Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA GSL2 7

ECM dùng các cảm biến để nhận biết tình trạng hoạt động của động cơ, điềukiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu thông tin quan trọngnhất đó là lưu lượng không khí đ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của ngành điện tử thì trong công nghệ ôtô cũng cónhững thay đổi mạnh mẽ Hàng loạt các linh kiện bán dẫn, thiết bị điện tử được trang

bị trên động cơ ôtô nhằm mục đích giúp tăng công suất động cơ, giảm suất tiêu haonhiên liệu và đặc biệt là giảm được mức ô nhiễm môi trường do khí thải tạo ra Vàhàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho công nghệchế tạo ôtô hiện nay

Việc khảo sát cụ thể hệ thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có mộtcái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đặc biệt trong thời gian thực tập tốtnghiệp tại công ty Hyundai-Vinamotor Đà Nẵng em đã được tìm hiểu tài liệu đồngthời được trực tiếp tham gia bảo dưỡng, sửa chữa cũng như chuẩn đoán và điều chỉnh

xe trong đó chủ yếu là các ôtô của hãng Hyundai Đây cũng là lý do mà em chọn đềtài khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe của hãng

Hyundai để làm đề tài tốt nghiệp, với mong muốn bổ sung và tìm hiểu sâu hơn nhữngkiến thức về hệ thống phun xăng điều khiển điện tử.

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảocòn ít nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong cácthầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn PSG.TS TrầnVăn Nam, các thầy cô giáo trong khoa, cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoànthành đồ án này

Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ, đảm bảo

số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu luôn phù hợp với chế độlàm việc của động cơ

Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng,bơm xăng, lọc xăng Đối với hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử còn có ốngphân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ giảm chấn ápsuất nhiên liệu, hệ thống điều khiển kim phun, ECM động cơ

1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy của động cơ xăng.

1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu.

2

• Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ.

• Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh

• Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợpphải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá)

• Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường vànhiệt độ động cơ

• Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt

1.3 Phân loại hệ thống nhiên liệu.

1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng bộ chế hòa khí.

• Hệ thống phun chính giảm độ chân không sau ziclơ chính

• Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở họng

• Hệ thống có ziclơ bổ sung

• Hệ thống điều chỉnh tiết diện ziclơ chính kết hợp với hệ thống không tải

1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng.

1.3.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng.

a) Hệ thống phun xăng nhiều điểm

Mỗi xylanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt.Xăng được phun vào đường ống nạp ở gần sát xupap nạp Phun xăng nhiều điểm cóthể là kiểu phun liên tục hay phun theo chu kỳ thời gian Hệ thống phun xăng nhiềuđiểm thường dùng cho xe du lịch cao cấp có dung tích xylanh lớn (trên 1600cm3) Hệthống phun xăng nhiều điểm cung cấp tỷ lệ xăng không khí tốt hơn so với kiểu phunxăng một điểm do tỷ lệ khí hỗn hợp cung cấp cho các xylanh hoàn toàn đồng nhất

Ưu điểm này giúp tiết kiệm nhiên liệu, tăng hiệu suất cho động cơ và giảm hơi độctrong khí thải

Hình 1-1 Sơ đồ bố trí vòi phun nhiều điểm

b) Hệ thống phun xăng một điểm.

Gồm một hay hai vòi phun Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu - không khí được tiếnhành ở một vị trí tương tự như trường hợp bộ chế hoà khí, sử dụng vòi phun duynhất Xăng được phun vào đường nạp, bên trên bướm ga Hỗn hợp được tạo thànhtrên dường nạp

Hệ thống này được sử dụng khá phổ biến trên động cơ các loại xe công suất nhỏ

do cấu tạo tương đối đơn giãn và giá thành không quá cao Đo độ chân không trongđường ống nạp và cảm nhận lượng khí nạp bằng mật độ của nó Hệ thống phun xăngnày có thể phun kiểu liên tục hay phun theo chu kỳ thời gian

c) Hệ thống phun xăng hai điểm.

4

Hình 1-2 Đường ống bố trí vòi phun một điểm

1 :Vòi phun2:Hỗn hợp không khí nhiên liệu

3: Bướm ga4:Ống phân phối

Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun xăng một điểm trong đó sửdụng thêm một vòi phun thứ hai đặt bên dưới bướm ga nhằm cải thiện chất lượng quátrình tạo hỗn hợp.

1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiển phun xăng.

a) Hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí.

Cảm biến lưu lượng không khí (air – flow sensor) được dùng để đo lượngkhông khí và động cơ hút vào ở bất kỳ chế độ tải nào

Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đi qua

bộ tích năng, qua lọc nhiên liệu đến bộ định phân nhiên liệu

Ngoài ra hệ thống cung cấp nhiên liệu còn có nhiệm vụ làm cho nhiên liệu cómột áp suất lớn, đủ khả năng hoà trộn với không khí, tạo ra một hỗn hợp có thànhphần thích hợp nhất

* Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí

Hình 1-3 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí1: Bình xăng; 2: Bơm xăng điện; 3: Lọc xăng; 4: Vòi phun; 5: Xupap 6: Đường ốngnạp ; 7: Pittông ; 8: Xylanh; 9: Bướm ga ; 10: Đường không tả; 11: Lọc không khí ;12: Đường ống thải ; 13: Bộ ổn định áp suất ; 14: Bộ tích tụ xăng ; 15: Vòi phun khởiđộng lạnh ; 16: Bộ phân phối định lượng xăng ; 17: Van điều chỉnh áp suất ; 18: Trụckhuỷu ; 19: Lưu lượng kế không khí ; 20: Bộ tiết chế sưởi nóng động cơ ; 21: Ống

góp nạp ; 22: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Bộ định phân nhiên liệu có nhiệm vụ định ra một lượng thích hợp với điều kiệnhoạt động của xe Ngoài ra nó có nhiệm vụ phân phối nhiên liệu cho các kim phuncủa từng xylanh Chính vì vậy khi Việt hoá danh từ này chúng ta kết hợp theo haichức năng này để gọi tên “ Bộ định phân nhiên liệu ” Lượng không khí nhận biếtbằng cảm biến đo lưu lượng (thông qua vị trí tấm cảm biến lưu lượng gió) được hútvào động cơ chính là tiêu chuẩn để định lượng nhiên liệu đến các xylanh Có thể hiểurằng lượng không khí hút vào động cơ quay lại điều khiển sự định lượng nhiên liệuđơn thuần chỉ bằng cơ khí

b) Hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử.

