Tiểu luận hệ thống điều khiển động cơ ô tô

TRƯỜNG ĐH SPKT VINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN MÔN: Hệ thống điều khiển động cơ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ dạhdíahdiuăhỉuwquởqroưqiouấkjfjkádkjhadhưqhuhqỉueiqiwgấdsbhjbchjabjhdsàgsầggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TRƯỜNG ĐH SPKT VINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN

MÔN: Hệ thống điều khiển động cơ NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ

Thời gian làm bài: 1 tuần

Đề số 2

I Nội dung

1 Tổng quan về điều khiển phun nhiên liệu

2 Điều khiển bơm xăng

3 Điều khiển kim phun

II Yêu cầu: Đóng cuốn theo quy định (Kèm theo quy định)

Bài tập lớn số: 2

Ngày nhận: 20/06/2021 Ngày nạp: 26/06/2021

Bài làm CHƯƠNG I: Tổng quan về điều khiển phun nhiên liệu 1.1 phân loại, nhiệm vụ, cấu tạo:

1.1.1 phân loại:

Điều khiển phun nhiên liệu gồm những loại sau: -

hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng

Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel gồm:

Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm dãy

Hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp loại bơm phân phối

Hệ thống cung cấp nhiên liệu common rail

Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng gồm:

Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí

Hệ thống nhiên liệu sử dụng phun xăng điện tử

1.1.2 nhiệm vụ:

Hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng gồm:

Cung cấp hỗn hợp hòa khí (xăng + không khí) cho động cơ

Đảm bảo lượng và tỷ lệ hòa khí phù hợp với các chế độ làm việc động cơ

Hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel gồm:

Cung cấp nhiên liệu cần thiết tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ Lƣợng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình phải phù hợp với chế độ làm việc của động cơ Phun nhiên liệu liệu đồng đều cho các xi lanh động cơ đúng thời điểm và đúng thứ tự thì nổ Phun s ƣơng và phân tán đều hơi nhiên liệu vào buồng đốt

Dự trữ lƣợng nhiên liệu để đảm bảo cho động cơ có thể làm việc liên tục trong một thời gian nhất định

Bình chứa nhiên liệu

Bình chứa nhiên liệu hay còn đƣợc gọi là thùng nhiên liệu, gồm có : thùng nhiên liệu hàng ngày

và thùng nhiên liệu dự trữ để chứa và cung cấp nhiên liệu cho động cơ

Thùng chứa cần đảm bảo có dung tích đủ chứa số nhiên liệu cho động cơ hoạt động liên tục trong một khoảng thời đã định

Nhiên liệu lọc sạch sẽ không làm ảnh hưởng cũng như hư hại đến các bộ phận khác như: đầu phun, cặp piston - xylanh của bơm cao áp, van triệt hồi… Các bộ phận này được chế tạo và lắp ráp với độ chính xác rất cao CHúng rất dễ hư hỏng nếu nhiên liệu không được lọc sạch

Vòi phun

V òi phun có chức năng phun nhiên liệu nén ở áp suất cao từ bơm phun thành dạng sương, phun trực tiếp vào buồng đốt

Vòi phun của hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel

Nhƣ vậy sẽ trộn với không khí dễ dàng hơn và cải thiện quá trình bắt lửa

Bơm phun nhiên liệu

Bơm phun nhiên liệu gồm có : bơm cao áp và bơm thấp áp có nhiệm vụ phun bơm, đẩy nhiên liệu đến từng vòi phun đồng thời thực hiện chức năng kiểm soát lƣợng phun và thời điểm phun nhiên liệu

Bơm thấp áp có chức năng hút nhiên liệu từ thùng chứa hàng ngày rồi đẩy đến bơm cao áp Nếu thùng chứa nhiên liệu hàng ngày đƣợc đặt ở vị trí cao hơn động cơ và nhiên liệu tự chảy đến bơm cao áp thì sẽ không cần đến bơm thấp áp

Bơm phun nhiên liệu

Bơm cao áp có các chức năng:

Chức năng nén: Nén nhiên liệu đến áp suất rấ t cao ( khoả n g 100 – 1500 bar) rồi đẩy đến vòi phun Chức năng định lƣợ ng : Điều chỉnh lƣợ ng nhiên liệu cung cấp vào buồng đốt phù hợp với chế độ làm việc củ a động cơ

Chức năng định thờ i : Định thời điểm bắt đầu và kết thúc quá trình phun nhiên liệu

Bơm phun nhiên liệu có rất nhiều loại, và đượ phân loại thành các loại sau:

Bơm cao áp kiểu vạn năng Bơm cao áp phân phối Bơm cao áp vòi phun kết hợp Bơm cao áp riêng biệt

