Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử trên động cơ 2az fe

Được sự đồng ý của bộ môn “Động cơ đốt trong”, em cùng nhóm sinh viên lớp: Máy động lực K46 gồm: Nguyễn Cao Văn, Phạm Minh Tiến, Đỗ Văn Trấn tham gia: “Xây dựng mô hình hệ thống phun xăn

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 5

PHẦN I: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE 6

Chương I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 7

1.1 Mục đích và ý nghĩa của đề tài 7

1.1.1 Mục đích của đề tài 7

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài 7

1.2 Tổng quan về động cơ 2AZ-FE 8

1.2.1 Giới thiệu chung về động cơ 2AZ-FE 8

1.2.2 Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE 11

1.2.3 Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE 14

Chương II: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ 17

2.1 Yêu cầu mô hình 17

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình 17

2.3 Thiết kế khung mô hình 19

2.3.1 Yêu cầu khung mô hình 19

2.3.2 Lựa chọn vật liệu chế tạo khung mô hình 19

2.3.3 Chế tạo bộ khung mô hình 20

2.3.4 Bố trí chung trên mô hình 21

2.4 Các chi tiết chính trên mô hình 22

2.4.1 Hệ thống cung cấp điện trên mô hình 22

2.4.1.1 Ắc quy 22

2.4.1.2 Máy phát 23

2.4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu 24

2.4.2.1 Bơm nhiên liệu 24

2.4.2.2 Bộ lọc nhiên liệu 25

2.4.2.3 Bộ giảm rung động 26

2.4.2.4 Bộ ổn định áp suất 26

2.4.3 Hệ thống điều khiển điện tử 28

2.4.3.1 Khối cảm biến 28

a Cảm biến vị trí trục cam 28

b Cảm biến tốc độ động cơ 29

c Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 30

d Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt 31

e Cảm biến oxy (với thành phần Zirconium) 33

f Cảm biến vị trí bướm ga 34

2.4.3.2 Bộ điều khiển trung tâm ECU (electronic control unit) 36

2.4.3.3 Khối cơ cấu chấp hành 37

a Vòi phun nhiên liệu 37

b Cụm chi tiết của hệ thống đánh lửa 40

PHẦN II: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN LƯỢNG PHUN TRONG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ (EFI) 43

Chương 1: CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN KIM PHUN CỦA ECU 44

1.1 Chức năng điều khiển thời điểm phun 44

1.2 Điều khiển lượng phun (khoảng thời gian phun) 46

1.2.1 Điều khiển phun khi khởi động 49

1.2.2 Điều khiển sau khi khởi động 50

1.2.2.1 Khoảng thời gian phun cơ bản 50

1.2.2.2 Các hiệu chỉnh phun 51

1.2.3 Hiệu chỉnh theo điện áp 61

Chương 2: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB-SUMULINK MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN LƯỢNG PHUN NHIÊN LIỆU TRONG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ (EFI) 62

2.1 Tính toán lượng phun cơ bản 62

2.1.1 Trong quá trình khởi động 62

2.1.1.1 Xây dựng công thức mô phỏng 62

2.1.1.2 Thuật toán mô phỏng 64

2.1.2 Sau khi khởi động 64

2.1.2.1 Xây dựng công thức mô phỏng 64

2.1.2.2 Thuật toán mô phỏng 69

2.2 Tính toán hệ số hiệu chỉnh cho từng chế độ làm việc của động cơ 70

2.2.1 Hiệu chỉnh đậm ngay sau khi khởi động 70

2.2.1.1 Xây dựng công thức mô phỏng 70

2.2.1.1 Thuật toán mô phỏng 71

2.2.2 Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ và áp suất khí nạp 71

2.2.2.1 Xây dựng công thức mô phỏng 71

2.2.2.2 Thuật toán mô phỏng 74

2.2.3 Hệ số hiệu chỉnh làm đậm để trợ tải 74

2.2.3.1 Xây dựng công thức mô phỏng 74

2.2.3.2 Thuật toán mô phỏng 76

2.2.4 Hệ số hiệu chỉnh khi tăng tốc 76

2.2.4.1 Xây dựng công thức mô phỏng 76

2.2.4.2 Thuật toán mô phỏng 77

2.2.5 Hệ số hiệu chỉnh hồi tiếp 77

2.2.5.1 Xây dựng công thức mô phỏng 77

2.2.5.2 Thuật toán mô phỏng 78

2.2.6 Hệ số hiệu chỉnh làm đậm khi hâm nóng động cơ lạnh 78

2.2.6.1 Xây dựng công thức mô phỏng 78

2.2.6.2 Thuật toán mô phỏng 79

2.2.6 Cắt nhiên liệu khi tốc độ động cơ quá cao 79

2.2.6.1 Xây dựng công thức mô phỏng 79

2.2.7.1 Thuật toán mô phỏng 80

2.2.8 Cắt nhiên liệu khi giảm tốc đột ngột 80

2.2.8.1 Xây dựng công thức mô phỏng 80

2.2.8.2 Thuật toán mô phỏng 81

2.2.9 Cắt nhiên liệu khi tốc độ xe quá cao 81

2.2.9.1 Xây dựng công thức mô phỏng 81

2.2.9.2 Thuật toán mô phỏng 82

2.2.10 Hiệu chỉnh ổn định không tải 82

2.2.10.1 Xây dựng công thức mô phỏng 82

2.2.10.2 Thuật toán mô phỏng 83

2.3 Hiệu chỉnh theo điện áp acquy 83

2.3.1 Xây dựng công thức mô phỏng 83

2.3.2 Thuật toán mô phỏng 85

Chương 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN LƯỢNG PHUN 86

3.1 Chương trình mô phỏng quá trình tính toán lượng phun và thời gian mở kim phun trên động cơ 2AZ-FE 86

3.1.1 Một số thông số của động cơ 2AZ-FE phục vụ cho tính toán 86

3.1.2 Các bước thực hiện chương trình tính toán 87

3.1.3 Chương trình tính toán lượng phun 89

3.2 Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới lượng phun và thời gian mở kim phun 91

3.2.1 Lượng không khí nạp và tốc độ động cơ 91

3.2.2 Nhiệt độ và áp suất khí nạp 92

3.2.3 Nhiệt độ nước làm mát 93

3.2.5 Nồng độ oxy trong khí xả 95

3.2.6 Điện áp ắc quy 97

KẾT LUẬN 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Chuyên ngành “Máy động lực” là một trong những chuyên ngành mới của

khoa Cơ khí-trường Đại học Giao thông vận tải, do vậy trang thiết bị phục vụ cho việc giảng dạy và học tập còn nghèo nàn, thiếu thốn và thiếu thực tế.