Ở các loại hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thôngtin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động cơ chomột thiết bị tính toán thường được gọi là bộ vi sử lý và điều khiển trung tâm Sau khi

sử lý các thông tin này, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần cung cấpcho động cơ theo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạtđộng của các vòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun)

6

Hình 1-4 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử

Nhiên liệu xăng được cung cấp bằng một bơm tiếp vận dẫn động bằng điện đểtăng tới áp lực phun Nhiên liệu được phun nhờ sự mở van của các kim phun, bêntrong kim phun có các van được điều khiển đóng mở nhờ một cuộn dây tạo ra mộtnam châm điện (solenoid)

ECM điều khiển kim phun, cấp cho các kim phun một xung điện vuông, cóchiều dài xung thay đổi Dựa vào chiều dài của xung này, kim phun sẽ mở lâu hayngắn, lượng nhiên liệu sẽ được phun nhiều hay ít

ECM dùng các cảm biến để nhận biết tình trạng hoạt động của động cơ, điềukiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu ( thông tin quan trọngnhất đó là lưu lượng không khí được hút vào động cơ)

1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khí nạp.

a) Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế: loại L

• Hệ thống phun xăng loại này được trang bị thiết bị đo lưu lượng cho phép

đo trực tiếp thể tích hay khối lượng không khí lưu thông trong đường nạp Thông tin

về lưu lượng khí được cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện

để làm cơ sở tính toán thời gian phun

• Lưu lượng thể tích: thiết bị này làm việc theo nguyên tắc đo lực của dòngkhí tác động lên một cửa đo quay quanh một trục lắp trên đường nạp Góc quay củacửa phụ thuộc lưu lượng khí nạp và được xác định bởi một điện thế kế Như vậy,thiết bị sẽ cung cấp một tín hiệu điện tỷ lệ với lưu lượng khí cho bộ điều khiển trung

tâm Để tăng độ chính xác phép đo, người ta thường dùng thêm một nhiệt kế để đonhiệt độ không khí trong quá trình nạp.

• Lưu lượng kế khối lượng kiểu dây đốt nóng: một sợi dây kim loại rất mãnhđược căng ở một vị trí đo trong đường nạp Khi lưu lượng khí thay đổi thì nhiệt độ vàđiện trở của dây cũng thay đổi theo Một mạch điện tử cho phép điều chỉnh tự độngdòng điện đốt nóng dây Dòng điện này sẽ tỷ lệ với lưu lượng khí Theo nguyên tắtnày, việc đo nhiệt độ dòng khí sẽ không cần thiết nữa vì lưu lượng khối lượng được

đo trực tiếp nên độ chính xác phép đo không bị ảnh hưởng bởi những dao động củanhiệt độ khí như phương pháp trên

• Lưu lượng kế khối lượng kiểu tấm đốt nóng: hệ thống này hoạt động theonguyên lý tương tự như hệ thống trên Việc thay thế dây kim loại bằng hai tấm kimloại gốm mỏng cho phép tăng độ bền vững của thiết bị đo và hạn chế ảnh hưởng dobụi bặm hoặc rung động Hai tấm kim loại này có điện trở phụ thuộc nhiệt độ đượcmắc thành cầu điện trở, một để đo lưu lượng, một để đo nhiệt độ khí

• Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm sử dụng hiệuứng Karman - Vortex

Một cơ cấu đặt biệt được lắp trên đường nạp nhằm tạo ra các chuyển độngxoáy lốc của dòng không khí ở một vị trí xác định Số lượng xoáy lốc sẽ tỷ lệ với lưulượng thể tích Một nguồn sóng siêu âm đặt trên đường ống nạp, phát sóng có tần sốxác định theo hướng vuông góc với dòng chảy không khí Tốc độ lan truyền của sóngsiêu âm xuyên qua dòng khí phụ thuộc vào lượng khí chuyển động xoáy Một thiết bịnhận sóng siêu âm sẽ đo tốc độ này và gửi tín hiệu điện đến bộ điều khiển trung tâm

b) Hệ thống phun xăng có thiết bị đo lưu lượng kiểu áp suất : loại D

Ở hệ thống phun xăng loại này, lượng khí nạp được xác định thông qua ápsuất tuyệt đối trong ống nạp và chế độ tốc độ của động cơ, dựa vào các tham số hayđặc tính chuẩn đã được xác định từ trước, có tính đến biến thiên áp suất trong quátrình nạp Các đầu đo được sử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu áp điện - điệntrở kết hợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyển động Trong thực tế, khi khởi độngđộng cơ, do nhiệt độ thấp nên mật độ không khí tăng, ở cùng một áp suất thì lưulượng khí nạp thực tế sẽ lớn hơn lưu lượng tính toán, dẫn đến hỗn hợp nhạt có thểgây chết máy Dựa trên thông tin về nhiệt độ không khí do cảm biến cung cấp, bộđiều khiển trung tâm sẽ tăng lượng xăng phun ra khi nhiệt độ khí nạp thấp Phép đolưu lượng kiểu này thường áp dụng cho các hệ thống phun xăng một điểm

• Ưu điểm:

o Kết cấu, bảo dưỡng đơn giãn, dễ lắp đặt điều chỉnh, giá thành hạ

8

o Ít gây sức cản khí động phụ trên đường nạp.

• Nhược:

o Không đo trực tiếp lưu lượng không khí

o Nhạy cảm với dao động áp suất và nhiệt độ trên đường nạp

1.3.2.4 Phân loại theo chu kỳ phun:

a) Hệ thống phun xăng liên tục

* Sơ đồ hệ thống phun xăng liên tục (k-Jetronic)

Hình 1-5 Sơ đồ hệ thống phun xăng liên tục (K-Jetronic)

1 Thùng xăng ; 2 Bơm xăng điện ; 3 Bộ tích tụ xăng ; 4 Lọc xăng ; 5 Bộ thiết chếsưởi nóng động cơ ; 6 Vòi phun xăng ; 7 Ống góp hút ; 8 Vòi phun khởi động lạnh ;

9 Bộ phân phối xăng ; 10 Bộ cảm biến dòng không khí nạp ; 11 Van thời điểm

; 12 Bộ cảm biến lambda ; 13 Công tắc nhiệt- thời gian 14 Đầu chia lửa ; 15 Cơcấu cung cấp không khí phụ trội ; 16 Công tắc vị trí bướm ga ; 17 ECM ; 18 Côngtắc máy và khởi động ; 19 Ắc quy

Cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp chạy qua đường ống nạp bằng mmột cảm biến

đo lưu lượng kế Vòi xịt xăng ra theo chu kỳ thời gian quy định được lập trình sẵntrong mây tính

ECU độ ng cơ

Các cảm biế n

Hình 1-6 Sơ đồ hệ thống phun xăng theo chu kỳ thời gian (L-Jectronic)

1 Lọc khí; 2 Lọc tinh nhiín liệu; 3 Thùng nhiín liệu; 4 Bơm xăng điện; 5 Cảmbiến vị trí trục khuỷu; 6 Hệ thống khí xả; 7 Ắc quy; 8 Khóa điện; 9 Bộ giảm chấn

âp suất nhiín liệu; 10 Ống góp nạp; 11 Bộ điều âp; 12 Bướm ga; 13 Cảm biến trục

cam; 14 Cảm biến lưu lượng khí nạp

1.4 Nguyín lý hoạt động của hệ thống nhiín liệu trong động cơ xăng.

1.4.1 Nguyín lý hoạt động của hệ thống nhiín liệu dùng Bộ chế hòa khí.

Trín câc động cơ xăng cổ điển việc tạo hỗn hợp nhiín liệu không khíđều ở bín ngoăi động cơ một câch thích hợp trong một thiết bị riíng trước khi đưavăo buồng chây động cơ gọi lă bộ chế hoă khí Câc bộ chế hoă khí hiện nay đượcchia ra lăm ba loại sau

• Loại bốc hơi

• Loại phun

• Loại hút:

 Loại hút đơn giản

 Loại hút hiện đại

1.4.1.1 Chế hoă khí bốc hơi.

Chế hoă khí bốc hơi chỉ dùng cho loại xăng dễ bốc hơi Nguyín lý hoạt độngcủa nó như sau:

10

Sơ đồ nguyên lý:

Xăng được đưa

từ thùng chứa đến bầu

xăng (2) của bộ chế hoà

khí Trong hành trình hút của động cơ không khí theo đường ống (1) lướt qua mặtxăng của bầu xăng (2), ở đây không khí hòa trộn với hơi xăng tạo thành hỗn hợp giữahơi xăng và không khí Sau đó hỗn hợp đi qua đường ống nạp (3), bướm ga (4) vàđược hút vào động cơ Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng để điểu chỉnh lượng hòa khínạp vào động cơ Muốn điều chỉnh nồng độ của khí hỗn hợp tức là điều chỉnh thànhphần hơi nhiên liệu chứa trong hỗn hợp phải thay đổi thể tích phần không gian bêntrên giữa mặt xăng và thành của bầu xăng (2)

Ưu điểm chính của loại chế hoà khí bốc hơi là hơi xăng và hỗn hợp khôngkhí hỗn hợp với nhau rất đều Nhưng loại này lại có rất nhiều khuyết điểm, rất cồngkềnh, dễ sinh hoả hoạn, rất nhạy cảm với mọi thay đổi của điều kiện khí trời, lúcđộng cơ chạy phải luôn điều chỉnh vì vậy hiện nay không dùng nữa

1.4.1.2 Chế hoà khí phun.

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 1-7: Sơ đồ bộ chế hoà khí bốc hơi.

1 Họng; 2 Bầu xăng; 3 Ống nạp; 4 Bướm ga

Nguyên lý làm việc của chế hoà khí phun là dùng áp lực để phun nhiên liệuvào không gian hỗn hợp.

Buồng không khí (2) ăn thông với đường ống nạp động cơ nhờ đường ống(13) Miệng của đường ống (13) đặt đối diện với chiều lưu động của dòng khí vì vậy

áp suất trong buồng (2) bằng tổng áp suất động và áp suất tĩnh của dòng khí Buồngkhông khí (4) nối liền với họng (1) nên trong buồng (4) có độ chân không Lực tácđộng ở buồng (2) lên màng mỏng (3) làm cho màng (3) uốn cong về phía buồng (4).Kết quả làm cho cán van (8) và van (9) chuyển dịch sang bên phải làm cho cửa van(9) được mở rộng Với một áp suất nhất định nhiên liệu được bơm qua van vàobuồng (7) Từ buồng (7) đi qua ziclơ (10) và vòi phun (11), nhiên liệu được phunthành những hạt nhỏ và hỗn hợp đều với không khí Nhờ một đường ống nối liền vớinhiên liệu ở sau ziclơ (10) nên buồng (5) cũng chứa đầy nhiên liệu nhưng áp suấttrong buồng (5) thấp hơn áp suất trong buồng (7) vì vậy màng mỏng 6 cũng bị uốncong với khuynh hướng đóng nhỏ van (9) Khi các lực tác dụng lên màng mỏng ở vịtrí cân bằng thì van nhiên liệu (9) nằm ở một vị trí nhất định tương ứng với một chế

độ làm việc của động cơ

Các bộ chế hoà khí phun làm việc chính xác, ổn định dù động cơ đặt ở bất

kỳ vị trí nào nhưng việc bảo dưỡng, điều chỉnh phức tạp

1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản.

Sơ đồ nguyên lý:

12

Hình 1-8 Sơ đồ bộ chế hoà khí phun.

1:Họng; 2:Buồng chứa không khí áp suất cao; 3:Màng mỏng; 4:Buồng chứakhông khí áp suất thấp; 5:Buồng chứa nhiên liệu áp suất thấp; 6:Màng mỏng;7:Buồng chứa nhiên liệu áp suất cao; 8:Cán van; 9:Van nhiên liệu; 10:Ziclơ;

11:Vòi phun; 12:Bướm ga; 13:Đường ống

1 2 3

9 8 7

6 5 4

II I

Hình 1-9 Sơ đồ bộ chế hoà khí đơn giản

1:Vòi phun; 2:Họng; 3:Bướm ga; 4:Jiclơ;

5:Phao xăng; 6:Buồng phao; 7:Van kim; 8:Ống xăng; 9:Lỗ thông;

I – xăng; II- không khí; III – hòa khí

Bộ chế hòa khí đơn giản còn được gọi là bộ chế hòa khí một vòi phun và mộtjiclơ gồm có: buồng phao 6, jiclơ 4, vòi phun 1, họng 2, không gian hòa trộn và bướm

ga 3 Nguyên tắc hoạt động: xăng từ thùng chứa, do tự chảy hoặc nhờ bơm xăng điqua ống 8 vào buồng phao 6 Nếu mức xăng trong buồng phao hạ thấp, phao 5 sẽ đixuống mở đường thông qua van kim 7 cho nhiên liệu đi vào buồng phao, nhờ đóxăng trong buồng phao được giữ ở mức hầu như không đổi Lỗ 9 nối thông buồngphao với áp suất khí trời p0

Không khí từ ngoài trời qua miệng vào rồi qua họng 2 (nơi có tiết diện lưuthông bị thắt lại) của bộ chế hòa khí làm tăng tốc độ và giảm áp suất tại họng ph Nhờchênh áp ∆ ph = p0 – ph’ xăng từ buồng phao được hút qua vòi phun 1 vào họng 2 Lưulượng qua vòi phun1, phụ thuộc chên áp ∆ ph , đường kính và hệ số lưu thông củajiclơ 4 Miệng vòi phun thường được đặt tại tâm họng Ra khỏi vòi phun xăng đượckhông khí đi qua họng xé tơi và hòa trộn đều trong dòng không khí qua họng Khônggian giữa họng 2 và bướm ga 3 được gọi là không gian hòa trộn, ở đây một phầnxăng được bay hơi và hòa trộn đều với không khí tạo nên hòa khí Số lượng hòa khí

đi vào động cơ phụ thuộc độ mở bướm ga 3 Vì vậy bướm ga là cơ cấu điều khiểnhoạt động của động cơ

1.4.1.3.1 Đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản:

Đặc tính của bộ chế hòa khí là hàm số thể hiện mối liên hệ giữa hệ số dưlượng không khí α của hòa khí với một trong các thông số đặc trưng cho lưu lượngcủa hòa khí được bộ chế hòa khí chuẩn bị và cấp cho động cơ (có thể là lưu lượngkhông khí Gk , độ chân không ở họng ∆ph hoặc công suất động cơ Ne …) Theo địnhnghĩa về hệ số dư lượng không khí α, ta có:

trong đó: Gk, Gnl – lưu lượng không khí và nhiên liệu qua bộ chế hòa khí(kg/s);

L0 – Lượng không khí lý thuyết dùng để đốt 1kg nhiên liệu (kg/kgnhiên liệu)

Xác định Gk qua bộ chế hòa khí đơn giản:

Do động cơ hoạt động có tính chu kỳ nên lưu động của dòng khí quahọng và xăng qua vòi phun của bộ chế hòa khí có tính dao động rõ rệt, về thực chất

