Trong quá trình hình thành và phát triển động cơ đốt trong, hệ thống phun xăng thường xuyên được nghiên cứu và phát triển ngày càng hiện đại hơn, tối ưu hơn. Việc phát triển và ứng dụng hệ thống phun xăng nhằm tăng công suất động cơ ngày càng phổ biến và áp dụng nhiều. Các hệ thống phun xăng khác nhau được ra đời và sử dụng trên nhiều dòng xe khác nhau. Luận văn này sẽ nói đến hệ thống phun xăng trực tiếp GDI sử dụng trên ô tô Ford Focus 1.5L Ecoboost để cho chúng ta thấy được kĩ hơn về một trong những hệ thống phun xăng tốt nhất hiện nay . Ngoài ra luận văn của em còn có mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa điện tử để mô phỏng hệ thống phun xăng – đánh lửa của xe ô tô. Luận văn này gồm 4 chương như sau:
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI
Lý do chọn đề tài
Ô tô đã trở thành một phương tiện vận chuyển thông dụng trong bất cứ ngành nghề nào của nền kinh tế quốc dân như: khai thác tài nguyên, dich vụ công cộng, xây dựng cơ bản, quân sự và đặc biệt là phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người… Một chiếc ô tô hiện đại ngày ngay phải đáp ứng được các nhu cầu về tính tiện nghi, an toàn, kinh tế, thẩm mỹ và thân thiện với môi trường Các nhà chế tạo ô tô nói chung và hãng xe Ford nói riêng đã không ngừng cải tiến và hoàn thiện chúng bằng việc đưa kỹ thuật tiên tiến nhằm đáp ứng những nhu cầu đó.
Hiện nay ngành công nghệ ô tô đã có những bước phát triển vượt bậc, các vấn đề về tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ mội trường luôn được đặt lên hàng đầu Ford là một trong những hãng xe tiên phong và tích cực nhất trong việc bảo vệ môi trường thông qua việc ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến tiết kiệm nhiên liệu giảm khí CO2 Điển hình là Ford đã cho ra đời ngày càng nhiều động cơ xanh Ecoboost Nói đến các chiếc xe được trang bị động cơ Ecoboost tại Việt Nam phải kể đến Focus 1.5L Ngoài ra,nhằm cập nhật những công nghệ mới và tìm hiểu sâu về hệ thống phun xăng trực tiếpGDI nên em quyết định chọn đề tài “ khai thác hệ thống phun xăng trực tiếp trên ô tôFord Focus Thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa – đánh lửa điện tử ” làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình.
Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phun xăng
1.2.1 Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng
Hệ thống phun xăng là một trong những hệ thống quan trọng bậc nhất của động cơ đốt trong.
Hệ thống phun xăng có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu để cho động cơ hoạt động.
Hệ thống phun xăng dựa vào tính hiệu của các cảm biến phải cung cấp chính xác lượng xăng và thời điểm phun để động cơ hoạt động hoàn hảo nhất Với hệ thống phun xăng trực tiếp GDI còn giúp hạn chế tình trạng cặn bám trên đường ống nạp ngay phía
1.2.2 Yêu cầu của hệ thống phun xăng
• Lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ phải chính xác để động cơ hoạt động tốt nhất và tiết kiệm nhiên liệu Nhiên liệu cung cấp tới kim phun phải sạch và không chứa cặn bẫn.
• Thời điểm phun được tính toán để động cơ đạt công suất tốt nhất
• Có tuổi thọ cao, chi phí bảo dưỡng sửa chửa thấp.
• Có kết cấu nhỏ gọn, bền bỉ, dễ bảo dưỡng sửa chữa.
• Hỗn hợp nhiên liệu khi phun vào xy lanh phải tơi và có từng tỷ lệ A/F khác nhau tùy vào từng chế độ làm việc của động cơ.
• Lượng nhiên liệu cung cấp vào từng xy lanh phải như nhau.
1.2.3 Phân loại hệ thống phun xăng
1.2.3.1 Phân loại theo điểm phun
Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm): kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các xy lanh của động cơ, bên trên bướm ga.
Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa điểm): mỗi xy lanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước xupap nạp.
1.2.3.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun
Phun xăng điện tử: được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của động cơ (các sensors) và bộ điều khiển trung tâm (computer) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.
Phun xăng thủy lực: được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên liệu Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ Có một vài loại xe trang bị hệ thống này.
Phun xăng cơ khí: được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
1.2.3.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng
Hệ thống phun xăng gian đoạn: đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào xupap Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupap mở ra hay đóng lại.
Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
Hệ thống phun xăng đồng loạt: là phun xăng vào động cơ ngay trước khi xupap nạp mở ra hoặc ngay khi xupap nạp mở ra Áp dụng cho hệ thống phun dầu
Hệ thống phun xăng liên tục: là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc Bất kì lúc nào động cơ đang chạy đều có một lượng xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ Tỉ lệ hòa khí được điều khiển bằng sự giảm áp suất nhiên liệu tại các kim phun Do đó lưu lượng phun ra cũng được giảm theo.
1.2.3.4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun
Phun theo nhóm đơn: hệ thống này, các kim phun được chia thanh 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên Mỗi nhôm phun một lần vào một vòng quay trục khủy.
Phun theo nhóm đôi: hệ thống này, các kim phun cũng được chia thanh 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên.
Phun đồng loạt: hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng quay trục khủy Các kim được nối song song với nhau nên ECU chỉ cần ra một lệnh các kim phun đều đóng mở cùng lúc.
Phun theo thứ tự: hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xong tới cái kế tiếp.
HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI TRÊN XE FORD
Trong chương này em sẽ giới thiệu về xe Ford Focus 1.5L Ecoboost và hệ thống phun xăng trực tiếp GDI trên xe Ford Focus 1.5L Ecoboost Cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động các bộ phận của hệ thống phun xăng trực tiếp, hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống điều khiển điện tử Nội dung trong chương này chủ yếu nói về các cấu tạo chi tiết và nguyên lý hoạt động của các bộ phận như kim phun, bơm cao áp, các cảm biến…để qua đó chúng ta có thể hiểu hơn về nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống phun xăng trực tiếp.
Chương 3: Khai thác hệ thống phun xăng trực tiếp GDI trên xe Ford Focus 15L Ecoboost
Nội dung trong chương này sẽ nói về các hư hỏng hay gặp phải của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI xe Ford Focus 1.5L Ecoboost Đồng thời nội dung cũng nói tới cách khắc phục các hư hỏng thường gặp, trong chương này cũng nói đến các cách
Trong phần này có nói rõ về các hư hỏng và nguyên nhân hư hỏng, cách kiểm tra các bộ phận trong hệ thống phun xăng trực tiếp hay bị hư hỏng như: kim phun, bơm cao áp,….
Chương 4: Xây dựng hệ thống phun xăng – đánh lửa điện tử Ở chương này thì bài luận văn tập trung nói đến ý tưởng thiết kế và triển khai mô hình Ở phần triển khai mô hình sẽ chủ yếu nói đến các thiết bị điện tử cần để làm mô hình và trình tự các bước để làm mô hình Sau khi làm xong mô hình thì sẽ tiến hành chạy thử mô hình và nhận xét về mô hình Sau đó sẽ đưa ra các hướng phát triển mô hình và kết luận nhận xét tổng thể về mô hình.