H ệ th ố ng Common Rail Động cơ Diesel ngày càng đƣợc sử dụ ng phổ biến vì khả năng kinh tế , sử dụng nhiên liệu mạnh

Sơ đồ hệ thống cung cấ p nhiên liệu diesel và nguyên lý hoạt động Khi động cơ làm việc, ở kì n ạp, không khí đượ c hút qua bầu lọc khí nạp vào xilanh; ở kì nén chỉ

Nhiên liệu dư ở kim phun được đưa về thùng chứa qua đường dầu về

Thùng xăng: Chứa xăng

Bộ chế hòa khí: Hòa trộn xăng với không khí tạo thành hòa khí Bầu lọc khí: Lọc không khí để tạo khí sạch

Khi động cơ làm việc, xăng đƣợc bơm từ thùng xăng qua bộ chế hoà khí

Ở kì nạp, không khí đƣợc hút qua bầu lọc rồi đi vào bộ chế hoà khí, hoà trộn với xăng tạo thàn h hoà khí đi vào xilanh động cơ

H ệ th ố ng nhiên li ệ u s ử d ụ ng phun xăng đi ệ n t ử :

Hệ thống phun xăng có thêm một số bộ phận:

Cảm biến: Tiếp nhận các thông số của động cơ (nhiệt độ, số vòng quay…)

Bộ điều khiển: Nhận tín hiệu từ cảm biến, điều khiển vòi phun để hoà khí có tỉ lệ phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ

Bộ điều chỉnh áp suất: Giữ ổn định áp suất xăng trong vòi phun

Vòi phun: Dạng van Điều khiển bằng tín hiệu điện

Bơm xăng ô tô là bộ phận giúp luân chuyển xăng từ bính xăng lên đến kim phun xăng của xe ô

tô Bơm xăng xe ô tô đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ thống nhiên liệu của xe ô tô Mỗi

hư hỏng hay trục trặc của bơm xăng sẽ làm xe ô tô của bạn bị giảm công suất hoặc nếu bơm xăng không hoạt động thì xe ô tô của bạn sẽ không nổ được máy vì xăng không được đưa lên buồng đốt và động cơ không thể hoạt động được nếu không có xăng Bơm xăng ô tô dịch sang tiếng anh có nghĩa là Car Fuel Pump

2.1.2 phân loại

Có hai loại bơm xăng: thứ nhất là bơm không sử dụng điện mà nhờ cốt cam (đầu heat) Loại

này sự hư hỏng thường ở miếng da bơm dễ bị rách và các bạn sẽ ngửi thấy mùi khác thường, loại này rất xưa như ở Toyota đời 79, 80 hay 81

Thứ hai là loại bơm xăng điện Loại này bơm nhờ điện, có trên những xe đời mới, khi hư hỏng

thì rất tốn kém Khi các bạn khởi động xe khó hay cần phải đạp ga vài cái trước khi khởi động cho xe chạy đó chính là triệu chứng của bơm xăng đã có vấn đề

Có nhiều khi các bạn chạy trên đường vắng người , mở máy lạnh và khi đạp ga thấy xe không tăng tốc độ mà cứ è è đó là triệu chứng một phần do bơm xăng

Đôi khi khi xe của bạn đang chạy và khi ngừng rồi đề máy chạy tiếp nhưng xe không nổ hoặc nếu có nổ cũng rất khó đó cũng ở bơm xăng

Xe hao xăng cũng một phần bơm xăng yếu

2.1.3 cấu tạo 2.1.3.1 Loại bơm điện

Bơm xăng là bơm điện dùng bi gạt đƣợc dẫn động nhờ động cơ điện nam châm vĩnh cửu Đĩa rôto đƣợc ráp lệch tâm trong vỏ bơm Quanh chu vi đĩa có các hốc lõm chứa bi gạt Khi rôto quay, lực ly tâm sẽ ấn các bi gạt vào vách vỏ bơm để bao kín và bơm xăng đi từ lỗ hút ra lỗ thoát

Bơm xăng đƣợc lắp trong bình xăng và đƣợc kết hợp với bộ lọc xăng, bộ điều áp, bộ đo nhiên liệu… cánh bơm đƣợc motor quay để nén nhiên liệu xăng

2.1.3.1.1 Mạch điều khiển bơm xăng điện

Lúc này transistor đóng do không có cảm biến động cơ của NE Bơm không hoạt động ở vị trí on

áp suất thấp sẽ dẫn đến hiện tƣợng rung giật động cơ thậm chí là chết máy khi hoạt động Còn nếu

