Chủ đề phân tích đặc điểm hệ thống cung cấp nhiên liệu trong động cơ xăng của hãng toyota

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HỌ C PHẦ N: HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CHỦ ĐỀ : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG CỦA HÃNG TOYOTA Giả ng viên: PGS.TS Dương Việt Dũng Nhó m 1: -Nguyễn Đắ c Thà nh Đạ t -Ngô Quang Anh -Phan Đứ c Bả o -Phan Quố c Cườ ng -Hoà ng Vă n Hiếu (Nhóm trưởng) Bảng Phân Chia Cơng Việc Nhiệm Vụ Chương 1: Tổ ng quan hệ thố ng cung cấ p nhiên liệu độ ng xă ng Tên Thà nh Viên Chương 2: Giớ i thiệu xe Toyota vios, độ ng 1NZ-FE Chương 3: Khả o sá t hệ thố ng phun xă ng điện tử độ ng 1NZ-FE Ngô Quang Anh Mở đầ u 3.1 Hệ thố ng phun xă ng điện tử độ ng 1NZ-FE Phan Đứ c Bả o 1.1 Nhiệm vụ 1.2 Cá c yêu cầ u củ a hỗ n hợ p cháy độ ng xă ng 3.2 Hệ thố ng cung cấ p khô ng khí Nguyễn Đắ c Thà nh Đạ t 1.3 Nguyên lí hoạ t độ ng củ a độ ng xă ng 3.3 Hệ thố ng điều khiển phun xă ng điện tử (3.3.1 nguyên lý chung; 3.3.2 sơ đồ điều khiển) Phan Quố c Cườ ng Hoà ng Vă n Hiếu 2.1 Giớ i 3.3 Hệ thố ng điều khiển thiệu xe phun xă ng điện tử (3.3.3 cá c 2.2 Thô ng m biến) số kỹ thuậ t Kết luậ n 3.3 Hệ thố ng điều khiển phun xă ng điện tử (3.3.4 hệ thố ng điều khiển điện tử ECM) MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1 Nhiệm vụ hệ thống nhiên liệu động xăng: .6 1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy động xăng: 1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu xăng: 1.2.2 Tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu khơng khí (hồ khí): .6 1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu động xăng: 1.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu dùng cacbuaratơ: 1.3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu phun xăng: 15 1.3.3 So sánh động phun xăng với động dùng chế hịa khí: 19 Chương GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA VIOS VÀ ĐỘNG CƠ 1NZ-FE 22 2.1 Giới thiệu xe Toyota Vios: 22 2.2 Thông số kỹ thuật kết cấu động 1NZ-FE: 23 2.2.1 Cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền-piston: 26 2.2.2 Nhóm thân máy- nắp máy: 28 2.2.3 Cơ cấu phân phối khí: 29 2.2.4 Hệ thống bôi trơn: 31 2.2.5 Hệ thống làm mát: 31 2.2.6 Hệ thống đánh lửa: 32 2.2.7 Hệ thống nhiên liệu 33 2.2.8 Hệ thống khởi động: 34 Chương 3.KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 1NZFE 35 3.1 Hệ thống phun xăng điện tử động 1NZ-FE .35 3.1.1 Nguyên lý 35 3.1.2 Các phận 36 3.2 Hệ thống cung cấp khơng khí động 1NZ-FE .40 3.3 Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động 1NZ-FE .42 3.3.1 Nguyên lý chung: 42 3.3.2 Sơ đồ điều khiển lượng phun: 42 3.3.3 Các cảm biến: 43 3.3.4 Hệ thống điều khiển điện tử ECM (Electronic Control Unit) 54 LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, tơ trở thành phương tiện vận chuyển thông dụng hữu hiệu ngành nghề nhiều kinh tế Một ô tô đại ngày phải đáp ứng nhu cầu tính tiện nghi, an tồn, kinh tế, thẩm mỹ thân thiện với môi trường, …Các nhà chế tạo ô tơ nói chung hãng xe TOYOTA nói riêng khơng ngừng cải tiến hồn thiện chúng việc đưa kỹ thuật điều khiển điện tử tiên tiến nhằm đáp ứng nhu cầu Một số TOYOTA VIOS, đời từ năm 2003 từ đến phát triển qua nhiều hệ Trong tiểu luận này, nhóm em xin thực đề tài động 1NZ–FE xe TOYOTA VIOS 2007 Do kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên chắn nội dung hình thức đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì chúng em mong đóng góp ý kiến quý báu thầy để đề tài hoàn thiện Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1 Nhiệm vụ hệ thống nhiên liệu động xăng: Chuẩn bị cung cấp hỗn hợp xăng khơng khí (hồ khí) cho động cơ, đảm bảo số lượng thành phần hỗn hợp khơng khí nhiên liệu phù hợp với chế độ làm việc động Hệ thống nhiên liệu động xăng bao gồm thiết bị: Thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng Đối với hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử cịn có ống phân phối, vịi phun chính, vịi phun khởi động lạnh, điều áp, giảm chấn áp suất nhiên liệu, cảm biến hệ thống điều khiển kim phun ECU 1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy động xăng: 1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu xăng: Để đảm bảo cho động hoạt động bình thường xăng phải đạt yêu cầu sau: + Có độ bay thích hợp để động dễ khởi động làm việc ổn định, không tạo tượng nghẽn hơi, đặc biệt vào mùa hè nhiệt độ mơi trường cao + Có tính chống kích nổ cao, để động làm việc bình thường phụ tải lớn + Có tính ổn định hóa học tốt, khơng tạo hợp chất keo bình chứa, cháy không để lại muộn than buồng đốt khơng ăn mịn chi tiết động + Không đông đặc nhiệt độ hạ thấp, không hút nước tạo tinh thể nước đá gặp lạnh 1.2.2 Tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu khơng khí (hồ khí): + Có thành phần hỗn hợp thích ứng với chế độ làm việc động + Hỗn hợp phải đồng xilanh với xilanh + Đáp ứng chế độ làm việc động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải đảm bảo tốc độ + Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng nhiệt độ môi trường nhiệt độ động + Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho hình thành hỗn hợp tốt + Cơng suất, suất tiêu hao nhiên liệu thành phần khí thải phù hợp với tỷ lệ hỗn hợp khí động +Với động xăng tỷ lệ hỗn hợp không khí - xăng 14,7 + Lượng nhiên liệu phun tùy theo tải, tốc độ động thành phần tùy theo thành phần khí thải 1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu động xăng: 1.3.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu dùng cacbuaratơ: Trên động xăng cổ điển việc tạo hỗn hợp nhiên liệu khơng khí bên ngồi động cách thích hợp thiết bị riêng trước đưa vào buồng cháy động gọi chế hịa khí Các chế hịa khí chia làm ba loại sau: Loại bốc hơi, loại phun, loại hút Trong chế hồ khí loại hút có hai loại chế hồ khí loại hút đơn giản chế hồ khí loại hút đại 1.3.1.1 Bộ chế hịa khí bốc hơi: Bộ chế hịa khí bốc dùng cho loại xăng dễ bốc Hình 1-1 Sơ đồ chế hịa khí bốc 1- Họng; 2- Bầu xăng; 3- Ống nạp; 4- Bướm ga Xăng đưa từ thùng chứa đến bầu xăng (2) chế hịa khí Trong hành trình hút động khơng khí theo đường ống (1) lướt qua mặt xăng bầu xăng (2), khơng khí hịa trộn với xăng tạo thành hỗn hợp xăng khơng khí Sau hỗn hợp qua đường ống nạp (3), bướm ga (4) hút vào động cơ.Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng để điều chỉnh lượng hịa khí nạp vào động cơ.Muốn điều chỉnh nồng độ khí hỗn hợp tức điều chỉnh thành phần nhiên liệu chứa hỗn hợp phải thay đổi thể tích phần không gian bên mặt xăng thành bầu xăng (2) Ưu điểm loại chế hịa khí bốc xăng hỗn hợp khơng khí hịa trộn với đều.Nhưng loại lại có nhiều khuyết điểm cồng kềnh, dễ sinh hỏa hoạn, nhạy cảm với thay đổi điều kiện khí trời, lúc động chạy phải ln điều chỉnh nên người ta dùng 1.3.1.2 Bộ chế hịa khí loại phun: Hình 1-2 Sơ đồ chế hịa khí phun 1- Họng; 2- Buồng chứa khơng khí áp suất cao; 3- Màng mỏng; 4Buồng chứa khơng khí áp suất thấp; 5- Buồng chứa nhiên liệu áp suất thấp; 6Màng mỏng;7- Buồng chứa nhiên liệu áp suất cao; 8- Cán van; 9- Van nhiên liệu; 10Zichlơ; 11- Vòi phun; 12- Bướm ga; 13- Đường ống Ngun lý làm việc chế hịa khí loại phun dùng áp lực để phun nhiên liệu vào khơng gian hỗn hợp Buồng khơng khí (2) ăn thơng với đường ống nạp động nhờ đường ống (13).Miệng đường ống (13) đặt đối diện với chiều lưu động dịng khí áp suất buồng (2) tổng áp suất động áp suất tĩnh dịng khí.Buồng khơng khí (4) nối liền với họng (1) nên buồng (4) có độ chân khơng.Lực tác động buồng (2) lên màng mỏng (3) làm cho màng (3) uốn cong phía buồng (4) Kết làm cho cán van (8) van (9) chuyển dịch sang bên phải làm cho cửa van(9) mở rộng Với áp suất định nhiên liệu bơm qua van (9) buồng (7).Từ buồng (7) qua ziclơ (10) vòi phun (11), nhiên liệu phun thành hạt nhỏ hỗn hợp với khơng khí Nhờ đường ống nối liền với nhiên liệu sau zichlơ (10) nên buồng (5) chứa đầy nhiên liệu áp suất buồng (5) thấp áp suất buồng (7) màng mỏng (6) bị uốn cong với khuynh hướng đóng nhỏ van (9) Khi lực tác dụng lên màng mỏng vị trí cân van nhiên liệu (9) nằm vị trí định tương ứng với chế độ làm việc động Các chế hòa khí phun làm việc xác, ổn định dù động đặt vị trí việc bảo dưỡng, điều chỉnh khó khăn phức tạp 1.3.1.3 Bộ chế hồ khí hút đơn giản: Hình 1-3 Sơ đồ chế hồ khí hút 1- Bướm ga; 2- Đường ống nhiên liệu; 3- Van kim; 4- Buồng phao;5Phao; 6- Zichlơ; 7- Đường ống nạp; 8- Vòi phun; 9- Họng Khơng khí từ khí trời hút qua bầu lọc vào đường ống nạp (7) qua họng (9) chế hịa khí họng (9) làm cho đường ống bị thắt lại tạo nên độ chân khơng khơng khí qua họng.Chỗ tiết diện lưu thơng nhỏ họng nơi có độ chân khơng nhỏ nhất.Vòi phun (8) đặt tiết diện lưu thông nhỏ họng.Nhiên liệu từ buồng phao (4) qua zichlơ (6) dẫn động tới vịi phun.Nhờ có độ chân không họng nhiên liệu hút khỏi vòi phun xé thành hạt sương mù nhỏ hỗn hợp với dịng khơng khí qua họng vào động cơ.