đó là các dòng chảy không dừng Chuyển từ động cơ bốn kỳ sang động cơ hai kỳhoặc tăng số xilanh nối với bộ chế hòa khí sẽ giảm bớt tính dao động của dòng chảy.Nếu bốn xilanh của động cơ bốn kỳ hoặc hai xilanh của động cơ hai kỳ nối với bộchế hòa khí sẽ không thấy rõ tính giao động của dòng chảy Vì vậy có thể coi dòngchảy của xăng và không khí trong bộ chế hòa khí như một dòng chảy dừng Mặt khác

độ chân không tại họng bộ chế hòa khí ∆ph thường không quá 20 kPa khi động cơhoạt động hoạt động ở tốc độ cực đại và mở hết bướm ga Như vậy với ∆ph biến động

từ 0 đến 20kPa có thể bỏ qua tính chịu nén của không khí và coi lưu động của khôngkhí như của chất lỏng không chịu nén Với một dòng chảy dừng của một lưu chấtkhông chịu nén, qua mặt cắt 0-0 và H – H, có thể viết phương trình Bernoullie dướidạng sau, nếu coi tốc độ không khí tại miệng vào bộ chế hòa khí W0 = 0 và nếu lược

bỏ sai lệch về thế năng giữa hai mặt cắt (vì mật độ không khí và khoảng cách chiềucao hai tiết diện quá nhỏ)

Hình 1-10 Sơ đồ tính tốc độ không khí đi qua họng Wh.

Trong đó: p0 – áp suất khí trời

ρ0 – mật độ không khí ở áp suất p0 và nhiệt độ T0 của khí trời

2 1

1

0

ρ ξTrong đó: ϕ ξ

Hình 1-11 Lưu động của không khí qua họng

Sau khi đi qua tiết diện hẹp nhất của họng fh min, tiết diện thực tế của dòng khí

Tích số của φh và αb được gọi là hệ số lưu lượng μh của họng: μh = φh αb

Như vậy lưu lượng của dòng khí qua họng Gk sẽ là: Gk = αb fn min Wh ρ0,

kg/s

Thay Wh vào trên lấy, fh = fh min và μh = φh αb được:

Gk = μh.fh 2 ∆p h ρ0Xác định Gnl trong bộ chế hòa khí đơn giản:

22

2 2

0 0

p

ξρ

hd h0 h

a d

0 p0

Hình 1-12 Sơ đồ xăng trong bộ chế hòa khí đơn giản

Hình (1.6) là sơ đồ tính Gnl Jiclơ có thể đặt ở địa điểm bất kỳ trên đường từbầu phao tới miệng ra của vòi phun Miệng ra của vòi phun đặt cao hơn mặt thoángcủa xăng trong bầu phao một khoảng 5 – 8mm nhằm tránh không cho xăng qua đótrào ra ngoài do mao dẫn hoặc do bộ chế hòa khí ở vị trí nằm nghiêng khi động cơngừng hoạt động

Viết phương trình Bernoullie cho dòng chảy đi qua các mặt o – o và d – d, sẽđược:

Gh0 +

2

2

nl

d d nl

W p

h g

p

++

=

ρρ

Trong đó: h0, hd – khoảng cách thẳng đứng từ mặt o – o và d – d tới mặtchuẩn a –a

ρnl – khối lượng riêng của xăng;

p p h h g

Thay giá trị pd vào biểu thức Wdt, ta sẽ được:

;

16

Nếu φd – là hệ số tốc độ của jiclơ, đánh giá tổn thất tốc độ của dòng chảy điqua jiclơ, sẽ tìm được tốc độ thực tế của dòng xăng qua jiclơ:

;Nếu αd là hệ số bóp dòng của xăng khi qua tiết diện fd của jiclơ, sẽ tính đượclưu lượng xăng qua jiclơ Gnl :

Gnl = Wd αd fd ρnl = μd fd 2 ( ∆p h −g ∆h ρnl) ρnl ;

Sau khi xác định được Gk, Gnl ta có:

nl h

h nl

d

h d

h

.

0

ρ ρ

ρ µ

d d

h

.ρµ

p

p

nl h

h

.ρ

Hình1-13 Đặc tính bộ chế hòa khí đơn giản

Do đó, hệ số dư lượng không khí α của hòa khí trong bộ chế hòa khí đơn giản

sẽ giảm dần (tức hòa khí đậm dần lên) khi tăng độ chân không ở họng hoặc tăng lưulượng không khí qua họng Trên thực tế, mật độ không khí giảm dần khi tăng ∆ph

trong khi đó ρnl hầu như không thay đổi, đó là lý do chính làm cho hòa khí đậm dầnkhi tăng ∆ph.

1.4.1.3.2 Đặc tính bộ chế hòa khí lý tưởng:

Bộ chế hòa khí lý tưởng cần đảm bảo cho hòa khí có thành phần tối ưu theođiều kiện hoạt động của động cơ Quy luật thay đổi thành phần tối ưu của hòa khíđược xác định qua đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí, thể hiện sự biến thiên củacác chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ theo hệ số dư lượng không khí α khi giữkhông đổi tốc độ động cơ và vị trí bướm ga (hình 1-14)

Các đường I-I’ là kết quả khảo nghiệm khi mở 100% bướm ga; còn các đườngII-II’ và III-III’ tương ứng với các vị trí bướm ga nhỏ dần

Qua đồ thị ta thấy rằng: với n = const, ở mỗi vị trí bướm ga giá trị của α tươngứng với công suất cực đại (các điểm 1, 2, 3) đều nhỏ hơn so với những điểm có suấttiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (các điểm 5, 6, 7 của đường I’, II’, III’ hoặc 8, 9, 10 củacác đường I, II, III)

Ở mọi vị trí bướm ga các điểm đạt công suất cực đại đều có α < 1

Càng đóng nhỏ bướm ga, α của điểm công suất cực đại càng giảm

Khi mở 100% bướm ga, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất xuất hiện tại α = 1,1.Càng đóng nhỏ bướm ga vị trí xuất hiện gemin càng chuyển về hướng giảm của α, khiđóng bướm ga gần kín giá trị α tương ứng gemin < 1

Như vậy khi đóng bướm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại cũng nhưmuốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất đều phải làm cho hòa khí đậm lên Đường

a, b thể hiện sự biến thiên của thành phần hòa khí của công suất cực đại (đường a) vàcủa suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (b) khi mở dần bướm ga Khu vực giữa haiđường a, b là khu vực có thành phần hòa khí tương đối tốt, cải thiện tính năng kinh tế

kỹ thuật của động cơ Khu vực bên ngoài hai đường a,b sẽ làm giảm công suât vàtăng suất tiêu hao nhiên liệu động cơ, không được để động cơ hoạt động ở các khuvực này

Tùy theo công dụng và điều kiện hoạt động của động cơ mà thực hiện điềuchỉnh để Ne và ge biến thiên theo thành phần hòa khí α được sát với đường a hoặcđường b Điểm 4 thể hiện thành phần hòa khí khi động cơ chạy không tải

18

Hình 1-14 Các đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí.

Với một tốc độ đã định, mỗi đường cong I, II, III (I’, II’, III’) đều được đo ởmột vị trí của bướm ga và do đó độ chân không ở họng ∆ph cũng như lưu lượngkhông khí Gk tương ứng với mỗi đường đó đều là hằng số Như vậy nhờ các đường a,

b rất dễ xây dựng sự biến thiên của thành phần hòa khí trên tọa độ α - Gh hoặc α - ∆ph

theo công suất cực đại hoặc theo suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất Hình (1-15 ) là

đồ thị α - Gk thể hiện biến thiên của α theo Gk (tính theo % lưu lượng không khí khi

mở hoàn toàn bướm ga) ở chế độ công suất cực đại (đường 2) và suất tiêu hao nhiênliệu nhỏ nhất (đường 3)

Hình 1-15 Đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng

Trong thực tế sử dụng, người ta chỉ đòi hỏi công suất cực đại khi mở 100%bướm ga , còn lại tất cả các vị trí đóng nhỏ bướm ga cần điều chỉnh để động cơ hoạtđộng với thành phần hòa khí đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu Vì vậy mối quan hệ lýtưởng nhất giữa α và Gk sẽ là đường 4, đó chính là đặc tính của bộ chế hòa khí lýtưởng khi chạy ở một số vòng quay nhất định.

So sánh đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản (hình 1-13) và bộ chế hòa khí lýtưởng thấy rằng: bộ chế hòa khí đơn giản không thể chuẩn bị hòa khí cho động cơ vớithành phần tốt nhất ở mọi chế độ hoạt động Do đó muốn hiệu chỉnh để được hìnhdạng sát với đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng, thì trên cơ sở bộ chế hòa khí đơngiản cần bổ sung thêm một số cơ cấu và hệ thống đảm bảo thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Ở chế độ không tải, muốn động cơ chạy ổn định cần có hòa khí đậm (α ≈ 0,4

÷ 0,8), và phải tạo điều kiện để xăng được phun tơi, phân bố đều và dễ bay hơi trongdòng khí nạp

- Khi bướm ga mở tương đối rộng cần cung cấp hòa khí tương đối loãng (α ≈1,07 ÷ 1,15)

- Để đạt công suất cực đại khi mở 100% bướm ga cần đảm bảo α ≈ 0,75 ÷ 0,9Ngoài ra còn có các yêu cầu phụ, đảm bảo động cơ hoạt động tốt trong các chế

Những yêu cầu trên yêu cầu trên được thực hiện trong các hệ thống phunchính và hệ thống phụ của bộ chế hòa khí

1.4.1.4 Bộ chế hoà khí điển hình.

Bộ chế hoà khí hút đơn giản, khi đáp ứng được yêu cầu làm việc của động cơ

ở chế độ không tải và tải nhỏ thì khi động cơ làm việc ở chế độ tải ổn định và toàn tảithì hỗn hợp lại quá đậm, động cơ không thể làm việc được Ngược lại, khi động cơlàm việc tốt ở chế độ tải lớn thì khi ở tải nhỏ và không tải thì hỗn hợp lại quá loãng

Vì vậy ở những bộ chế hoà khí hiện đại thì chúng được trang bị thêm những hệ thống

20

hỗ trợ như : hệ thống phun chính, hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăngtốc.v.v Sau đây giới thiệu bộ chế hoà khí điển hình là K126r:

Hình1-16 Sơ đồ bộ chế hòa khí K126r

1 Thanh kéo 2 Bơm tăng tốc

3 Piston làm đậm 4,16 jiclơ không khí

7 jiclơ làm đậm 8 jiclơ tăng tốc

9 Lỗ không khí 10 Van một chiều11.Vít không khí 12.Họng

18,21 Bướm ga 19 Vít hỗn hợp

22 Van biNguyên lý hệ thống phun chính:

Khi bắt đầu mở bớm ga (động cơ có tải) với lực hút của động cơ đã tạo nên

độ chân không ở họng bộ chế hoà khí nên nhiên liệu được hút từ buồng phao quajiclơ chính đi vào vòi phun 5 và phun vào họng bộ chế hoà khí Khi bớm ga mở to thìxăng được hút qua jiclơ chính vào vòi phun và không khí qua jiclơ không khí vào hoàtrộn với nhiên liệu tạo thành bọt xăng rồi phun vào họng bộ chế hoà khí

Nguyên lý hệ thống không tải:

Khi động cơ chạy ở chế độ không tải thì bơm ga hầu như đóng kín, độ chânkhông ở họng nhỏ nên không thể hút xăng ra khỏi vòi phun chính Để đảm bảo chođộng cơ vẫn làm việc ta phải lợi dụng độ chân không sâu bớm ga hút nhiên liệu từbầu phao qua jiclơ chính vào đường ống không tải đồng thời không khí qua jiclơkhông khí vào hoà trọn với nhiên liệu tạo thành hỗn hợp đưa đến lỗ không tải phun

1 2 3

10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20

21 22

văo đường nạp của động cơ Vít không tải dùng để điều chỉnh lượng hỗn hợp đưa văođộng cơ.

Nguyín lý hệ thống lăm đậm :

Khi động cơ phât công suất cực đại thì mở hết bớm ga thông qua câc thanhđòn kĩo thanh kĩo dẫn động đi xuống, thông qua đòn ngang kĩo piston lăm đậmđồng thơì đi xuống nĩn nhiín liệu trong xilanh cho đến khi âp suất nhiín liệu thắngđược lò xo của van một chiều thì nhiín liệu được đẩy văo đường ống lăm đậm đi đến

lỗ phun

Nguyín lý hệ thống tăng tốc:

Khi tăng ga đột ngột, bớm ga mở rất nhanh lượng không khí trăng văo khônggian hoă trọn nhiều nhưng do quân tính của nhiín liệu lớn hơn rất nhiều so với khôngkhí nín nhiín liệu phun văo không kịp thời lăm cho hỗn hợp bị loêng, động cơ khôngthể tăng tốc được nín phải dùng bơm tăng tốc để phun nhiín liệu bổ sung Khi bớm

ga mở nhanh thông qua câc thanh đòn kĩo thanh kĩo dẫn động đi xuống, thông quađòn ngang kĩo piston tăng tốc đồng thơì đi xuống nhanh chóng đẩy nhiín liệu văođường ống tăng tốc đến vòi phun, kịp thời bổ sung nhiín liệu cho động cơ

1.4.1.5 Bộ chế hoă khí điện tử:

Bộ chế hòa khí điện tử lă một tổng thănh phức tạp gồm câc cơ cấu đảm bảocho câc chế độ hoạt động của động cơ được điều chỉnh chính xâc vă linh hoạt hơnnhờ bộ điều khiển điện tử ECM giống như ở hệ thống phun xăng điện tử, ngoăi ra nócòn lăm tăng số lượng không gian hòa khí Tuy nhiín vẫn tồn tại những nhược điểmnhất định:

Chẳng hạn ở loại có hai không gian hỗn hợp giống nhau cùng hoạt động cónhược điểm lăm tăng hiện tượng dao động của dòng khí vă dòng xoây trong mỗikhông gian, không có lợi cho điểu kiện lăm việc ổn định của động cơ, ngoăi ra tốc độtrung bình của dòng khí trong mỗi không gian đều nhỏ khi chạy ở chế độ thấp về tải

vă tốc độ, xăng khó được xĩ tơi

Đồng thời kết cấu của bộ chế hòa khí điện tử rất phức tạp khó bảo quản vă sữachữa Vì vậy người ta nghĩ đến một hệ thống cung cấp xăng hoăn hảo hơn đó lă hệ

thống phun xăng điện tử thay cho bộ chế hòa khí.

