BÀI GIẢNG HỌC PHẦN HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU Dùng cho hệ CĐ đào tạo theo tín chỉ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG  BÀI GIẢNG HỌC PHẦN HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU Dùng cho hệ CĐ đào tạo theo tín (Lưu hành nội bộ) Người biên soạn: Trương Văn Toản ng Bí, năm 2011 LỜI NĨI ĐẦU Hiện với phát triển mạnh mẽ với ngành công nghệ Thông tin, Điện tử, vật liệu mới, với phát triển phát triển hệ thống ƠTơ đại có hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu hãng phát triển theo hướng sau đây: Tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường Do loạt hệ thống đời hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection ),GDI (Gasoline Direct Injection) động xăng CDI (Common Direct Injection) động Diesel Trong giảng kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống xe đại FOR, TOYOTA, MITSUBISHI, MERCEDES Bài giảng dựa theo chương trình khung đào tạo ngành khí Động lực dựa vào tài liệu số tác giả đặc biệt tài liệu hướng dẫn hãng TOYOTA, MITSUBISHI Trong giảng thể kết cấu đặc biệt xe Do giảng tốt cho sinh viên ngành Cơ Khí Động Lực Nội dung giảng - Khái quát chung động phun xăng - Khái quát nguyên lý điều chỉnh thành phần hỗn hợp phương pháp xây dựng chương trình điều chỉnh cung cấp nhiên liệu cho động phun xăng - Kết cấu hoạt động hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm - Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common rail Do lần biên soạn trình độ có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót mong đồng nghiệp độc giả góp ý kiến ng Bí, ngày 28 tháng 08 năm 2010 Biên soạn Trương Văn Toản Chương HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ 1.1 Khái quát hệ thống phun xăng 1.1.1 Lịch sử phát triển Giai đoạn phát triện động phun xăng chia làm giai đoạn sau: 1.1.1.1 Giai đoạn tính tới trước chiến tranh giới thứ hai Trong giai đoạn hệ thống phun xăng ( HTPX) khí phát triển, hoàn thiện áp dụng, trước hết cho động máy bay, sau áp dụng vào lĩnh vực động ôtô - Năm 1903, máy bay anh em nhà Wrigh (USA) chế tạo với động pitton phun xăng thực thành công chuyến bay lịch sử động phun xăng - Năm 1908 hệ thống phun xăng khí anh em nhà Wrigh cải tiến, lắp cho động máy bay Antonêtt trở thành loại máy bay tốt thời Từ HTPX khí dùng rộng rãi ngành hàng không chưa thông dụng ngành ơtơ lúc BCHK cải tiến nhiều lần đáp ứng yêu cầu chế độ hoạt động động - Tới năm 1920, việc phun xăng kiểu khí đựơc tâp trung nghiên cứu để lắp động ôtô dựa kết phun xăng máy bay - Năm 1927 hãng Bosch (Đức) đưa vào sản xuất bơm xăng dùng cho động nhiều xylanh cao tốc tới thời gian này, nhà chế tạo ô tô thực quan tâm tới việc phun xăng cho động Viện nghiên cứu hàng không hãng Bosch hãng BMV, hãng Daimler Benz cơng tác nghiên cứu hồn chỉnh hệ thống phun xăng khí có điều khiển Năm 1937 hệ thống áp dụng cho động máy bay, đặc biệt loại Messerchmitt phá kỷ lục tốc độ bay thời Đức quốc xã dùng làm chủ lực không quân chiến tranh giới thứ hai 1.1.1.2 Giai đoạn từ sau chiến tranh giới thứ hai tới cuối năm 1960 Đây giai đoạn tăng công suất cho động tơ du lịch, hai hướng hồn thiện BCHK cải tiến phun xăng đựơc thực Năm 1954 phương án phun xăng trực tiếp bên xi lanh thực cho xe Mercedes Benz 300 SL Để giảm tính phức tạp kết cấu giá thành, hãng Mercedes