Để chế hịa khí làm việc xác nhiên liệu buồng phao ln ln mức cố định buồng phao có đặt phao (5) Nếu mức nhiên liệu buồng phao hạ xuống phao (5) hạ theo, van kim (3) rời khỏi đế van làm cho nhiên liệu từ đường ống (2) vào buồng phao Phía sau họng cịn có bướm ga(1) dùng để điều chỉnh số lượng hỗn hợp đưa vào động 1.3.1.4 Bộ chế hồ khí hút đại: Hệ thống phun hệ thống cung cấp lượng xăng chủ yếu cho chế độ tải động cơ, phát triển từ chế hịa khí kiểu hút đơn giản có khả kết hợp với hệ thống cấu phụ khác để giúp cho tỉ lệ hòa trộn khơng khí nhiên liệu tốt tiến sát đến đường đặc tính chế hịa khí lý, nhằm giúp động hoạt động tốt chế độ tải thay đổi nhiệt độ mơi trường địa hình 12 34567 Hình 1-4 Hệ thống phun 1- Van khởi động; 2- Bướm gió; 3- Họng thắt; 4- Vịi phun chính; 5Zichlơ khơng khí hệ thống phun chính; 6- Lọc nhiên liệu; 7- Kim phao; 8Phao xăng; 9Bầu phao; 10- Mắt kính; 11- Zichlơ chính; 12- Đường cung cấp nhiên liệu phun chính; 13- Ống nhũ tương; 14- Bướm ga Khi động hoạt động bướm gió mở ra, tạo áp suất chân không họng thắt (3), người ta đặt vịi phun (4) Lúc xăng hút từ bầu phao (9) tới zichlơ (11) đặt đường cung cấp nhiên liệu (12) để tăng tốc dịng nhiên liệu trước tới vịi phun (4) phun họng gió để cung cấp nhiên liệu cho hịa khí; mắt kính (10) dùng để xem mức xăng bầu phao (9) Khi nhiên liệu bầu phao (9) giảm xuống lúc phao xăng (8) chìm xuống theo mở van kim (7) tạo điều kiện cho xăng từ thùng xăng qua lọc nhiên liệu (6) đến cung cấp xăng cho bầu phao (9) Hệ thống phun cung cấp xăng cho chế độ tải động nguyên tắc hoạt động gần giống với chế hịa khí đơn giản, nên chưa cải thiện nhược điểm chế hịa khí đơn giản như: Khi đáp ứng yêu cầu làm việc động chế độ không tải tải nhỏ động làm việc chế độ tải ổn định tồn tải hỗn hợp lại đậm, động làm việc Ngược lại, động làm việc tốt chế độ tải lớn tải nhỏ khơng tải hỗn hợp lại q lỗng Để hịa khí phù hợp với chế độ tải động cơ, ngồi hệ thống phun chính, chế hịa khí đại cịn có thêm hệ thống hỗ trợ : Hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăng tốc, hệ thống khởi động.v.v a) Hệ thống không tải: Ở chế độ không tải bướm ga gần đóng kín, độ chân khơng họng ΔPh giảm xuống vài mm cột nước, nên hút xăng vịi phun (hình 1-5) lúc ấy, xilanh có hệ số khí sót γr lớn, muốn cho động chạy ổn định đòi hỏi phải có hồ khí đậm (α ≈ 0,6) Muốn người ta sử dụng độ chân không sau bướm ga Δpg (đạt tới 400 mm cột nước lớn hơn), cho truyền qua lỗ (9) vào đường không tải (7, 3) để hút xăng từ buồng phao qua zichlơ (13, 1) vào hịa trộn khơng khí hút qua Jiclơ (14, 5) tạo thành bong bóng xăng đường khơng tải (7) Hình 1-5 Hệ thống khơng tải 1- Zichlơ khơng tải; 2,3,7- Đường thơng; 4,5- Lỗ thơng khí; 6- Vít điều chỉnh; 8- Lỗ khơng tải; 9- Lỗ phun; 10- Bướm ga; 11- Tay gạt; 12- Vít tỳ; 13Zichlơ Sau bong bóng xăng hút qua lỗ (9) vào khơng gian sau bướm ga, hịa trộn với khơng khí qua lỗ nhỏ bướm ga thành ống hút tạo nên hịa khí cấp cho xilanh động Lỗ (8) đặt cao mép bướm ga bướm ga đóng kín tức nằm vùng áp suất khí trời nên bong bóng xăng hút qua lỗ (9) cịn lỗ (8) để hút khơng khí phía trước bướm ga vào hịa trộn với bong bóng xăng đường khơng tải hút qua lỗ (9) vào đường nạp Lỗ (8) có tác dụng ngăn khơng cho hịa khí q nhạt chuyển từ chế độ không tải chậm sang chế độ không tải nhanh vi bướm ga mở rộng khiến lỗ (8) nằm khu vực sau bướm ga có độ chân khơng Δpg nên chuyển thành lỗ hút bong bóng xăng từ đường khơng tải vào ống nạp lỗ (9) Nhờ hịa khí có thành phần phù hợp để chuyển qua chế độ tải cách êm dịu b) Hệ thống làm đậm: