Khai thác hệ thống phun xăng điện tử dõng xe Hyundai Elantra 2.0 AT 2023. Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử

Đầu tiên, em xin cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa cơ khí đã hỗ trợ tạo điều kiện cho em tham gia làm Luận văn tốt nghiệp. Em cũng xin cảm ơn giảng viên hướng dẫn trực tiếp của em ThS. Trần Minh Phúc và chú Long, người hướng dẫn em tại CITY FORD cùng với các anh chị tại bộ phận sửa chữa đã tận tình hỗ trợ, hướng dẫn và truyền đạt kiến thức mới, giúp em hoàn thành trọn vẹn bài làm của mình.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

LỜI CẢM ƠN viii

LỜI NÓI ĐẦU ix

1 Lý do chọn đề tài ix

2 Mục tiêu nghiên cứu ix

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ix

4 Phương pháp nghiên cứu ix

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN x

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử 1

1.2 Giới thiệu chung về Hyundai Elantra 2023 2

1.2.1 Tổng quan về ngoại hình xe 2

1.2.2 Thiết kế bên trong xe 3

1.2.3 Đặc điểm tổng quát của động cơ sử dụng trên Hyundai Elantra 2023 4

1.3 Các hệ thống trên động cơ sử dụng trên xe Hyundai Elantra 2023 5

1.3.1 Hệ thống nhiên liệu/hệ thống phun xăng điện tử 5

1.3.2 Hệ thống xả khí 7

1.3.3 Hệ thống làm mát 8

1.3.4 Hệ thống bôi trơn 8

1.3.5 Hệ thống điện 8

CHƯƠNG 2 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG TRÊN XE

2.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ G4FM trên Hyundai Elantra 2023 29

2.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu 29

2.2.2 Các bộ phận chính 30

2.2.3 Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu 34

2.3 Hệ thống cung cấp không khí 41

2.3.1 Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh 41

2.3.2 Cổ góp nạp và đường ống nạp 44

2.3.3 Hộp lọc gió 45

2.4 Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng 46

CHƯƠNG 3 CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN ĐỘNG CƠ XE HYUNDAI ELANTRA 2023 47

