nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển phun xăng điện tử EFI cho xe máy

Đặt vấn đề Theo thống kê của cục đăng kiểm hiện nay nước ta có gần 25 triệu xe máy mà đaphần trong số dó sử dụng hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí có nhiều nhượcđiểm như:  Chất lư

Chương I 3

1.1 Đặt vấn đề 3 1.2 So sánh chung giữa bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng điện tử 4 1.3 Phương pháp nghiên cứu 7 1.4 Nội dung nghiên cứu 7 Chương 2 8

2.1 Lịch sử phát triển và phân loại 8 2.1.1 Lịch sử phát triển 8 2.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử 11 2.2.1 Kết cấu của hệ thống EFI điển hình 11

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 12

2.3 So sánh các chế độ làm việc của hệ thống phun xăng và hệ thống dùng chế hòa khí 18 2.3.1 Ở chế độ không tải chuẩn 18

2.3.2 Ở chế độ tăng tốc 19

2.3.3 Chế độ khởi động động cơ 19

2.3.4 Quá trình sấy nóng động cơ (Quá trình không tải nhanh) 21

2.3.5 Chế độ toàn tải 22

2.3.6 Chế độ giảm tốc đột ngột (Quá trình không tải cưỡng bức) 23

2.4 Các chất thải độc hại trong động cơ xăng: 23 2.4.1 Tác hại và sự phụ thuộc của các thành phần khí thải độc hại với  23

2.4.2 Các phương pháp giảm ô nhiễm do khí thải của động cơ xăng 24

Chương V 27 5.1 Giới thiệu phần mềm Delphi 27

5.2.1 Tổng quan về giao diện kết nối 29

5.2.2 Giao diện, thuật toán trong xây dựng các khối 31

5.3 Các chức năng của phần mềm 33 5.3.1 Chức năng kết nối và ngắt kết nối chương trình 33

5.3.2 Chức năng giới thiệu chương trình 34

5.3.3 Chức năng hướng dẫn sử dụng 34

5.3.4 Chức năng xem và lưu file 35

5.3.5 Hướng dẫn sử dụng chương trình 35

Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Đặt vấn đề

Theo thống kê của cục đăng kiểm hiện nay nước ta có gần 25 triệu xe máy mà đaphần trong số dó sử dụng hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí có nhiều nhượcđiểm như:

 Chất lượng hoà khí phụ thuộc nhiều vào biên dạng của kim ga do vậy không thểđiều chỉnh chính xác lượng và chất của hỗn hợp phù hợp với các chế độ làm việccủa động cơ

 Do sử dụng họng tiết lưu nên làm tăng tổn thất cơ khí giảm hệ số nạp của độngcơ.thì hệ số nạp vào xylanh vẫn thấp Do khí hỗn hợp có lẫn xăng nặng nên lưuthông kém

 Động cơ dùng bộ chế hòa khí cho dù ống góp hút được thiết kế đúng quy cách độnglực học

 Khi muốn lắp thêm bộ xúc tác khí xả do không duy trì được   1 nên hiệu xuấtcủa bộ xúc tác không cao

 Kết cấu bộ chế hòa khí là khá đơn gian, ngay nay để đáp ứng các nhu cầu về việcthải khí sạch hơn, tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, cải thiện khả năng tải ,bộ chế hòakhí ngày nay phải được lắp đặt các thiết bị hiệu chỉnh khác nhau, nó trở thành hệthống phức tạp hơn

Do những nhược điểm trên mà các tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ xe máykhông cao nhất là vấn đề phát thải các khí thải độc hại của động cơ Xuất phát từnhững yêu cầu thực tế nhằm khắc phục các nhược điểm trên nhóm đã tiến hành nghiêncứu, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển phun xăng điện tử EFI cho xe máy Hệthống phun xăng điện tử có rất nhiều ưu điểm, một trong số những ưu điểm nổi bật đólà:

 Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ và tải trọngcủa động cơ Hệ số nạp được nâng cao do không có họng khuyếch tán

 Dễ dàng cung cấp lượng cũng như thành phần hỗn hợp đáp ứng kịp thời với sự

 Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu dễ dàng: có thể làm đậm hỗn hợp khinhiệt độ động cơ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc hoặc khi động cơ vượt quátốc độ cho phép.

