hệ thống nạp thải trên động cơ 4g69

Nhữngloại động cơ xăng cổ điển dùng bộ chế hoà khí để hòa trộn hỗn hợp và sau quá trìnhcháy sản vật cháy đưa ra môi trường có hàm lượng chất độc hại rất cao như NOx, CO2, CO và một phần

LỜI NÓI ĐẦUTrong những năm gần đây ngành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát triểnmạnh mẽ, đặc biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào trongngành đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập cùng với tốc độ phát triển củasự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

Do điều kiện kinh tế ngày càng nâng cao nên xe GRANDIS là loại xe do hãngMitshubishi chế tạo được đưa vào nước ta trong những năm gần đây để phục vụ nhucầu đi lại của người dân, đặc biệt là người dân sống ở khu vực thành thị Vì vậy việctìm hiểu về tính năng kỹ thuật của xe, cụ thể là hệ thống nạp - thải là hết sức cần thiếtđối với một sinh viên thuộc chuyên ngành động lực Do đó em đã chọn đề tài “Khảosát hệ thống nạp - thải trên động cơ Mitshubishi 4G69 " lắp trên xe Grandis.Đây là một

cơ hội vô cùng thuận lợi để em củng cố những kiến thức cơ bản về hệ thống nạp thảitrên động cơ nói chung , đồng thời trên cơ sở đó tìm hiểu những đặc điểm mới về kếtcấu của hệ thống nạp - thải trên một động cơ mới được phát triển trong thời gian gầnđây

Hệ thống nạp - thải đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp hoà khí cho chutrình làm việc của động cơ cũng như đưa sản phẩm cháy trong mỗi chu trình ra ngoài,đảm bảo yêu cầu nạp đầy và thải sạch của động cơ Nó có ảnh hưởng rất lớn đến côngsuất động cơ và mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ Vì vậy yêu cầukhi nghiên cứu về hệ thống nạp - thải là phải đặt nó trong mối quan hệ với các hệ thốngkhác của động cơ

Thực hiện đề tài này đòi hỏi sinh viên ngoài kiến thức về chuyên ngành còn phải cókỹ năng tìm kiếm những nguồn tài liệu mới, đặc biệt cần khai thác mạng thông tin toàncầu internet Bên cạnh đó cần trau đồi thêm khả năng ngoại ngữ chuyên ngành động cơvà ô tô

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ítvà điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏinhững thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của emđược hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn T.S Dương Việt Dũng, cácthầy cô giáo trong bộ môn Máy động lực cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp emhoàn thành đồ án này

Đà nẵng ngày 6 tháng 6 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Trần Quốc Tuấn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 4G69 3

1.1 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC CỤM CHI TIẾT CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ 4G69 5

1.1.1 Cơ cấu khuỷu trục - thanh truyền - piston 5

1.1.2 Nhóm thân máy - nắp máy 8

1.1.3 Cơ cấu phân phối khí 10

1.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC HỆ THỐNG TRONG ĐỘNG CƠ 4G69 11

1.2.1 Hệ thống làm mát 11

1.2.2 Hệ thống bôi trơn 13

1.2.3 Hệ thống đánh lửa 15

1.2.4 Hệ thống nhiên liệu 16

2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP - THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 4G69 18

2.1 ĐẶC ĐIỂM QUÂ TRÌNH NẠP , THẢI TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 18

2.1.1 Quâ trình nạp 18

2.1.2 Quâ trình thải 22

2.2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NẠP - THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 4G69 25

2.2.1.Sơ đồ hệ thống nạp - thải 25

2.2.2 Đặc điểm kết cấu vă nguyín lý lăm việc câc cảm biến trong hệ

thống nạp - thải động cơ 4G69 26

2.2.3 Đặc điểm kết cấu vă nguyín lý lăm việc câc cụm chi tiết chính trong hệ thống nạp - thải động cơ 4G69 31

2.2.4 Đặc điểm kết cấu vă nguyín lý lăm việc của hệ thống kiểm soât khí thải 36

2.2.4.1 Hệ thống thông hơi cạc te 37

2.2.4.2 Hệ thống kiểm soât sự bay hơi xăng 40

2.2.4.3 Hệ thống điều khiển hồi lưu khí thải 44

2.2.4.4 Bộ xúc tâc 3 chức năng kết hợp hệ thống điều khiển hồi tiếp nhiín liệu 46

3 TÍNH TOÂN CHU TRÌNH CÔNG TÂC ĐỘNG CƠ 4G69 51

3.1 Câc số liệu ban đầu 51

3.2 Câc thông số chọn 52

3.3 Tính toân câc thông số của chu trình công tâc 52

3.3.1 Tính toán quá trình nạp 52

3.3.2 Tính toán quá trình nén 53

3.3.4 Tính toán quá trình giãn nở 56

3.3.5 Tính toán các thông số của chu trình công tác 56

4 KIỂM TRA VĂ BẢO DƯỠNG CÂC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG NẠP- THẢI ĐỘNG CƠ 4G69 58

4.1 Kiểm tra đường ống nạp - thải 58

4.2 Kiểm tra hệ thống thông hơi cạc te 59

4.3 Kiểm tra hệ thống kiểm soât sự bay hơi xăng 59

4.4 Kiểm tra hệ thống hồi lưu khí thải 59

4.5 Kiểm tra câc cảm biến 60

KẾT LUẬN 62

TĂI LIỆU THAM KHẢO 62

1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 4G69

Động cơ 4G69 là loại động cơ xăng không dùng bộ chế hoà khí do hãng Mitsubishi sản xuất Trong những năm gần đây với chính sách mở cửa rộng rãi của

Nhà nước ta nên các loại xe của hãng Mitsubishi được nhập vào Việt Nam ngày mộtnhiều.Các loại xe nhập vào Việt Nam có thể là nguyên chiếc hoặc bao gồm các phụtùng và lắp ráp tại Việt Nam Các chủng loại xe đã có mặt tại thị trường Việt Nam như

xe du lịch, xe tải trung bình, xe tải nặng,

Động cơ 4G69 là loại động cơ được trang bị trên xe du lịch đời mới Grandis củahãng Mitsubishi Với trình độ kỹ thuật sản xuất tiên tiến của hãng Mitsubishi đã cho rađời loại động cơ 4G69 có thể tích toàn bộ của động cơ nhỏ nhưng công suất phát ra lớnđã giúp cho việc bố trí động cơ trên xe được dễ dàng và tiết kiệm được vật liệu chế tạođộng cơ Không những động cơ 4G69 có những ưu việt trên mà nó còn đóng góp vàocông việc làm sạch môi trường và tiết kiệm nguồn tài nguyên cho con người Nhữngloại động cơ xăng cổ điển dùng bộ chế hoà khí để hòa trộn hỗn hợp và sau quá trìnhcháy sản vật cháy đưa ra môi trường có hàm lượng chất độc hại rất cao như NOx, CO2,