Benz đưa kết luận phun vào đường ống nạp có nhiều ưu điểm hướng phun xăng tập trung phát triển đầu năm 1960 HTPX đựơc dùng phổ biến cho se du lịch Ngồi hãng Bosch cịn có hãng khác Hãng Luscas (Anh) dùng hệ thông phun xăng với van trượt phân phối có điều chỉnh chân khơng lắp xe Maserati, Triumph 1.1.1.3 Giai đoạn từ đầu năm 1970 đến Nét bật việc ứng dụng kỹ thuật điện tử vi mạch hiệu chỉnh điều chỉnh trình phun xăng đồng thời trọng việc tuân thủ giới hạn độc hại khí thải Ta biết chế độ đặc biệt cầm chừng không tải, Nmax , tăng tốc …… hỗn hợp q đậm, q trình cháy khơng phải hồn toàn nên thành phần độc hại COx ,NOx ,CHx lớn làm ô nhiễm môi trường Xu hướng trở thành nguyên tắc chung hệ thống phun xăng giai đoạn sử dụng nhiều tín hiệu kiểm sốt mà chúng đưa xử lý trung tâm kiểu điện tử để tạo thành xung điều khiển đầu nhằm định thời điểm phun, lưu lượng phun tổng thời gian phun xăng tối ưu Các hệ thống phun xăng có tên gọi chung HTPX điều khiển điện tử , gọi tắt HTPX điện tử Hệ thống phun xăng điện tử hãng Bendix ( USA) chế tạo lắp ô tô năm 1957 sau bị gián đoạn, khơng đựơc chế tạo tiếp Tới năm 1967 hãng Vollkswagen( Đức) sử dụng đại trà hệ thống phun xăng điện tử Với phát triển nghành công nghiệp vi mạch, xử lý trung tâm (ECU), cảm biến ngày hoàn thiện nên chất lượng hoạt động độ tin cậy, tuổi thọ HTPXĐT ngày tăng giá thành ngày giảm để đáp ứng yêu cầu người công suất cao, giảm tiêu hao nhiên liệu đồng thời giảm tối thiểu mức độ độc hại lý HTPX khí cạnh tranh tự chấm dứt tồn thời nhận rằng, HTPX khí có nghĩa phần thu thập xử lý đồng thời nhiều tín hiệu kiểm soát thực hệ thống xử lý điện tử với kỹ thuật vi mạch tiên tiến để tạo tín hiệu đầu cho khâu chấp hành khí hay điện tử 1.1.2 Phân loại hệ thống phun xăng - Ưu, nhược điểm 1.1.2.1 Phân loại theo số điểm phun Hệ thống phun xăng điểm Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu tiến hành vị trí tương tự chế hồ khí, sử dụng hai vịi phun Xăng phun vào đường nạp, bướm ga * Ưu điểm: Có cấu tạo đơn giản nên giá thành khơng cao Được sử dụng phổ biến xe có cơng suất nhỏ * Nhược điểm: Khơng khắc phục nhược điểm cố hữu chế hồ khí hỗn hợp tạo không đồng xilanh Hệ thống phun xăng nhiều điểm Mỗi xilanh động cung cấp nhiên liệu vòi phun riêng biệt Xăng phun vào đường ống nạp ví trí gần xupap nạp * Ưu điểm: Hỗn hợp tạo đồng xilanh * Nhược điểm : Kết cấu phức tạp, giá thành cao 1.1.2 2.Phân loại theo nguyên tắc làm việc hệ thống Hệ thống phun xăng khí hệ thống việc dẫn động, điều khiển, điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu thực theo số nguyên lý động học, động lực học Hệ thống phun xăng bộc lộ nhiều nhược điểm Đó lượng xăng phun khơng điều chỉnh xác, khơng đáp ứng kịp thời thay đổi dịng khí nạp, kết cấu chi tiết phức tạp,… Hệ thống phun xăng điện tử Trong hệ thống phun xăng loại này, điều khiển trung tâm thu thập thông số làm viêc động ( thơng qua hệ thống cảm biến), sau xử lý thơng tin này, so sánh với chương trình chuẩn lập trình Từ xác định lượng xăng cần cung cấp cho động huy hoạt động vòi phun ( thời điểm phun thời gian phun) * Ưu điểm - Lượng xăng phun điểu chỉnh kịp thời, xác theo thay đổi lượng khí nạp - Công suất động tăng - Độ tin cậy cao( tức thời gian sử dụng xảy cố) - đảm bảo nồng độ chất động hại quy định cho phép * Nhược điểm : - Kết cấu phức tạp - Đòi hỏi cao chất lượng xăng khơng khí - Giá thành cao - Khi bảo dưỡng, sửa chữa đòi hỏi người thợ có trình độ cao 1.