3.1 Hệ thống nhiên liệu 47

3.1.1 Hệ thống bơm nhiên liệu 47

3.1.2 Hệ thống phun nhiên liệu 52

3.2 Hệ thống nạp khí 58

3.2.1 Bộ đo gió 58

3.2.2 Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh 59

3.3 Hệ thống điều khiển điện tử 60

3.3.1 Cảm biến áp suất khí nạp 60

3.3.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 61

3.3.3 Cảm biến Oxy 61

3.3.4 Cảm biến kích nổ 62

3.3.5 Cảm biến vị trí trục cam 62

3.3.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu 62

3.4 Hệ thống đánh lửa 63

3.4.1 Bugi 63

3.4.2 Mobin đánh lửa 65

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA MINH HỌA CHO ĐỀ TÀI 66

4.1 Yêu cầu mô hình 66

4.2 Lựa chọn phương án xây dựng cho mô hình 66

4.3 Xây dựng mô hình 67

4.3.1 Khung mô hình 67

4.3.2 Xây dựng khung mô hình 68

4.3.3 Bố trí chung trên mô hình 69

4.3.4 Hoạt động 70

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 75

5.1 Mục tiêu 75

5.2 Hạn chế 75

5.3 Lời kết 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hyundai Elantra 2023 2

Hình 1.2 Nội thất Hyundai Elantra 3

Hình 1.3 Hàng ghế sau Hyundai Elantra 4

Hình 1.4 Động cơ G4FM của Hyundai Elantra 5

Hình 1.5 Hệ thống bơm phun nhiên liệu 5

Hình 1.6 Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử 6

Hình 1.7 Bộ lọc hạt động cơ xăng 7

Hình 2.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng điện tử 9

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử MPI 10

Hình 2.3 Sơ đồ tổng quan trên xe 11

Hình 2.4 Vị trí các cảm biến 12

Hình 2.5 Vị trí các cảm biến 13

Hình 2.6 Sơ đồ khối điều khiển đông cơ 14

Hình 2.7 Cảm biến đo gió loại nhiêt điện trở 15

Hình 2.8 Hoat động chức năng 16

Hình 2.9 Cấu tạo cảm biến 16

Hình 2.10 Cảm biến vị trí bướm ga 18

Hình 2.11 Hiệu ứng Hall 19

Hình 2.12 Cảm biến bàn đạp ga 20

Hình 2.13 Cấu tạo cảm biến vị trí trục cam 21

Hình 2.14 Cấu tạo cảm biến trục khuỷu 22

Hình 2.15 Cảm biến nhiêt độ nước, nhiêt độ khí nạp 23

Hình 2.16 Cấu tạo cảm biến Oxy 24

Hình 2.17 Cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu 25

Hình 2.18 Cảm biện tốc độ xe 26

Hình 2.19 Cấu tạo cảm biến tiếng gõ 27

Hình 2.20 ECU Hyundai Elantra 28

Hình 2.21 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu 30

Hình 2.22 Cấu tạo bơm nhiên liệu 31

Hình 2.23 Bộ điều áp 31

Hình 2.24 Hoạt động của bộ giảm rung 32

Hình 2.25 Kim phun nhiên liệu 33

Hình 2.26 Bộ lọc, lưới lọc bơm nhiên liệu 33

Hình 2.27 Quá trình điều chỉnh phun nhiên liệu 34

Hình 2.28 Làm đậm khi khởi động 36

Hình 2.29 Làm đậm để hâm nóng đông cơ 37

Hình 2.30 Tín hiệu điều chỉnh 38

Hình 2.31 Làm đậm tăng tốc 39

Hình 2.32 Cắt nhiên liệu khi giảm tốc 40

Hình 2.33 Làm đậm khi tăng tải 41

Hình 2.34 Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển ga điện 41

Hình 2.35 Cấu tạo ga điện 42

Hình 2.36 Góc mở bướm ga 43

Hình 2.37 Cổ góp nạp Hyundai Elantra 44

Hình 2.38 Hộp lọc gió Hyundai Elantra 2023 45

Hình 3.1 Bộ đo áp suất bơm xăng 48

Hình 3.2 Nắp đậy thùng xăng 50

Hình 3.3 Giắc cắm trên nắp đậy thùng xăng 50

Hình 3.4 Bơm xăng 51

Hình 3.5 Ống nối vs bơm áp suất thấp 53

Hình 3.6 Ống dẫn nhiên liệu 53

Hình 3.13 Tình trạng của bugi 63

Hình 3.14 Cách cầm mobin khi kiểm tra 65

Hình 4.1 Khung mô hình 68

Hình 4.2 Tổng quan về mô hình 69

Hình 4.3 Khung đỡ mô hình 69

Hình 4.4 Bugi Denso NGK 70

Hình 4.5 Mô bin đánh lửa 71

Hình 4.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu 71

Hình 4.7 Cảm biến vị trí trục cam 72

Hình 4.8 Hộp 2NZ FE 72

Hình 4.9 Bơm xăng 73

Hình 4.10 Kim phun 73

Hình 4.11 Vị trí các bộ phận 74

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Từ

viết

tắt Tên Đầy Đủ Tiếng Anh Dịch Nghĩa Sang Tiếng Việt

liệu

3 HAC High Altitude Compensator Cảm biến HAC( bù tải lớn)

6 MRE Magnetic resistor element Vòng từ tính( trong cảm biến tốc

độ xe)

7 TRC Traction Control System Tín hiệu điều khiển lực kéo

C Double OverHead Camshaft Hai trục cam bố trí trên nắp máy

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hiệu chỉnh của phun nhiên liệu ………35

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại học Giao thông vận tải Thành

phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô khoa cơ khí đã hỗ trợ tạo điều kiện cho em

tham gia làm Luận văn tốt nghiệp Em cũng xin cảm ơn giảng viên hướng dẫn trực tiếp

của em ThS Trần Minh Phúc và chú Long, người hướng dẫn em tại CITY FORD cùng

với các anh chị tại bộ phận sửa chữa đã tận tình hỗ trợ, hướng dẫn và truyền đạt kiến thức

mới, giúp em hoàn thành trọn vẹn bài làm của mình

Do chưa có nhiều kinh nghiệm và nguồn kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình

thực hiện bài Luận văn khó tránh khỏi sai sót Em rất mong nhận được những góp ý của

Quý thầy cô để em có thể hoàn thiện, bổ sung thêm vốn hiểu biết của mình, phục vụ tốt

hơn công việc sau này

Lời cuối, em xin kính chúc Quý thầy cô Trường Đại học Giao thông vận tải Thành

Phố Hồ Chí Minh luôn dồi dào sức khỏe và hạnh phúc Chúc toàn thể anh chị trong Công

ty Cổ Phần City Auto sẽ gặt hái được nhiều thành công trong công việc và cuộc sống

Em xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

Đồng Hữu An Khang

LỜI NÓI ĐẦU

đã ra đời nhằm giảm thiểu tối đa lượng khí độc được thải ra môi trường Các tiêu chuẩn ngày càng cao hơn đòi hỏi kỹ thuật và công nghệ về máy móc cao hơn, từ đó hệ thống phun xăng điện tử được ra đời

2 Mục tiêu nghiên cứu

 Nghiên cứu về sơ đồ, cấu tạo chi tiết, cách thức hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống phun xăng

 Nghiên cứu chuyên sâu về hệ thống phun xăng điện tử

 Phân tích về ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng

 Mô phỏng cách thức hoạt động trên mô hình phun xăng điện tử

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng: Hệ thống phun xăng trên xe Hyundai Elantra 2.0 AT 2023

 Phạm vi nghiên cứu: Quá trình phun xăng thực tế trên Hyundai Elantra

4 Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp liệt kê: sử dụng nguồn tài liệu từ thư viện, tài liệu sưu tầm trong quá trình học từ các thầy giảng dạy, từ các trang mạng của hãng và các trang mạng chính thống

 Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn, và các anh

TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử

Tóm tắt nói về lịch sử ra đời của các hệ thống phun xăng điện tử

1.2 Giới thiệu chung về Hyundai Elantra 2023

Giới thiệu về Hyundai Elantra 2023 đi từ tổng quan bên ngoài đến chi tiết nội thất bên trong

1.3 Các hệ thống trên động cơ sử dụng trên xe Hyundai Elantra 2023

Giới thiệu về các hệ thống hỗ trợ cho quá trình đốt cháy nhiên liệu ở động cơ G4FM trên Hyundai Elantra 2023

CHƯƠNG 2 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG TRÊN XE HYUNDAI ELANTRA 2023

2.1 Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử

Giới thiệu chi tiết về hệ thống điện động cơ trên xe Hyundai Elantra 2023 và tìm hiểu từng bộ phận cấu thành tạo nên hệ thống phun xăng điện tử trên Hyundai Elantra

2023 và nguyên lý làm việc của từng bộ phận

2.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ G4FM trên Hyundai Elantra 2023

Giới thiệu chi tiết về hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ của Hyundai Elantra

2023 Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng bộ phấn cấu thành hệ thống cung cấp nhiên liệu của Hyundai Elantra 2023

2.3 Hệ thống cung cấp không khí

Giới thiệu chi tiết về hệ thống cung cấp không khí cho động cơ của Hyundai Elantra

2023 Tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận cấu thành hệ thống cung cấp không khí của Hyundai Elantra 2023

2.4 Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng

Rút ra ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử của Hyundai Elantra 2023 sau khi tìm hiểu hết về chi tiết và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận của hệ thống

CHƯƠNG 3 CHUẨN ĐOÁN HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN

TỬ TRÊN ĐỘNG CƠ XE HYUNDAI ELANTRA 2023

3.1 Hệ thống nhiên liệu

Tìm hiểu về cách chuẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng về hệ thống nhiên liệu của Hyundai Elantra 2023

3.2 Hệ thống nạp khí

Tìm hiểu về cách chuẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng về hệ thống nạp khí của Hyundai Elantra 2023

3.3 Hệ thống điều khiển điện tử

Tìm hiểu về cách chuẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng về hệ thống điều khiển điện

tử của Hyundai Elantra 2023

4.1 Yêu cầu mô hình

Nói về tất cả những yêu cầu của mô hình và những yêu cầu đó phải đảm bảo được

mô hình đủ điều kiện để dạy học ở trường

4.2 Lựa chọn phương án xây dựng cho mô hình

Nói về phương án xây dựng mô hình sao cho hiệu quả và tiết kiệm đối với sinh viên

4.3 Xây dựng mô hình

Ta đi vào cách thức xây dựng mô hình hoàn chỉnh Phần này liệt kê về các bộ phận chi tiết có trong mô hình và hướng dẫn làm cho mô hình hoạt động

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử

Ở loại phun xăng, nhiên liệu được phun với một áp suất nhất định, áp suất này phải đảm bảo cho sự hình thành hỗn hợp để quá trình cháy xảy ra là tốt nhất

Trong thời kỳ đầu, công nghệ chế tạo còn rất kém, kỹ thuật và kinh tế còn hạn chế nên nó chưa được sử dụng rộng rãi trong thực tế

- Đến năm 1967 – 1979: Hệ thống phun xăng kiểu D – Jetronic được sản xuất và đưa vào sử dụng Loại này không đo không khí mà đo áp suất phía sau cánh bướm ga –

đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp và sử dụng MAP Sensor

- Năm 1973 – 1986: Hệ thống phun xăng kiểu L – Jetronic được sử dụng Loại này, còn gọi là hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection –phun đa điểm) hay phun theo lưu lượng gió

- Năm 1973 – 1995: Hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic được dùng Đây là loại

hệ thống phun liên tục hay còn gọi là hệ thống CIS (Continuous Injection System)

- Năm 1982 – 1996: Kiểu KE – Jetronic được sử dụng

- Năm 1989 – 2000: Kiểu Motronic ra đời và phát triển Sau năm 1989, hệ thống này điều khiển cả phun xăng lẫn đánh lửa chung một máy tính Trên các xe ở các nước Châu

Âu đã ứng dụng kiểu phun xăng này như: TCCS: trên xe TOYOTA (Toyota Computer Control System), ECCS: trên xe NISSAN (Electronic Concentrated Control System), EEC: Trên xe FORD (Electronic Engine Control)

- Năm 1987 – 1997: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Jetronic Loại này có trên xe Nhật CI (Central Injection), TBI (Throttle Body Injection) xe NISSAN hai kim phun: một kim phun cho tải nhỏ, một kim phun cho tải lớn

- Năm 1997 – 2005: hệ thống phun xăng GDI (Gasoline Direct Injection) – hệ thống phun xăng trực tiếp vào buồng đốt động cơ Đây là loại hiện đại nhất, mới nhất

Phân loại:

Theo sự điều khiển

- Điều khiển bằng cơ khí: Kiểu K – Jetronic, Kiểu KE – Jetronic: Cả hai loại này được ứng dụng trong các loại xe Châu Âu giai đoạn 78 – 87 Kiểu phun liên tục (Continuos Injection System)

- Điều khiển bằng điện: Có 03 loại: Phun có chu kỳ, có thời điểm, phun liên tục Kiểu L – Jetronic: Đây là loại hệ thống phun xăng sử dụng cảm biến đo trực tiếp thể tích không khí hoặc khối lượng không khí LE: cung cấp cho các nước Châu Âu (LE1, LE2) LU: được sản xuất tại Mỹ LH: dùng bộ đo gió kiểu dây nhiệt

Kiểu Motronic: Là loại hệ thống phun xăng điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều khiển Ralentie và các điều khiển khác chung một hộp

Kiểu Mono – Jetronic: Loại này bố trí một hoặc hai kim phun cung cấp nhiên liệu cho các xylanh

Theo cách bố trí kim phun

Hệ thống phun xăng đa điểm: Mỗi xylanh được bố trí một kim (kiểu L và Motronic)

Hệ thống phun xăng đơn điểm: Bố trí một hoặc hai kim phun chung cho tất cả các

xy lanh (bố trí tại một chỗ) kiểu Mono – Jetronic

1.2 Giới thiệu chung về Hyundai Elantra 2023

1.2.1 Tổng quan về ngoại hình xe

Hyundai Grandeur Elantra mang kiểu dáng của một mẫu xe Coupe 4 cửa đầy năng động

và “nam tính” khác biệt so với thế hệ trước Đây còn là một mẫu xe quốc dân đã khuấy đảo thị trường trong nhiều năm và mang lại sự tin tưởng đến cho người dùng Đây còn là một mẫu xe dành cho người yêu thể thao và sự cá tính

Ở phiên bản mới của Hyundai Elantra 2023, phần đầu nhọn với cụm lưới tản nhiệt

“Parametric-Jewel” kích thước lớn mở rộng sang hai bên Đặc biệt hơn, phần mặt ca lăng được sơn đen bóng mang lại cảm giác mượt mà sang trọng cho người sử dụng

Hyundai Elantra 2023 nổi bật với nhiều đường cắt xẻ đầy “táo bạo” Nóc xe vuốt nhọn mang đến cảm giác thể thao, đậm chất Coupe tạo cảm giác phấn khích cho người lái như một xe đua thực thụ Gương chiếu hậu và tay nắm cửa của mẫu Sedan này đồng màu với thân Gương có chức năng chỉnh / gập điện Viền cửa sổ xe ở trên được sơn đen, ở dưới mạ chrome sáng bóng Vành xe là loại vành hợp kim 2 tông màu đối lập nhau trông rất bắt mắt