CO và một phần lượng nhiên liệu dư chưa cháy kịp.Động cơ 4G69 với hệ thống nhiênliệu phun trực tiếp điều khiển bằng điện tử MPI và hệ thống kiểm soát khí thải đã phầnnào khắc phục được những nhược điểm trên của các động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí.Động cơ 4G69 được sản xuất vào năm 2002 và đưa vào thị trường Việt Nam đểtrang bị trên xe Grandis năm 2005

Thông số kỹ thuật của động cơ 4G69 :

Động cơ 4G69 gồm có các cơ cấu và hệ thống chính sau :

+Cơ cấu khuỷu trục-thanh truyền-pittông

+Cơ cấu phân phối khí

+ Thân máy, nắp máy

+Hệ thống bôi trơn

+Hệ thống làm mát

6- Đuôi trục khuỷu.

Trục khuỷu là bộ phận tiếp nhận lực tác dụng trên piston truyền qua thanh truyền vàbiến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục để đưa côngsuất ra ngoài Trục khuỷu chịu tải trọng bởi áp lực của khí, lực quán tính của các phầnchuyển động tính tiến và chuyển động quay Các lực tác dụng có tính chất chu kỳ gâynên dao động xoắn

Trục khuỷu của động cơ 4G69 được chế tạo gồm một khối liền, vật liệu chế tạobằng thép cacbon, các bề mặt gia công đạt độ bóng cao, có 5 cổ trục và 4 cổ biên , mácó dạng hình ôvan Trên đầu trục có lắp đai ốc khởi động, puly dẫn động quạt gió, bơmnước, bộ phận chắn dầu và bánh răng phân phối Đuôi trục khuỷu là nơi truyền côngsuất ra ngoài và trên đuôi trục khuỷu có lắp bánh đà Bánh đà được lắp lên đuôi bằng

mặt bích Ở đuôi trục khuỷu bố trí các bộ phận : Vành chắn dầu, ren hồi dầu, đệm chắn

di động dọc trục

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của trục khuỷu động cơ 4G69

Đặc điểm kết cấu của thanh truyền động cơ 4G69 được mô tả trên hình 1.3.Tiếtdiện của thanh truyền có dạng chữ I Đầu nhỏ thanh truyền có dạng hình trụ rỗng vàđược lắp tự do với chốt piston Kết cấu này có đơn giản nhưng chịu mài mòn lớn , dođó phải chú ý bôi trơn các bề mặt ma sát Đường kính lỗ lắp với chốt piston của đầunhỏ : 22 mm Đầu to thanh truyền được cắt thành hai nửa phần trên nối liền với thânphần dưới là nắp đầu to thanh truyền và lắp với nhau bằng bulông thanh truyền, mặtphẳng lắp ghép vuông góc với đường tâm trục thân thanh truyền Đường kính của chốtkhuỷu lắp với đầu to thanh truyền :44,985 - 45,000 mm Bulông thanh truyền là loại

Hình 1.3 Thanh truyền1- Thân thanh truyền ; 2- Bu lông thanh truyền ; 3,4 - Bạc lót ; 5- Nắp đầu to ;

6- Đai ốc

bulông chỉ chịu lực kéo,có mặt gia công đạt độ chính xác cao để định vị Bạc lót đầu tothanh truyền chia thành hai phần và được tráng một lớp hợp kim chịu mài mòn.

1.1.1.3 Pittông

Trong quá trình làm việc của động cơ, nhóm piston có nhiệm vụ chính sau :

+ Bảo đảm bao kín buồng cháy, giữ không cho khí cháy lọt xuống cácte và ngănkhông cho dầu nhờn từ hộp trục khuỷu sục lên buồng cháy

+ Tiếp nhận lực khí thể thông qua thanh truyền, truyền xuống trục khuỷu làmquay trục khuỷu trong quá trình cháy và giãn nở ; nén khí trong quá trình nén ; đẩy khí

ra khỏi xylanh trong quá trinh thải và hút khí nạp mới vào buồng cháy trong quá trìnhnạp

5

Hinh 1.4 Piston và xéc măng1- Piston ; 2,3- Xéc măng khí ; 4- Xéc măng dầu ; 5- Chốt piston

Trong quá trình làm việc của động cơ, piston chịu lực rất lớn, nhiệt độ rất cao và

ma sát mài mòn lớn, do lực khí thể, lực quán tính và do piston tiếp xúc với sản vật cháy

ở nhiệt độ cao, thiếu dầu bôi trơn gây nên ứng suất cơ học, ứng suất nhiệt và ăn mònhoá học trong piston Piston động cơ 4G69 được chế tạo bằng hợp kim nhôm - silic SM

116 Nó có các ưu điểm như sau :

+ Trọng lượng riêng nhỏ

+ Hệ số giãn nở nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn

+ Chống được sự ăn mòn hoá học của khí cháy và chịu mài mòn ma sát tốt trongđiều kiện nhiệt độ cao và bôi trơn kém

Nhóm piston gồm có : piston , chốt piston , xéc măng khí , xéc măng dầu đượcthể hiện ở hình 1.4

- Đỉnh piston: Đỉnh piston động cơ 4G69 là loại đỉnh được đúc lõm mục đích là đểtạo sự xoáy lốc và để tạo hỗn hợp nhiên liệu và không khí tốt hơn

- Đầu piston: Làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy Trên bề mặt trụ ngoài của pistoncó khoét 2 rãnh để lắp xécmăng khí và 1 rãnh lắp xécmăng dầu, ở các rãnh lắpxécmăng dầu và ở dưới một tí người ta khoan các lỗ để dẫn dầu vào bên trong piston

- Thân piston: Làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh vàchịu lực ngang N Để khắc phục hiện tượng bó kẹt piston người ta tiện vát bớt mặt thânpiston ở phía hai đầu bệ chốt.

- Xécmăng: Được chế tạo bằng gang xám hợp kim, trên bề mặt ngoài (mặt lưng)xécmăng được mạ crôm để hạn chế mài mòn Xécmăng khí số 2 có vát rãnh trên bềmặt ngoài

- Chốt piston: Có dạng hình trụ rỗng ,được chế tạo bằng thép Chốt piston được lắptự do, các vòng hãm lắp trong bệ chốt piston giữ cho nó khỏi dịch chuyển dọc trục, mốilắp giữa chốt piston và bệ chốt pisston là mối lắp lỏng, còn mối lắp giữa chốt và đầunhỏ thanh truyền là lắp chặt

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật nhóm piston động cơ 4G69

Khe hở miệng của xéc măng

- Xéc măng khí (mm)

Khe hở giữa xéc măng và rãnh xéc măng (mm) ≤ 0,1

1.1.2 Nhóm thân máy - nắp máy

Thân máy và nắp máy là những chi tiết máy cố định , có khối lượng lớn và kết cấuphức tạp của động cơ đốt trong Hầu hết các cơ cấu và hệ thống của động cơ đốt trongđều được lắp trên thân máy và nắp máy

1.1.2.1 Nắp máy

Nắp xi lanh là chi tiết đậy kín một đầu xi lanh ở phía điểm chết trên Nó là nơi đểlắp các bộ phận và cơ cấu khác như : buji , cơ cấu xu páp , trục cam v.v Trong quátrình làm việc , nắp xi lanh phải chịu các điều kiện rất xấu : chịu nhiệt độ cao , áp suấtlớn , ăn mòn hoá học nhiều Ngoài ra khi lắp ráp , nắp xi lanh còn chịu ứng suất nénkhi xiết chặt các bu lông

Động cơ 4G69 có mặt quy lát được đúc từ hợp kim nhôm - silic nhằm giảm trọnglượng , tản nhiệt tốt và giảm khả năng kích nổ Nắp máy được đúc chung cho tất cả các

xi lanh để tăng độ cứng vững , đường nạp và đường thải bố trí về hai phía Mặt quy lát được bắt chặt với blốc động cơ bằng bulông và êcu chịu lực và đậy phía trên khoang xylanh Giữa blốc động cơ và nắp máy có một roăng làm kín bề mặt lắp ghép Roăng làm kín xupap nạp có nhiệm vụ không cho dầu bôi trơn chảy xuống buồng cháy Dạng buồng cháy của động cơ là buồng cháy hình chêm , có nhiều ưu điểm : gọn , có cường độ xoáy lốc thích hợp ( do diện tích chèn khí giữa piston và nắp xi lanh gây nên )

Mỗi mặt quy lát có một xupap nạp và một xupap thải, chúng được nghiêng một góc 100

so với trục thẳng đứng

Trên quy lát có bệ đặt trục cam và giàn cò mổ để đóng mở các xu páp Tất cả các bộ phận dẫn động xu pap trên đỉnh nắp máy được bảo vệ bởi nắp đậy xu pap hay vỏ bọc nắp máy làm bằng kim loại ở giữa có 1 lớp chất dẻo để giảm ồn

1.1.2.2 Thân máy

Hình 1.5 Thân máy động cơ 4G69Thân máy là nơi để gắn các xy lanh cũng như là bệ để đặt trục khuỷu , chứa các đường dầu bôi trơn động cơ ,.v.v Phía trên thân máy gắn với nắp quy lát bằng các bu lông và ê cu chịu lực , còn phía dưới có gắn cạc te chứa dầu bôi trơn Trong quá trình làm việc , thân máy chịu lực khí thể rất lớn được truyền theo nhiều kiểu khác nhau.Thân máy của động cơ 4G69 là kiểu thân xi lanh - hộp trục khuỷu được đúc bằng gang xám Với kết cấu này thì lực khí thể tác dụng lên nắp xi lanh sẽ truyền cho thân

xi lanh qua các gujông nắp xi lanh Các xi lanh được đúc liền với vỏ thân , mặt trong được gia công rất chính xác và mài bóng , chung quanh có nước làm mát bao bọc Kết cấu này có độ cứng vững tương đối lớn , nhẹ và đỡ tốn kim loại Ổ trục khuỷu được chia thành hai nửa Nửa trên đúc liền với vách ngăn gia cố của thân máy - hộp trục khuỷu Nắp ổ trục lắp vào thân máy - hộp trục khuỷu bằng 4 bu lông

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật nhóm thđn mây , nắp mây động cơ 4G69

Độ phẳng bề mặt lắp với nắp xi lanh cho

phĩp (khoảng câch từ điểm thấp nhất vă

Đường kính trong của xi lanh (mm) Φ 87

1.1.3 Cơ cấu phân phối khí

Cơ cấu phân phối khí dùng để thực hiện quá trình thay đổi khí : thải sạch khí thảikhỏi xi lanh và nạp đầy khí hỗn hợp hoặc không khí mới vào xi lanh để động cơ làmviệc được liên tục

Cơ cấu phân phối khí trên động cơ 4G69 là loại cơ cấu phân phối khí dùng xu pap.Phương án bố trí là bố trí xupap treo có nhiều ưu điểm: buồng cháy nhỏ gọn, diện tíchtruyền nhiệt nhỏ nên giảm tổn thất nhiệt; dạng đường nạp thanh thoát nên giảm sức cảnkhí động tăng tiết diện lưu thông dòng khí nên tăng hệ số nạp Tuy nhiên nhược điểmcủa phuơng án này là phức tạp khó chế tạo và tăng chiều cao động cơ Các cò mổ đượcdẫn động bởi một trục cam đặt trên nắp máy ( loại SOHC) Động cơ 4G69 sử dụng 2

xu pap nạp và 2 xu pap thải cho mỗi xi lanh Để đảm bảo cho buồng cháy được nhỏgọn , xu pap được bố trí nghiêng về hai phía Đế xu pap nạp lớn hơn đếï xu pap thải để

ưu tiên việc nạp đầy cho động cơ Xu pap nạp và thải trong động cơ là loại xu pap cónấm bằng có cấu tạo đơn giản , dễ chế tạo Xupáp nạp và xupáp thải được dẫn động từcam nạp và cam thải thông qua cò mổ Khe hở nhiệt điều chỉnh nhờ vít điều chỉnh trênđầu cò mổ

Bộ dẫn động dây đai truyền chuyển động từ bánh răng đầu trục khuỷu qua dây đailên bánh răng đầu trục cam và bánh răng dẫn động bơm dầu Đai được căng nhờ mộtpuly đệm và một puly căng đai.Loại đai được dùng ở đây là đai răng

Trục cam dùng để dẫn động xupap đóng mở theo qui luật nhất định Trục cam động

cơ 4G69 gồm các cam thải , cam nạp và các cổ trục được đúc liền bằng thép hợp kim cóthành phần cacbon thấp 15 X

D D

D D

B C

A

Hình 1.6 Cấu tạo trục cam

A, B- Cam nạp cấp tốc độ thấp ; C- Cam nạp cấp tốc độ cao ; D - Cam thảiCác cam nạp và cam thải được bố trí trên cùng 1 trục và theo vị trí của các xupap Trên mỗi đoạn trục cam dùng dẫn động các xu pap của một xi lanh( giữa 2 cổ trục) có