Được sự đồng ý của bộ môn “Động cơ đốt trong”, em cùng nhóm sinh viên lớp: Máy động lực K46 gồm: Nguyễn Cao Văn, Phạm Minh Tiến, Đỗ Văn Trấn tham gia: “Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử trên động cơ” Được

sự giúp đỡ, hướng dẫn của các thầy giáo và các bạn sinh viên trường Đại học Công nghiệp Hà nội, sau một thời gian thực hiện, em cùng các bạn đã hoàn thành nhiệm vụ

xây dựng mô hình và lấy đó làm nội dung của đồ án tốt nghiệp.

Song song với việc xây dựng mô hình, em đã hoàn thành bản thuyết minh đồ án tốt nghiệp Nội dung thuyết minh gồm 2 phần:

- Phần I: Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử trên động cơ.

- Phần II: Mô phỏng quá trình tính toán lượng phun trong hệ thống phun xăng điện tử (EFI).

Tuy nhiên, do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn sinh viên để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn: T.S Lê Hoài Đức,

và các thầy cô giáo trong bộ môn “Động cơ đốt trong” cùng các bạn sinh viên đã giúp

em hoàn thành đồ án này.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày tháng năm 2010

Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Liêm

PHẦN I:

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG

VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE.

vụ cho việc giảng dạy và học tập của sinh viên còn thiếu thốn và không thực tế.

Vì vậy, để nâng cao chất lượng đào tạo thì việc trang bị các thiết bị mô hình họctập, phục vụ cho việc giảng dạy và học tập là việc làm rất cần thiết

Việc làm mô hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử trên động cơ cócác mục đích sau:

- Thuận tiện cho công tác giảng dạy và học tập của sinh viên

- Giúp sinh viên hiểu một cách tổng quan, sâu sắc hơn và thực tế hơntoàn bộ hệ thống điện và điện tử trên động cơ (đặc biệt là hệ thốngphun xăng và đánh lửa)

- Thực hành kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng hệ thống điện-điện tử củađộng cơ ngay trên mô hình

1.1.2 Ý nghĩa của đề tài

Việc tìm hiểu hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa đối với đa số sinhviên chuyên ngành “Máy động lực” chủ yếu là trên lý thuyết, không thực tế Vìvậy, thông qua mô hình này sẽ là công cụ học tập rất thiết thực của sinh viên để

có điều kiện nhận thức và hiểu biết thực tế hơn Dựa vào mô hình, sinh viên cóthể thực hành làm các thí nghiệm, các bài kiểm tra, nghiên cứu, chuẩn đoán hưhỏng các chi tiết trên mô hình

1.2 Tổng quan về động cơ 2AZ-FE

1.2.1 Giới thiệu chung về động cơ 2AZ-FE

Hình 1.1: Mặt cắt ngang động cơ 2AZ-FE

1-Các te; 2- Hộp trục khuỷu ; 3- Bánh răng chủ động; 4- Thanh truyền; 5-Pittông;6-Áo nước; 7-Vòi phun; 8-Cam nạp; 9-Bôbin đánh lửa; 10-Cam xả; 11-Nắp đậy; 12-Nắp xylanh; 13-Que thăm dầu; 14-Thân xylanh; 15-Van hằng nhiệt; 16-Thân xylanh

1 2 3 4 5 6

Động cơ 2AZ-FE được lắp trên xe Camry 2.4 của hãng TOYOTA Đây làmột trong những thế hệ động cơ hiện đại của hãng Toyota Trên động cơ, người

ta đã thiết kế và trang bị rất nhiều thiết bị điều khiển điện tử để nó làm việc tối

ưu hơn

Một số các đặc điểm cơ bản của động cơ như sau:

- Động cơ 2AZ-FE là kiểu động cơ 4 kì, 4 xylanh, thẳng hàng 2 cam kép

- Dung tích công tác của xylanh: 2316 (cm3)

- Công suất lớn nhất của động cơ: 150(mã lực) ở tốc độ 5600 (vòng/phút)

- Mômen xoắn lớn nhất của động cơ: 22,2 (kGm) ở 3800 (vòng/phút)

- Kiểu cung cấp nhiên liệu: phun xăng điện tử (EFI)

- Đường kính xylanh/ hành trình làm việc piston: 86/86 (mm)

- Thứ tự nổ là 1 – 3 – 4 – 2

- Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm có các cửa hút xả ở hai bên, buồngcháy hình nệm

- Nến điện được bố trí ở bên phải buồng cháy

- Trên động cơ 2AZ-FE, nước làm mát được đưa vào áo nước của cụmđường nạp không khí để làm tăng khả năng vận hành xe khi động cơ đang cònnguội

- Các lò xo nấm hút và làm bằng thép lò xo có khả năng chịu tải ở tất cả cácchế độ vòng quay động cơ

- Trục cam được dẫn động bằng xích Trục cam có 5 ổ đỡ nằm giữa các conđội của từng xylanh và ở phía đầu xylanh số 1 Việc bôi trơn các ổ trục camđược thực hiện nhờ có đường dầu từ nắp máy

- Việc điều chỉnh khe hở nhiệt được tiến hành bằng cách thay đĩa đệm ởtrên con đội mà không cần phải tháo trục cam.