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc số hệ thống phun xăng 1.2.1 Hệ thống phun xăng khí nhiều im K Jetronic Hình 1.1 Hệ thống phun xăng khí nhiều điểm Bình chứa xăng; Bơm xăng điện; Bộ tích tụ xăng; Bộ lọc xăng; Thiết bị hiệu chỉnh chạy ấm máy; Vòi phun chính; Đường ống nạp; Vòi phun khởi động lạnh; Thiết bị điều chỉnh độ chênh áp; 9a Thiết bị điều chỉnh áp suất nhiên liệu; 9b Thiết bị định lượng- phân phối; 10 Lưu lượng kế không khí; 10a Mân đo lưu lượng kế không khí; 11 Van điện; 12 Cảm biến Lambda; 13 Công tắc nhiệt thời gian; 14 Bộ đánh lửa; 15 Van khí phụ; 16 Cảm biến vị trí bướm ga; 17 Rơ le điều khiển bơm xăng;18 ECU; 19 Khoá ®iƯn; 20 ¾c quy Ngun lý làm việc Bơm xăng điện loại bi gạt (2) hút xăng từ thùng chứa (1 )đưa đến bầu tích luỹ xăng (3) áp suất Kg/cm2, xuyên qua bầu lọc (4) đến cụm chi tiết 9, 9a, 9b Tại xăng định lượng đưa đến vòi phun (6) Các vòi phun phun liên tục vào cửa nạp động ( áp suất mở vòi phun khoảng 3,5 Kg/cm2) Xăng phun vào trộn với khơng khí tạo thành hỗn hợp, đến lúc xupap nạp mở hỗn hợp nạp vào xy lanh động Do kết cấu đặc biệt phân phối xăng lưu lượng kế khơng khí mà lượng xăng phun phụ thuộc vào khối lượng khơng khí hút vào động Giúp cho động làm việc ổn định chế độ hệ thống phun xăng K – Jetronic trang bị thêm số chi tiết sau: vịi phun khởi động lạnh, cơng tác nhiệt thời gian, thiết bị bổ xung khí nạp, tiết chế sưởi nóng động… Hệ thống phun xăng K – Jetronic bộc lộ nhiều nhược điểm lượng xăng phun không đáp ứng kịp thời thay đỏi dịng khí nạp, có sai số độ mịn chi tiết dẫn đến lượng xăng phun khơng xác, nhiều chi tiết, tốn cơng chăm sóc, bảo dưỡng,… 1.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm KE – Jetronic Hình1.2 Hệ thống phun xăng điện tử KE – Jetronic 1.Bình chứa xăng; 2.Bơm xăng; 3.Bộ tích tụ xăng; Bầu lọc xăng;5 Bộ điều chỉnh áp suất xăng; Vịi phun chính; Đường ống nạp; Vòi phun khởi động lạnh; Bộ phân phối - định lượng; 10 Lưu lượng kế khơng khí; 11 Thiết bị chấp hành thuỷ điện;12 Cảm biến Lambda; 13 Công tắc nhiệt; 14 Cảm biến nhiệt độ nước;15 Bộ đánh lửa; 16 Van khí phụ; 17 Cảm biến vị trí bướm ga; 18 ECU; 19 Khố điện; 20 ắc quy Nguyên lý làm việc KE – Jetronic giống loại K – Jetronic song hoạt động cịn thực nhờ số thiết bị điều khiển hiệu chỉnh điện tử So với hệ thống phun xăng loại K KE có số đặc điểm trội hơn, là: - Hoàn thiện việc làm đậm hỗn hợp khởi động, chạy ấm máy, gia tốc hay chế độ tồn tải thơng qua điều khiển điện tử trung tâm - Cắt phun xăng giảm tốc độ đột ngột - Giới hạn số vòng quay cực đại - Hiệu chỉnh ảnh hưởng độ cao đến làm việc động - Điều chỉnh Lambda kết hợp với xúc tác khí xả Các thông tin từ cảm biến đưa điều khiển trung tâm xử lý, sau phát xung điện huy làm việc hệ thống thông qua điều chỉnh áp suất kiểu thuỷ - điện Qua thiết bị hiệu chỉnh lượng xăng phun Đây điểm khác chất qua trình hiệu chỉnh hệ thống KE so với hệ thống K – Jetronic 1.2.3 Hệ thống phun xăng điện tử điểm Mono – Jetronic Hình 1.3.Hệ thống phun xăng điện tử điểm Mono – Jetronic 1.Bình chứa xăng; 2.Bơm xăng; 3.Bộ lọc xăng; Bộ điều chỉnh áp suất xăng; Vịi phun chính; Cảm biến nhiệt độ khơng khí; ECU;8 Động điện điều khiển bướm ga; Cảm biến vị trí bướm ga;10 Van điện11.Bộ tích tụ xăng; 12 Cảm biến Lamdda; 13 Cảm biến nhiệt độ nước; 14 Bộ chia điện; 15.ắc quy; 16 Khoá điện; 17 Rơ le; Khi động hoạt động, xăng bơm hút từ thùng chứa xuyên qua bầu lọc tới điều chỉnh áp suất đưa tới vòi phun với áp suất khoảng Kg/cm2 Đồng thời cảm biến ghi nhận thông tin điều kiện làm việc động gửi điều khiển trung tâm (ECU) Với thông tin ECU so sánh với thông số chuẩn điều đưa tín hiệu điều khiển vịi phun Nhận tín hiệu vịi phun mở xăng đựơc phun hồ trộn với khơng khí hút vào động hệ thống xăng phun điểm đường nạp, phía bướm ga ( hệ thống phun xăng gọi hệ thống phun xăng trung tâm) Lượng xăng phun phụ thuộc vào độ dài tín hiệu điều khiển từ ECU Trên hệ thống này, chế độ khác hỗn hợp ECU điều chỉnh tự động để tạo hỗn hợp phù hợp với chế độ đồng thời đảm bảo cho mức độ độc hại nhỏ Hệ thống phun xăng điện tử điểm Mono – Jetronic không khác phục nhược điểm cố hữu chế hồ khí cung cấp xăng khơng đồng xi lanh động 1.2.4 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm L- Jetronic Hình 1.4 Hệ thống phun xăng điện tử L – Jetronic Thùng xăng; 2.Bơm xăng; Bầu lọc; 4.ECU;5 Vòi phun chính; Bộ điều áp xăng; ống góp hút; Vòi phun khởi động lạnh; Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Cảm biến lưu lượngkhí nạp; 11 Cảm biến Lambda;12 Công tắc nhịêt thời gian; 13 Cảm biến nhiệt độ động cơ;14 Bộ chia điện;15 Van khí phụ; 16 ắc quy;17 Khố điện; 18 Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 19 Rơ le 1.2.5 Hệ thống phun xăng nhiều điểm LH – Jetronic LH – Jetronic cải tiến hệ thống L - Jetronic, điểm khác hai hệ thống chỗ LH sử dụng cảm biến lưu lượng gió kiểu dây đốt nóng L – Jetronic cịn có số cải tiến khác LE – Jetronic, LU – Jetronic Hai hệ thống có cải tiến định để phù hợp với cấu trúc đường nạp số loại xe Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm LH – Jetronic Thùng xăng; 2.Bơm xăng; Bầu lọc; ECU;5 Vịi phun chính;6 Dàn phân phối; 7.Bộ điều áp xăng; ống góp hút; Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Thiết bị đo gió kiểu dây nung nóng;11 Cảm biến ơxy khí xả;12 Cảm biến nhiệt độ động cơ; 13 Bộ chia điện;14 van khí phụ;15 ắc quy; 16 Khố điện Hình1.5 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm LH – Jetronic 1.2.6 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm Motronic Hình 1.6 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm Motronic 1.Bình chứa xăng; 2.Bơm xăng; 3.Bộ lọc xăng; Dàn phân phối; Bộ điều áp xăng;6.Bơbin; Bộ chia điện; Vịi phun chính; Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Van khí phụ;11 Lưu lượng kế khơng khí; 12 Cảm biến Lambda; 13.Cảm biến nhiệt độ động cơ;14 Cảm biến tốc độ động cơ; 15.ECU Nguyên lý hoạt động hệ thống giống hệ thống phun xăng L – Jetronic Điểm khác biệt hệ thống phun xăng Motronic có điều khiển trung tâm điều khiển tích hợp hai qua trình phun xăng đánh lửa Trên hệ thống sử dụng cảm biến vị trí trục khuỷu ECU điều khiển xác thời điểm phun thời điểm đánh lửa 1.3 Các loại cảm biến tín hiệu vào Muốn điều khiển thời điểm phun, lượng xăng phun ECU phải nắm rõ thông số động như: vận tốc trục khuỷu, lượng gió nạp, nhiệt độ động cơ, …Giải vấn đề hệ thống phun xăng trang bị loạt cảm biến Các cảm biến thường xuyên gửi thông tin ECU ECU xử lý thơng tin đưa tín hiệu tới chấp hành 1.3.1 Cảm áp suất biến áp suất đường ống nạp Cảm biến áp suất nhiên liệu sử dụng hệ thống phun xăng kiểu ống phân phối phát áp suất nhiên liệu ống phân phối Trên sở tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu, ECU điều khiển SCV (van điều khiển hút) để tạo áp suất quy định phù hợp với điều kiện lái xe Hình 1.7 Cảm biến áp suất nhiên liệu 1.3.2 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp Một thơng số giúp ECU điều khiển vịi phun phun lượng xăng xác khối lượng khơng khí hút vào động Trên HTPX bố trí cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến có chức đo lượng khí nạp vào động gửi tín hiệu đo đươc tới ECU dạng tín hiệu điện Tuỳ theo đời hiệu xe mà HTPX trang bị loại cảm biến lưu lương khí nạp sau: - Cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay - Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nung nóng - Cảm biến lưu lượng khí nạp loại phim nung nóng - Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dịng xốy lốc Karman - Cảm biến lưu lượng khí nạp loại đo áp suất tuyệt đối ống góp hút MAP 1.3.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay Cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay thuộc loại lưu lượngkế thể tích Hình 1.8 giới thiệu vị trí lắp đặt thiết bị hệ thống phun xăng điện tử Hình 1.8 Vị trí lắp đặt cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay 1.Cảm biến lưu lượng khí nạp; Vít chỉnh hỗn hợp khơng tải Van khí phụ; Vít chỉnh vận tốc khơng tải; ống góp hút * Cấu tạo Thiết bị có cấu tạo hình 1.9, hình 1.10 Gồm có cánh giảm chấn cánh đo gió chế tạo liền quay tự trục trơn Đĩa giảm chấn kết hợp với thành ống hút tạo khoang giảm chấn 2.Tác dụng cánh giảm chấn triệt tiêu dao động thiết bị đo sóng áp suất khơng liên tục kì hút tạo Khoang giảm chấn có tác dụng giảm chấn, ổn định vị trí góc đo Hình 1.10 Mạch bên phía lắp ráp mạch điện tử thiết bị 1.Vành điều chỉnh lực căng lò xo; 2.Lị xo hồi vị cánh đo gió; 3.Đế biến trở; Tấm cách điện gắn biến trở; 5.Càng tiếp điện; 6.Thanh qt; 7.Đĩa cơng tắc Hình 1.9 Mặt bên thiết bị 1.Cánh giảm chấn; 2.Khoang giảm chấn; 3.Đường gió phụ; Cánh đo gió; Vít điều chỉnh hỗn hợp không tải * Nguyên lý làm việc Khi động làm việc, khơng khí hút vào động cơ, luồng khí tác động vào cánh đo gió làm cánh xoay góc Cần gạt lắp đồng trục với cánh đo gió quay theo Khi áp lực gió tác động lên cánh xoay cần với lị xo hồi vị cần gạt trí xác định ứng với giá trị điện gửi tới ECU ECU xử lý điều khiển vòi phun phun lượng xăng tương ứng đảm bảo tỷ lệ xăng – khơng khí lý tưởng Hình 1.11 Biểu đồ rõ mối quan hệ lưu lượng khơng khí nạp QL, góc xoay cánh đo gió, tín hiệu điện Us lượng xăng lưu lượng xăng phun VE 10 Nhờ có cánh giảm chấn mà tín hiệu tạo bị biến động để ECU kịp thời nhận biết tín hiệu gửi tới.Như cảm biến đo lưu lượng gió loại cánh quay biến đổi khối lượng khí nạp QL thành góc xoay ỏ cánh van, qua đo thay đổi tín hiệu điện áp US gửi tới ECU ECU xử lý định lượng phun phù hợp VE Trên hệ thống phun xăng điện tử L- Jetronic tín hiệu điện áp Us tỷ lệ nghịch với khối lượng khí nạp Hình 1.11 giới thiệu đặc tính Qua biểu đồ nhận thấy chế độ chạy cầm chừng, cánh van đóng kín, khối lượng khơng khí vào động Để tránh thiếu không khí chế độ này, người ta bố trí vít cho phép khơng khí qua đường gió phụ cung cấp cho động 1.3.2.2 Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nung nóng Hình 1.12 giới thiệu hình dáng bên ngồi cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nung nóng Thiết bị bố trí đường nạp * Cấu tạo Chi tiết thiết bị dây bạch kim bố trí đường nạp khơng khí thiết bị Dây nung nóng nguồn điện thường xun chạy qua Hình 1.12 Hình dạng bên ngồi cảm biến lưu lượng khí nạp loi dõy nung núng Hình 1.13 Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nung nóng Mạch IC Nắp Ông khuếch tán gắn dây nãng L­íi b¶o vƯ Vá c¶m biÕn Vòng chặn Phần tử platinum Khung căng dây nóng Giá đỡ 11 Khụng khớ np thi qua làm nguội dây Lượng khí nạp lớn, dây bạch kim chóng nguội Trong khí hệ thống điều khiển lại cố gắng trì nhiệt độ ổn định cho dây bạch kim, dây nhiều nhiệt ( lượng khí nạp lớn) cường độ dòng điện cung cấp cho dây phải tăng lên Như trị số cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với lượng khí nạp vào Trị số cường độ dịng điện biến đổi thành tín hiệu điện áp gửi tới ECU Ưu điểm thiết bị loại khơng có sai số học, sai số làm vùng có nhiệt độ khác nên xác định xác lượng khí nạp vào động 1.3.2.3 Cảm biến lưu lượngkhí nạp loại phim nung nóng Phần tử thiết bị phim điện trở Platine Thiết bị loại có nguyên lý hoạt động tương tự cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nung nóng Hình 1.14 giới thiệu cấu tạo cảu thiết bị loại này, phần tử cảm biến nung nóng đặt bên ống khuếch tán ca hng o Hình 1.14 Cảm biến lưu lượng khí nạp loại phim nung nóng a Vỏ thiết bị ®o b Bé c¶m biÕn phim nung nãng RÕ toả nhiệt Môduyn trung gian Môduyn công suất Mạch điện tử Phần tử cảm biến So với cảm biến lưu lượngkhí nạp loại dây nung nóng cảm biến loại có độ xác tuổi thọ cao 1.3.2.4 Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dịng xốy lốc Karman XỐY LỐC KARMAN BỘ PHÂN DỊNG Hình 1.15 Hiện tượng tạo xốy lốc Thiết bị loại chế tạo dựa vào đặc tính khí động học: Khi cho dịng khí thổi xun qua phân dịng có tiết diện hình tam giác hình 1.15 phía sau hai bên phân dịng xuất xốy lốc 12 Dịng xốy lốc gọi dịng xốy lốc Karman, hai dịng xốy lốc phía sau phân dịng có chiều ngược Có hai loại cảm biến lượng khí nạp dịng xốy lốc Karman: Kiểu Karman chùn sáng Karman sóng siêu âm a Cảm biến lưu lượng khí nạp dịng xốy lốc Karman kiểu chùm sáng Cấu tạo Gồm phận sau đây: Bộ phân dịng có tiết diện tam giác lắp đứng dịng khí ống nạp, đỉnh tam giác hướng hướng luồng gió vào để tạo dịng xốy lốc Một gương mỏng tráng nhơm di động vùng xốy lốc, dùng để phản chiếu ánh sáng chiếu vào.Một đèn LED chiếu chùm ánh sáng lên gương Một đèn Phôtô - Tranzito bố trí đối diện chếch với đèn LED Tấm vỉ với song song bố trí trước họng hút, có tác dụng ổn định dịng khí - Ngun lý làm việc Khi động làm việc gió hút vào vùng đo cảm biến Dịng khí vỉ Hình 1.16 Cấu tạo cảm biến lưu nắn chỉnh hướng dịng thống Tiếp theo lượng khí nạp dịng xốy lốc phân dịng tách dịng tạo thành kiểu chùm sáng dịng xốy Karman Dịng xốy lốc hai bên 1.Phôtô - Tranzito; 2.Đèn LED; ngược chiều Lượng khí nạp vào 3.Gương phản chiếu; 4.Mạch lớn số lượngvịng xốy lốc Karman điện tử; Tấm vỉ; Bộ phân tăng Dịng xốy thổi theo rãnh hướng dẫn dịng; 7.Bộ cảm biến; 8.Xốy lốc chạm vào gương làm dung gương Qua làm Karman đổi hướng phản chiếu chùm sáng đèn LED đến Phôtô - Tranzito, tranzito đóng mở liên tục theo tần số rung động gương ECU đọc tần số đóng mở Phơto- Tranzito để xác định lượng khí nạp vào động cơ, từ định lượng phun cần thiết b.Cảm biến lưu lượngkhí nạp dịng xốy lốc Karman kiểu sóng siêu âm Các phận thiết bị giống cảm biến lưu lượng khí nạp dịng xốy lốc Karman kiểu chùm sáng, song đèn LED, Phôtô - Tranzito, gương phản chiếu thay phận phát thu sóng siêu âm Có kết cấu hình 1.17 - Nguyên lý làm việc Trong q trình làm việc máy phát sóng siêu âm ln tạo sóng siêu âm, sóng vng góc với dịng xốy Karman tới phận thu sóng khuếch đại biến đổi thành xung vuông để gửi tới ECU ECU phân tích tín hiệu gửi tới để biết khối lượng khí nạp 13 Hình 1.17 Cấu tạo hoạt động cảm biến đo lưu lượng khí nạp dịng xốy lốc Karman kiểu sóng siêu âm 1.Máy phát sóng siêu âm; 2.Bộ thu sóng; 3.Bộ khuếch đại biến đổi xung; 4.Tấm ổn định dịng xốy; 5.Tấm vỉ; 6.Bộ phân dịng; 7.Truyền sóng siêu âm; Đến ống góp hút; 9.Xốy lốc Karman; 10 Biến đổi thành xung vng; 11.Đến ECU; 12 ống dẫn khơng khí băng ngang; 13 Khơng khí vào c Loại đo áp suất tuyệt đối ống góp hút MAP Cảm biến bố trí ống góp hút, thơng với độ chân khơng bên trơng ống góp hút vùng phía sau bướm ga Nó theo giõi, ghi nhận thay đổi chân khơng liên tục ống góp biến đổi thành tín hiệu điện áp cung cấp cho ECU ECU tổng hợp tín hiệu với tín hiệu cảm biến cảm biến vị trí bướm ga để xác định khối lượng khí nạp vào động * Cấu tạo Cảm biến áp suất tuyệt đối có cấu tạo hình 1.18 Chi tiết phần tử áp điện bao gồm màng mỏng silicon (1) Trên hai mặt có phủ vật liệu đặc biệt, có lực tác dụng lên bề mặt phát sinh dòng điện, lực tác dụng lớn điện áp sinh lớn Một mặt màng silicon tiếp xúc với chân không ống góp hút mặt cịn lại tiếp xúc với chân khơng ngăn chân khơng mẫu Hình 1.19 Ngun lý kết cấu hoạt động cảm biến chân không tuyệt đối ống góp hút Mảng dẻo; Ngăn chân khơng bịt kín; áp suất ống góp hút Hình 1.18 Cấu tạo cảm biến độchân khơng tuyệt đối ống góp hút 1.Điện trở bán dẫn; Ngăn chân không mẫu; Giắc cắm nối điện; Chi tiết lọc khí; Chân khơng bên ống hút 14 Hình 1.20 Mối q uan hệ điện áp - áp suất * Nguyên lý làm việc chế độ làm việc khác động lượng gió đươc hút vào khác áp suất ống góp hút thay đổi Độ chân không tạo áp lực tác dụng lên bề mặt phần tử áp điện, phần tử áp điện tạo điện áp Tín hiệu điện áp khuếch đại gửi ECU Qua tín hiệu ECU tính lượng khí nạp vào động Tương quan điện áp phát áp suất chân hình vẽ 1.20 1.3.3.Cảm biến tốc độ động (Hình 1.21) Hình 1.21 Cảm biến tốc độ động cung cấp tín hiệu cho điều khiển điện tử để dùng cho nhiều chức Cảm biến vị trí nói dùng để đo tốc độ động Cảm biến loại điện từ dùng trường hợp này, nhiên phương pháp đo vị trí khác sử dụng Như biểu thị hình 1.22 bốn vấu ngang qua cuộn cảm với vịng quay trục khuỷu Vì vậy, đếm xung điện áp từ cuộn cảm phút chia cho bốn biết tốc độ vòng/phút (RPM) động 15 Điện áp điểm chết Góc quay trục khuỷu b Điện áp Hình 1.22 Sóng điện áp từ cuộn cảm biến vị trí trục khuỷu loại điện từ Việc thực dễ dàng mạch số Mạch định thời xác giống loại dùng đồng hồ điện tử, khởi động mạch đếm để đếm xung mạch định thời dừng lại Bộ đếm có chức chia bốn mạch chia độc lập Trong nhiều trường hợp, đĩa cảm biến tốc độ động gắn gần bánh đà có nhiều bốn răng, trường hợp vậy, đếm không thực đếm phút trước tốc độ tính kết 1.