 Có thể điều khiển hệ số dư lượng không khí  1 ở chế độ hoạt động chính củađộng cơ do vậy có thể kết hợp với bộ xúc tác khí xả ba thành phần làm giảm nồng

độ các thành phần độc hại trong khí thải động cơ

1.2 So sánh chung giữa bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng điện tử

Chế hòa khí (hay còn gọi là bình xăng con), được sử dụng trên cả xe máy và ô tônhững năm đầu của nghành công nghiệp này Nhiệm vụ của nó là hòa trộn không khí

và xăng cho động cơ Không khí và nhiên liệu sau khi đi qua chế bị hút vào xilanh vàthực hiên quy trình nén nổ tại đây Không khí đi vào qua đường dẫn hẹp (cửa phun) tạothành chân không một phần Do chênh lệch áp suất giữa cửa phun và bình chứa nênnhiên liệu sẽ đi qua ống phun và hòa lẫn vào dòng không khí

Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của chế hòa khí

Một số xe sử dụng loại cửa phun cố định (Fixed Venturi-VV) Ở loại cửa phunbiến thiên, kích thước của đường dẫn không khí thay đổi theo sự thay đổi để điều khiểnlượng nhiên liệu được phân phối

Mục tiêu của tất cả các chế hòa khí là tạo nên một hòa khí có tỷ lệ khối lượng tối

ưu giữa không khí và nhiên liệu là 14,7:1 Với những hòa khí đạt tỷ lệ trên, nó sẽ cháyhoàn toàn Một hỗn hợp nào đó có tỷ lệ thấp hơn được gọi là "giàu" do có quá nhiềunhiên liệu so với không khí Ngược lại, hỗn hợp đó được coi là "nghèo"

Hỗn hợp giàu sẽ không cháy hết do thừa nhiên liệu và gây hao xăng Trong khi

đó, hỗn hợp nghèo không sinh ra công tối đa, khiến động cơ làm việc yếu và thiếu ổnđịnh Để thực hiện điều này, chế hòa khí phải kiểm soát được lượng không khí đi vàođộng cơ và thông qua đó cung cấp một lượng nhiên liệu phù hợp Tuy nhiên, điểm yếucủa các loại chế hòa khí là chỉ đáp ứng tỷ lệ lý tưởng ở khoảng vận hành nhất định nên

xe hoạt động không hiệu quả

Hệ thống phun nhiên xăng điện tử

Xuất hiện sau kiểu phun nhiên liệu chế hòa khí khoảng 70 năm nhưng hệ thốngphun nhiên liệu điện tử EFI (Electronic Fuel Injection) nhanh chóng trở nên phổ biếnbởi nó khắc phục được những nhược điểm của chế hòa khí

Hình 1.2 Kim phun của hệ thống phun nhiên liệu EFI.

Do vận hành tự động nên hệ thống EFI cần có các thông số nhằm cảm nhận cácchế độ làm việc của động cơ để điều khiển kim phun đóng mở trong khoảng thời gian

hỗn hợp, nồng độ oxy ở khí thải Những số liệu này được thu thập từ các cảm biến đặt

ở các vị trí khác nhau trên động cơ

Có nhiều cách phân loại hệ thống phun xăng nhưng phổ biến nhất là cách phânloại theo vị trí đặt kim phun, hệ thống phun xăng EFI được chia thành hai loại phun đađiểm MFI (Multipoint Fuel Injection) và phun xăng đơn điểm (kim phun đặt trướcbướm ga) Ở MFI, mỗi xi-lanh sẽ có một kim phun tức động cơ V6 sẽ có 6 kim phun

và V8 sẽ có 8 kim Không khí và nhiên liệu sẽ hòa trộn ngay tại xi-lanh Trong khi đó,loại phun xăng tập trung chỉ có một kim phun đặt trên ống nạp chung cho các xi-lanh