Vòng về phía đuôi, Hyundai Elantra 2023 có phần sporty hơn nhờ những mảng dập khối nổi Cụm đèn hậu hình chữ H được nối liền từ dải LED mỏng tạo cảm giác thống nhất cho toàn bộ phía sau Cánh hướng gió nhọn, nâng cao giúp xe tăng thêm tính khí động học, dễ dàng tăng tốc Cản sau to bản, bệ vệ ăn liền cùng bộ khuếch tán Ống xả đôi

mạ chrome bo tròn thể cho phần sau cảm giác thể thao hơn

1.2.2 Thiết kế bên trong xe

Hình 1.2 Nội thất Hyundai Elantra

Tiến vào nội thất của xe ở hàng ghế thứ nhất dành cho người lái trên bệ tỳ tay của tài

sẽ có các nút điều khiển kính và lock cửa, trên bệ tỳ tay còn bao gồm có nút chỉnh gương

Hệ thống âm thanh akamic của Hyundai Ghế được trang bị trên xe là loại ghế chỉnh cơ, màn hình LCD 10.25 In hiển thị tất cả thông tin cơ bản của xe Vô lăng bọc da cao cấp, ở giữa chúng ta có thêm một màn hình 10.25 In hiển thị bản đồ và kết nối đa ứng dụng

Hình 1.3 Hàng ghế sau Hyundai Elantra

Tiến vào hàng ghế sau, ở hàng ghế thứ hai được trang bị cửa gió để làm mát nhanh

và thoải mái hơn cho người ngồi sau, phía sau được trang bị ba tựa đầu và ghế có độ nghiên ngả người về sau dành cho ba người ngồi sau sẽ thoải mái hơn khi di chuyển trong thời gian dài

1.2.3 Đặc điểm tổng quát của động cơ sử dụng trên Hyundai Elantra 2023

Phiên bản này sử dụng động cơ xăng SmartStream 2.0L MPI (mã hiệu G4FM) mạnh

mẽ với 4 xilanh thẳng hàng, 16 van DOHC, VVT-I kép Cho công suất 156 mã lực tại 6.300 vòng phút, Momen xoắn cực đại 245 Nm tại 4.850 vòng/phút Khối động cơ này đã được tinh chỉnh để đạt hiệu suất nhiệt tốt hơn, tiết kiệm hơn 30% và bền bỉ hơn phiên bản

cộng với khối lượng bản thân ờ mức khoảng 1.230kg nên có mức tiêu hao từ 7,0 lít/100km (đường hỗn hợp)

Hình 1.4 Động cơ G4FM của Hyundai Elantra

1.3 Các hệ thống trên động cơ sử dụng trên xe Hyundai Elantra 2023

1.3.1 Hệ thống nhiên liệu/hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống nhiên liệu

Hình 1.5 Hệ thống bơm phun nhiên liệu

(1)(11)Bộ lọc nhiên liệu, (2)(14)Bộ điều áp bơm, (3)(12)Bơm nhiên liệu, (4)(13)Lưới lọc của bơm, (5)(10)Ống phân phối, (6)(9)Bộ giảm rung động, (7)(8)Kim phun, (15)Cụm bơm nhiên liệu, (16)Thùng nhiên liệu

Hyundai Elantra 2023 là dòng xe thuộc thế hệ mới nên việc phun nhiên liệu hòa trộn rất tốt để làm được việc đó bắt buộc xe phải được trang bị một hệ thống bơm nhiên liệu ở

áp suất cao Nhiên liệu được lấy từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu và được phun dưới áp suất bởi vòi phun Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải được điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều áp và bộ giảm rung động Các

bộ phận chính:

 Bình nhiên liệu

 Cụm bơm nhiên liệu

 Cụm phun nhiên liệu

Hệ thống phun xăng điện tử

Elantra hệ thống phun nhiên liệu EFI Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau đế phát hiện tình trạng của động cơ và điều kiện chạy của xe Và ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và làm cho các vòi phun nhiên liệu phun một cách hiệu quả nhất Hệ thống phun nhiên liệu gồm ba phần chính như sau:

phần trên bị đốt cháy tạo ra một ít nước, nito và cacbon dioxit Cuối cùng bộ lọc hạt này giúp giảm 90-95% các hạt trong khí thải