áp suất quá cao sẽ khiến động cơ hoạt động thừa nhiên liệu Nhà sản xuất đặt bơm xăng trong bình nhiên liệu với mục đích hạn chế tiếng ồn khi nó hoạt động, đồng thời nhiên liệu sẽ giúp làm mát, bôi trơn thiết bị bên trong bơm Từ đó giúp giảm thiểu nguy cơ thiếu nhiên liệu khi xe quay vòng nhanh

Bơm xăng ô tô và cơ chế hoạt động

Cơ chế hoạt động của bơm xăng xe Ôtô Khi kích hoạt khởi động, ECU sẽ kích hoạt rơ-le để cung cấp điện áp cho bơm nhiên liệu Khi

đó, bơm sẽ hoạt động trong 1 vài giây để tạo ra áp suất trong hệ thống nhiên liệu Nhiên liệu khi được hút vào bơm sẽ chảy qua lưới lọc, van 1 chiều, lọc xăng, đi tới ống cấp nhiên liệu và vòi phun Khi đó, van một chiều sẽ làm nhiệm vụ duy trì áp suất dư bên trong hệ thống khi bơm không hoạt động Lọc xăng có chức năng giữ lại phần gỉ sắt và các chất rắn có nguy cơ làm tắc vòi phun Van điều áp sẽ duy trì áp suất ổn định trên hệ thống Sau đó xăng thừa sẽ được đưa về bình chứa ban đầu

Nguyên lý hoạt động của bơm xăng xe Ôtô

Bơm xăng ô tô sẽ hoạt động liên tục kể từ lúc động cơ được khởi động Trong trường hợp chết

máy, ECU sẽ lập tức phát tín hiệu ngắt điện đến bơm Trên nhiều dòng xe có sử dụng công tắc an toàn làm việc dựa vào tốc độ xe với mục đích làm giảm nguy cơ cháy nổ khi xảy ra tai nạn ngoài mong muốn Chính vì thế, nếu có xảy ra tai nạn, sẽ phải “reset” công tắc này trước khi khởi động lại xe

Những hư hỏng thường gặp khi bơm xăng ô tô Cũng như các thiết bị khác trên xe hơi, bơm xăng ô tô dù bền đến đâu cũng sẽ gặp những tình trạng trục trặc, hư hỏng Bạn cũng có thể tự mình chẩn đoán trục trặc dựa vào một số dấu hiệu dưới đây:

Xe đột ngột chết máy: xe chết máy có thể xảy ra vào bất cứ thời điểm nào Bạn đang đi trên

đường thì xe bỗng nhiên chết máy, không chạy nữa Khi để nguội 1 thời gian thì xe lại quay lại chạy bình thường

Khả năng bơm xăng yếu đi: khi bạn kiểm tra trong cổng chờ ở khoang động cơ - nơi lắp áp kế để kiểm tra áp suất bơm Nếu như áp suất xăng kém hơn thông thường, đó có thể là dấu hiệu của bơm xăng đang bị yếu hoặc có vấn đề xảy ra trong đường ống

Không có tiếng ồn khi khởi động: thỉnh thoảng khi bạn bật khóa điện về vị trí on, nếu từ khu vực bình chứa nhiên liệu không phát ra tiếng động, khả năng cao bạn sẽ phải thay thế bơm xăng ô tô hoặc một số dây nối, rơ - le điện

Xăn g không trào ra khi thử nghiệm bơm xăng : với các thử nghiệm này, bạn chỉ nên áp dụng với những ai đã từng có kinh nghiệm trong việc sửa chữa xe ô tô Trong trường hợp này, khi bạn tắt khóa điện, tháo ống dẫn xăng tới dàn phun và bật khóa lại, nếu xăng trào ra ngoài đồng nghĩa với việc bơm xăng ô tô hoạt động bình thường

Việc phát hiện sớm những trục trặc trong thiết bị bơm xăng xe Ôtô sẽ giúp bạn đảm bảo được mức

độ hoạt động của xe cũng như nhận thấy được thời điểm nào nên đưa xe đi bảo trì bảo dưỡng

CHƯƠNG III: Hệ thống điều khiển kim phun 3.1 Phân loại kim phun cơ bản

.Phân loại theo điểm phun

a Hệ thống phun xăng đơn điểm ( phun một điểm): Kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn

bộ các Xylanh của động cơ, bên trên bướm ga

b Hệ thống phun xăng đa điểm ( phun đa điểm) : mỗi Xylanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước Xupap nạp

c Hệ thống phun xăng trực tiếp (phun trực tiếp vào xilanh): mỗi Xylanh của động cơ được bố

trí 1 vòi phun trực tiếp vào Xylanh cùng thời điểm Xupap nạp mở, nạp không khí vào Xylanh