Ưu nhược điểm của các loại

Sự phổ biến của phun xăng điện tử EFI đã chứng tỏ ưu điểm lớn của nó Khác với

hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí, hệ thống nhiên liệu EFI mà đặc biệt là loại đađiểm MFI có thể tạo nên hòa khí có tỷ lệ gần ngưỡng lý tưởng (  1) ở tất cả các xi-lanh, tùy theo điều kiện vận hành của chúng Điều này có nghĩa hòa khí ở các xilanhđược điều chỉnh đồng đều mmọt cách chính xác cả về lượng và chất do đó sẽ tăng khảnăng sinh công của động cơ trong khi lượng nhiên liệu tiêu thụ ở mức vừa đủ Do vậy

sẽ cải thiện đáng kể các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ

Ngoài ưu điểm trên, EFI có thể điều chỉnh lượng xăng theo từng chế độ vận hànhcủa động cơ Chẳng hạn như khi khởi động, hòa khí cần đậm xăng để cháy (do khí sótnhiều và nhiệt độ động cơ còn thấp làm giảm quá trình bay hơi hòa trộn giữa xăng vàkhông khí để tạo thành hỗn hợp…), hệ thống sẽ phun xăng nhiều hơn Khi động cơ đã

ổn định, ECU sẽ điều khiển sao cho lượng nhiên liệu ở mức vừa đủ Như vậy, xét trênphương diện sử dụng nhiên liệu, EFI rõ ràng có nhiều ưu điểm hơn so với chế hòa khí.Tuy nhiên, rắc rối của EFI bắt nguồn từ chính sự phức tạp của nó Nếu xảy rahỏng hóc, người sử dụng chỉ còn cách mang xe vào garage, nhờ các kỹ thuật viên dùngmáy đọc lỗi để xác định nguyên nhân Trong khi với chế hòa khí, một người thợ bìnhthường cũng có thể chẩn đoán và khắc phục được Ngoài ra, EFI sử dụng rất nhiều cảmbiến nên chỉ cần một chiếc bị hỏng, cả hệ thống sẽ bị ảnh hưởng, động cơ làm việc kém

ổn định đặc biệt là cảm biến tốc độ và cảm biến lưu lượng khí nạp

Hỏng hóc thường xảy ra nhất với những loại xe sử dụng EFI ở Việt Nam là tắcđầu kim phun Nguyên nhân do chất lượng xăng ở nước ta chưa cao nên dễ tạo cặn trênđầu kim, gây tắc khiến động cơ không khởi động hoặc chết máy

Hiện nay, một vài hãng đã giới thiệu những sản phẩm có khả năng làm sạch đầukim bằng cách pha vào xăng Tuy nhiên, với những chất gây tác động đến cả hệ thốngcung cấp nhiên liệu, tới hiệu suất làm việc của bộ xúc tác khí xả do vậy đối với những

chất phụ gia này chúng ta không nên dùng ngay mà cần tham khảo thêm ở nhiềunguồn Cách tốt nhất là hãy sử dụng sản phẩm của những nhà sản xuất tên tuổi và cóđảm bảo từ hãng xe mà mình sử dụng.