1.4.2 Nguyín lý hoạt động của hệ thống nhiín liệu phun xăng.

1.4.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khí.

Sơ đồ nguyín lý:

22Buồng cháy

động cơ

Đường ống nạp trước xupáp nạp

Vòi phun

Bộ lọc xăng

Bộ tích tụ xăng

Bơm xăng điện

Bộ lọc không

khí

XăngKhông khí

Đo lưu

lượng

khí

Điều chỉnh hỗn hợp lượng Định

phân phốiBướm

ga

Hình 1-17 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng cơ khí.

Có thể chia các cơ cấu của hệ thống này thành 3 bộ phận:

• Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm: bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụxăng, bộ lọc xăng

• Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp và bộ phận lọc khí

• Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí và thiết

bị định lượng nhiên liệu

Lượng không khí nạp vào xy lanh được xác định bởi lưu lượng kế Căn cứvào lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ huy việc định lượng nhiên liệu cungcấp cho động cơ Nhiên liệu được phun vào qua các vòi phun vào đường ống nạp ởngay trên xupáp nạp Lượng hỗn hợp nạp vào xylanh được điều khiển bởi bướm ga

Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì áp suất trong mạch nhiên liệu saukhi động cơ đã ngừng hoạt động để tạo điều kiện khởi động dễ dàng và làm giảm bớtdao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống do việc sử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt

1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử thực chất lă một hệ thống điều khiển tích hợp cảhai quâ trình phun xăng vă đânh lửa của động cơ Hệ thống bao gồm ba khối thiết bịsau:

• Câc cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận câc thông số hoạt động của động cơ(lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nồng độ ôxi trong khí thải, )

• Bộ sử lý vă điều khiển trung tđm: tiếp nhận vă sử lý câc thông tin do câccảm biến cung cấp Tín hiệu điện đưa đến từ câc cảm biến sẽ được chuyển đổi thănhtín hiệu số rồi được sử lý theo một chương trình đê vạch sẵn Những số liệu cần thiếtkhâc cho việc tính toân đê được ghi nhớ sẵn trong bộ nhớ của mây tính dưới dạng câcthông số vận hănh hay đặc tính chuẩn

• Câc tín hiệu ra của bộ điều khiển trung tđm được khuếch đại vă đưa văokhối thứ ba lă bộ phận chấp hănh Bộ phận năy có nhiệm vụ phât câc xung điện chỉhuy việc phun xăng vă đânh lửa cũng như chỉ huy một số cơ cấu thiết bị khâc (hồilưu khí thải, điều khiển mạch nhiín liệu, mạch khí, ) đảm bảo sự lăm việc tối ưu củađộng cơ

Sơ đồ nguyín lý:

24Thông số chuẩn

Vòi phun

Lọc xăng

Bơm điện

Bình chứa

Nhiệt kế

Công tắc bướm ga

Cảm biến tốc độ

Lưu lượng kế

Đến động cơ

ĐIỀU KHIỂN ĐÁNH LỬA

NHIÊN LIỆUTHÔNG

SỐ CẢM BIẾN CHẤP HÀNH

1.5 So sánh hệ thống nhiên liệu xăng dùng phun xăng điện tử so với dùng bộ chế hoà khí

Mặc dù mục đích của bộ chế hoà khí và hệ thống phun xăng điện tử là giốngnhau, nhưng cấu tạo, phương pháp mà chúng nhận biết lượng khí nạp và cung cấpnhiên liệu là khác nhau

1.5.1 Cấu tạo

* Bộ chế hoà khí: Bao gồm ống khuếch tán, vòi phun chính, cánh bướm ga, phao

* Hệ thống phun nhiên liệu: Bao gồm các bộ phận của hệ thống nạp không khí

(bướm ga…), Các bộ phận của hệ thống phun nhiên liệu (các kim phun) Các bô phậncủa hệ thống điều khiển (ECM và các cảm biến)…

1.5.2 Cách tạo hỗn hợp khí nhiên liệu

* Chế hoà khí

Hình 1-18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng điều khiển điện tử

Tại tốc độ không tải, lượng khí nạp được đo dựa vào sự thay đổi áp suất (độ chânkhông) xung quanh lổ tốc độ chậm và lỗ không tải ở gần vị trí đống của bướm ga,một lượng nhỏ nhiên liệu được hút vào cả hai lổ O1, O2

Trong khoảng hoạt động bình thường, lượng khí nạp được đo bằng độ chân khôngtrong họng khuếch tán và một lượng nhiên liệu được hút vào qua vòi phun chính

* EFI

Trong hệ thống EFI, cơ cấu dùng để đo lượng khí nạp được tách rời khỏi cơ cấu phunnhiên liệu , lượng khí nạp được đo bằng cảm biến lưu lượng không khí, nó gửi tínhiệu phản hồi về ECM (Bộ điều khiển điện tử)

Dựa vào tín hiệu lượng khí nạp và tín hiệu quay của động cơ ECM sẽ Truyền tínhiệu tới vòi phun, vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu phù hợp với từng xylanh

1.5.3 Các chế độ lái xe và tỷ lệ khí nhiên liệu

1.5.3.2 Khi động cơ còn lạnh

* Bộ chế hoà khí

Hệ thống bướm gió của bộ chế hoà khí thực hiện chức năng này Khi nhiệt độ thấpbướm gió có thể vận hành bằng tay hay tự động đóng vào để cung cấp hỗn hợp khínhiên liệu đậm hơn Khi nhiệt độ động cơ ấm lên bướm gió được mở ra

* EFI

26

Ngược lại hệ thống EFI không thực hiện bất kỳ hiệu chỉnh đặc biệt nào trong khi tăngtốc Do bọ chế hoà khí hút nhiên liệu vào bằng độ chân không, còn hệ thống EFIphun trực tiếp nhiên liệu có áp suất cao tỷ lệ với lượng thay đổi của lượng khí nạp dovậy không có sự chậm trễ trong việc cung cấp nhiên liệu.