3 cam nạp và 2 cam thải Trong đó có 2 cam nạp dùng để dẫn động 2 xu pap nạp khi

động cơ chạy ở tốc độ thấp và 1 cam nạp dẫn động chung 2 xu pap nạp khi động cơ chạy ở tốc độ cao Kích thước của cam chế tạo liền trục nhỏ hơn đường kính cổ trục vì trục cam được lắp theo kiểu đút luồn qua các cổ trục trên thân máy

Đòn bẩy là chi tiết truyền lực trung gian, 1 đầu tiếp xúc trực tiếp với cam 1đầu tiếp xúc với đuôi xupap Khi trục cam nâng 1 đầu của đòn bẩy đi lên, đầu kia của đòn bẩy nén lò xo xupap xuống và mở xupap Do đó xupap đóng mở đúng theo pha phân phối khí

1

2

34

56

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật cơ cấu phđn phối khí động cơ 4G69

Chiều cao xu páp thải (mm) 113,54

Đường kính của thân xupáp (mm) Φ 6

Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupáp nạp (mm) 0,02 - 0,1

Khe hở giữa ống dẫn hướng và thân xupáp thải (mm) 0,04 - 0,15

1.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC HỆ THỐNG

Hệ thống làm mát được thiết kế để giữ các chi tiết trong động cơ ở nhiệt độ ổnđịnh, thích hợp mọi điều kiện làm việc của động cơ Động cơ 4G69 có hệ thống làmmát bằng nước kiểu kín, tuần hoàn theo áp suất cưỡng bức trong đó bơm nước tạo áplực đẩy nước lưu thông vòng quanh động cơ.Hệ thống bao gồm: áo nước xi lanh, nắpmáy, két nước, bơm nước, van hằng nhiệt, quạt gió và các đường ống dẫn nước Nếunhiệt độ nước làm mát vượt quá nhiệt độ cho phép thì van hằng nhiệt sẽ mở để lưuthông nước làm mát đi qua két nước để giải nhiệt bằng gió Hệ thống làm mát sử dụngnước làm mát có pha chất chống đông DIA QUEEN SUPER LONG LIFE COOLANThoặc loại tương đương Giới hạn nồng độ chất chống đông trong nước làm mát là 30 -

11 8

7 6

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống làm mát1- Ngăn trên; 2- Nắp két; 3- Van hằng nhiệt; 4- Nhiệt kế; 5- Áo nước động cơ; 6-Màn che; 7- Dàn ống toả nhiệt; 8- Đường ống hồi nước khi nhiệt độ thấp; 9- Nắp áonước; 10- Bơm nước; 11- Quạt gió làm mát; 12- Puly dẫn động quạt gió

Két làm mát lắp trên phía đầu xe, két làm mát có đường nước vào từ van hằngnhiệt (3) và có đường nước ra đến bơm (10) , trên két nước có các dàn ống dẫn nướcgắn cánh tản nhiệt Cánh tản nhiệt có nếp gấp theo hướng lưu thông đi xuống Bơmnước kiểu ly tâm (10) được dẫn động bằng dây đai từ trục khuỷu Quạt gió (11) đượcchạy bằng động cơ điện do nguồn điện ắcqui cung cấp Thùng chứa nước dùng để chứanước tràn ra từ hệ thống làm mát do bị hâm nóng khi động cơ làm việc và để kiểm tramức nước khi động cơ làm việc Van hằng nhiệt (3) đóng khi nhiệt độ nhỏ hơn 820C vàbắt đầu mở ở nhiệt độ 950C Aïp suất mở van áp suất cao là 93 - 123 Kpa

Quạt gió hoạt động dựa vào tín hiệu đầu vào A/C,cảm biến nhiệt độ nước làmmát, và cảm biến tốc độ trục ra để điều khiển tốc độ của mô tơ quạt gió tản nhiệt và mô

tơ quạt condenser ECU điều khiển bộ điều khiển quạt gió để kích hoạt mô tơ quạt giótản nhiệt và mô tơ quạt condenser.

1.2.2 Hệ thống bôi trơn

Hệ thống bôi trơn động cơ 4G69 là hệ thống bôi trơn kiểu cưỡng bức để đưa dầu

đi bôi trơn các bề mặt ma sát và làm mát các chi tiết Dầu bôi trơn được lọc toànphần.Hệ thống bôi trơn gồm có: bơm dầu, lọc dầu, cácte dầu và đường ống dẫn dầu.Dầu bôi trơn được sử dụng trong động cơ là loại SE hoặc cao hơn theo tiêu chuẩn phânloại API

Lọc dầu kiểu toàn phần: lõi lọc bằng giấy, lọc được thay khi ô tô chạy khoảng

10000 km

1.2.3 Hệ thống đánh lửa

Công tắc đánh lửa Nguồn điện

+ Cảm biến tốc độ động cơ

+ Cảm biến vị trí trục khuỷu

+ Cảm biến vị trí trục cam

+ Cảm biến nhiệt độ khí nạp

+ Cảm biến vị trí bướm ga

1.2.4 Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu động cơ 4G69 thuộc loại hệ thống nhiên liệu được điều khiểnbằng điện tử và thuộc loại phun nhiều điểm Hệ thống gồm các cảm biến xác định điềukiện làm việc của động cơ , ECU điều khiển hệ thống dựa trên các tín hiệu từ nhữngcảm biến , và điều khiển các bộ phận phát động để kiểm soát việc phun nhiên liệu

Các bộ phận của hệ thống phun xăng điện tử động cơ 4G69 :thùng xăng, bơmxăng điện, lọc xăng,bộ ổn định áp suất xăng, đường ống góp xăng,các cảm biến, cácvòi phun và đường ống dẫn xăng

một chiều;13- Nắp đậy thùng nhiên liệuNguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ 4G69 :Khi cấp điện chobơm xăng (2) thì bơm sẽ cấp xăng có áp suất qua lọc (3) theo đường ống đến dàn phânphối xăng (4) vào các vòi phun được điều khiển bằng Solenoid Trên ống góp xăng cólắp bộ ổn định áp suất xăng (5) giữ cho áp suất xăng ở đầu vòi phun là 328 KPa Từ bộổn định áp suất xăng có đường ống dẫn xăng (6) trở về lại thùng chứa xăng (1) Các vòiphun được điều khiển bằng ECU, tức là mở hay đóng vòi phun tuỳ thuộc vào tín hiệu doECU cung cấp