TÓM TẮT LUẬN VĂN ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI 1
1.1 Lý do chọn đề tài 1
1.2 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phun xăng 1
1.2.1 Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng 1
1.2.2 Yêu cầu của hệ thống phun xăng 2
1.2.3 Phân loại hệ thống phun xăng 2
1.3 Khái quát về hệ thống phun xăng trực tiếp GDI 3
1.3.1 Kết cấu chung của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI 3
1.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI 6
1.3.3 So sánh động cơ phun xăng trực tiếp GDI và EFI 7
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI TRÊN XE FORD
2.1 Tổng quan về xe Ford Focus 1.5l Ecoboost 10
2.1.1 Giới thiệu về xe Ford Focus 1.5l Ecoboost 10
2.1.2 Một số thông số về xe Ford Focus 1.5l Ecoboost 11
2.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu Ford Focus 1.5l Ecoboosst 11
2.2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng GDI 11
2.2.2 Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu 12
2.2.3 Các bộ phận chính trên hệ thống cung cấp nhiên liệu 14
2.3 Hệ thống điều khiển phun xăng trực tiếp GDI trên Ford Focus 1.5L Ecoboost 21
3.1 Các hư hỏng thường gặp 51
3.2 Chuẩn đoán hư hỏng hệ thống 56
3.2.1 Bằng đèn báo động cơ 56
3.3 Kiểm tra và khắc phục hư hỏng 61
3.3.1 Cảm biến vị trí trục khuỷu 61
3.3.2 Cảm biến vị trí bướm ga 62
3.3.5 Kiểm tra bơm cao áp 68
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG – ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ 72
4.3.1 Các phần tử xây dựng mô hình phun xăng - đánh lửa điện tử 73
4.3.2 Trình tự các bước xây dựng mô hình 80
4.4 Đánh giá mô hình và kết luận 84
Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống GDI của Bosch 4
Hình 1.2: So sánh về sự hình thành hỗn hợp của EFI và GDI 7
Hình 1.3: So sánh lượng nhiên liệu cần thiết cho việc khởi động động cơ 8
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ GDI 12
Hình 2.3: Ống phân phối nhiên liệu được sử dụng trên xe Focus 14
Hình 2.4: Cấu trúc đường ống phân phối 15
Hình 2.5: Cấu trúc van điều khiển áp suất 16
Hình 2.6: Cấu tạo cảm biến áp suất nhiên liệu 16
Hình 2.7: Kim phun sử dụng trên xe Focus 1.5L Ecoboost 17
Hình 2.8: Cấu tạo kim phun nhiên liệu Ford Focus 1.5l Ecoboost 18
Hình 2.9: Cấu trúc bơm tiếp vận 19
Hình 2.10: Bơm cao áp 1 piston được sử dụng trên Ford Focus 1.5L Ecoboost 20
Hình 2.11: Cấu tạo bơm một piston của Ford Focus 20
Hình 2.12: Vị trí cảm biến trục khuỷu trên động cơ Ford Focus 1.5L Ecoboost 23
Hình 2.13: Cấu tạo của cảm biến vị trí trục khuỷu loại hall 23
Hình 2.14: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu 24
Hình 2.15: Cảm biến vị trí trục cam sử dụng trên xe Ford Focus 24
Hình 2.16: Vị trí của cảm biến vị trí trục cam trên động cơ Ford Focus 25
Hình 2.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam 26
Hình 2.18: Cảm biến lưu lượng khí nạp 26
Hình 2.19: Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp 27
Hình 2.20: Sơ đồ mạch điện lưu lượng khí nạp 28
Hình 2.21: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 29
Hình 2.22: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát 30
Hình 2.23: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 31
Hình 2.24: Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp 32
Hình 2.25: Cảm biến áp suất điện dung 33
Hình 2.26: Mạch điện cảm biến áp suất đường ống nạp 34
Hình 2.27: Cảm biến vị trí bướm ga 35
Hình 2.29: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 36
Hình 2.30: Cảm biến nhiệt độ khí nạp 37
Hình 2.31: Mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp 38
Hình 2.32: Đặc tính của cảm biến nhiệt độ không khí nạp 39
Hình 2.33: Cấu tạo cảm biến ôxy 40
Hình 2.34: Sơ đồ hoạt động cảm biến Oxy 42
Hình 2.34: Tín hiệu điện áp cảm biến oxy 42
Hình 2.35: Đặc tính của cảm biến oxy 43
Hình 2.36: Cảm biến kích nổ của xe Ford Focus 43
Hình 2.37: Cấu tạo cảm biến kích nổ 44
Hình 2.38: Đồ thị biểu diễn tần số kích nổ 45
Hình 2.39: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ 45
Hình 2.40: Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 46
Hình 2.41: Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất nhiên liệu 47
Hình 2.42: Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 48
Hình 2.43: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nhiên liệu 48
Hình 2.44: Cấu tạo cảm biến vị trí bàn đạp chân ga 49
Hình 2.45: Sơ đồ mạch điện của cảm biến vị trí bàn đạp ga 50
Hình 3.1: Đèn check engine sáng báo hiệu có thể hệ thống phun xăng gặp sự cố 56
Hình 3.2: Máy chuẩn đoán Autel MaxiSys S906 57
Hình 3.3: VCI kết nối thành công với máy chuẩn đoán 58
Hình 3.5: Chọn ô hãng xe Ford 59
Hình 3.6: Số VIN của xe Ford Focus 1.5L Ecoboost 59
Hình 3.7: Chọn ô Diagnoisis trên màn hình máy chuẩn đoán 60
Hình 3.8: Chọn Auto Scan để máy chuẩn đoán tự động 60
Hình 3.9: Các mã lỗi hệ thống mà xe gặp phải sẽ hiển thị trên màn hình 61
Hình 3.10: Máy chẩn đoán Autel 63
Hình 3.11: Đồng hồ vạn năng 63
Hình 3.12: Bộ dụng cụ kiểm tra áp suất nhiên liệu 65
Hình 3.14: Lắp đặt bơm cao áp 70
Hình 3.15: Lắp đặt miếng cách điện 71
Hình 4.1: Kim phun xe Toyota Vios 2010 71
Hình 4.2: Môbin đánh lửa của xe Toyota Vios 2010 73
Hình 4.3: Bugi NGK sử dụng trong mô hình 74
Hình 4.4: Hộp ECU điều khiển động cơ của xe Toyota Vios 2010 75
Hình 4.5: Cảm biến vị trí trục khuỷu của xe Toyota Vios 2007 76
Hình 4.6: Module điều khiển tốc độ động cơ 77
Hình 4.7: Motor 775 12V giả lập tốc độ quay của động cơ 77
Hình 4.8: Cảm biến vị trí trục cam xe Toyota Vios 2010 78
Hình 4.9: Cảm biến lưu lượng gió nạp xe Toyota Vios 2010 78
Hình 4.10: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Toyota Vios 2010 79
Hình 4.11: Cảm biến oxy của xe Toyota Vios 2010 79
Hình 4.12: Bơm xăng xe Toyota Vios 2010 80
Hình 4.13: Kích thước khung sắt của mô hình 81
Hình 4.14: Bảng sơ đồ bố trí của mô hình 81
Hình 4.15: Xác định các chân của ECU rồi đánh dấu lại 82
Hình 4.16: Lắp đặt hệ thống kim phun và ống rail lên bảng mô hình 82
Hình 4.17: Lắp đặt các mobin đánh lửa 83
Hình 4.18: Mô hình sau khi được lắp đặt đầy đủ các hệ thống và cảm biến 83
Hình 4.19: Tiến hành dán keo cố định các chi tiết 84
1 Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Ford
2 Bảng 2.2: Sơ đồ điều khiển hệ thống phun xăng trực tiếp GDI 22
3 Bảng 2.3: Bảng giá trị ohm thay đổi điện áp theo nhiệt độ khí nạp 41
Bảng 3.1:Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI trên xe
Kí hiệu Tên Diễn giải
A/F Air/Fuel Tỉ lệ không khí với nhiên liệu
A/C Air Conditioning Điều hòa không khí
APP Accelerator Pedal Position Cảm biến vị trí bàn đạp ga
CKP Crankshaft Position Cảm biến vị trí trục khuỷu
CMP Camshaft Position Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
EFI Electronic fuel injection Phun nhiên liệu điện tử
EGR Exhaust Gas Recirculation Van tuần hoàn khí xả
ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiên trung tâm
FRP Fuel Rail Pump Bơm nhiêu liệu
FMR Fuel metering vavle Bộ điều tiết áp suất thấp (6-
GDI Gasonline direct injection Phun xăng trục tiếp
HDP Hydraulic Pump Bơm thủy lực
IAT Intake Air Temperature Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Công suất chỉ thị trung bình
MAF Mass Air Flow Cảm biến lưu lượng khí nạp
MAP Manifold Absolute Pressure Cảm biến chân không
UBHC Unburned hydrocarbons khí hydrocarbon không cháy
VREF Reference Voltage Điện áp (5V) cấp cho cảm biến
WOT Wide Open Throttle hoạt động mở rộng ga
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ
PHUN XĂNG TRỰC TIẾP GDI 1.1 Lý do chọn đề tài Ô tô đã trở thành một phương tiện vận chuyển thông dụng trong bất cứ ngành nghề nào của nền kinh tế quốc dân như: khai thác tài nguyên, dich vụ công cộng, xây dựng cơ bản, quân sự và đặc biệt là phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người… Một chiếc ô tô hiện đại ngày ngay phải đáp ứng được các nhu cầu về tính tiện nghi, an toàn, kinh tế, thẩm mỹ và thân thiện với môi trường Các nhà chế tạo ô tô nói chung và hãng xe Ford nói riêng đã không ngừng cải tiến và hoàn thiện chúng bằng việc đưa kỹ thuật tiên tiến nhằm đáp ứng những nhu cầu đó.