1.5.3.4 Khi phát huy công suất cao

Trong chế độ này cần hỗn hợp đậm (tỷ lệ khí nhiên liệu toàn tải) để đảm bảo đủ côngsuất

* Bộ chế hoà khí

Trong bộ chế hoà khí có mạch toàn tải (mạch tiết kiệm)

* EFI

Trong hệ thống phun xăng điện tử EFI có cảm biến vị trí bướm ga Cảm biến này

sẽ nhận biết vị trí bướm ga rồi báo về ECM để điều khiển lượng phun thích hợp Khibướm ga mở lớn thì lượng phun tăng lên và ngược lại

1.5.4 So với bộ chế hoà khí thì EFI có những ưu điểm sau

+ Có thể cấp nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh Do mỗi xylanh đều có vòi phunriêng và lượng phun được điều chỉnh chính xác bằng điện tử theo sự thay đổi tốc độđộng cơ và tải trọng

+ Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với các dải tốc độ của động cơ Hỗnhợp không khí nhiên liệu thích hợp được cung cấp một cách chính xác và liên tục tạibất kỳ chế độ tốc độ và tải trọng của động cơ Đây là một ưu điểm ở khía cạnh kiểmsoát khí xã và kinh tế nhiên liệu

+ Đáp ứng kịp thời với góc mở sớm bướm ga Trong quá tình giảm tốc động cơ chạyvới tốc độ cao ngay cả khi bướm ga đã đóng kín Do vậy lượng khí nạp vào xylanhgiảm xuống và độ chân không trong ống nạp trở nên rất lớn Ở bộ chế hoà khí, xăngbám trên thành của đường ống nạp sẽ bay hơi, kết quả là hỗn hợp đậm Còn ở động

cơ có EFI, việc phun nhiên liệu sẽ ngừng khi bướm ga đóng và động cơ tại tốc độ lớnhơn một giá trị nhất định

+ Hiệu chỉnh hỗn hợp không khí nhiên liệu

* Bù tại tốc độ thấp

Khả năng tải tại tốc độ thấp được nâng cao do dạng nhiên liệu ở dạng sương

mù tốt được phun ra bằng vòi phun khởi động lạnh khi động cơ khởi động Cũng như

đo lượng không khí đầy đủ được hút vào qua van khí phụ khả năng tải tốt được duytrì ngay lập tức sau khi khởi động

* Cắt nhiên liệu khi giảm tốc :

Trong quá trình giảm tốc động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm gađóng kín Do vậy lượng khí nạp vào xi lanh giảm xuống và độ chân không trongđường nạp trở nên rất lớn Ở chế độ hòa khí xăng bám trên thành đường ống nạp sẽbay hơi và vào trong xi lanh do độ chân không đường ống nạp tăng đột ngột, kết quả

là hỗn hợp quá đậm quá trình cháy không hoàn toàn và làm tăng lượng xăng cháykhông hết (HC) trong khí xả Ở động cơ EFI việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm

ga đóng và động cơ chạy tại tốc độ lớn hơn một giá trị, do vậy nồng độ HC trong khí

xả giảm xuống và làm giảm tiêu hao nhiên liệu

* Nạp hỗn hợp không khí nhiên liệu có hiệu quả :

Ở chế hòa khí dòng không khí bị thu hẹp lại bằng họng khuếch tán để tăng tốc độdòng khí, tạo nên độ chân không bên dưới họng khuếch tán Đó là nguyên nhân hỗnhợp không khí nhiên liệu hút vào trong xi lanh trong hành trình đi xuống của pittông.Tuy nhiên họng khuếch tán làm hẹp làm cản trở dòng khí nạp và đó là nhược điểmcủa động cơ Mặt khác ở EFI một áp suất xấp xỉ 2÷3 kg/cm2 luôn được cung cấp đếnđộng cơ để nâng cao khả năng phun sương của hỗn hợp không khí nhiên liệu do vậykhông cần có họng khuếch tán Cũng như có thể làm đường ống nạp nhỏ hơn nên cóthể lợi dụng quán tính của dòng khí nạp hỗn hợp không khí nhiên liệu tốt hơn

Hoạt động tốt trong mọi mọi điều kiện thời tiết, địa hình hoạt động, khôngphụ thuộc vào tư thế của xe

Có khả năng sử dụng các hệ thống và thiết bị tự chẩn đoán

2 Giới thiệu động cơ G6EA-GSL2.7.

2.1 Giới thiệu chung về xe Santa Fe.

Ô tô Santa Fe (hình 2.1) là xe dòng xe du lịch 7 chỗ, có nhiều phiên bản chongười sử dụng lựa chọn như: Santa Fe được trang bị động cơ diesel 4 xi-lanh, dòng

xe trang bị động cơ xăng V6, phiên bản Hybrid của Santa Fe Ngoài ra người dùngcòn có thể lựa chọn giữa phiên bản số tự động hay số sàn, một cầu chủ động hay bốnbánh dẫn động toàn thời gian

Bảng 2.1 Các thông số chung của xe.

Thông số kỹ thuật của xe Santafe 2.7 phun xăng điện tử:

D x R x C (toàn bộ) Mm 4.650 x 1.890 x 1.725

D x R x C (nội thất) Mm 2.750 x 1.555 x 1.200

Khoảng cách giữa 2 vết bánh xe Mm 1.615 / 1.620 (Trước/sau)

Bán kính quay vòng tối thiểu M 5.45

Hệ thống treo Trước Kiểu Mcpherson với thanh cân bằng

Sau Thanh xoắn ETA với thanh cân bằng

Hệ thống phanh Trước Đĩa tự làm mát 16”

Sau Đĩa 11”

2.2 Đặc điểm tổng quát của động cơ G6EA-GSL2.7.

Động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe của hãng Hyundai là động cơxăng thế hệ mới, gồm 6 xylanh hình chữ V, dung tích xylanh 2.7 lít, sử dụng trục camkép DOHC 24 xupáp dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thốngvan nạp biến thiên thông minh CVVT

30Hình 2.1 Hình dáng ngoài của ô tô Santafe

Động cơ có công suất cực đại đạt 185/6.000 vòng phút, hệ thống đánh lửađiều khiển trực tiếp bằng điện tử và hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng ECM

Bảng 2.2 Các thông số của động cơ G6EA-GSL2.7

Hình 2-2 Động cơ G6EA-GSL2.7

2.2.1 Cấu tạo một số chi tiết và cơ cấu chính.

Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm Than máy có cấu tạo như nhữngđộng cơ cổ điển, lốc máy đước đúc bằng hợp kim cứng có gân tăng cứng nhằm tăng

Hình 2-3 Một số chi tiết động cơ G6EA-GSL2.7

1 Xecmăng; 2 Piston; 3 Chốt piston; 4 Thanh truyền

5 Bạc lót thanh truyền; 6: Cạc te

Khe hở mặt xecmăng và piston Điều kiện tiêu chuẩn

Ø 3.5 x lỗ 9.7 5.0

Thđn piston lăm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh, lănơi chịu lực ngang N vă lă nơi để bố trí bệ chốt piston Trín bệ chốt có câc gđn đểtăng độ cứng vững

Chđn piston có dạng vănh đai để tăng độ cứng vững cho piston Trín chđnpiston người ta cắt bỏ một phần khối lượng nhằm giảm lực quân tính cho piston nhưng không ảnh hưởng đến độ cứng vững của nó

Chốt piston lă chi tiết dùng để nối piston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyềnlực khí thể từ piston qua thanh truyền để lăm quay trục khuỷu Trong quâ trình lămviệc chốt piston chịu lực khí thể vă lực quân tính rất lớn, câc lực năy thay đổi theochu kỳ vă có tính chất va đập mạnh Đường kính chốt piston có dạng hình trụ rỗng.Chốt piston được lắp với piston vă đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp tự do Khi lămviệc chốt piston có thể xoay tự do trong bệ chốt piston vă bạc lót của đầu nhỏ thanhtruyền, trín đầu nhỏ thanh truyền vă trín bệ chốt piston có lỗ để đưa dầu văo bôi trơnchốt piston