Điều khiển độ mở bướm ga: ECU xác định khoảng dịch chuyển của chân ga thôngqua cảm biến vị trí chân ga , và điều khiển kích hoạt của mô tơ phụ được gắn trên thânhọng, để đạt được độ mở bướm ga như đã được xác định trước theo điều kiện chuyểnđộng

Điều khiển tốc độ chạy không tải: Tốc độ chạy không tải được giữ ở tốc độ tốtnhất bằng cách điều khiển lượng khí nạp qua bướm ga theo sự thay đổi của điều kiệnchạy không tải và tải trọng động cơ trong khi chạy không tải.ECU điều khiển bộ phậnđiều khiển bướm ga phụ để giữ động cơ chạy ở tốc độ không tải định sẵn theo nhiệt độnước làm mát động cơ và A/C và tải trọng điện khác Ngoài ra khi tắt công tắc trạngthái khí nạp và khi động cơ chạy không tải , bộ phận điều khiển bướm ga phụ điềuchỉnh bướm ga qua lượng khí theo các điều kiện tải trọng động cơ để tránh sự thay đổibất thường trong tốc độ động cơ

Điều khiển thời điểm đánh lửa: Transistor nguồn trong mạch sơ cấp đóng và mởđể điều khiển dòng điện sơ cấp đến bugi đánh lửa Nó điều khiển thời điểm đánh lửađể mang lại thời điểm đánh lửa tốt nhất đối với các điều kiện hoạt động của động

cơ.Thời điểm đánh lửa được xác định theo tốc độ động cơ, lượng khí nạp vào và áp suấtkhí quyển.

2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG NẠP - THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ 4G69

Hệ thống nạp thải có nhiệm vụ đưa hỗn hợp không khí - nhiên liệu vào buồngcháy để thực hiện quá trình cháy của động cơ, đồng thời đưa sản phẩm cháy từ buồngcháy thoát ra ngoài Hệ thống nạp thải phải đảm bảo cung cấp đủ lượng hỗn hợp cóthành phần hoà khí thích hợp với mọi chế độ hoạt động của động cơ, thải sạch sảnphẩm cháy ra ngoài trong quá trình thải, sao cho hiệu suất động cơ là lớn nhất và giảm

ô nhiễm môi trường , giảm tiếng ồn

2.1 ĐẶC ĐIỂM QUÂ TRÌNH NẠP , THẢI TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGHai quâ trình nạp vă thải liín quan mật thiết với nhau, tuỳ theo số kỳ của động cơ

vă phương phâp thải nạp, có những thời điểm chúng xảy ra cùng một lúc Vì vậy khi phđn tích quâ trình nạp cần lưu ý đến những thông số đặc trưng của quâ trình thải, tức

lă phải xĩt chung câc hiện tượng của quâ trình thay đổi môi chất

Trong động cơ 4 kỳ, quâ trình thay đổi môi chất được thực hiện lúc bắt đầu mở xupâp thải (điểm b’ ) Từ b’ đến ĐCD nhờ chính âp , sản vật chây tự thoât ra đường thải Sau đó, từ ĐCD tới ĐCT, nhờ sức đẩy cưỡng bức của piston, sản vật chây được đẩy tiếp Tại ĐCT (điểm r ) , sản vật chây chứa đầy thể tích buồng chây Vc với âp suất

pr > pthải, tạo ra chính âp Dpr Chính âp Dpr phụ thuộc văo hệ số cản , tốc độ dòng khí

n qua xu pâp thải vă văo trở lực của bản thđn đường thải

Xu pâp thải thường được đóng sau ĐCT (đóng muộn ) nhằm tăng thím giâ trị

“ tiết diện - thời gian “ mở cửa thải , đồng thời để tận dụng chính âp Dpr vă quân tính của dòng khí thải tiếp tục đẩy khí sót ra ngoăi

2.1.1 Quâ trình nạp

Quâ trình nạp môi chất mới văo xi lanh được thực hiện khi piston đi từ ĐCT xuống ĐCD Lúc đầu ( tại điểm r ) , do pr > pk (pk – âp suất môi chất mới trước xu pâp nạp ) vă do p r > pth nín một phần sản vật chây trong thể tích Vc vẫn tiếp tục chạy ra ống thải , bín trong xi lanh khí sót giên nở đến điểm ro rồi từ đó trở đi , môi chất mới

có thể bắt đầu nạp văo xi lanh

Hình 2.1 Đồ thị công của quá trình trao đổi khí trong động cơ 4 kỳ

Quá trình nạp lệ thuộc vào rất nhiều yếu tố, khiến cho môi chất mới nạp vào xi lanh trong mỗi chu trình nhỏ hơn lượng nạp lý thuyết, được tính bằng số môi chất mới chứa đầy thể tích công tác Vh có nhiệt độ Tk và áp suất pk của môi chất mới ở phía trước xu pap nạp (đối với động cơ điêden) hoặc của môi chất mới ở phía trước bộ chế hoà khí (đối với động cơ xăng) Các thông số sau đây ảnh hưởng chính tới quá trình nạp :

+ Áp suất cuối quá trình nạp pa

Áp suất cuối quá trình nạp có ảnh hưởng lớn tới công suất động cơ Muốn tăng ápsuất cuối quá trình nạp người ta sử dụng các biện pháp sau :

- Tạo đường nạp có hình dạng khí động tốt , tiết diện lưu thông lớn và phương hướng lưu động thay đổi từ từ, ít ngoặt

- Dùng xu páp có đường kính lớn hoặc dùng nhiều xu páp Động cơ 4G69 sử dụng hai xu páp nạp và hai xu páp thải cho mỗi máy , do đó tăng được lượng khí lưu thông trong mỗi chu trình , tăng áp suất pa

+ Lượng khí sót :

Cuối quá trình thải, xi lanh còn lưu lại 1 ít sản vật cháy gọi là khí sót Trong quá trình nạp, số khí sót trên sẽ giãn nở , chiếm chỗ trong xi lanh và trộn với khí nạp mới

,làm giảm lượng khí nạp mới Vì vậy giảm lượng khí sót sẽ làm tăng lượng khí nạp vào, làm tăng công suất động cơ Các biện pháp sau làm giảm lượng khí sót :

- Dùng động cơ tăng áp Phương pháp này thường được sử dụng trên động cơ điêden do không bị hạn chế bởi khả năng kích nổ

- Tăng góc trùng điệp các xu páp nạp và thải Phương pháp này áp dụng cho cả động cơ xăng và điêden

+ Nhiệt độ sấy nóng môi chất mới DT

Đi trên đường nạp và vào xi lanh , môi chất mới tiếp xúc với các bề mặt nóng của động cơ , được sấy nóng và tăng nhiệt độ lên một gia số DT