3.1.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun

a Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của động

cơ (cácsensors) và bộ điều khiển trung tâm (ECU) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở

điềukiện tối ưu nhất

b Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên

liệu.Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiểnlượng xăng phun vào động cơ Có một vài loại xe trang bị hệ thống này

c Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để kiểm soát

sốlượng nhiên liệu phun vào động cơ

3.1.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng

a Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc

vàoXupap Loại này phun xăng vào động cơ khi các Xupap mở ra hay đóng lại Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu

b Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay trước khi Xupap nạp

mở ra hoặc khi Xupap nạp mở ra Áp dụng cho hệ thống phun dầu

c Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc Bất kì lúc nào

động cơ đang chạy đều có một số xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ Tỉ lệ hòa khí được điều khiển bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu taị các kim phun Do đó lưu lượng nhiên liệu phun ra cũng được gia giảm theo

4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun

a Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành 2 nhóm bằng nhau và

phun luân phiên Mỗi nhóm phun một lần vào một vòng quay cốt máy

b Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia thành 2 nhóm bằng nhau

và phun luân phiên

c Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng 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

d Phun theo thứ tự: Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xong tới cái kế tiếp

3.2 cấu tạo cơ bản của hệ thống điều khiển kim phun

3.2.1 kim phun trên đường ống nạp ( FUEL INJECTOR ).

Chú thich:

1 inteke valve ( sunpap nạp ) intake Manifold ( đường ống nạp

3 Fuel Pipe Insulater ( cách nhiệt đường ống nạp )

4 Fuel Inijectoe Rail (đường kim phun nhiên liệu ) .O

5 - Ring Seal ( vòng đệm )

Một vài kiểu phun:

kim phun điện trở cao , R = 13 - 14 Ohm

kim phun điện trở thấp, R = 2 – 3 Ohm

Chú thích :

1 Needle valve ( kim phun )

2 Plunger ( piston ) coil ( cuộn dây )

Kim phun đời mới bằng nhựa

Có thể phun ra 12 lỗ tia phun, nên lượng nhiên liệu phun ra tơi sẽ dễ trộn với không phí và dễ cháy hơn

Phương pháp điều khiển kim phun :

Kiểm phun độc lập ( phun theo thứ tự công tác ): tức là máy nào cần nhiên liệu thì ECU s ẽ điều khiển kim phun đó sẽ phun vào Làm cho phun đúng thời điểm nạp ( sử dụng nhiều nhất

Kiểu phun theo nhóm: kiểu phun này sẽ chia hai nhóm hoặc ba nhóm tức mỗi lần phun sẽ từ hai đến ba kim phun

Kiểu phun đồng loạt : tất cả kim phun đều phun đồng loạt cùng một thời điểm, nhược điểm rất lớn

là tất cả các kim phun cùng phun một lúc nên sẽ có những kim phun sẽ phun đúng thời điểm nạp nhưng sẽ những kim phun thì sai thời điểm thì sẽ làm nhiên liệu bám trên thành ống và làm cho hệ thống làm việc kém hiệu qu ả

Hình ảnh minh họa:

2.1.2 Mạch điều khiển kim phun

Kim phun đồng loạt ( điện trở cao )

Nguyên lý hoạt động:

Khi có điện chạy từ dương accu qua IG điện sẽ chạy vào các chân của cuộn dây của kim phun rồi chạy vào ECU rồi vào transistor rồi ra mass Transistor mở khi có tín hiểu của các cảm biến như cảm biến tốc độ động cơ ( NE), cảm biến vị trí xilanh ( G) hai cảm này là hai cảm biến quan trong nhất để giúp ECU biết thời điểm phun điểm phun để điều khiển con transistor mở

Kim phun theo nhóm ( điệm trở thấp )

Nguyên lý hoạt động :

Như trên hình chúng ta có thể thấy có bốn máy chia thành hai nhóm NO 1 cũng tương ứng với nhóm đầu tiên là mấy một và máy ba và NO 2 là máy hai và máy bốn Cách thức hoạt động cũng gần tương tự với phun đồng loại là ECU sẽ điều khiển transistor đóng mở do các cảm biến NE và

G

Hoạ t động của nhóm 1:

Khi có điện +accu chạy qua chân IG rồi chạy vào trở phụ này nhằm giảm điện áp, rồi điện chạy vào cuộn dây của kim phun 1 và 3 rồi chạy vào NO 1 vào ECU vào transistor 1 r ồi ra mát ( transistor khi có cảm biến NE và G hoạt động) thì khi đó kim số 1 và 3 sẽ phun nhiên liệu vào buồng đốt

Hoạt động của nhóm 2 : cũng hoạt động tương tự như nhóm 1

Kim phun độc lập ( phun theo thứ tự ):