- Nắp hộp xích cam bằng hợp kim nhôm chịu nhiệt, trên đỉnh piston có chỗlõm để tránh bị xupap va đập

- Chốt piston kiểu bơi toàn phần không ép chặt vào piston hoặc đầu nhỏthanh truyền mà có vòng hãm ở hai đầu để tránh bị tuột ra ngoài

- Vòng găng hơi số 1 làm bằng thép không gỉ, vòng găng hơi số 2 làm bằnggang Vòng găng hơi số 1 và 2 ngăn khí cháy từ bên trong buồng cháy ra ngoài

- Vòng găng dầu làm bằng thép không gỉ Đường kính bên ngoài của vònggăng hơi lớn hơn đường kính piston, độ bung tự do của vòng găng cho phépchúng tự ép sát vào thành xylanh khi bị lắp trên piston Vòng găng dầu có tácdụng gạt dầu bám trên thành xylanh tránh làm lọt dầu vào trong buồng cháy

- Thân máy làm bằng gang Tất cả có 4 xylanh, chiều dài mỗi ống gần gấpđôi chiều dài piston Bên trên xylanh là nắp máy, bên dưới xylanh là trục khuỷu

có 5 ổ đỡ Ngoài ra, thân máy còn có áo nước bên trong có nước được dẫn từbơm nước lên làm mát xylanh

- Cacte dầu được bắt bằng bu lông vào mặt dưới thân máy Trong cacte dầu

có vách ngăn để giữ lượng dầu đủ cần thiết khi xe bị nghiêng Tấm vách ngăncòn tránh cho bơm dầu khỏi hút không khí và bọt, giữ tuần hoàn dầu trong hệthống được ổn định ngay cả khi xe phanh hãm đột ngột

- Hệ thống làm mát của động cơ là kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới áp suấtcủa bơm nước và có van hằng nhiệt ở đường nước vào bơm

- Hệ thống bôi trơn của động cơ là kiểu cưỡng bức và vung té có lọc dầutoàn phần, dùng để đưa dầu bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát của các chitiết chuyển động

1.2.2 Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE

Ngày nay, trên hầu hết các động cơ xăng đều được trang bị hệ thốngphun xăng điện tử Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE là hệ thống phunxăng điện tử (EFI) được trang bị thêm các hệ thống thu hồi xăng và thu hồi hơixăng (EVAP) trong thùng xăng nên gọi là hệ thống nhiên liệu SFI

Nguyên lí làm việc của hệ thống phun xăng điện tử như sau:

Một bơm nhiên liệu cung cấp đủ nhiên liệu dưới áp suất không đổi đếncác vòi phun (ở động cơ 2AZ-FE áp suất nhiên liệu là từ 3,1 kG/cm2 đến 3,5 kG/

cm2) Các vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu định trước vào đường ống nạptheo các tín hiệu từ ECU động cơ ECU nhận các tín hiệu từ nhiều cảm biếnthông báo về sự thay đổi các chế độ hoạt động của động cơ ECU sử dụng cáctín hiệu này để xác định khoảng thời gian cần thiết nhằm đạt được hòa khí với tỉ

lệ tối ưu phù hợp với từng điều kiện hoạt động của động cơ Khi nhiên liệu đượcphun ra, áp suất nhiên liệu bị thay đổi một chút Mỗi vòi phun được lắp ở phíatrước của xupap nạp Lượng nhiên liệu phun ra được điều khiển bằng độ dàikhoảng thời gian dòng điện chạy qua vòi phun

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AZ-FE.

1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất; 15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu;17:Ống phân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến oxy.

Để tối ưu hóa quá trình cấp nhiên liệu, động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống nhiên liệu không có ống hồi xăng (fuel returnless system) với việc sử dụng tích hợp bộ điều áp, lọc xăng và bơm xăng thành một cụm ngay trong thùng xăng như hình vẽ 1.3 Điều này giúp cho nhiên liệu trong thùng xăng tăng hay giảm theo sự bay hơi của nhiên liệu, đồng thời đã loại bỏ được đường hồi xăng ra khỏi khu vực động cơ

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống cấp nhiên liệu động cơ 2AZ – FE

Ngoài ra, trên trong thùng xăng còn trang bị thêm hệ thống thu hồi hơi xăng trong thùng gọi là hệ thống EVAP Sự hoạt động của hệ thống thu hồi xăngbằng cách sử dụng một bầu than hoạt tính để hấp thụ lại lượng xăng đã bị bay hơi trong quá trình cấp xăng vào thùng Điều này giúp làm giảm sự thất thoát xăng do không khí

Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống thu hồi hơi xăng trên động cơ 2AZ – FE

1.2.3 Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE

Động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS- direct ignition system) hay còn gọi là hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện được phát triển từ những năm giữa thập kỉ 80, trên các loại xe sang trọng So với các

hệ thống đánh lửa thông thường, thì hệ thống này có ưu điểm là:

- Không sử dụng dây cao áp nên giảm được sự mất mát năng lượng, giảmđiện dung ký sinh và giảm nhiễu vô tuyến trên mạch thứ cấp

- Không sử dụng bộ chia điện nên không có khe hở giữa mỏ quẹt và dâycao áp

- Bỏ được các chi tiết cơ khí dễ hư hỏng và phải chế tạo bằng vật liệu tốtnhư mỏ quẹt, chổi than, nắp delco…

- Loại bỏ được những hư hỏng thường gặp do hiện tượng phóng điện trênmạch cao áp và giảm chi phí bảo dưỡng

- Nhờ sử dụng mỗi bugie-một bôbine tương ứng nên kích thước mỗibôbine, IC đánh lửa sẽ nhỏ gọn hơn, tần số hoạt động ít hơn nên nênbôbin ít bị nóng hơn

Quá trình điều khiển góc đánh lửa được thực hiện bởi hệ thống đánh lửasớm điện tử (ESA) là một hệ thống điều khiển thời điểm đánh bằng ECU So vớicác hệ thống đánh lửa trước đó, hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển gócđánh lửa sớm bằng điện tử (ESA) có những ưu điểm hơn hẳn Do vậy, ngày nay

hệ thống đánh lửa với cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử kết hợp với

hệ thống phun xăng đã thay thế hoàn toàn hệ thống đánh lửa thông thường, giảiquyết yêu cầu ngày càng khắt khe về nồng độ khí thải độc hại

Hình 1.5: Sơ đồ điều khiển của hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)

Sơ đồ hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằngđiện tử có thể chia thành ba phần: tín hiệu vào (tốc độ động cơ, vị trí piston, tínhiệu tải, vị trí bướm ga, nhiệt độ nước làm mát, điện áp ắcquy, tín hiệu kích nổ),ECU và tín hiệu từ ECU để điều khiển IC đánh lửa

Sự hoạt động của hệ thống ESA như sau: ECU sẽ căn cứ theo số liệu lưutrong bộ nhớ và các số liệu do các cảm biến theo dõi hoạt động của động cơ gửi

về, ECU tính toán và gửi tín hiệu điều khiển IGT (thời điểm đánh lửa) đến IC

đánh lửa để đánh lửa tại thời điểm chính xác Khi có tín hiệu đánh lửa IGT từECU thì đồng thời sức điện động xoay chiều tạo ra khi dòng điện trong cuộn sơcấp bị ngắt sẽ làm cho mạch điện này gửi một tín hiệu IGF đến ECU, tín hiệunày được dùng để xác nhận việc đánh lửa đã diễn ra và được dùng cho mục đíchchuẩn đoán và chức năng an toàn Do được điều khiển bằng vi sử lý nên ESAluôn đảm bảo được thời điểm đánh lửa tối ưu, cũng như tính kinh tế nhiên liệu

và công suất ra của động cơ đều được duy trì ở mức tối ưu

Để có thể xác định chính xác thời điểm đánh lửa cho từng xilanh của động

cơ theo thứ tự nổ thì ECU cần phải nhận được các tín hiệu cần thiết từ cảm biếnnhư: tốc độ động cơ, vị trí cốt máy (vị trí piston), lượng gió nạp, nhiệt độ độngcơ… Số tín hiệu vào càng nhiều thì việc xác định góc đánh lửa sớm tối ưu càngchính xác Trong đó, tín hiệu tốc độ động cơ, vị trí piston và tín hiệu tải là nhữngtín hiệu quan trọng nhất

Chương II:

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG

VÀ ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ

Do mô hình là một thiết bị sử dụng trong công tác học tập và giảng dạy,nên có những yêu cầu chính sau:

- Phải thể hiện rõ ràng, dễ hiểu nguyên lý mà nó trình bày

- Dễ dàng sử dụng và điều khiển

- Kích thước và khối lượng không lớn lắm

- Có độ bền vững cao hoạt động tin cậy và ổn định

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình

Mô hình học cụ hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử được chế tạonhằm mục đích giúp sinh viên có thể quan sát được đặc điểm kết cấu, nguyên lýlàm việc của hệ thống phun xăng điện tử một cách dễ dàng nhằm tránh những bỡngỡ và khó khăn khi tiếp xúc với thực tế Vì thế, mô hình học cụ hệ thống phunxăng điện tử cần đáp ứng những yêu cầu sau:

- Kết cấu gọn nhẹ

- Mang tính tổng quát và phổ biến

- Ít khác biệt so với lý thuyết

- Giá thành hợp lí

Hiện nay, hệ thống phun xăng đa điểm có nhiều ưu điểm và được ứngdụng hầu hết trên các ôtô hiện đại Việc tìm hiểu về hệ thống này là một đòi hỏibắt buộc đối với sinh viên chuyên ngành động lực ôtô Điều quan trọng hơn là

mô hình về hệ thống này chưa có tại trường ta, nên em quyết định thiết kế môhình hệ thống này

Hiện nay, mô hình thiết kế phục vụ cho công tác giảng dạy gồm có haidạng sau:

Thứ nhất là: mô hình không hoạt động là loại mô hình gồm các khối

lượng tượng trưng cho những cơ cấu hoặc các cụm trong hệ thống Dạng nàythường dùng để thể hiện các cơ cấu của hệ thống quá phức tạp, do hệ thốngđược tách ra hoặc cắt ¼ hay ½ để thể hiện đầy đủ các bộ phận nằm ở bên trong.Dạng mô hình này giúp cho sinh viên trong quá trình học tập được phần nàohiểu hơn về tác dụng và cấu tạo của từng cơ cấu trong hệ thống Tuy nhiên, hìnhthức này không thể hiện nguyên lý làm việc của hệ thống một cách cụ thể

Thứ hai là: mô hình hoạt động được là dạng mô hình có kết cấu của chi

tiết giống thật và hoạt động được nhờ các nguồn dẫn động hay các tác động khác.Mô hình này rất thuận tiện cho công tác giảng dạy vì thông qua nó sinh viên dễdàng nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống

Qua các phân tích trên, ta tiến hành đi thiết kế hệ thống phun xăng điện tử

đa điểm hoạt động được dưới dạng mô hình hoạt động được

Từ thực tế sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp ôtô đã cho ra đờinhiều loại ôtô có tính năng hiện đại, tính tiện nghi cao, các hệ thống trên xe hoànthiện đều được bắt nguồn từ sự tự động hóa, các hệ thống trên cơ sở sử dụngngày càng nhiều các thiết bị điện-điện tử là chính Cho nên đối với các ôtô đờimới ngoài số lượng các thiết bị điện ngày càng nhiều thì các mạch điện trên ôtôcũng rất phức tạp cần tìm hiểu và nghiên cứu thêm rất nhiều Ngược lại thì trêncác loại ôtô đời cũ thì hệ thống điện vừa cũ vừa đơn giản lại vừa ít các hệ thống,thiết bị nên việc tìm hiểu ít nhiều bị han chế

Như vậy, để sinh viên cơ khí động lực ôtô được trang bị kiến thức đầy đủhơn về các hệ thống và thiết bị mới trên các loại ôtô hiện đại thì mô hình thựchiện cần phải đáp ứng được phần nào yêu cầu này của thực tế trên Vì thế, việclựa chọn các thiết bị để thực hiện mô hình phải có các hệ thống, thiết bị đầy đủ,hoạt động tốt, càng nhiều hệ thống, thiết bị hiện đại thì càng có giá trị thực tếcao

Ở đây, ta chọn hệ thống phun xăng trên xe ôtô TOYOTA làm cơ sở đểthực hiện mô hình vì đây là loại xe khá phổ biến trong thực tế lại vừa có các ưuđiểm về một hệ thống điện-điện tử có số lượng nhiều các thiết bị hiện đại và đặcbiệt dễ tìm hơn, giá rẻ hơn nhằm tạo điều kiện cho quá trình thực hiện mô hình.

2.3 Thiết kế khung mô hình

2.3.1 Yêu cầu khung mô hình

Khung mô hình là nơi lắp các thiết bị của hệ thống: ECU, bộ trục cơ–cam,các cảm biến, giàn bécphun, giàn đánh lửa, đồng hồ tapblo, các rơle, cầu chì,khóa điên, lọc xăng, động cơ dẫn động trục cơ…vì vậy, khung mô hình phải đápứng được các yêu cầu sau:

- Kết cấu chắc chắn, khối lượng nhẹ

- Được sơn lót chống gỉ và sơn thẩm mỹ

- Độ lớn của khung phải đảm bảo bố trí một cách thích hợp các thiết bị trên

sa bàn

- Chiều cao vừa đủ để tiện quan sát và vận hành

- Có bánh xe để di chuyển một cách dễ dàng

- Giá thành thích hợp

2.3.2 Lựa chọn vật liệu chế tạo khung mô hình

Chọn vật liệu chế tạo khung mô hình là sắt vuông hộp, có bề dày là 1 mm

để mô hình gọn nhẹ nhưng vẫn đảm bảo được độ cững vững của mô hình Kíchthước các thanh thép sử dụng chủ yếu là: 40x40, 40x20, 20x20, 10x10

2.3.3 Chế tạo bộ khung mô hình

Hình 2.1: Hình dáng khung mô hình

Khung được ghép lại với nhau bằng phương pháp hàn điện Bộ khungđược chế tạo làm 2 phần:

- Khung hình hộp chữ nhật để lắp đặt các thiết bị và trang trí mô hình

- Bộ chân đế được gắn bánh xe để di chuyển dễ dàng và là nơi lắp đặtắcquy, máy phát, động cơ điện

2.3.4 Bố trí chung trên mô hình

Để thiết kế mô hình ta có nhiều cách bố trí khác nhau theo nhiều nguyêntắc khác nhau Nhưng để mô hình thực sự là một công cụ giúp người khác dễtiếp thu và tìm hiểu hoạt động thì ta phải bố trí các chi tiết sao cho nó gần giốngvới lý thuyết nhất, nhưng cũng không quá xa thực tế Ta chọn cách bố trí các chitiết theo cụm chi tiết Các chi tiết có nhiệm vụ gần giống nhau hoặc cùng làmmột nhiệm vụ nào đó thì đặt gần với nhau Đồng thời để đảm bảo không xảy rahỏa hoạn, ta bố trí giàn đánh lửa càng xa thùng xăng và giàn béc phun càng tốt,

có các biện pháp che chắn thích hợp

Hình 2.2: Bố trí chung mô hình

2.4 Các chi tiết chính trên mô hình

2.4.1 Hệ thống cung cấp điện trên mô hình

Hệ thống cung cấp điện làm nhiệm vụ cung cấp dòng điện một chiều, điện

áp thấp (12V) cho các thiết bị phụ tải trên động cơ Hai thiết bị chính của hệthống cung cấp điện là:

- Ắcquy: là nguồn khi động cơ chưa làm việc

- Máy phát: Nguồn cung cấp chính khi động cơ làm việc

2.4.1.1 Ắc quy

Ắc quy là nguồn khi động cơ chưa làm việc hoặc khi động cơ đã làm việcnhưng máy phát điện chưa phát đủ công suất Chế độ làm việc đặc trưng củaắcquy là chế độ khởi động, ắc quy cung cấp năng lượng cho hệ thống khởi động

động cơ, ắc quy cung cấp dòng điện rất lớn trong thời gian ngắn Ắc quy thông

dụng nhất là ắc quy chì-axit Vì vây, để mô hình có tính trực quan và thực tế trên

mô hình sử dụng ác quy chì-axit

Hình 2.3: Cấu tạo của ắcquy

2.4.1.2 Máy phát

đã làm việc có nhiệm vụ:

- Cung cấp điện cho phụ tải

- Nạp điện cho ắc quy

Hình 2.4: Cấu tạo máy phát điện xoay chiều kích từ kiểu điện từ

1,2- Quạt làm mát; 3- Bộ chỉnh lưu; 4- Vỏ; 5- Stato; 6- Rotor;

7- Bộ tiết chế và chổi than; 8- Vòng tiếp điểm

Máy phát điện được dẫn động từ trục cơ của động cơ thông qua đai Trên

mô hình, sử dụng động cơ điện dẫn động máy phát

Máy phát và động cơ điện đều được bảo vệ bởi rơle Dùng điện áp mộtchiều của ắc quy để điều khiển dòng kích từ chạy qua

2.4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

2.4.2.1 Bơm nhiên liệu

 Kết cấu

Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, nên loạibơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống Cácchi tiết chính của bơm bao gồm: mô tơ, cánh bơm, van một chiều, van an toàn

và bộ lọc được gắn liền thành một khối đặt chìm trong thùng xăng

Hình 2.5: Kết cấu của bơm xăng điện.

1: Van một chiều; 2: Van an toàn; 3: Chổi than; 4: Rôto; 5: Stato; 6,8: Vỏ bơm;

7,9: Cánh bơm; 10: Cửa xăng ra; 11: Cửa xăng vào.

 Nguyên lí hoạt động

Rôto (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạtnhiên liệu từ cửa vào (11) đến cửa ra (10) của bơm, do đó tạo được độ chân

không tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy

nhiên liệu đi

Van an toàn (2) mở khi áp suất vượt quá áp suất giới hạn cho phép(khoảng 6 kG/cm2)

Van một chiều (1) có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động Van mộtchiều kết hợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiênliệu khi động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại Nếu không có

áp suất dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khó khănkhi khởi động lại động cơ.

 Ðiều khiển bơm nhiên liệu

Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy Ðiều này tránh chonhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưngđộng cơ chưa chạy

Hình 2.6: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu

2.4.2.2 Bộ lọc nhiên liệu

Bộ lọc nhiên liệu có nhiệm vụ là: lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác rakhỏi nhiên liệu Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu Ưu điểmcủa loại lọc thấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch Tuy nhiên, loại lọc này cũng cónhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km

Hình 2.7: Kết cấu bộ lọc nhiên liệu.

1:Thân lọc nhiên liệu; 2:Lõi lọc; 3:Tấm lọc;

4:Cửa xăng ra; 5:Tấm đỡ; 6:Cửa xăng vào.

Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa (6) của bộ lọc, sau đó xăng đi qua phần

tử lọc (2) Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10m Cáctạp chất có kích thước lớn hơn 10m được giữ lại đây Sau đó xăng đi qua tấmlọc (3) các tạp chất nhỏ hơn 10m được giữ lại và xăng đi qua cửa ra (5) của bộlọc là xăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ

Áp suất nhiên liệu được duy trì từ 3,1÷3,5 (kG/cm2) tùy theo độ chânkhông đường nạp Tuy vậy, do phun nhiên liệu nên vẫn có sự dao động nhỏtrong đường ống Bộ giảm rung động có tác dụng hấp thụ các dao động nàybằng một lớp màng

2.4.2.4 Bộ ổn định áp suất

 Nhiệm vụ

Bộ điều chỉnh áp suất được cố định chặt ở cuối ống phân phối Nhiệm vụcủa bộ điều áp là duy trì và ổn định độ chênh áp của nhiên liệu trong đường ốngtheo độ chân không cụm ống nạp

Lượng nhiên liệu được điều khiển bằng thời gian của tín hiệu phun, nên

để lượng nhiên liệu được phun ra chính xác thì mức chênh áp giữa xăng cungcấp đến vòi phun và không gian đầu vòi phun phải luôn luôn giữ ở mức trongkhoảng 2,55÷2,9 kG/cm2 và chính bộ điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệmnày

 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Hình 2.8: Kết cấu bộ ổn định áp suất.

1:Khoang thông với đường nạp khí; 2:Lò xo; 3:Van; 4:Màng;

5: Khoang thông với dàn ống xăng; 6:Ðường xăng hồi về thùng xăng.

Nhiên liệu có áp suất từ dàn ống phân phối sẽ ấn màng (4) làm mở van(3) Một phần nhiên liệu chạy ngược trở lại thùng chứa qua đường nhiên liệu trở

về thùng (6) Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng, ápsuất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng nhiên liệu hồi Ðộ chân không của đườngống nạp được dẫn vào buồng phía chứa lò xo làm giảm sức căng lò xo và tănglượng nhiên liệu hồi, do đó làm giảm áp suất nhiên liệu

Nói tóm lại, khi độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảm áp), thì

áp suất nhiên liệu chỉ giảm tương ứng với sự giảm áp suất đó Vì vậy áp suất của

nhiên liệu A và độ chân không đường nạp B được duy trì không đổi Khi bơmnhiên liệu ngừng hoạt động, lò xo (2) ấn van (3) đóng lại Kết quả là van mộtchiều bên trong nhiên liệu và van bên trong bộ điều áp duy trì áp suất dư trongđường ống nhiên liệu

2.4.3 Hệ thống điều khiển điện tử

a Cảm biến vị trí trục cam

 Nhiệm vụ: cảm biến vị trí trục cam được sử dụng để nhận biết vị trí tử

điểm thượng hoặc trước tử điểm thượng của piston, rồi gửi tín hiệu điệntới ECU Công dụng của cảm biến này là để ECU xác định thời điểmđánh lửa và thời điểm phun

 Cấu tạo:

Hình 2.9: Sơ đồ cấu tạo cảm biến trục cam

1-Cuộn dây; 2- Thân cảm biến; 3- Lớp cách điện; 4- Giắc cắm

 Mạch điện:

Hình 2.10: Sơ đồ mạch điện của cảm biến trục cam

b Cảm biến tốc độ động cơ

- Nhiệm vụ:

Cảm biến tốc độ động cơ được sử dụng để nhận biết tốc độ động cơ, gửitín hiệu điện tới ECU Tín hiệu tốc độ động cơ dùng để tính toán hoặc tìm gócđánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xilanh Cảm biến này cũngđược dùng vào mục đích điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc cắt nhiên liệu ở chế

độ cầm chừng cưỡng bức

- Cấu tạo:

Hình 2.11: Cấu tạo cảm biến tốc độ động cơ

1-Cuộn dây; 2- Thân cảm biến; 3-Lớp cách điện; 4-Giắc cắm

- Mạch điện:

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điện của cảm biến tốc độ động cơ.

c Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

- Nhiệm vụ: nhận biết nhiệt độ nước làm mát và gửi tín hiệu điện về ECU.

- Cấu tạo:

Hình 2.13: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

1-Điện trở; 2-Thân cảm biến; 3-Chất cách điện; 4-Giắc cắm

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một trụ rỗng có ren ngoài, bên trong

có gắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm Ở động cơ làm mátbằng nước, cảm biến được gắn ở thân máy, gần bọng nước làm mát Trong một

số trường hợp cảm biến được lắp trên nắp máy

- Nguyên lý hoạt động:

Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nóđược làm từ vật liệu bán dẫn nên có hệ số nhiệt điện trở âm (khi nhiệt độ tăng thìđiện trở giảm) Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp đượcgửi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp

Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theonhiệt độ) tới cảm biến về ECU rồi về mass Như vậy điện trở chuẩn và nhiệtđiện trở trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp Điện áp điểm giữa cầu đượcđưa đến bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự-số ( bộ chuyển đổi A/D) Khi nhiệt độđộng cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi A/Dlớn Tín hiệu điện áp được chuyển thành một dãy xung vuông và được giải mã

nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh Khi động cơ nónggiá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp giảm, ECU biết là động cơ nóng.

- Mạch điện:

Hình 2.14: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát

d Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt

- Nhiệm vụ: nhận biết trực tiếp khối lượng không khí nạp và gửi tín hiệu

về ECU Tín hiệu lượng khí nạp dùng để tính toán lượng phun cơ bản vàgóc đánh lửa sớm Loại này có kết cấu gọn nhẹ, độ bền cao, sức cảnkhông khí do cảm biến tạo ra thấp

- Cấu tạo:

Hình 2.15: Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt

1-Thân cảm biến; 2-Đầu cắm; 3-Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 4-Dây sấy platin;

Trong cảm biến lượng khí nạp thực tế, dây sấy được mắc trong mạch cầu.mạch cầu có điện thế tại điểm A,B bằng nhau khi tích điện trở tính theo đườngchéo là bằng nhau Khi không khí đi qua dây sấy Rh bị làm lạnh, điện trở giảm,kết quả là tạo ra chênh lệch điện thế giữa hai điểm A,B Một bộ khuyếch đạinhận biết sự chênh lệch này làm cho điện áp cấp đến mạch tăng, làm cho nhiệt

độ dây sấy lại tăng, kết quả là điện trở tăng cho đến khi điện thế trong mạch cầucân bằng trở lại

Với tính năng này của mạch cầu, cảm biến có thể đo được khối lượng khínạp nhờ nhận biết điện áp tại điểm B Trong hệ thống này, nhiệt độ dây sấyđược thường xuyên duy trì không đổi cao hơn nhiệt độ của khí nạp bằng cáchdùng một nhiệt trở Ra

Như vậy, khối lượng khí nạp có thể đo một cách chính xác mà không cầnphải hiệu chỉnh phun theo nhiệt độ hay theo áp suất khí nạp

e Cảm biến oxy (với thành phần Zirconium)

- Nhiệm vụ:

Để chống ô nhiễm, trên các xe có trang bị bộ hoá khử (TWC – three waycatalyst) Bộ hoá khử sẽ hoạt động với hiệu suất cao nhất ở tỷ lệ hoà khí lýtưởng (α=1) Cảm biến oxy được sử dụng để xác định thành phần hoà khí tứcthời của động cơ đang hoạt động Nó phát ra một tín hiệu điện thế gửi về ECU

để điều chỉnh tỷ lệ hoà khí thích hợp trong một điều kiện làm việc nhất định (chế

độ điều khiển kín)

- Cấu tạo:

-Hình 2.17: Cấu tạo cảm biến oxy

1: Đệm dẫn Điện; 2: Thân cảm biến; 3: Chất điện phân khô; 4,5: Điện cực ngoài và trong

- Nguyên lý hoạt động:

Loại này chế tạo chủ yếu từ chất Zirconium dioxide (ZrO2) có tính chấthấp thụ những ion oxy âm tính Thực chất cảm biến oxy loại này là một pin cósức điện động phụ thuộc nồng độ oxy trong khí xả với ZnO2 là chất điện phân.Mặt trong ZnO2 tiếp xúc với không khí, mặt ngoài tiếp xúc oxy trong khí xả ởmỗi mặt ZnO2 được phủ lớp điện cực bằng patin để dẫn điện lớp platin này rấtmỏng và xốp để oxy dễ khuếch tán vào Khi khí thải chứa lượng oxy ít do hỗn

hợp giàu nhiên liệu thì số ion oxy tập chung ở điện cực tiếp xúc khí thải ít hơn

số ion tập chung điện cực tiếp xúc không khí Sự chênh lệch số ion này sẽ tạo tínhiệu điện áp khoảng 600÷900mV Ngược lại, khi độ chênh lệch số ion ở hai điệncực nhỏ hơn trong trường hợp nghèo xăng, pin oxy phát ra tín hiệu điện áp thấpkhoảng 100-400mV

- Cấu tạo: bao gồm hai tiếp điểm trượt, tại mỗi đầu của nó được thiết kế có

các tiếp điểm cho tín hiệu cầm chừng và tín hiệu góc mở bướm ga, có cấutạo như hình vẽ 2.19

Hình 2.19: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga

1: Con trượt tiếp điểm; 2: Điện trở; 3: Vị trí bướm ga mở hoàn toàn; 4: Vị trí bướm ga đóng hoàn toàn; 5: Trục bướm ga; 6: Thân cảm biến; 7: Giắc cắm; 8,9: Lớp cách điện;

- Nguyên lí hoạt động:

Một điện áp không đổi 5V từ ECU cung cấp đến cực VC Khi cánh bướm

ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần cực VTAtương ứng góc mở bướm ga Tín hiệu này gửi về ECU và ECU tính toán biếtđược góc mở bướm ga

- Mạch điện:

Hình 2.20: Mạch điện của cảm biến vị trí bướm ga

2.4.3.2 Bộ điều khiển trung tâm ECU (electronic control unit)

ẩm và nhiệt độ

Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch in Các linh kiện,công suất của tầng cuối (nơi điều khiển các cơ cấu chấp hành) được gắn vớikhung kim loại của ECU với mục đích tản nhiệt Sự tổ hợp các chức năng trong

IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa hài điều khiển việc chia tần số)giúp ECU đạt độ tin cậy cao Một đầu ghim đa chấu dùng nối ECU với hệ thốngđiện trên xe, với các cơ cấu chấp hành và các cảm biến

 Cấu tạo: Bộ xử lý trung tâm bao gồm các bộ phận chủ yếu sau:

- Bộ điều chỉnh điện áp: cung cấp điện áp 5V, một chiều ổn định cho cácmạch trong ECU và các cảm biến

- Bộ khuyếch đại: khuyếch đại các tín hiệu nhận được từ cảm biến trước khiđưa chúng vào bộ vi xử lí

- Mạch giao diện đầu ra: tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý sẽ đưa đến cáctransistor công suất điều khiển rơle, solenoid, motor… Các transistor này cóthể được bố trí bên trong hay bên ngoài ECU

- Mạch phát xung đồng bộ: đồng bộ các thao tác xử lý và truyền dữ liệu của

hệ thống điều khiển điện tử

- Mạch tự chuẩn đoán hư hỏng: sử dụng đèn báo hoặc màn hình hiển thị số đểthông báo mã lỗi hư hỏng

- Mạch giao tiếp đầu vào: mạch xử lý và biến đổi tín hiệu cảm biến từ analog(tương tự) sang digital (kĩ thuật số), bao gồm các bộ chuyển đổi sau: bộ

chuyển đổi A/D (analog to digital converter), bộ đếm (counter), bộ nhớtrung gian, bộ khuyếch đại, bộ ổn áp.

- Bộ nhớ: gồm một số thanh ghi để lưu trữ tạm thời các dữ liệu được đưa vào

và lấy ra giữa hai thiết bị có tốc độ xử lý khác nhau Bộ nhớ trong của ECUchia ra làm 4 loại: Rom, RAM,PROM, KAM

- Bộ vi sử lý: Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định Nó là bộnão của ECU

- Đường truyền (bus): chuyển các lệnh và số liệu trong máy tính theo 2 chiều

Bộ điều khiển trung tâm ECU hoạt động trên cơ sở tín hiệu số nhị phânvới điện áp cao biểu thị cho số 1, điện áp thấp biểu thị cho số 0 Mỗi số hạng 0

và 1 gọi là bit Mỗi dãy 8 bit sẽ tương đương 1 byte hoặc 1 từ (word) Byte nàyđược dùng để biểu hiện cho một lệnh hoặc 1 mẫu thông tin

2.4.3.3 Khối cơ cấu chấp hành

a Vòi phun nhiên liệu.

Vòi phun trên động cơ 2AZ-FE là loại vòi phun đầu dài, trên thân vòi phun có tấm cao su cách nhiệt và giảm rung cho vòi phun, các ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun được nối bằng các giắc nối nhanh

Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU Vòi phun được lắp vào nắp quy lát ở gần cửa nạp của từng xy lanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối xăng

 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của vòi phun

Hình 2.21: Kết cấu vòi phun nhiên liệu.

1:Thân vòi phun ;2:Giắc cắm; 3:Đầu vào; 4:Gioăng chữ O; 5:Cuộn dây;

6:Lò xo; 7:Piston ; 8:Đệm cao su; 9:Van kim.

Khi cuộn dây (4) nhận được tín hiệu từ ECU, piston (7) sẽ bị kéo lên thắng được sức căng của lò xo Do van kim và piston là cùng một khối nên van cũng bị kéo lên tách khỏi đế van của nó và nhiên liệu được phun ra

Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu của ECU Do độ mở của van được giữ cố định trong khoảng thời gian ECU phát tín hiệu, vậy lượng nhiên liệu phun ra chỉ phụ thuộc vào thời gian ECU phát tín hiệu

 Mạch điện điều khiển kim phun

Động cơ 2AZ-FE với kiểu phun độc lập nên mỗi vòi phun của nó có một transitor điều khiển phun.

Hình 2.22: Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động cơ 2AZ-FE.

1:Ắc quy; 2:Cầu chì dòng cao; 3:Khóa điện; 4:Cầu chì; 5:Vòi phun.

b Cụm chi tiết của hệ thống đánh lửa.

Hình 2.23: Cấu tạo bộ đánh lửa (có IC và bôbin đánh lửa)

- Nhiệm vụ: IC đánh lửa thực hiện một cách chính xác sự ngắt dòng sơ cấp đi

vào cuộn đánh lửa phù hợp với tín hiệu IGT từ ECU gửi đến

- Mô tả: IC đánh lửa là IC điện tử, có một mạch logic và các transistor công

suất Mạch logic biến đổi và khuyếch đại tín hiệu xung cấp vào thành tín hiệuxung hình chữ nhật để điều khiển transistor công suất, đóng ngắt mạch qua cuộn

sơ cấp của bôbin Trong hầu hết các xe hiện nay cuộn đánh lửa và IC đánh lửađược tích hợp trong một khối nên rất gọn nhẹ

+Tín hiệu IGT: ECU động cơ sẽ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín

hiệu từ các cảm biến khác nhau và truyền tín hiệu IGT (tín hiệu thời điểm đánhlửa) đến IC đánh lửa Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánhlửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính toán,và sau đó tắt đi Khi tín hiệuIGT bị ngắt các bugi sẽ đánh lửa