Hiện nay ngành công nghệ ô tô đã có những bước phát triển vượt bậc, các vấn đề về tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ mội trường luôn được đặt lên hàng đầu Ford là một trong những hãng xe tiên phong và tích cực nhất trong việc bảo vệ môi trường thông qua việc ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến tiết kiệm nhiên liệu giảm khí CO2 Điển hình là Ford đã cho ra đời ngày càng nhiều động cơ xanh Ecoboost Nói đến các chiếc xe được trang bị động cơ Ecoboost tại Việt Nam phải kể đến Focus 1.5L Ngoài ra, nhằm cập nhật những công nghệ mới và tìm hiểu sâu về hệ thống phun xăng trực tiếp GDI nên em quyết định chọn đề tài “ khai thác hệ thống phun xăng trực tiếp trên ô tô Ford Focus Thiết kế mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa – đánh lửa điện tử ” làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình.
1.2 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phun xăng
1.2.1 Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng
Hệ thống phun xăng là một trong những hệ thống quan trọng bậc nhất của động cơ đốt trong.
Hệ thống phun xăng có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu để cho động cơ hoạt động.
Hệ thống phun xăng dựa vào tính hiệu của các cảm biến phải cung cấp chính xác lượng xăng và thời điểm phun để động cơ hoạt động hoàn hảo nhất Với hệ thống phun xăng trực tiếp GDI còn giúp hạn chế tình trạng cặn bám trên đường ống nạp ngay phía
1.2.2 Yêu cầu của hệ thống phun xăng
• Lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ phải chính xác để động cơ hoạt động tốt nhất và tiết kiệm nhiên liệu Nhiên liệu cung cấp tới kim phun phải sạch và không chứa cặn bẫn.
• Thời điểm phun được tính toán để động cơ đạt công suất tốt nhất
• Có tuổi thọ cao, chi phí bảo dưỡng sửa chửa thấp.
• Có kết cấu nhỏ gọn, bền bỉ, dễ bảo dưỡng sửa chữa.
• Hỗn hợp nhiên liệu khi phun vào xy lanh phải tơi và có từng tỷ lệ A/F khác nhau tùy vào từng chế độ làm việc của động cơ.
• Lượng nhiên liệu cung cấp vào từng xy lanh phải như nhau.
1.2.3 Phân loại hệ thống phun xăng
1.2.3.1 Phân loại theo điểm phun
Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm): kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các xy lanh của động cơ, bên trên bướm ga.
Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa điểm): mỗi xy lanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước xupap nạp.
1.2.3.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun
Phun xăng điện tử: được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của động cơ (các sensors) và bộ điều khiển trung tâm (computer) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.
Phun xăng thủy lực: được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên liệu Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ Có một vài loại xe trang bị hệ thống này.
Phun xăng cơ khí: được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
1.2.3.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng
Hệ thống phun xăng gian đoạn: đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào xupap Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupap mở ra hay đóng lại.
Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
Hệ thống phun xăng đồng loạt: là phun xăng vào động cơ ngay trước khi xupap nạp mở ra hoặc ngay khi xupap nạp mở ra Áp dụng cho hệ thống phun dầu
Hệ thống phun xăng liên tục: là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc Bất kì lúc nào động cơ đang chạy đều có một lượng xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ Tỉ lệ hòa khí được điều khiển bằng sự giảm áp suất nhiên liệu tại các kim phun Do đó lưu lượng phun ra cũng được giảm theo.
1.2.3.4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun
Phun theo nhóm đơn: hệ thống này, các kim phun được chia thanh 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên Mỗi nhôm phun một lần vào một vòng quay trục khủy.
Phun theo nhóm đôi: hệ thống này, các kim phun cũng được chia thanh 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên.
ECOBOOST
Tổng quan về xe Ford Focus 1.5l Ecoboost
2.1.1 Giới thiệu về xe Ford Focus 1.5l Ecoboost
Ford Focus được hãng ô tô Mỹ giới thiệu lần đầu tại thị trường Châu Âu vào năm
1998 và gia nhập xứ sở cờ hoa vào năm 2002 Kể từ lúc gia mắt đến nay, Focus liên tục được cải tiến sao cho phù hợp với túi tiền, tiết kiệm nhiên liệu và cũng như trở thành một trong những dòng xe hatchback đáng gờm với 350 mã lực Mỗi lần xuất hiện, phong cách thiết kế, động cơ và các biến thể hiệu suất cao của Ford Focus đều trở thành đề tài bàn tán và tâm điểm chú ý của giới mộ điệu Ford Focus có thiết kế hiện đại, thể thao tạo nên nét riêng biệt của mẫu xe đến từ xứ sở cờ hoa.
Mẫu xe Focus có 2 mẫu là sedan và hatchback Ford Focus 2018 được trang bị động cơ Ecoboost 1.5L Duratec 16 van, kết hợp cùng hộp số tự động 6 cấp ly hợp kép tạo nên một mẫu xe mạnh mẽ bền bỉ và tiết kiệm nhiên liệu Ford Focus được xây dựng trên một nền tảng của sự rộng rãi và tiện nghi cùng với nhiều công nghệ được cải tiến, chính vì lẽ đó mà Ford Focus là đối thủ đáng gờm của các mẫu xe cùng phân khúc.
2.1.2 Một số thông số về xe Ford Focus 1.5l Ecoboost
Bảng 2.1:Thông số kỹ thuật xe Ford Focus 1.5l Ecoboost
Hệ thống cung cấp nhiên liệu Ford Focus 1.5l Ecoboosst
2.2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng GDI
Hệ thống nhiên liệu của động cơ GDI về cơ bản bao gồm:
Hệ thống phân phối và ổn định áp suất.
Bơm nhiên liệu áp suất thấp (tiếp vận).
