

Nhiệm vụ của ống phân phối là cung cấp một áp suất nhiên liệu tại các van phun là như nhau Ngoài ra, nó còn có chức năng như là một bộ tích trữ nhiên liệu và dung tích này lớn hơn rất nhiều so với dung tích mỗi lần phun Do đó, sẽ hạn chế được

sự thay đổi áp suất trong mạch nhiên liệu sau mỗi lần phun Thông thường thì ống phân phối có cấu tạo thích hợp để cho việc lắp ráp các van phun được dể dàng

2.4.Bộ điều áp:

Chức năng của bộ điều áp là giữ cho áp suất ở đầu kim và cuối kim phun không thay đổi Bảo đảm cho áp suất nhiên liệu trong đường ống tư (2,5  3) bar (tùy từng loại)

1: Bơm xăng 2: Lọc xăng 3: Ong phân phối 4: Bộ điều áp 5: Kim phun 6: Kim phun khởi động lạnh

+ Ở chế độ tải nhỏ: độ chân không trong đường ống nạp lớn tác động đến buồng chứa lò xo bộ điều áp và hút màng đi xuống sẽ làm cho van điều áp mở lớn hơn thì lượng nhiên liệu về thùng chứa nhiều hơn nên làm giảm áp suất nhiên liệu trong hệ thống

+ Ở chế độ cánh bướm ga mở lớn: áp suất trong đường ống nạp tăng, lò xo đẩy màng đi lên làm giảm nhiên liệu trở về thùng chứa (độ chân không giảm), làm cho áp suất trong hệ thống tăng

+ Áp suất ở đầu kim luôn không đổi vì áp suất trong hệ thống giảm thì độ chân không trong đường ống tăng và ngược lại

+ Khi tắt máy, bơm xăng ngưng làm việc Lúc này, áp suất nhiên liệu không tăng nên lo xo sẽ đẩy màng đóng kín van để duy trì một áp suất trong mạch nhiên liệu đảm bảo khi khởi động lại được dể dàng hơn

Kim phun bao gồm: thân kim và đót kim bắt liền với phần ứng solenoid Thân

kim chứa cuộn dây solenoid và dẫn hướng cho đót kim Khi trong cuộn solenoid chưa

có dòng điện thì đót kim luôn ép lên bệ tì ở cực ra nhờ một lò xo Khi từ trường sinh ra trong cuộn solenoid đót kim được nhấc lên khoảng 0,1 mm Lúc đó xăng được phun ra qua lổ vành khuyên đã được định chuẩn Đầu đót kim được cấu tạo như những trục tâm đặt biệt, mục đích phân tán nhỏ nhiên liệu

* Các kiểu kim phun:

- Kim phun điện trở cao

- Kim phun điện trở thấp

6 Điều khiển kim phun

a Nguyên lý kết cấu kim phun

Sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển kim phun được trình bày trên hình

Hình 2.13: Sơ đồ tổng quát hệ thống phun nhiên liệu

b Kết cấu một kim phun

Theo hình 6.119 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 cĩ dịng điện; 4 Ty kim: tác động đến sự đĩng mở của van kim; 5 Van kim: đĩng kín vịi phun, khi cĩ dịng điện sẽ bị nhấc lên cho nhiên liệu phun ra; 6 Vịi phun: định gĩc phun và xé tơi nhiên liệu; 7 vỏ kim

Hình 2.14: Kết cấu kim phun

c Hoạt động của kim phun

Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được những tín hiệu đầu vào từ các cảm biến Qua đĩ, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun Quá trình mở và đĩng của kim phun diễn ra ngắt quãng ECU gởi tín hiệu đến kim phun trong bao lâu phụ thuộc vào độ rộng xung Hình 6.120 cho thấy độ rộng xung thay đổi tuỳ theo chế

độ làm việc của động cơ Giả sử cánh bướm ga mở lớn khi tăng tốc thì cần nhiều nhiên liệu hơn Do đĩ ECU sẽ tăng chiều dài xung Điều này cĩ nghĩa là ty kim sẽ giữ lâu hơn trong mỗi lần phun để cung cấp thêm một lượng nhiên liệu

ECU

Accu

Nhiệt độ động cơ Nhiệt độ khí nạp

Lượng khí nạp

Vị trí bướm ga