DT = DT t – DT b.hTrong đó :

DT t - mức tăng nhiệt độ của môi chất mới do sự truyền nhiệt từ các bề mặt nóng

DT b.h - mức giảm nhiệt độ của môi chất mới do bay hơi của nhiên liệu

DT = 20 – 40oC - đối với động cơ điêden;

DT = 0 -20oC - đối với động cơ xăng

+ Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta

Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta cũng ảnh hưởng tới mật độ môi chất mớinạp vào xi lanh Tăng Ta làm giảm mật độ môi chất mới nạp vào xi lanh và ngược lại Nhiệt độ môi chất cuối quá trình nạp Ta lớn hơn Tk ( nhiệt độ môi chất mới trước xu páp nạp ) và nhỏ hơn Tr ( nhiệt độ khí sót ) là do kết quả của việc truyền nhiệt từ các bềmặt nóng tới môi chất mới khi tiếp xúc và việc hoà trộn của môi chất mới với khí sót nhiều hơn Các quá trình trên diễn ra riêng lẻ trên đường nạp hoặc đồng thời trên xi lanh động cơ

- Hệ số nạp :

Hệ số nạp hv là tỉ số giữa lượng môi chất mới thực tế nạp vào xi lanh ở đầu quátrình nén khi đã đóng các cửa nạp và cửa thải so với lượng môi chất mới lý thuyết cóthể nạp đầy vào thể tích công tác của xi lanh Vh ở điều kiện áp suất và nhiệt độ môichất phía trước xu páp nạp Môi chất mới của động cơ điêden là không khí , của động

cơ xăng là hoà khí của không khí và hơi xăng tạo thành Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ

số nạp của động cơ 4 kỳ bao gồm: áp suất pa và nhiệt độ Ta của môi chất cuối quá trình

nạp ; nhiệt độ sấy nóng môi chất mới DT ; hệ số khí sót γr ; nhiệt độ Tr và áp suất pr ; tỉ

số nén e ; hệ số quét buồng cháy λ2 và hệ số nạp thêm λ1 Những thông số trên có liên

hệ qua lại mật thiết với nhau và mỗi thông số lại phụ thuộc vào các yếu tố khác Vìvậy song song với việc phân tích ảnh hưởng của từng thông số riêng biệt phải phân tíchảnh hưởng tổng hợp của chúng tới hệ số nạp hv theo các chế độ làm việc cụ thể củađộng cơ

- Các biện pháp chính làm tăng hệ số nạp và giảm cản cho đường nạp :

Hệ thống đường nạp của động cơ gồm: bình lọc khí, bộ chế hoà khí, đường nạp chung, các nhánh nạp của các xi lanh và xu pap đều gây cản đối với dòng khí nạp Làmthế nào để giảm cản cho hệ thống này là vấn đề đáng lưu ý Muốn giảm trở lực của hệ thống cần có tiết diện lớn của đường thông qua đó giảm tốc độ của dòng chảy, cần chú

ý đặc biệt đến lực cản cục bộ do chuyển hướng dòng hoặc do tăng giảm đột ngột tiết diện lưu thông của dòng tạo ra Khi tìm biện pháp giảm cản cho đường nạp cần phải lưu ý tới nhiều yếu tố khác nhau

+ Bình lọc

Khi tìm cách giảm cản cho bình lọc , trước tiên phải chú ý tới hiệu quả lọc.Phải đòi hỏi giảm trở lực tới mức nhỏ nhất trên cơ sở đảm bảo tốt hiệu quả lọc.Trong lúc sử dụng cần thường xuyên bảo dưỡng bình lọc , tuyệt đối tránh không để dầu bẩn gây tắc lõi lọc giấy , phải thay lõi lọc kịp thời

+ Đường ống nạp :

Hình dạng , kích thước của ống nạp gây ảnh hưởng lớn tới hệ số nạp, tới mức độ phun tơi và bay hơi của nhiên liệu và sự phân phối về số lượng và thành phần hoà khí vào các xi lanh, đây là vấn đề tương đối phức tạp Nếu làm tiết diện ống nạp lớn để giảm cản thì sẽ làm tăng tiêu hao nhiên liệu và thành phần hoà khí vào các xi lanh

không đều nhau Vì vậy một số động cơ xăng , muốn đạt yêu cầu ít tiêu hao nhiên liệu

ở tải nhỏ , phải chấp nhận mất mát 1 ít công suất bằng cách dùng ống nạp có tiết diện nhỏ một chút Và để hoà khí có thành phần và khối lượng đều nhau người ta còn cố ý gây ngoằn ngoèo ở một vài đoạn ống

+ Các nhánh ống nạp tới các xi lanh và xu páp nạp :

Trong hệ thống nạp của động cơ, xu páp nạp là nơi có tiết diện lưu thông nhỏ nhất nên trở thành bộ phận quan trọng nhất của lực cản đường nạp Người ta thường giảm đường kính xu páp thải để tăng đường kính xu páp nạp , tăng hành trình cực đại , tăng tốc độ đóng mở các xu páp , tăng thời gian giữ xu páp ở vị trí mở lớn nhất để tăng khả năng lưu thông qua xu páp

Cấu tạo của nhánh ống nạp, nhất là phần sát với xu páp gây ảnh hưởng lớn tới lực cản của đường nạp.Muốn có hình dạng đường nạp tốt nhất phải thử nghiệm trên mô hìnhlàm bằng vật liệu dẻo cho tới khi đạt hiệu quả cao nhất

Các thử nghiệm đã đem lại những kết quả có giá trị Phía trước xu páp nạp , thêmmột vấu nhô trơn tròn tạo họng thắt hợp lý có thể làm giảm cản cho đường nạp.Nếu lắpống Laval trên miệng đi vào xu páp nạp sẽ làm tăng lưu lượng hoà khí một cách rõ rệt khi chạy ở tốc độ cao Mở rộng đường nạp và tránh những đường ngoặt gấp sẽ có thể giảm bớt lực cản v.v…

Dạng cửa vào phải được thiết kế để cho không khí vào sẽ quay hoặc xoáy quanh trục của xi lanh Độ xoáy được thay đổi với mỗi kiểu và kích cỡ buồng cháy được sử dụng

Để thải sạch khí sót và nạp đầy môi chất mới vào xi lanh, hầu hết các động cơ hiện đại đều sử dụng hiệu ứng động của dao