Chiều dài cơ sở (mm) 2648
Chiều rộng cơ sở trước/sau 1554 / 1544 Động cơ
Kiểu động cơ Xăng 1.5L EcoBoost 16 Van
Dung tích xi lanh (cc) 1499
Công suất cực đại (PS/vòng/phút) 180/6000
Mô men xoắn cực đại
Hệ thống nhiên liệu Phun trực tiếp với turbo tăng áp
Hộp số Tự động 6 cấp ly hợp kép
Hệ thống lái Trợ lực lái điện (EPSA)
Hệ thống điều khiển phun.
Các thiết bị phụ khác như: thùng nhiên liệu, lọc, van an toàn, các đường ống…
Hình 2.2:Sơ đồ hệ thống nhiên liệu của động cơ GDI Ở động cơ GDI, nhiên liệu được đưa trực tiếp vào buồng đốt ở kỳ nạp hoặc kỳ nén Để đưa được nhiên liệu vào buồng đốt động cơ trong kỳ nén thì hệ thống nhiên liệu phải đáp ứng được yêu cầu áp suất phun nhiên liệu của kim phun phải lớn hơn áp suất của không khí trong buồng đốt ở kỳ nén, đồng thời để nhiên liệu được phun tơi hòa trộn tốt với không khí trong buồng đốt thì áp suất đòi hỏi phải lớn hơn áp suất trong buồng đốt ở kỳ nén rất nhiều.Việc tạo ra hỗn hợp trong buồng đốt động cơ GDI liên quan trực tiếp đến quá trình cung cấp nhiên liệu Nếu cung cấp nhiên liệu không đạt yêu cầu sẽ dẫn tới quá trình tạo hỗn hợp không tốt, ảnh hưởng đến quá trình cháy gây tiêu hao nhiên liệu, ô nhiễm môi trường.
2.2.2 Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu
Hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ GDI là một thành phần quan trọng cung cấp các dòng chảy trong xy lanh để tạo ra một lượng hỗn hợp phù hợp cho từng chế độ
Bơm cao áp phunKim Cảm biến áp suất nhiên liệu
ECU hoạt động của động cơ Sự phun tơi nhiên liệu (phun nhiên liệu dưới dạng sương) cần phải được tiến hành dưới mọi điều kiện hoạt động của động cơ Một hệ thống nhiên liệu GDI cần phải cung cấp ít nhất là hai và có thể là ba hoặc nhiều hơn các chế độ hoạt động khác nhau Đồng thời nó cần đáp ứng được cả 2 chức năng sau: phun trể cho sự nạp phân tầng tại chế độ tải nhỏ và phun nhiên liệu trong kỳ nạp cho sự nạp đồng nhất tại chế độ toàn tải Tại chế độ tải nhỏ, khả năng phun sương hoặc sự pha trộn hỗn hợp (chùm hỗn hợp) tốt sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho sự hình thành hỗn hợp và điều khiển sự phân tầng Tại chế độ toàn tải thì khả năng phun phân tán hoặc chùm hỗn hợp là điều được mong muốn để đảm bảo khả năng nạp đồng nhất cho lượng phun nhiên liệu lớn.
Buồng đốt của động cơ GDI được thiết kế có các vách dẫn hướng để nhiên liệu khi phun vào sẽ được dẫn hướng va chạm vào lớp không khí và được tách ra từng lớp tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc hơi và hoà trộn tạo hỗn hợp đồng nhất. Để đưa được nhiên liệu vào buồng đốt động cơ trong kỳ nén, hệ thống nhiên liệu phải đáp ứng được yêu cầu áp suất phun nhiên liệu của kim phun phải lớn hơn áp suất của không khí trong buồng đốt ở kỳ nén, đồng thời để nhiên liệu được phun tơi hòa trộn tốt với không khí trong buồng đốt thì áp suất đòi hỏi phải lớn hơn áp suất trong buồng đốt ở kỳ nén rất nhiều Hệ thống phun phải phun nhanh nhiên liệu vào cuối kỳ nén với áp suất xung quanh lên tới 1MPa, việc này đòi hỏi áp suất phun nhiên liệu phải cao Việc xác định áp suất phun nhiên liệu trở nên rất quan trọng để mà có thể đạt được hiệu suất phun sương tốt Một áp suất phun nhiên liệu cao thì đòi hỏi phải giảm bớt đường kính của vòi phun, trong khi dùng một áp suất thấp thì sẽ làm giảm bớt tổn thất khi bơm, thời gian mồi bơm và giảm được tiếng ồn khi phun Việc sử dụng một áp suất phun rất cao, chẳng hạn như 20MPa (Nếu áp suất quá thấp thì nhiên liệu sẽ bốc hơi và hòa trộn không tốt khi phun vào buồng đốt, còn khi áp suất quá cao thì nhiên liệu có thể đi xuyên qua khối khí và va chạm với thành buồng đốt, điều này không tốt) sẽ tăng cường tạo sương nhưng có thể sẽ tạo ra sự phun thâm nhập, kết quả làm ướt thành xilanh.
Dựa trên những phân tích đó, các điểm quan trọng liên quan đến hệ thống nhiên liệu GDI là:
Áp suất từ 4 -> 13MPa là áp suất thiết kế của đường ống nhiên liệu.
Áp suất đường ống từ 5->10MPa thì được áp dụng ở hầu hết các hệ thống động cơ GDI hiện tại.
Tuổi thọ của bơm, tiếng ồn và chế độ mồi là các yếu tố quan trọng cần quan tâm khi áp suất trên 8.5MPa.
2.2.3 Các bộ phận chính trên hệ thống cung cấp nhiên liệu
2.2.3.1 Hệ thống phân phối và ổn định áp suất phun
Đường ống phân phối (ống rail). Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (ống phân phối) dùng để chứa nhiên liệu có áp suất cao Đồng thời, sự dao động của áp suất do bơm cao áp tạo ra sẽ được giảm chấn (damped) bởi thể tích của ống Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao này dùng chung cho tất cả các xy lanh Ngay cả khi một lượng nhiên liệu bị mất đi khi phun, ống vẫn duy trì áp suất thực tế bên trong không đổi Điều này bảo đảm cho áp suất phun của kim không đổi ngay từ khi kim mở.
Hình 2.3: Ống phân phối nhiên liệu được sử dụng trên xe Focus Để kim phun có thể phun vào buồng đốt ở kì nén thì áp suất nhiên liệu phải từ 4.0MPa đến 13.0 MPa Nếu áp suất quá thấp thì nhiên liệu sẽ bốc hơi và hòa trộn không tốt khi phun vào buồng đốt, còn khi áp suất quá cao thì nhiên liệu có thể đi xuyên qua khối khí và va chạm với thành buồng đốt, điều này cũng không tốt Các kim phun được bố trí chung vào hệ thống phân phối, hệ thống này đảm bảo được việc tạo áp suất như yêu cầu và duy trì áp suất này trong lúc kim phun hoạt động.
Hình 2.4:Cấu trúc đường ống phân phối
Van điều chỉnh áp suất nhiên liệu (van điều áp):
Nằm ở phần dưới của đường nạp và được gắn vào giữa đường ống phân phối nhiên liệu và đường hồi nhiên liệu vào bể chứa Có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất nhiên liệu là để điều chỉnh áp suất nhiên liệu trong đường ống phân phối nhiên liệu để phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.
+ Nếu áp lực nhiên liệu quá cao được phát hiện (dựa vào cảm biến nhiệt độ và áp suất nhiên liệu) thì van điều chỉnh áp suất nhiên liệu được kích hoạt bởi một xung tín hiệu từ ECU Kết quả của điều này, một từ trường gây ra trong cuộn dây từ tính cộng với áp lực của nhiên liệu và đẩy van bi lên ra khỏi chỗ tì van Bằng cách này, dòng nhiên liệu được trả về là thay đổi tùy thuộc vào kích thước tín hiệu, do đó làm thay đổi tỷ lệ nhiên liệu hồi về và điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo từng chế độ hoạt động.
Hình 2.5:Cấu trúc van điều khiển áp suất
+ Nếu mất tín hiệu điện: các van điều tiết đóng lại Điều này đảm bảo là luôn luôn đủ áp suất nhiên liệu hiện diện trong đường ống Để bảo vệ các thành phần chống lại các áp lực quá cao, van điều tiết áp lực nhiên liệu hoạt động nhờ một lò xo hạn chế áp lực cơ học Nó mở ra ở áp suất nhiên liệu là 12 MPa.
Cảm biến áp suất nhiên liệu
Hình 2.6:Cấu tạo cảm biến áp suất nhiên liệu Đường nối điện Lò xo
Solenoid Phần ứng Đường hồi nhiên liệu
Lỗ hồi nhiên liệu Đế Van Van Phần nối với ống rail
Vỏ Đầu nối Đường liên kết
Bảngmạch PC Phần nối với đường ống
Cảm biến áp suất nhiên liệu phát hiện áp suất nhiên liệu trong ống phân phối. Trên cơ sở đó ECU sẽ điều khiển để tạo ra áp suất quy định phù hợp với các điều kiện lái xe Nếu áp suất nhiên liệu trong đường ống phân phối thấp hơn so với áp suất dự định thì thời gian mở vòi phun sẽ được kéo dài.
Chức năng: dùng để điều khiển phun nhiên liệu áp suất cao vào buông Cấu tạo kim phun bao gồm: đường nhiên liệu vào, đầu giắc điện, cuộn dây điện từ, ti kim, lõi từ, đế ti kim, lỗ phun, lò xo.
Vị trí kim phun: kim phun nằm ở chính giữa phía trên nóc buồng đốt của mỗi xy lanh giữa xupap hút và xupap nạp Điều này cho phép phân phối nhiên liệu đồng đều hơn và do đó hình thành hỗn hợp nhiên liệu tối ưu trong buồng đốt Vòng đệm cho ống phân phối nhiên liệu là vòng đệm chữ O nằm ở đầu trên của kim phun Phía bên dưới là đĩa đệm do đó góp phần tạo độ khít phù hợp Có giá đỡ dưới của mỗi kim phun và giá gắn tương ứng trong ống phân phối nhiên liệu Kim phun được tạo áp suất cao trước trên giá đỡ dưới, tại đây kim phun được đỡ trên vòng đệm Do đó vị trí đặt kim phun vừa khít với khe hở buồng đốt trên nắp máy được đảm bảo tối ưu Các kim phun gắn cùng với ống phân phối nhiên liệu vào đầu nắp máy Do đó không cần thêm đường ống nhiên liệu áp suất cao Gioăng buồng đốt (vòng Teflon) ở đầu dưới của vòng đệm kim phun làm kín khoảng hở từ kim phun đến mặt sau buồng đốt Trước khi lắp ống phân phối nhiên liêu, kim phun phải đươc chỉnh vào vi trí chính xác Để thưc hiện điều này, giá đỡ dưới được đẩy vào phần dẫn hướng trong kim phun.
Hình 2.8:Cấu tạo kim phun nhiên liệu Ford Focus 1.5l Ecoboost
Nguyên lý làm việc: trong suốt quá trình phun, các cuộn dây từ trong vòi phun được kích hoạt và một từ trường được tạo ra Phần ứng và van kim được nâng lên, van mở và nhiên liệu được phun vào Nếu cuộn cảm không còn được kích hoạt(không còn điện), từ trường bị triệt tiêu và van kim bị đẩy xuống nhờ áp lực của lò xo Lưu lượng nhiên liệu phun bị chặn Phun áp suất cao được kích hoạt bằng một mạch điện tử trong PCM động cơ để ty kim nhấc lên, lưu lượng nhiên liệu được phun phụ thuộc vào thời gian từ lúc cấp điện đến khi ty kim nhấc lên và khi ty kim đóng cũng cần có thời gian để đóng lại hoàn toàn (thời gian này gọi là thời gian chết) Trong 1 chu trình hoạt động của động cơ thời gian để kim phun cấp nhiên liệu vào động cơ là rất ngắn (từ 0.9 – 6.0 ms nhất là khi động cơ hoạt động tốc độ cao) vì vậy, thời gian chết của kim phun cần phải được tính toán chính xác và cuộn solenoid được thiết kế dòng điện cảm ứng gây ra là nhỏ nhất Đồng thời trong quá trình nhấc kim áp suất nhiên liệu phun vào động cơ có thể làm thay đổi áp suất trên đường ống và trong quá trình đóng kim đột ngột cũng làm dao động áp suất trong đường ống Một điện thế cao (90-100)V cung cấp cho hệ thống nhiên liệu để giới hạn cường độ dòng điện cao có thể đạt đến 10A trong mạch, hiệu điện thế này dùng để nhấc ty kim, còn việc giữ ty kim mở thì nhờ hiệu điện thế 30V với cường độ dòng điện từ 3-4 A. Điều khiển phun nhiên liệu: khi xe chạy ở chế độ bình thường hoặc tải nhỏ thì nhiên liệu được phun vào kì nén giúp hòa trộn tốt với không khí, đảm bảo cháy sạch và
Ti kim với lõi từ Đế ti kim
Lỗ phun Đầu nối điện Đường nhiên liệu vào
Lò xo tiết kiệm nhiên liệu tối đa Khi xe chạy với tải lớn, hay tăng tốc nhiên liệu được phun vào buồng đốt trong suốt kì nạp, hỗn hợp nhiên liệu-không khí hoà trộn với tỷ lệ đồng nhất và có thêm một lượng nhỏ nhiên liệu phun vào để động cơ tăng tốc.
2.2.3.3 Bơm nhiên liệu áp suất thấp (tiếp vận)
Bơm nhiên liệu được lắp trong bình nhiên liệu và được kết hợp với bộ lọc nhiên liệu, bộ điều áp, bộ đo nhiên liệu,
Hình 2.9:Cấu trúc bơm tiếp vận
Cánh bơm được mô tơ quay để nén nhiên liệu Van một chiều đóng lại khi bơm nhiên liệu dừng để duy trì áp suất trong đường ống nhiên liệu và làm cho việc khởi động động cơ dễ dàng hơn Nếu không có áp suất dư dễ xảy ra hiện tượng khoá hơi ở nhiệt độ cao làm cho việc khởi động lại khó khăn Van an toàn mở ra khi áp suất ở phía cửa ra trở nên quá cao Bơm này cung cấp áp suất nhiên liệu tới bơm cao áp khoảng 0.6MPa.
Hệ thống điều khiển phun xăng trực tiếp GDI trên Ford Focus 1.5L Ecoboost
Trên hệ thống phun xăng trực tiếp GDI sẽ được trang bị các cảm biến như: cảm biến đo lưu lượng khí nạp, cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến trục cam….Khi ECU nhận được các tín hiệu từ các cảm biến, ECU sẽ so sánh với các giá trị được nạp sẵn và tính toán chính xác lượng phun và thời điểm phun Khi một trong các cảm biến bị hư hỏng hoặc gửi tín hiệu sai thì ECU sẽ điều khiển thời điểm phun xăng và lượng phun bị sai Vì vậy tín hiệu gửi đến hộp ECU của các cảm biến vô cùng quan trọng và nó ảnh hưởng trực tiếp đến tình trạng hoạt động của động cơ Bên cạnh đó động cơ sử bàn đạp ga Có thể nói động cơ Ecoboost là một trong những động cơ tích hợp nhiều công nghệ mới nhất của thế giới trong lĩnh vực ôtô.
Bảng 2.2:Sơ đồ điều khiển hệ thống phun xăng trực tiếp GDI trên ô tô Ford Focus
2.3.2.1 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Cảm biến vị trí trục khuỷu là một chi tiết nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc tính toán thời điểm phun xăng và góc đánh lửa để đảm bảo cho hệ thống động cơ xe hoạt động bình thường.
Cảm biến vị trí trục khủy
Điều khiển phun nhiên liệu
Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến áp suất tuyệt đối khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến áp suất nhiên liệu
Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu
Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga
Hình 2.12:Vị trí cảm biến trục khuỷu trên động cơ Ford Focus 1.5L Ecoboost
Chức năng: cảm biến vị trí trục khuỷu có nhiệm vụ đo tín hiệu tốc độ của trục khuỷu, vị trí trục khuỷu gửi về cho ECU và ECU sử dụng tín hiệu đó để tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản, thời gian phun nhiên liệu cơ bản cho động cơ.
Hình 2.13:Cấu tạo của cảm biến vị trí trục khuỷu loại hall
Cấu tạo: cảm biến vị trí trục khuỷu được sử dụng trên xe Ford Focus Ecoboost 1.5L là loại cảm biến hall: Gồm 1 phần tử Hall ở đầu cảm biến, IC và nam châm vĩnh cửu trong cảm biến Cảm biến loại hall thì bao gồm 3 chân: chân nguồn cấp(5V), chân mass, chân tín hiệu (tín hiệu gửi về ECU 0V và 5V).
Nguyên lý hoạt động: khi động cơ hoạt động, trên trục khuỷu của động cơ sẽ có bánh răng kích từ quay cùng với trục khuỷu, khi bánh răng kích từ quay cảm biến vị trí
Negative trục khuỷu sẽ cung cấp tín hiệu cho ECU để ECU tính toán thời điểm phun xăng và thời điểm đánh lửa.
Hình 2.14:Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu Trong đó:
Cực VREF của PCM cung cấp điện áp 5V cho cảm biến CKP Cực CKP gửi tín hiệu điện áp về PCM.
Cực SIGRTN của PCM nối mass cho cảm biến.
Khi cảm biến này bị hỏng, động cơ có thể không khởi động được, khó khởi động khi máy nguội, tốc độ cầm chừng không đều, máy rung vì đánh lửa sai, hao xăng và không tăng tốc ổn định.
2.3.2.2 Cảm biến vị trí trục cam
Hình 2.15:Cảm biến vị trí trục cam sử dụng trên xe Ford Focus
Cảm biến vị trí trục cam là bộ phận giám sát chuyển động quay của trục cam và cung cấp dữ liệu này cho mô-đun điều khiển động cơ (ECM) của xe Tùy từng dòng xe mà cảm biến vị trí trục cam cũng sẽ được đặt ở những vị trí khác nhau Cảm biến vị trí trục cam trên xe Focus được nhà sản xuất bố trí ở đuôi trục cam và nằm trên nắp giàn cò.
Chức năng: cảm biến vị trí trục cam CMP (Camshaft Potion Sensor) nắm một vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ ECU sử dụng tín hiệu này để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời xác định vị trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lửa cho chính xác.
Với những động cơ đời mới hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh cảm biến trục cam còn đóng vai trò giám sát sự hoạt động của hệ thống điều khiển trục cam biến thiên, ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến này để xác định rằng hệ thống trục cam biến thiên có đang làm việc đúng như tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay không Trên một số loại xe, cảm biến vị trí trục cam bị hư hỏng sẽ khiến bugi không thể đánh lửa và xe khó nổ máy Hoặc xe cũng không thể chuyển số, luôn phải tắt máy và khởi động lại Nếu cảm biến bị hỏng trong khi xe đang di chuyển, thì công suất động cơ sẽ bị giảm lúc này tốc độ xe sẽ chậm.
Hình 2.16:Vị trí của cảm biến vị trí trục cam trên động cơ Ford Focus
Trên xe Focus được trang bị 2 cảm biến vị trí trục cam nạp và cam xả Cấu tạo cảm biến vị trí trục cam có cấu tạo như cảm biến vị trí trục khuỷu
Nguyên lý hoạt động: khi trục cam quay thì trên trục cam sẽ có các răng kích từ về hộp ECU và ECU sẽ xác định được điểm chết trên của các xi lanh và từ đó điều khiển phun nhiên liệu và đánh lửa.
Hình 2.17:Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam Trong đó:
Cực VREF của PCM cung cấp điện áp 5V cho cảm biến CMP Cực CMP gửi tín hiệu điện áp về PCM.
Cực SIGRTN của PCM nối mass cho cảm biến.
CMP có công dụng báo cho PCM của xe biết chính xác vị trí của cốt cam hay xúpáp ở những vị trí tương ứng với cuối thì nổ để PCM điều chỉnh các thời điểm đánh lửa thích hợp cho các xy lanh của động cơ.
2.3.2.3 Cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Air Flow Sensor - MAF) có vị trí nằm ở giữa bộ lọc khí và đường ống nạp giúp xác định tốc độ, khối lượng không khí đi vào hệ thống phun nhiên liệu của động cơ đốt trong.
Hình 2.18:Cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Air Flow Sensor - MAF) có vị trí nằm ở giữa bộ lọc khí và đường ống nạp giúp xác định tốc độ, khối lượng không khí đi vào hệ thống phun nhiên liệu của động cơ đốt trong.
Chức năng: dùng để đo lượng không khí được nạp vào động cơ để ECU tính toán được lượng nhiên liệu phun phù hợp với lượng không khí, tỷ lệ A/F phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ Cảm biến lưu lượng khí nạp đặt trong đường ống nạp phía sau bộ lọc không khí Cảm biến lưu lượng khí nạp là loại bộ đo lưu lượng gió bằng dây nhiệt có một dây nhiệt và nhiệt điện trở, được sử dụng như một cảm biến được đặt vào đường nạp và nhận biết được lưu lượng khí nạp đi qua Bằng cách trực tiếp đo khối lượng không khí nạp, độ chính xác nhận biết lưu lượng khí nạp được tăng lên và hầu như không có sức cản của không khí nạp.
Các hư hỏng thường gặp
Hoạt động của hệ thống phun xăng ảnh hưởng trực tiếp đến công suất và khả năng vận hành của động cơ Tuy nhiên, quá trình vận hành của hệ thống cũng dễ bị chi phối bởi các yếu tố bên ngoài Việc thường xuyên nạp nhiên liệu kém chất lượng, nhiễm tạp chất sẽ khiến bụi bẩn tích tụ trong kim phun xăng trong thời gian dài Nếu không thường xuyên kiểm tra hệ thống phun xăng sẽ tác động xấu đến hiệu quả hoạt động.
Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phun xăng GDI trên xe ford focus:
Bảng 3.1:Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phun xăng trực tiếp GDI trên xe Ford Focus 1.5l Ecoboost
STT Những hư hỏng thường gặp
1 Động cơ không khởi động được
+ Do bơm nhiên liệu ở thùng xăng không hoạt động dẫn đến xăng không được cung cấp đến bơm cao áp.
+ Do các kim phun không được cung cấp tín hiệu điện dẫn đến kim phun không hoạt động và không có xăng được cung cấp vào buồng đốt.
+ Do cảm biến áp suất nhiên liệu bị hư hỏng dẫn đến báo sai áp suất trong ống phân phối và ECU điều khiển hồi xăng về thung chứa.
+ Do áp suất nhiên liệu thấp.
+ Cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu bị hư hỏng.
2 Động cơ hoạt động rung giật khi ở chế độ cầm chừng.
+ Nguyên nhân có thể do lọc thô lâu ngày đóng cặn bẩn dẫn đến bị nghẹt và xăng cung cấp không đủ cho đông cơ.
+ Có thể do 1 hoặc 2 kim phun bị mất tín hiệu hoặc kim phun bị hư hỏng dẫn đến động cơ bị rung giật.
3 Động cơ tăng tốc kém hoặc không thể đạt công suất tốt nhất.
+ Do bơm cao áp tạo ra áp suất nhiên liệu yếu nên lượng nhiên liệu phun không đủ làm cho động cơ hoạt động yếu.
+ Do lọc nhiên liệu bị cặn bả làm nghẹt.
+ Do đường ống của hệ thống nhiên liệu bị tắc nghẽn hoặc gấp khúc.
4 Động cơ bị tắt máy khi đang hoạt động
+ Do nhiên liệu không được cung cấp cho động cơ.
+ Cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí trục khuỷu bị hư hỏng
Xe đang hoạt động và bị òa ga hoặc tăng tốc kém
+ Do cảm biến bàn đạp chân ga bị hỏng hoặc cảm biến vị trí bướm ga hỏng.
Tốc độ không tải của động cơ cao
+Do cảm biến vị trí bướm ga hoặc cảm biến vị trí bàn đạp chân ga hư hỏng.
7 Động cơ thải ra khói đen
+ Do kim phun nhiên liệu bị rò rỉ nhiên liệu hoặc lâu ngày bị bụi bẩn đóng lại đầu béc phun gây tắc kim phun.
+ Do bơm cao áp yếu đi tạo ra áp suất thấp nên lượng nhiên liệu hòa phun xy lanh giảm làm sai tỷ lệ hòa trộn hỗn hợp nhiên liệu.
+ Do lọc gió động cơ bị bụi bẩn bám gây tắc nghẽn nên lượng không khí nạp cho động cơ bị thiếu.
+ Bộ phận xúc tác khí thải bị nghẽn
+ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát báo sai tín hiệu về hộp ECU.
Khó khởi động khi động cơ nóng
+ Do bơm nhiên liệu sau một thời gian hoạt động thì nóng lên và hoạt động yếu làm cho nguồn nhiên liệu cung cấp cho bơm cao áp bị thiếu.
9 Đồng hồ báo nhiên liệu bị sai
+ Do phao báo nhiên liệu được gắn ở bơm nhiên liệu báo sai.
10 Động cơ hoạt động ở chế độ không tải kém
+ Do lọc không khí nạp bị bẩn.
+ Lượng nhiên liệu phun không chính xác hoặc nhiên liệu bị bẩn.
+ Kim phun có thể bị nghẹt hoặc phun không tơi nhiên liệu.
+ Áp suất hệ thống nhiên liệu thấp.
+ Cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu bị hư hỏng.
+ Cảm biến kích nổ gửi tín hiệu sai về hộp ECU
11 Động cơ tăng tốc bị giật ở 1 khoảng ga
+ Do cảm biến vị trí bướm ga bị hư hỏng.
+ Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga bị hư hỏng ở 1 khoảng ga.
12 Động cơ hoạt động có tiếng gõ
+ Nhiên liệu bị bẩn hoặc phun sai thời điểm
+ Cảm biến vị trí trục cam bị hư hỏng nên báo sai thời điểm phun nhiên liệu.+ Cảm biến vị trí trục khuỷu bị hư hỏng.+ Nhớt động cơ bị thiếu.
13 Tiêu hao nhiên liệu quá mức
+ Lọc gió của động cơ bị nghẹt + Lọc nhiên liệu bị nghẹt + Rò rỉ nhiên liệu trên hệ thống + Kim phun nhiên liệu bị rò rỉ.
+ Van định thời gian bị hư hỏng
Có nhiều khói đen khi xe tăng tốc
+ Lọc gió bị nghẹt hoặc bị bụi bẩn
+ hun sai lượng nhiên liệu hoặc nhiên liệu bị bẩn.
+ Cảm biến vị trí trục khuỷu bị hư hỏng + Kim phun bị hư hỏng.
+ Cảm biến áp suất nhiên liệu bị hư hỏng. + Bộ chuyển đổi xúc tác bị tắc nghẽn.
15 Động cơ hoạt động có khói xanh
+ Do nhớt của động cơ bị rò rỉ vào xy lanh động cơ.
+ Nhiên liệu phun không chinh xác hoặc bị ô nhiễm+ Mòn hoặc hư hỏng các rảnh piston…
Chuẩn đoán hư hỏng hệ thống
3.2.1 Bằng đèn báo động cơ. Đèn báo lỗi động cơ (Check Engine) là đèn cảnh báo tổng quát nhất trong số các loại đèn trên ô tô, bởi liên quan đến nhiều chi tiết máy Đèn check engine nổi sáng khi khởi động và vận hành có nghĩa là xe của bạn đang gặp trục trặc ở hệ thống điều khiển.
Khi khởi động động cơ nếu đèn báo động cơ trên đồng hồ táp lô sáng lên thể hiện xe đang bị lỗi ở các hệ thống của động cơ và rất có thể nó liên quan đến hệ thống phun xăng.
Hình 3.1:Đèn check engine sáng báo hiệu có thể hệ thống phun xăng gặp sự cố
Các dấu hiệu đèn Check Engine sáng và dựa vào tình trạng hoạt động của động cơ có thể chuẩn đoán do hệ thống phun xăng hư hỏng gây nên:
Động cơ hoạt động rung giật.
Động cơ tăng tốc kém, tốc độ động cơ cầm chừng không ổn định.
Động cơ hoạt động ra khói đen.
Khó khởi động khi động cơ nguội.
Các nguyên nhân hệ thống phun xăng bị lỗi và đèn Check Engine sáng lên:
Có một hoặc vài kim phun không hoạt động.
Áp suất nhiên liệu quá cao hoặc quá thấp.
Bơm cao áp nén nhiên liệu không đủ áp suất.
Kim phun phun không đúng lượng nhiên liệu hoặc sai thời điểm.
Khi đèn Check Engine sáng, nếu xe có trục trặc nhỏ thì động cơ vẫn chạy bình thường Tuy nhiên, cần phải kiểm tra và khắc phục nhanh chóng để tình trạng của xe có thể trở nên nghiêm trọng hơn Vì hoạt động của động cơ là sự kết hợp của nhiều bộ phận Nếu một bộ phận bị lỗi có thể ảnh hưởng đến nhiều bộ phận khác Nếu Đèn Kiểm tra Động cơ nhấp nháy liên tục, điều này cho biết có tình trạng khẩn cấp, cần phải khắc phục ngay.
Hình 3.2:Máy chuẩn đoán Autel MaxiSys S906 Để kiểm tra chính xác hệ thống phun xăng đang gặp phải thì chúng ta phải sử dụng máy chuẩn đoán để kiểm tra Máy chuẩn đoán ô tô hay còn gọi là thiết bị đọc lỗi ô tô là loại máy được thiết kế với công nghệ hiện đại với một hệ thống chuẩn đoán lỗi chính xác và sửa chữa hoàn hảo Thiết bị này được tạo ra để đọc và hiển thị các vấn đề và các lỗi mà xe đang gặp phải Máy chẩn đoán Autel được dùng để xác định các lỗi liên quan đến các phần điện trên xe Ở đây chúng ta dùng máy Autel MaxiSys S906 là máy đọc lỗi thông minh có thể chẩn đoán, đọc lỗi hơn 80 hãng xe ô tô, xe vận tải, xe bus.