Xĩcmăng khí được lắp trín đầu piston có nhiệm vụ bao kín buồng chây, ngănkhông cho khí chây từ buồng chây lọt xuống câcte Trong động cơ, khí chây có thểlọt xuống câcte theo ba đường : Qua khe hở giữa mặt xylanh vă mặt công tâc (mặtlưng xĩcmăng) ; qua khe hở giữa xĩcmăng vă rênh xĩcmăng; qua khe hở phần miệngxĩcmăng Xĩcmăng dầu có nhiệm vụ ngăn dầu bôi trơn sục lín buồng chây, vă gạt

34Hình 2-4 kết cấu pitons động cơ G6EA-GSL2.7

dầu bám trên vách xylanh trở về cácte, ngoài ra khi gạt dầu xécmăng dầu cũng phân

bố đều trên bề mặt xylanh một lớp dầu mỏng Điều kiện làm việc của xécmăng rấtkhắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao, ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hoáhọc của khí cháy và dầu nhờn

Thanh truyền được đúc bằng thép hợp kim có đường kính đầu to Φ62+0,01

[mm]; đường kính đầu nhỏ Φ48+0,01 [mm]

Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to được chia thành hai nửa,nhằm giảm kích thước đầu to thanh truyền mà vẫn tăng đươc đường kính chốt khuỷu,nửa trên đúc liền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh truyền Hai nửanày được liên kết với nhau bằng bulông thanh truyền

Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu,bạc lót đầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa, khi bạc lót bị mòn thì được thaythế bằng bạc lót mới Trên bạc lót có lỗ và rãnh để dẫn dầu bôi trơn và các vấu chốngxoay, khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to

Thanh truyền làm bằng thép có độ bền cao, giữa hai nắp thanh truyền có chốtđịnh vị để tăng tính ổn định khi lắp ráp

Bạc thanh truyền chế tạo bằng nhôm, trên bạc có vấu định vị tăng tính ổn địnhkhi lắp ráp

Trục khuỷu động cơ G6EA-GSL2.7 là dạng trục khuỷu dành cho động cơ 6xylanh theo kiểu V Có kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ chính xác rất cao Đường kính cổbiên Φ58+0,025 [mm]; đường kính cổ khuỷu Φ64-0,125 [mm]

Hình 2-5 Đầu to thanh truyền động cơ G6EA-GSL2.7

1: Phớt dầu, 2: Vỏ bọc phớt, 3,5: Bạc, 4: Má khuỷu 6: Đế cổ trục

Cơ cấu phân phối khí của động cơ G6EA-GSL2.7 được điều khiển bằngnhững tín hiệu gởi về ECM

36Hình 2-6 Trục khuỷu động cơ G6EA-GSL2.7

Đường kínhthân xupap

Điều kiện tiêuchuẩnXupap nạp 5,585 đến

Trục cam

Hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7 là hệ thống phun nhiên liệu có

sự điều khiển của khối điện tử ECM Hệ thống nhiên liệu của động cơ kết hợp với hệthống đánh lửa để tạo cho hỗn hợp cháy trong động cơ được tối ưu hơn

Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử của động cơ G6EA-GSL2.7 là hệthống phun xăng loại L_Jectronic với chế độ phun đa điểm

Hệ thống phun xăng cấu tạo từ các nhóm cơ bản, mỗi nhóm có nhiệm vụkhác nhau như:

Hệ thống xả khí có nhiệm vụ dẫn khí cháy thải ra ngoài, làm giảm tiếng ồn

do động cơ gây ra và kiểm soát nồng độ ôxy có trong khí xả đồng thời làm giảm mức

độ ô nhiểm của khí xả gây ra bằng bộ xúc tác ba chức năng

Hệ thống điều khiển cấp nhiên liệu bằng sự điều chỉnh của khối vi mạch cónhiệm vụ điều khiển phun nhiên liệu theo các chế độ hoạt động của động cơ Hệthống điều khiển phun nhiên liệu gồm những bộ phận sau: khối điều khiển điện tử,Các cảm biến và các cơ cấu chấp hành

1 Rơle bơm nhiên liệu; 2 Các tín hiệu vào ECM; 3 Bộ ổn định áp suất; 4 Bơmnhiên liệu; 5 Bình xăng; 6 Bộ xúc tác khí thải; 7 Cảm biến trục khuỷu; 8 Bugi; 9.Kim phun; 10 Bobin đánh lửa; 11 Chìa khóa khởi động; 12 Rơle chính; 13 Cảmbiến áp suất khí nạp; 14 Môtơ; 15 Lọc khí; 16 Lọc nhiên liệu; 17 Cảm biến trụccam; 18 Cảm biến Oxi; 19 Cảm biến kích nổ; 20 Hộp kim loại; 21 Van 2 chiều; 22.

Cảm biến đo lưu lượng khí nạp

* Nguyên lý hoạt động:

Khi bật chìa khóa để khởi động động cơ, dòng điện tác động đến công tắcnhiệt (Main Relay) Lúc này trong mạch có dòng điện cấp từ ắcquy đến ECM ECMnhận tín hiệu điện áp này gởi tới bơm, lúc này bơm sẽ hoạt động Hệ thống nạp giócủa động cơ sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến này hoạt động dựa trên

áp thay đổi cùng với tín hiệu tốc độ động cơ (cảm biến trục khuỷu) gởi đến ECM.ECM so sánh tín hiệu này với sự lập trình sẵn trong ECM để đưa ra tín hiệu phun cơbản cho động cơ Dựa vào tín hiểu gởi đến từ các cảm biến (nhiệt độ nước làm mát,

vị trí bướm ga, cảm biến oxi) ECM sẽ tính toán để thay đổi lượng phun phù hợp,thích nghi với từng chế độ tải, sự giảm tốc, giới hạn tốc độ, trạng thái chuyển tiếp khigia tốc của động cơ Lúc này ECM điều khiển lượng phun bằng thay đổi thời gianphun Tín hiệu phun được ECM gởi đi làm đóng mạch điện qua vòi phun Dòng điệnlàm cho cuộn kích từ hút lõi từ kéo kim phun và xăng được phun vào đường nạp củaxilanh tại thời điểm đó

2.2.3 Hệ thống kiểm soát khí xả.

Quá trình cháy lí tưởng của hỗn hợp hydrocarbure với không khí chỉ sinh ra

CO2, H2O và N2 Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lí tưởngcũng như do tính chất phức tạp của hiện tượng lí hóa diển ra trong quá trình cháy nêntrong khí thải động cơ đốt trong luôn có chứa một hàm lượng đáng kể những chất độchại oxide nito (NO, NO2, N2O, gọi chung là NOx), monoxyde carbon (CO), cáchydrocarbure chưa cháy (HC) và các hạt rắn, đặc biệt là bồ hóng

Hệ thống kiểm soát khí xả có nhiệm vụ hạn chế lượng chất thải có hại chocon người và môi trường Động cơ G6EA-GSL2.7 dùng bộ chung khòa khí xả để hạnchế động cơ thải ra môi trường những chất độc hại như oxide nito (NO, NO2, N2O,gọi chung là NOx), monoxyde carbon (CO), các hydrocarbure chưa cháy (HC)

Cơ chế hoạt động của bộ trung hòa khí xả:

Khí xả có hại qua bộ xúc tác sẽ phản ứng tạo thành các chất nito (N2), nước(H2O) và dioxyt carbon (CO2)

→ +

O H

y xCO O

y x H C

CO O

CO

y

2 2

2 4

2 1