Để giảm thiểu các khí thải độc hại trên các xe hiện đại thường sử dụng thêm bộxúc tác khí xả Hiệu suất của bộ xúc tác chỉ hoạt động tốt xung quanh một khoảng rấthẹp quanh   1 do vậy các hệ thống EFI thường có chế độ điều khiển vòng kín nhằmduy trì   1 thông qua cảm biến lamda

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Nhằm nâng cao các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, giảm thiểu phát thải các khí thải độchại Trên cơ sở của xe Super Dream nhóm tiến hành tính toán thiết kế, cải tiến hệ thốngnạp, không có sự thay đổi nào đến kết cấu động cơ cũng như kết cấu của xe Sau khitham khảo và phân tích của các hệ thống EFI đã được sử dụng đi tới chọn việc điềukhiển lượng nhiên liệu phun sẽ được điều chỉnh theo tải trọng và tốc độ động cơ, đặcbiệt là việc điều khiển lượng nhiên liệu phun theo chế độ vòng kín ở chế độ ổn định kếthợp với việc sử dụng bộ xúc tác khí xả ba thành phần sẽ góp phần giảm bớt các khí thảiđộc hại của động cơ

1.4 Nội dung nghiên cứu

 Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của hệ thống phun xăng và đánh lửa điều khiển bằng điện

tử

 Nghiên cứu, tính toán thiết kế và chế tạo thử hệ thống đường nạp, thải vị trí đặt cáccảm biến, vòi phun của động cơ

 Xây dựng mạch nguyên lý và thiết kế chế tạo bộ điều khiển ECU cho động cơ

 Xây dựng thuật toán điều khiển và viết chương trình điều khiển

 Tiến hành thực nghiệm tìm ra bộ dữ liệu tối ưu cho ECU

 Tiến hành đo đạc trên băng thử để so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của xenguyên bản dùng bộ chế hòa khí và xe được lắp hệ thống phun xăng điện tử

 Chạy xe trên đường để đánh giá so sánh các tính năng sử dụng của xe với xenguyên bản

Chương 2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

Hệ thống điều khiển phun xăng EFI ( Electronic Fuel Injection) bao gồm một loạtcác cảm biến liên tục đo đạc các trạng thái hoạt động của động cơ, một bộ phận điềukhiển điện tử ECU ( Electronic Control Unit) đánh giá các tín hiệu vào của các cảmbiến bằng cách so sánh với các giá trị tối ưu trong bộ nhớ, sau đó tính toán và hìnhthành các xung điều khiển đưa đến các thiết bị thực hiện ( quyết định thời điểm và thờigian mở kim phun)

2.1 Lịch sử phát triển và phân loại

2.1.1 Lịch sử phát triển

Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ - ông Stevan – đã nghĩ ra cách phun nhiênliệu cho một máy nén khí Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệuvào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệthống phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này làdầu hoả nên hay bị kích nổ và hiệu quả thấp) Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã đượcứng dụng thành công trong viêc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ởĐức Đến năm 1966, hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phunxăng kiểu cơ khí.Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được phun trực tiếp vàotrước supap hút nên có tên gọi tên là K - Jetronic (K – Konstan - liên tục, Jetronic -phun) K - Jetronnic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes

và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như:

KE - Jetronic, Mono - Jetronic, L - Jetronic, Motronic

Do hệ thống phun xăng cơ khí còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80,BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện Có

2 loại: hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo lưulượng khi nạp) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trênđường ống nạp)

Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thốngphun xăng L - Jetronic và D – Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ4A - ELU) Đến những năm 1987, hãng Nissan dùng L - Jetronic thay bộ chế hòa khícủa xe Nissan Sunny

Việc điều khiển EFI có thể được chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau vềphương pháp dùng để xác định lượng nhiên liệu phun

Một là một loại mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời giancần thiết để nạp và phóng một tụ điện Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xử lý,loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.