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga Hình 1.23 giới thiệu cách lắp đặt điều khiển cảm biến vị trí bướm ga Cảm biến lắp vào đầu trục bướm ga Chức cảm biến chuyển đổi góc mở lớn, bé khác bướm ga thành tín hiệu điện áp gửi ECU Trên HTPX thường thấy hai loại cảm biến vị trí bướm ga - Cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm - Cảm biến vị trí bướm ga kiểu cần gạt Cảm biến bướm ga Giảm chấn ga Van khí phụ Hình 1.23 Vị trí lắp đặt cảm biến vị trí bướm ga 16 1.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm Có cấu tạo hình 1.24 Cảm biến loại cung cấp thơng tin cho ECU vị trí bướm ga chế độ tồn tải chế độ khơng tải Đĩa cam với nhiều nấc xoay đóng tiếp điểm ứng vói vị trí bướm ga mở to nhất( tồn tải) hay đóng tiếp điểm bướm ga vị trí khơng tải Động tác đóng mở giúp cảm biến gửi tín hiệu ECU Hình 1.24 giới thiệu mạch điện cảm biên vị trí bướm ga Hình 1.24 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm 1.Tiếp điểm toàn tải Đĩa cam Trục bướm ga tiếp điểm không tải Giắc nối dây điện Hình 1.25 Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga Cảm biến bướm ga 1.3.4.2 Cảm biến vị trí bướm ga kiểu cần gạt Cảm biến loại không cung cấp cho ECU vị trí bướm ga chế độ khơng tải, tồn tải mà vị trí bướm ga Thực chất loại biến trở Gồm cuộn dây hình bán nguyệt, đầu nối mát, đầu đấu với nguồn điện 5V từ ECU 17 Hình1.26 Sơ đồ cảm biến vị trí bướm ga loại cánh gạt Cần gạt Dây điện trở Vị trí bướm ga đóng Điện áp ECU Vị trí bướm ga lớn Điện áp 5V từ ECU tới Trục xoay Cần gạt gắn vào trục bướm ga có diện tích tiếp xúc trượt tiếp xúc dây điện trở Khi vị trí bướm ga thay đổi cần gạt di trượt tương ứng điện trở vị trí bướm ga đóng cần gạt nằm vị trí đầu nối mát điện trở Điện áp gửi ECU bé Khi bướm ga xoay vị trí lớn, cần gạt di chuyển đầu nối điện 5V cuộn điện trở Khi ECU nhân thơng tin điên áp tăng dần Nhờ ECU biết xác vị trí bướm ga 1.3.5 Cảm biến bàn đạp ga Hình 1.27.Cảm biến vị trí bàn đạp ga Có hai kiểu cảm biến bàn đạp ga : - Cảm biến vị trí bàn đạp ga, tạo thành cụm với bàn đạp ga Cảm biến loại có phần tử Hall, phát góc mở bàn bàn đạp ga Một điện áp tương ứng với góc mở bàn đạp ga phát cực tín - Cảm biến vị trí bướm ga, đặt họng khuyếch tán loại sử dụng biến trở 18 Hình 1.28 : Cảm biến vị trí bướm ga 1.3.6.Cảm biến tỷ lệ khơng khí nhiên liệu Giống cảm biến oxy, cảm biến tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu phát nồng độ oxy khí xả Các cảm biến oxy thông thường phải cho điện áp đầu có xu hướng thay đổi mạnh giới hạn tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu lý thuyết Khi so sánh, cảm biến tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu đặt điện áp không thay đổi để nhận điện áp gần tỷ lệ thuận với nồng độ oxy Điều làm tăng độ xác việc phát tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu Hình minh họa trình bày cảm biến tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu hiển thị máy chẩn đốn cầm tay Một mạch trì điện áp không đổi cực AF+ AF- ECU động gắn Vì vậy, vơn kế khơng thể phát tình trạng đầu cảm biến tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu Hãy sử dụng máy chẩn đoán Các đặc điểm đầu cảm biến tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu làm hiệu chỉnh có thay đổi tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu, làm cho việc hiệu chỉnh tín hiệu phản hồi tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu nhanh 19