1.3.3 Hệ thống làm mát

Hyundai Elantra sử dụng động cơ DOHC vì vậy nhiệt độ của động cơ sẽ tăng rất nhanh cần có hệ thống tản nhiệt tốt để có thể duy trì hoạt động ổn định cho động cơ Hệ thống làm mát của động cơ G4FM 2.0 trên xe Hyundai Elantra là hệ thống tuần hoàn cưỡng bức Nhiệt độ khởi động 820C, nhiệt độ ở chế độ toàn tải 950C, áp suất mở van 0,98-4,9 kpa Dung tích của két làm mát là 8,2-8,3 lít

1.3.5 Hệ thống điện

Hyundai Elantra 2023 có một hệ thống điện rất phức tạp do có nhiều hệ thống trên

xe để tăng tính tiện nghi cho người lái Ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu về hệ thống điện động

cơ G4FM có trên Hyundai Elantra, hệ thống điện động cơ này bao gồm tất cả cảm biến thu tín hiệu về cho ECU và truyền đi các lệnh tới các bộ phận chấp hành tạo thành một hệ khép kín làm cho động cơ hoạt động một cách hoàn hảo nhất mà ít xảy ra sự cố nhất

CHƯƠNG 2 KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG TRÊN

XE HYUNDAI ELANTRA 2023 2.1 Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử

Hình 2.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống phun xăng điện tử

(1)Relay EFI, (2)Relay bơm (3)Cảm biến oxy, (4)Cảm biến MAF, (5)Cảm biến vị trí bướm ga, (6)Cảm biến kích nổ, (7)Cảm biến niệt độ nước, (8)ECU, (9)Mobin, (10)Kim phun, (11)Cảm biến

vị trí trục khuỷu, (12)Cảm biến vị trí trục cam, (13)Điều tốc, (14)Motor, (15)Ắc quy

2.1.1 Sơ đồ chung hệ thống phun xăng điện tử

Do quy định về tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt để góp phần giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường nên các dòng xe đời mới hiện đại ngày nay được trang bị hệ thống phun xăng điều chỉnh bằng điện tử hay còn được viết tắt là MPI (Multi Point Injection) Vì vậy để đảm bảo nghiêm ngặt các tiêu chuẩn khí thải, Hyundai Elantra đã được trang bị hệ thống phun xăng điện tử MPI và đã có nhiều cải tiến để có thể tiết kiệm nhiên liệu ở mức tối ưu nhất

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử MPI

(1)Cảm biến lưu lượng khí nạp, (2)Bướm ga điện tử, (3)Bộ điều khiển động cơ ECU, (4)Kim phun, (5)Mô bin đánh lửa, (6)Cảm biến AF, (7)Cảm biến oxy, (8)Cảm biến vị trí trục khuỷu, (9)Đĩa tín hiệu

Vị trí các hệ thống trên xe

Hình 2.3 Sơ đồ tổng quan trên xe

(1)Cảm biến lưu lượng khí nạp, (2)Van lọc, (3)Bơm nhiên liệu, (4)ECU, (5)Hộp role và hộp đấu dây khoang động cơ

Hình 2.4 Vị trí các cảm biến

(1)Cảm biến vị trí trục cam nạp, (2)Cảm biến vị trí trục cam xả, (3)Mô bin đánh lửa, (4)Cảm biến tỷ lệ không khí nhiên liệu, (5)Cảm biến nhiệt độ nước mát

Hình 2.5 Vị trí các cảm biến

(1)Van điều khiển đầu trục cam xả, (2)Van điều khiển đầu trục cam nạp, (3)Kim phun nhiên liệu, (4)Bướm ga, (5)Cảm biến Oxy, (6)Cảm biến tiếng gõ, (7)Van chuyển chân không, (8)Cảm biến vị trí trục khuỷu

2.1.2 Nguyên lý chung

Hệ thống điều khiển động cơ gồm có ba nhóm các cảm biến (và các tín hiệu đầu ra của cảm biến), ECU động cơ và các bộ chấp hành Chương này giải thích các cảm biến (các tín hiệu), sơ đồ mạch điện và sơ đồ nối mát, và các điện áp cực của cảm biến

Hình 2.6 Sơ đồ khối điều khiển đông cơ

(EFI) Electronic Fuel Injection: Phun xăng điện tử, (ESA) Electronic Spark Advance: Đánh lửa

điện tử, (ISC) Idle Speed Control: Điều Khiển Tốc Độ Không Tải

2.1.3 Các cảm biến

2.1.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó

Hình 2.7 Cảm biến đo gió loại nhiêt điện trở

(1)Nhiệt điện trở, (2)Dây sấy bằng platin, (3)Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cấu tạo

Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ như được thể hiện trong hình minh họa là loại được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện Nó gồm có một dây nóng bằng Platin(hay còn gọi là Platium: bạch kim) và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, cảm biến này có độ bền rất cao

Hoạt động

Dòng điện chạy vào dây sấy (bộ sấy) làm cho nó nóng lên Khi không khí chạy quanh dây này, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối không khí nạp Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối không khí nạp Sau đó có thể đo khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó Trong trường hợp của cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đó được truyền đến ECU động cơ từ cực VG

Hình 2.8 Hoat động chức năng

(1)Dòng điện, (2)Không khí nạp, (3)Dây sấy

Trên Hình 2.8 theo đồ thị, khi lượng khí nạp càng lớn đi qua dây sấy làm cho nhiệt

độ dây sấy giảm thì điện trở nhiệt của dây sấy cũng giảm làm cho dòng điện đi qua dây sấy được tăng lên từ đó ECU nhận biết được không khí đi vào buồng đốt nhờ tín hiệu cường độ dòng điện thay đổi qua cảm biến

Mạch điện bên trong

Trên Hình 2.9, trong mạch cảm biến có một dây sấy được ghép vào mạch cầu Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau

([Ra+R3]*R1=Rh*R2)

Ra: Điện trở của nhiệt điện trở (2) R1, R2, R3: Điện trở của các điện trở trong mạch Rh: Điện trở cảu dây sấy (3)

Khi dây sấy này (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến

sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy Rh) Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy Rh lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn)

Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp

có thể đo được khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B

Trong hệ thống này, nhiệt độ của dây sấy Rh được duy trì liên tục ở nhiệt độ không đổi cao hơn nhiệt độ của không khí nạp, bằng cách sử dụng nhiệt điện trở Ra Do đó, vì

có thể đo được khối lượng khí nạp một cách chính xác mặc dù nhiệt độ khí nạp thay đổi, ECU của động cơ không cần phải hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu đối với nhiệt độ không khí nạp

2.1.3.2 Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió Cảm biến này biến đổi góc mở bướm ga thành điện áp, được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga (VTA) Hyundai Elantra 2023 hiện đại ngày nay sử dụng loại phần tử Hall, bởi vì loại phần tử Hall là loại hiện đại nhất và cho thông tin về ECU chính xác nhất Nó gồm có các mạch

IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Các nam châm được lắp ở trên trục bướm ga và quay cùng với bướm ga

Khi bướm ga mở, các nam châm quay cùng một lúc, và các nam châm này thay đổi

vị trí của chúng Vào lúc đó, IC Hall phát hiện sự thay đổi từ thông gây ra bởi sự thay đổi của vị trí nam châm và tạo ra điện áp ra của hiệu ứng Hall từ các cực VTA1 và VTA2

theo mức thay đổi này Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu độ mở bướm ga

Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở của bướm ga, nó sử dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tạo đơn giản, vì thế không dễ bị hỏng Ngoài ra,

để duy trì độ tin cậy của cảm biến này, nó phát ra các tín hiệu từ hai hệ thống có các tính chất khác nhau

Hình 2.10 Cảm biến vị trí bướm ga

(1)IC Hall, (2)Các nam châm, (3)Bướm ga, (4)Trục bướm ga

Hiệu ứng Hall

Hình 2.11 Hiệu ứng Hall

Hiệu ứng Hall làm độ chênh điện thế tại vị trí xảy ra dòng điện vuông góc với từ trường, khi một từ trường được đặt vuông góc với dòng điện chạy trong một dây dẫn Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall dùng nguyên lý này để biến đổi sự thay đổi vị trí bướm ga (mở) nhằm thay đổi mật độ của từ thông để đo chính xác sự thay đổi của vị trí bướm ga

2.1.3.3 Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Cảm biến vị trí của bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn đạp ga (góc) thành một tín hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ Để đảm bảo độ tin cậy, cảm biến này truyền các tín hiệu từ hai hệ thống có các đặc điểm đầu ra khác nhau

Hình 2.12 Cảm biến bàn đạp ga

(1)IC Hall, (2)Nam châm, (3)Cần bàn đạp ga

Cấu tạo và hoạt động của cảm biến này cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall Theo đồ thị trên hình 2.12 khi bàn đạp ga được đạp xuống ở mức lớn hơn thì điện áp đầu ra báo về ECU càng lớn