động áp suất trong hệ thống nạp thải nhằm

tạo nên sóng áp dương ở khu vực xu páp nạp

trước khi kết thúc quá trình nạp và tạo nên

sóng áp âm ở khu vực xu páp xả trước khi kết

thúc quá trình thải Ở động cơ tăng áp người

ta lợi dụng chênh áp từ đường nạp – xi lanh

-đường thải để mở rộng , kéo dài thời kì trùng

điệp của các xu páp để quét buồng cháy , thải

sạch khí sót và nạp đầy môi chất mới vào xi

lanh

Công tiêu hao cho quá trình thay đổi môi chất được thể hiện bằng diện tích đồ thị

p – V giữa đường nạp và đường thải Nếu đường thải nằm cao hơn đường nạp (động

cơ không tăng áp ( hình 2.2 ) thì công tiêu hao cho thời kì thay đổi môi chất là công

âm Nếu đường thải thấp hơn đường nạp (động cơ tăng áp ) thì đó là công dương

Hình 2.3 Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kì tăng áp, khi pr < pk

b- Vấn đề khử độc hại của khí thải động cơ :

Khí thải từ xi lanh động cơ đi ra môi trường , ngoài các sản vật cháy hoàn toàn CO2, H2O, N2, còn chứa các sản vật chưa được cháy hoàn toàn , các sản vật được phân giải từ sản vật cháy hoặc từ nhiên liệu.Nhiều chất trong khí thải rất độc đối với sức

Hình 2.2 Diễn biến quá trình thải trong động cơ 4 kì , không tăng áp, khi pr >pk

khoẻ con người như : CO , NOX , khí SO2 và H2S, các alđêhit, các hiđro các bon thơm ,các hợp chất của chì Vì vậy vấn đề đặt ra là làm sao để giảm thiểu ô nhiễm môi trường

do khí thải từ động cơ Vấn đề đó được giải quyết theo 2 hướng sau : hoàn thiện chu trình làm việc của động cơ và lắp thiết bị trung hoà trên hệ thống thải

Để hoàn thiện chu trình làm việc của động cơ có thể thực hiện bằng các giải pháp sau :

- Tối ưu hoá cấu tạo của buồng cháy để hạn chế sự hình thành HC

- Tăng cường chuyển động rối và chuyển động xoáy lốc của môi chất

- Tối ưu hoá tỷ số nén e

- Tối ưu hoá vị trí đặt bugi

- Cải thiện quá trình phân phối khí và cơ cấu phân phối khí

- Tối ưu hoá kết cấu đường thải nhằm thải sạch và nạp đầy

- Cải thiện chất lượng hình thành hoà khí

- Giảm công suất tổn hao ma sát và dẫn động các cơ cấu phụ của động cơ

-Tối ưu hoá quá trình đánh lửa bằng hệ thống đánh lửa điện tử chương trình hoá

- Dùng biện pháp phân lớp hoà khí đảm bảo cho khu vực cực bugi luôn có a = 0,85 – 0,90 để đảm bảo trên toàn bộ buồng cháy a >1 nhằm giảm lượng CO và NOX

- Lắp thêm một hệ thống van và đường ống đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt ở chế độ không tải cưỡng bức, không gây ô nhiễm môi trường khi hoạt động ở chế độ này

Hướng thứ hai là lắp thêm thiết bị trung hoà khí xả Hiện nay có 3 loại thiết bị trung hoà khí xả sau :

- Trung hoà bằng cách đốt tiếp những thành phần chưa cháy hết Khuyết điểm của loại này là hoạt động không ổn định khi thay đổi phụ tải

-Thiết bị trung hoà thể lỏng : khử các chất ô nhiễm bằng dung dịch các chất : Na2SO3 , FeSO4 , Na2CO3 có thêm 0,5% hidroquinôn Khuyết điểm của loại này là không nhạy cảm lắm đối với CO , khối lượng , kích thước lớn , không thể hoạt động khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn 0o C

- Thiết bị trung hoà khí xả loại xúc tác , oxi hoá các sản vật chưa cháy hết Ưu điểm của loại này là kích thước nhỏ gọn , bảo dưỡng đơn giản Tuy nhiên loại này

không thật nhạy, đắt vă còn tồn tại nhiều nhược điểm Hiện nay có 3 loại bình xúc tâc khí xả :

- Bộ xâc tâc 1 dòng cho phĩp đốt chây HC vă CO nhưng hầu như không có tâc dụng đối với NOX

- Bộ xâc tâc 2 dòng gồm 2 bình xúc tâc mắc nối tiếp Có thể khử được NOX

- Bộ xúc tâc 3 dòng lă hệ thống xử lý khí thải hiệu quả nhất hiện nay , cho phĩp loại trừ 3 chất độc hại cơ bản lă HC , CO vă NOX Kết cấu vă nguyín lý lăm việc của

bộ xử lý xúc tâc 3 chức năng lắp trín động cơ 4G69 sẽ đươc trình băy ở phần sau 2.2 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG NẠP - THẢI TRÊN ĐỘNG

CƠ 4G69

2.2.1.Sơ đồ hệ thống nạp - thải

4 5 7 9

23- Ống cân bằng ; 24- Ống nạp nhiên liệu

Hệ thống nạp khí cung cấp lượng không khí cần cho sự cháy đến các xilanhđộng cơ Không khí từ ngoài trời đi vào bầu lọc gió (1) và được lọc sạch bụi tại đây

Không khí sạch sau khi qua lọc được dẫn qua các cảm biến lưu lượng khí nạp (2), cảmbiến nhiệt độ khí nạp (3) cung cấp thông tin về lưu lượng và nhiệt độ từ các cảm biếnnày cho bộ ECU Tiếp đó , dòng khí đến cổ họng gió (5) đi qua bướm ga và van điềukhiển tốc độ không tải (7) rồi đi vào ống góp khí nạp Khi đi qua bướm ga , thông tinvề độ mở bướm ga được ECU thu nhận nhờ cảm biến vị trí bướm ga (6) , từ đó ECU sẽxử lý để điều khiển lượng phun nhiên liệu cũng như van (7) để có được hỗn hợp cháytối ưu cho từng chế độ của động cơ Khí nạp từ ống góp nạp được phân ra các đường

đi vào các đường ống nạp (8) và nạp vào xy lanh trong kì nạp Sau khi hoà khí đượcđốt cháy trong xy lanh , khí thải sẽ được dẫn vào đường ống thải (14) tới ống góp thải

đi vào bộ xử lý xúc tác (13) Tại đây các chất ô nhiễm trong khí thải sẽ phản ứng vớicác chất khử và oxy hoá trong bộ xử lý xúc tác để trở thành các chất khí vô hại ,rồitheo ống dẫn khí thải , qua bộ tiêu âm thoát ra ngoài Một phần khí thải sau khi ra khỏibuồng cháy được dẫn qua van hồi lưu khí thải (16) quay trở lại đường ống nạp để làmloãng hỗn hợp nhiên liệu - không khí nhằm hạn chế sự hình thành các chất ô nhiễmtrong quá trình cháy

2.2.2 Đặc điểm kết cấu vă nguyín lý lăm việc câc cảm biến trong hệ thống nạp -

thải động cơ 4G69

Câc cảm biến gắn trín hệ thống nạp - thải có nhiệm vụ thu nhận câc thông số củadòng khí nạp vă dòng khí thải (nhiệt độ, lưu lượng) hay vị trí bướm ga … bâo về choECU để ECU thực hiện quâ trình xử lý vă điều khiển câc bộ phận của động cơ nhằmtối ưu hoâ quâ trình lăm việc của động cơ Sau đđy chúng ta sẽ tìm hiểu về kết cấu vănguyín lý hoạt động của những cảm biến đó:

+ Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp được lắp trín đường ống nạp Nó sử dụng xoây lốcKarman để biết được lượng không khí nạp đi qua lọc gió vă tạo ra tín hiệu cho biếtlượng không khí nạp đến ECU Bộ ECU dùng tín hiệu năy vă tín hiệu tốc độ động cơ

để tính vă xâc định thời gian cơ bản mở vòi phun nhiín liệu

Động cơ 4G69 được trang bị cảm biến lưu lượng không khí kiểu dđy nhiệt Kết cấucủa nó được trình băy trín hình 2.5

4 3

2 1

Hình 2.5 Cảm biến lưu lượng kiểu dây nhiệt1- Thân cảm biến ; 2- đầu cắm ; 3- Dây nóng ; 4- Dây nguội

Cảm biến dây nhiệt bao gồm các thành phần cơ bản dây nhiệt làm bằng platine (3)

và (4) đặt trong đường ống nạp và một mạch điện điều khiển Khi không khí đi qua nó

có khuynh hướng làm dây lạnh đi Lượng khí qua càng nhiều thì nhiệt độ của dây càngthấp, làm giảm điện trở trong của dây nhiệt Vì vậy cần có một dòng điện phụ thêmdùng để duy trì trở kháng trong của dây Bằng cách đo dòng điện này ECU sẽ xác địnhđương lượng khí nạp, chuyển đổi tín hiệu và đo lượng gió tính bằng gam/giây Tín hiệuđiện áp ra (VG) tỷ lệ với cường độ dòng điện như trên đường đặc tính hình (2.6)

Hình 2.6 Đường đặc tính cảm biến đo gió dây nhiệt

Khối lượng khí nạp g/s

Tín hiệu điện áp (VG)

Tới ECU

96 63

5

30 33

5V

ECU

Nguồn điện

Cảm biến lưu lượng không khí

Rơ le điều khiển

Hình 2.7 Sơ đồ mạch điện cảm biến đo gió kiểu dđy nhiệtMạch điện cảm biến lưu lượng động cơ 4G69 được trình băy trín hình 2.7 Rơ leđóng, cung cấp điện cho cảm biến (cực 2) , cực 4 của cảm biến được nối đất từ ECU(cực 96) Tín hiệu cảm biến từ cực 3 được truyền đến cực 63 của ECU

+ Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp ở lối văo đường ống nạp dùng để xâc định nhiệt độkhí nạp Kết cấu của nó gồm một điện trở loại NCT (4) đặt ở đầu cảm biến nối với đầugiắc cắm (1), thông qua lớp câch điện (2) (hình 2.8)

1 2 3 4

Hình 2.8 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

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

Mật độ không khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ Khi áp suất và thể tích không đổi nếunhiệt độ không khí cao thì hàm lượng ô xy trong không khí giảm, khi nhiệt độ khôngkhí thấp thì hàm lượng ô xy trong không khí tăng Vì thế dù lượng không khí được đobởi bộ đo gió như nhau nhưng tùy vào nhiệt độ của không khí mà lượng phun sẽ khácnhau

Giá trị điện trở (4) thay đổi khi nhiệt độ môi trường quanh nó ( nhiệt độ khí nạp )thay đổi Điện trở tăng khi nhiệt độ giảm và điện trở giảm khi nhiệt độ tăng Điện trởloại này gọi là điện trở có hệ số nhiệt âm Tuỳ theo nhiệt độ khí nạp mà ECU sẽ nhậntín hiệu thay đổi từ điện trở để tăng hoặc giảm lượng khí nạp phù hợp với tỉ lệ hoà trộnhỗn hợp không khí - nhiên liệu

ECU xem nhiệt độ 20oC là mức chuẩn, nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 20oC thì ECU

sẽ điều khiển giảm lượng xăng phun, nếu nhiệt độ khí nạp nhỏ hơn 20oC ECU điềukhiển tăng lượng xăng phun Với phương pháp này tỷ lệ hỗn hợp sẽ được đảm bảo theonhiệt độ môi trường

Tín hiệu từ cảm biến

ECU

Cảm biến nhiệt độ khí nạp

33 30

5V

Hình 2.9 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp

Mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp được trình băy ở hình 2.9 Điện âp 5V từECU ( cực 99) được cung cấp cho cảm biến đi văo cực 1 Điện âp từ cảm biến đượcnối đất qua ECU (cực 96)

+ Cảm biến vị trí bướm ga

1

5 4 3 2

Hình 2.10 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga1- Con trượt ; 2- Nối đất ; 3- Tiếp điểm không tải ; 4- Điện âp góc mở bướm

ga ; 5- Điện âp không đổi ; 6- Con trượt ; 7- Điện trở

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp ở thân cánh bướm Hình 2.10 trình bày cấu tạocủa cảm biến vị trí bướm ga có công tắc vị trí không tải Nó gồm một biến trở kiểuquay(7) đặt trên thân bướm ga có hai tiếp điểm di động (1,6)di chuyển cùng với bướm

ga, và một công tắc có cần trượt di động có thể quay quanh trục Một trong các tiếpđiểm di động trượt trên điện trở , được in trong bản mạch để điện áp tại cực ra thayđổi tuyến tính với các vị trí thay đổi góc mở của bướm ga Mức độ mở của bướm ga

có thể được xác định từ điện áp ra Và ECU cũng có thể xác định tỷ lệ tăng tốc độđộng cơ từ tỷ lệ thay đổi về điện áp ra

Một tiếp điểm di động khác đóng mạch chỉ khi bướm ga đóng (ở vị trí không tải ) Tiếp điểm này cho phép ECU xác định xem động cơ có đang chạy ở chế độ không tải hay không

ECU

105 106

113 của ECU

2.2.3 Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc các cụm chi tiết chính trong hệ

thống nạp - thải động cơ 4G69