Loại hệ thống EFI điều khiển bằng mạch tương tự là loại được TOYOTA sử dụnglần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó Loại điều khiển bằng vi xử lý được bắt đầu sửdụng vào năm 1983

Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe củaTOYOTA gọi là TCCS (TOYOTA Computer Controled System – Hệ thống điều khiểnbằng máy tính của TOYOTA), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn bao gồmESA (Electronic Spark Advance – Đánh lửa sớm điện tử) để điều khiển thời điểm đánhlửa; ISC (Idle Speed Control – Điều khiển tốc độ không tải) và các hệ thống điều khiểnkhác cũng như chức năng chuẩn đoán và dự phòng Hai hệ thống này có thể được phânloại như sau:

Hình 2.1Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử

Loại EFI mạch tương tự và điều khiển bằng bộ vi xử lý về cơ bản là giống nhau,nhưng có thể nhận thấy một vài điểm khác nhau như về các lĩnh vực điều khiển và độchính xác

2.1.2.Phân loại hệ thống phun xăng gián tiếp

Tùy thuộc vào các tiêu chí mà ta có các cách phân loại hệ thống phun xăng khácnhau

Dựa vào cách thức phun người ta phân thành hệ thống phun xăng đơn điểm và hệ thống phun xăng đa điểm Hệ thống phun xăng đơn điểm ( single – point) hay còn gọi

là hệ thống phun xăng trung tâm, toàn bộ động cơ chỉ có một vòi phun ở đường ống

nạp chung cho tất cả các xilanh Còn hệ thống phun đa điểm (Multi-point) mỗi xilanh

có một vòi phun được bố trí ngay sát xupap nạp Hệ thống phun đa điểm so với hệ thống phun đơn điểm có ưu điểm là xăng được phun vào xupap là nơi có nhiệt độ cao

nên có điều kiện bay hơi tốt hơn và giảm được hiện tượng đọng bám xăng trên đườngống nạp

Dựa vào cách thức diều khiển vòi phun người ta phân thành hệ thống điều khiển

bằng điện tử và hệ thống điều khiển bằng cơ khí hay hỗn hợp cơ khí-điện tử .

Dựa vào việc tổ chức quá trình phun người ta phân thành hệ thống phun xăng liên tục hay gián đoạn.

Với các cách phân loại trên, trong thực tế có rất nhiều hệ thống phun xăng vớiđặc điểm phun là tổ hợp của các hình thức phân loại trên như:

- Hệ thống K-Jetronic: Đây là hệ thống phun xăng đa điểm, liên tục điều khiển bằng

cơ khí

- Hệ thống L-Jetronic và D-Jetronic: Đây là hệ thống phun xăng đa điểm, phun gián

đoạn và điều khiển bằng điện tử

D-Jetronic: lượng xăng phun được xác định dựa vào áp suất sau cánh bướm ga bằngcảm biến áp suất khí nạp MAP (manifold absolute pressure sensor) và được hiệu chỉnhtheo nhiệt độ khí nạp

L-Jetronic lượng xăng phun được tính toán dựa vào lưu lượng khí nạp lấy từ cảm biến

đo gió loại cánh trượt Sau đó có các phiên bản: LH-Jetronic với cảm biến đo gió dâynhiệt, LU-Jetronic với cảm biến đo gió kiểu siêu âm

- Mono-Jetronic: Đây là hệ thống phun xăng đơn điểm Theo phương án này xăngđược phun vào ống nạp chung để cung cấp hỗn hợp cho các xilanh Về mặt nguyên tắc

có thể sử dụng các biện pháp phun liên tục hay gián đoạn Vòi phun được bố trí ngay

trên bướm tiết lưu, tại đây vận tốc dòng khí lớn nhất tạo điều kiện tốt cho quá trình xétơi xăng và hòa trộn với không khí.

- Loại MPI : Đây là hệ thống phun đa điểm, với mỗi kim phun cho từng xilanh được

bố trí gần xupap nạp Đường ống nạp được thiết kế sao cho đường đi của không khí từbướm ga đến xilanh khá dài, nhờ vậy, nhiên liệu phun ra được hòa trộn tốt với khôngkhí nhờ xoáy lốc Nhiên liệu cũng không thất thoát trên đường ống nạp

2.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

2.2.1 Kết cấu của hệ thống EFI điển hình

Hình 2.3Sơ đồ tổng quát của hệ thống EFI.

2.2.2.1 Điều khiển phun cơ bản

Các thiết bị phun cơ bản duy trì một tỷ lệ tối ưu (gọi là tỷ lệ lý thuyết) của khôngkhí và nhiên liệu hút vào trong các xylanh Để thực hiện được điều đó, nếu có sự giatăng lượng khí nạp, lượng nhiên liệu phun vào cũng phải gia tăng tỷ lệ hoặc là nếulượng khí nạp giảm xuống, lượng nhiên liệu phun ra cũng giảm xuống

 Dòng không khí

Khi bướm ga mở ra, dòng không khí từ lọc gió đến các xylanh sẽ qua cảm biếnlưu lượng gió, bướm ga và đường ống nạp Khi dòng không khí đi qua cảm biến lưulượng gió, nó sẽ ấn mở tấm đo Lượng không khí được cảm nhận bằng độ mở của tấmđo

Hình 2.5Sơ đồ hệ thống cung cấp khí

 Dòng nhiên liệu

Nhiên liệu được nén lại nhờ bơm nhiên liệu chạy bằng điện và chảy đến các vòiphun qua bộ lọc Mỗi xylanh có một vòi phun, nhiên liệu được phun ra khi van điện từcủa nó mở ngắt quãng Do bộ ổn định áp suất giữ cho áp suất nhiên liệu không đổi nênlượng nhiên liệu phun ra được điều khiển bằng cách thay đổi khoảng thời gian phun

Do vậy, khi lượng khí nạp nhỏ, khoảng thời gian phun ngắn còn khi lượng khí nạp lớn,khoảng thời gian phun dài hơn

Hình 2.6 Sơ đồ mạch cung cấp nhiên liệu.

 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp

Bướm ga điều khiển lượng khí nạp vào động cơ Bướm ga mở lớn thì lượng khílớn hơn sẽ được nạp vào các xylanh Khi tốc độ thấp, dòng khí nạp sẽ nhỏ và tấm đochỉ mở ra một chút Vậy tốc độ cao và dải tải nặng, dòng khí sẽ lớn hơn và tấm đo sẽtheo đó mở rộng hơn

Hình 2.7Sơ đồ của cảm biến đo lưu lượng khí nạp.

 Điều khiển lượng phun cơ bản

Lượng không khí cảm nhận tại cảm biến đo lưu lượng gió được chuyển hoá thànhđiện áp, điện áp này được gửi đến ECU như một tín hiệu

Tín hiệu đánh lửa sơ cấp theo số vòng quay động cơ cũng được gửi đến ECU từcuộn dây đánh lửa ECU sau đó tính toán bao nhiêu nhiên liệu cần cho lượng khí đó vàthông báo cho mỗi vòi phun bằng thời gian mở van điện Khi van điện của vòi phun

mở ra, nhiên liệu sẽ được phun vào đường ống nạp

 Thời điểm và khoảng thời gian phun

Tín hiệu từ cuộn đánh lửa chỉ thị số vòng quay của động cơ và làm cho tất cả cácvòi phun sẽ đồng thời phun nhiên liệu tại mỗi vòng quay của trục khuỷu Động cơ bốn

kỳ sẽ thực hiện các kỳ nạp, nén, nổ, xả trong mỗi vòng quay của trục khuỷu

 Kết luận

Tuỳ theo tốc độ động cơ và lượng khí nạp đo được tại cảm biến lưu lượng khí.ECU sẽ thông báo cho các vòi phun bao nhiêu nhiên liệu cần phun và hỗn hợp khí –nhiên liệu được tạo ra bên trong đường ống nạp Khái niệm “lượng phun cơ bản” được

sử dụng để chỉ lượng nhiên liệu cần phun để tạo ra tỷ lệ hỗn hợp lý thuyết

Hình 2.8Sơ đồ tổng quát hệ thống nhiên liệu EFI

2.2.2.2 Điều khiển hiệu chỉnh

Như vậy, hoạt động cơ bản của các thiết bị cần cho việc tạo ra hỗn hợp khí –nhiên liệu lý thuyết đã được mô tả Tuy nhiên, động cơ sẽ không hoạt động tốt chỉ vớilượng phun cơ bản Đó là bởi vì động cơ phải vận hành dưới nhiều chế độ và do đó nócần có một vài thiết bị hiệu chỉnh để điều chỉnh tỷ lệ khí – nhiên liệu tuỳ theo chế độkhác nhau này Ví dụ, khi động cơ còn lạnh dưới tải nặng, cần có hỗn hợp đậm hơn Hệ