2.1.3.4 Cảm biến vị trí trục cam

Hình 2.13 Cấu tạo cảm biến vị trí trục cam

Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G (từ đĩa tín hiệu

G trên hình 2.13) có các răng Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G Tín hiệu G này được chuyển đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểm chết trên) kỳ nén của mỗi xi lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trục khuỷu ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa

2.1.3.5 Cảm biến vị trí của trục khuỷu

Hình 2.14 Cấu tạo cảm biến trục khuỷu

Tín hiệu NE (được lấy từ đĩa tín hiệu gắn liền với trục khuỷu) được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ ECU động cơ dùng tín hiệu

NE và tín hiệu G để tính toán thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản Tín hiệu

NE được tạo ra bởi khe không khí giữa cảm biến vị trí trục khuỷu và các răng trên chu vi của rôto tín hiệu NE được lắp trên trục khuỷu

Một bộ tạo tín hiệu có 34 răng ở chu vi của rôto tín hiệu NE và một khu vực có 2 răng khuyết Khu vực có 2 răng khuyết này có thể được sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu, nhưng nó không thể xác định xem đó là điểm chết trên của chu kỳ nén hoặc điểm chết trên của kỳ xả ECU động cơ kết hợp tín hiệu NE và tín hiệu G để xác định đầy đủ và chính xác góc của trục khuỷu

2.1.3.6 Cảm biến nhiệt độ nước / Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ nước đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ Cảm biến nhiệt độ khí nạp này đo nhiệt độ của không khí nạp

Cảm biến nhiệt độ nước và cảm biến nhiệt độ khí nạp đã được gắn các nhiệt điện trở bên trong, mà nhiệt độ càng thấp, trị số điện trở càng lớn và ngược lại nhiệt độ càng cao, trị số điện trở càng thấp Và sự thay đổi về giá trị điện trở của nhiệt điện trở này được sử dụng để phát hiện các thay đổi về nhiệt độ của nước làm mát và không khí nạp

Hình 2.15 Cảm biến nhiêt độ nước, nhiêt độ khí nạp

(1)Cảm biến nhiệt độ nước mát, (2)Nhiệt điện trở, (3)(4)Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Trên Hình 2.15 ta thấy theo đồ thị khi nhiệt độ trên trục x càng cao thì điện trở trên trục y càng giảm và ngược lại

Cảm biến nhiệt độ nước

Cảm biến nhiệt độ nước đo nhiệt độ của nước làm mát động cơ Khi nhiệt độ của nước làm mát động cơ thấp, phải tăng tốc độ chạy không tải, tăng thời gian phun, góc đánh lửa sớm, nhằm cải thiện khả năng làm việc và để hâm nóng Vì vậy, cảm biến nhiệt độ nước không thể thiếu được đối với hệ thống điều khiển động cơ

Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp này đo nhiệt độ của không khí nạp Lượng và mật độ không khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ của không khí Vì vậy cho dù lượng không khí được cảm biến lưu lượng khí nạp phát hiện là không thay đổi, lượng nhiên liệu phun phải được

hiệu chỉnh Tuy nhiên cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây sấy trực tiếp đo khối lượng không khí Vì vậy không cần phải hiệu chỉnh

2.1.3.7 Cảm biến oxy

Hình 2.16 Cấu tạo cảm biến Oxy

(1)Nắp bảo vệ, (2)Bích, (3(5)Platin, (4)Phân tử zirconi

Cảm biến oxy phát hiện xem nồng độ ôxy trong khí xả Cảm biến này được lắp trong đường ống xả

Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng ziconi ôxit (ZrO2), đây là một loại gốm

Ngoài ra, platin (bạch kim) tác động như một chất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cacbon monoxit (CO) trong khí xả Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảm của cảm biến

2.1.3.8 Cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu (A/F)

Giống như cảm biến oxy, cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu phát hiện nồng độ oxy trong khí xả Các cảm biến oxy thông thường phải làm sao cho điện áp đầu ra có xu hướng thay đổi mạnh tại giới hạn của tỷ lệ không khí - nhiên liệu lý thuyết Khi so sánh, cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu đặt một điện áp không thay đổi để nhận được một điện áp gần như tỷ lệ thuận với nồng độ của oxy Điều này làm tăng độ chính xác của việc phát hiện tỷ lệ không khí-nhiên liệu

Hình 2.17 Cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu

(1)Cảm biến AF, (2)ECU