“hiệu chỉnh đậm”, ECU hoạt động để tăng lượng phun Phương pháp khác là các thiết

bị phụ trợ sẽ thực hiện cùng một chức năng mà không liên quan đến ECU

 Hiệu chỉnh

Rất nhiều loại thông tin về các chế độ hoạt động của động cơ (ví dụ: nhiệt độ nướclàm mát, nhiệt độ khí nạp, điện áp accu ) được chuyển đến ECU từ các cảm biến đểthêm vào thông tin về lượng khí nạp từ cảm biến lưu lượng khí và tốc độ động cơ từcuộn đánh lửa ECU sẽ tăng lượng nhiên liệu dựa trên các thông tin này Nói một cáchkhác, thậm chí lượng khí nạp không đổi, thì lượng nhiên liệu do các vòi phun phun ravẫn tăng hay giảm tuỳ theo các chế độ hoạt động của động cơ

Hình 2.9Sơ đồ hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun.

 Các thiết bị phụ:

Có 2 thiết bị phụ để hiệu chỉnh tỷ lệ khí – nhiên liệu, một vòi phun khởi độnglạnh và một van khí phụ

-Vòi phun khởi động lạnh

Mục đích của vòi phun khởi động lạnh là cải thiện tính năng khởi động động cơlạnh Khởi động một động cơ lạnh cần có nhiều nhiên liệu và hỗn hợp đâm hơn Đó làchỉ khi động cơ còn lạnh và đang quay bởi máy khởi động, khi đó vòi phun khởi động

lạnh sẽ phun nhiên liệu để làm đậm hỗn hợp Nói theo một cách khác, trong khi khởiđộng động cơ lạnh, nhiên liệu được cung cấp bằng cả vòi phun chính và vòi phun khởiđộng lạnh.

Theo cách này, tỷ lệ nhiên liệu so với không khí tăng lên nhờ vào lượng nhiênliệu phun ra từ vòi phun khởi động lạnh, tạo nên hỗn hợp đâm hơn Vòi phun khởiđộng lạnh là một van điện sử dụng nguồn năng lượng của accu để mở và đóng van bêntrong và phun nhiên liệu Để tránh cho hỗn hợp quá đậm, khoảng thời gian phun đượcđiều khiển bằng một công tắc định thời bao gồm một phần tử lưỡng kim và cuộn dâysấy

-Van khí phụ

Khi nhiệt độ còn thấp van khí phụ sẽ tăng tốc độ không tải của động cơ đến chế

độ không tải nhanh Khi động cơ còn lạnh, thậm chí nếu bướm ga đóng, không khí vẫnnạp vào động cơ qua van khí phụ Lượng không khí đi qua van khí phụ sẽ thay đổi theonhiệt độ Khi nhiệt độ thấp, van khí phụ mở hoàn toàn cho phép một lượng lớn khôngkhí đi qua

Khi nhiệt độ tăng lên, van sẽ đóng dần lại cho đến khi động cơ đạt được nhiệt độ

hoạt động bình thường, nó sẽ đóng hoàn toàn để cắt dòng khí Tốc độ không tải nhanh

tỷ lệ với lượng khí đi qua van khí phụ Nó sẽ cao khi nhiệt độ thấp và giảm đến tốc độkhông tải bình thường khi nhiệt độ tăng lên.Việc đóng và mở van khí phụ được điềuchỉnh ở bên trong bằng một van giãn nở nhiệt tuỳ theo nhiệt độ nước làm mát động cơ

2.3 So sánh các chế độ làm việc của hệ thống phun xăng và hệ thống dùng chế hòa khí

2.3.1 Ở chế độ không tải chuẩn

+ Đối với bộ chế hòa khí:

Bướm ga hầu như đóng kín, xăng không được hút ra từ họng chính vì độ chânkhông của họng nhỏ, mà xăng được hút qua đường không tải thông với không gian saubướm ga Lúc ấy trong xylanh có hệ số khí sót rất lớn, muốn cho động cơ chạy ổn địnhcần có hòa khí đậm (=0,6) Do hòa khí rất đậm sẽ gây ra suất tiêu hao nhiên liệu rấtlớn và lượng độc hại của thành phần khí xả bao gồm CO và HC rất lớn

hòa khí do trong chế hòa khí xăng được đưa vào chế độ không tải là nhờ độ chânkhông sau bướm ga hoàn toàn không điều khiển được lượng xăng còn hệ thống phunxăng điện tử lượng xăng đưa vào được tính toán một cách chính xác Có thể nói trong

hệ thống phun xăng điện tử số vòng quay không tải thấp nhất, hỗn hợp cháy không tảinhạt nhất mà vẫn đảm bảo sự làm việc của động cơ

2.3.2 Ở chế độ tăng tốc

+ Đối với bộ chế hòa khí:

Khi đột ngột tăng tốc hỗn hợp trở nên nhạt đột ngột, một lượng nhiên liệu sẽ được

bù thêm vào trong suốt quá trình tăng tốc Hơn nữa trong một thời gian ngắn khi tăngtốc động cơ chấp nhận sử dụng hỗn hợp có =0,9 để đạt được mômen cực đại Tínhiệu nhận biết tăng tốc là sự thay đổi đột ngột vị trí bướm ga thông qua hệ thống cơ khílàm cho bơm tăng tốc ngay lập tức phun một lượng xăng vào trước họng đảm bảo hỗnhợp không quá nhạt

+ Đối với hệ thống phun xăng điện tử:

Cũng tương tự bộ chế hòa khí cần thêm nhiên liệu để hỗn hợp không bị nhạt Đểđảm bảo lượng xăng chính xác tạo cho quá trình chuyển tiếp được tốt và đạt sức kéolớn trong khi tăng tốc thì tín hiệu được xác định lượng nhiên liệu phun cần thiết dựatrên nhiệt động cơ và sự thay đổi đột ngột vị trí bướm ga

Tín hiệu để nhận biết tăng tốc chính là tín hiệu của cảm biến bướm ga Đối vớibướm ga kiểu chiết áp tín hiệu để nhận biết xe tăng tốc chính là sự thay đổi đột ngộtđiện áp ở chân giữa của chiết áp Nếu bình thường thì ECU phải biết được sự thay đổilượng khí nạp vào hoặc sự thay đổi của độ chân không đường nạp, sau đó tính toánlượng xăng cần thiết, như thế sẽ quá lâu Để tăng tốc thì khi ECU nhận được tín hiệuthay đổi đột ngột của bướm ga, thì ngay lập tức nó dựa vào nhiệt độ động cơ để phunchứ không cần biết lưu lượng khí hoặc độ chân không đường nạp là bao nhiêu Vòiphun sẽ phun thêm một lượng nhiên liệu trong vài chu trình (tùy theo từng hãng) chờsẵn ở đường nạp mỗi xilanh

2.3.3 Chế độ khởi động động cơ

+ Đối với bộ chế hòa khí:

Khi khởi động, số vòng quay động cơ nhỏ nên độ chân không ở họng rất nhỏ,nhiên liệu bị hút vào ít, không tơi và khó bay hơi do nhiệt độ thấp Do đó để dễ dàngcho việc khởi động cần có thêm một lượng nhiên liệu để hỗn hợp có thể đậm hơn Để