MaxiSys MS906 được trang bị chip vi xử lý Samsung Exynos Hexa-Core Processor (1.3GHz+1.7GHz), chạy trên hệ điều hành Android 4.4.2 KitKat, tích hợp camera 8.0 Megapixel siêu nét, kết nối wifi cực nhanh giúp người thợ có thể thao tác dễ dàng nhanh chóng.
Các bước để kiểm tra lỗi bằng máy chuẩn đoán gồm:
Bước 1:Bước đầu tiên cần làm đó là kết nối VCI vào giắc chẩn đoán OBD II trên xe Hầu hết tất cả các giắc OBD II đều nằm ở vị trí dưới vô lăng Sau khi cắm vào giắc, VCI sẽ sáng đèn nguồn và hiển thị trên tablet.
Hình 3.3:VCI kết nối thành công với máy chuẩn đoán
Bước 2:Chọn vào ô Diagnostics để chuẩn đoán.
Bước 3:Chọn hãng xe Ford trên màn hình.
Hình 3.5:Chọn ô hãng xe Ford
Ngoài các dòng xe của hãng Ford Máy Autel MaxiSys S906 là máy đọc lỗi thông minh có thể chẩn đoán, đọc lỗi hơn 80 hãng xe ô tô, xe vận tải, xe bus.
Bước 4: Chọn Automatic Selection, bạn có thể nhập số VIN hoặc chọn Read để máy tự đọc số VIN của xe Sau khi máy đọc ra số VIN thì nhấn OK để xác nhận số VIN của xe, và bạn kiểm tra bảng thông số của xe hiện lên trên màn hình, nếu đúng thông số thì ta nhấn YES.
Hình 3.6:Số VIN của xe Ford Focus 1.5L Ecoboost
Bước 5:Chọn phần chuẩn đoán Diagnoisis.
Hình 3.7:Chọn ô Diagnoisis trên màn hình máy chuẩn đoán
Bước 6:Chọn Auto Scan để máy tự chuẩn đoán.
Hình 3.8:Chọn Auto Scan để máy chuẩn đoán tự động
Bước 7: Sau khi máy chuẩn đoán quét qua các hộp trong xe thì các hộp trong xe bị lỗi sẽ hiện chữ Fault màu đỏ, chúng ta chọn vào các mục bị lỗi và xem máy chuẩnđoán báo mã lỗi xảy ra ở vị trí nào trên hệ thống phun xăng và tiến hành sửa chữa và xóa lỗi.
Hình 3.9:Các mã lỗi hệ thống mà xe gặp phải sẽ hiển thị trên màn hình
Kiểm tra và khắc phục hư hỏng
3.3.1 Cảm biến vị trí trục khuỷu.
Các dấu hiệu thường gặp khi cảm biến vị trí trục khuỷu bị hư hỏng:
Xe không thể khởi động được hoặc khó khởi động.
Ở chế độ cầm chừng tua máy không ổn định và động cơ bị rung giật.
Khi tăng tốc thì xe bị ì máy và rung giật, hao xăng.
Công tác chuẩn bị: Đồng hồ VOM, nguồn điện 12V, giắc cắm, tấm kim loại kích từ, thước lá.
Trước tiên hãy bật chìa khóa sang nút ON Tiếp theo hãy sử dụng đồng hồ đo xung để đo chân Signal khi đề máy, tín hiệu tương tự như trong phần thông số kỹ thuật(chân dương 12V, Signal 5V và mát 0V) Và cuối cùng hãy phân tích tín hiệu cảm biến trục khuỷu bằng phương pháp phân tích dữ liệu Engine Speed.
Nếu trong quá trình kiểm tra cảm biến trục khuỷu bị hư hỏng thì sẽ có một số dấu hiện như: động cơ khó khởi động, trên bảng taplo đồng hồ vòng tua không báo, điện trở của 2 chân lúc nguội sẽ báo từ 900 – 1600 ohmvà lúc nóng từ 1200 – 1900 ohm Kiểm tra khe hở của cảm biến với vòng răng kích từ Khe hở tiêu chuẩn là từ 0,5- 1,5mm.
Nếu như không có tín hiệu vòng tua máy, kiểm tra giắc cảm biến có bị hỏng hoặc tiếp xúc kém hay không Kiểm tra khe hở giữa cảm biến và vành răng có quá lớn hay quá nhỏ hay không Bánh răng kích từ có bị gãy hay hư hỏng gì hay không.
Trong quá trình kiểm tra nếu cảm biến bị hư hỏng thì ta thay thế bằng cảm biến mới Nếu kiểm tra khe hở của cảm biến với banh răng kích từ quá lớn thì cần điều chỉnh lại khe hở từ 0.5-1.5mm.
Kiểm tra các giắc điện của cảm biến để đảm bảo giắc điện không bị lỏng.
Thay thế banh răng kích từ nếu banh răng kích từ bị gãy răng, nếu bánh răng kích từ bị cong vênh thì ta làm phẳng lại.
3.3.2 Cảm biến vị trí bướm ga. Động cơ có thể xuất hiện các tình trạng sau nếu tín hiệu từ cảm biến vị trí bướm ga bất thường:
Nhiên liệu tiêu hao tăng đột biến.
Tốc độ không tải không ổn định.
Nồng độ HC, CO trong khí thải cao.
Các nguyên nhân thường gặp khi cảm biến vị trí bướm ga bị hư hỏng.
Đứt dây tín hiệu của cảm biến.
Mòn mạch trở than hoặc IC hall hư hỏng.
Dây tín hiệu chạm mát, chạm dương.
Trong quá trinh vệ sinh họng ga thì ta làm cho bướm ga bị quay 1 góc và khi gắn họng ga lại thì xe có hiện tượng xe bị òa ga hoặc ở garanti thì động cơ có tua máy không ổn định.
Họng ga lâu ngày bị bụi bẩn làm bướm ga đóng không hết làm cho bướm ga bị lệch dẫn đến tín hiệu của cảm biến vị trí bướm ga gửi về hộp ECU bị sai.
Công tác chuẩn bị: đồng hồ VOM, máy chuẩn đoán, nguồn điện 5V, giắc cắm.
Hình 3.10:Máy chẩn đoán Autel
Hình 3.11:Đồng hồ vạn năng
1) Việc đầu tiên bạn cần làm là rút giắc điện của cảm biến.
2) Sau đó tiến hành sử dụng đồng hồ VOM kiểm tra chân mát và chân nguồn của cảm biến có nguồn 5V hay không
3) Sau khi kiểm tra chân nguồn 5V và chân mát thì ta kiểm tra chân tín hiệu bằng cách di chuyển vị trí của bướm ga Giá trị điện áp phải tăng dần hoặc giảm dần tại chân tín hiệu khi cánh bướm ga thay đổi độ mở và không bị gián đoạn ở điểm nào.
4) Dùng máy chuẩn đoán để đọc các mã lỗi của bướm ga, mã cảm biến vị trí bướm ga phổ biến nhất là P0122 - Cảm biến vị trí bướm ga / Switch A Circuit Low Input Nó được kích hoạt khi ECU phát hiện ra rằng mạch TPS A đang tạo ra điện áp thấp hơn mong đợi.
Các mã lỗi thường gặp khác:
P0120 - Cảm biến vị trí bướm ga / Công tắc A Trục trặc mạch
P0121 - Cảm biến vị trí bướm ga / Công tắc A Dải mạch / Vấn đề hiệu suất
P0123 Cảm biến vị trí bướm ga / Công tắc A Mạch đầu vào cao
P0124 Cảm biến vị trí bướm ga / Công tắc A ngắt mạch
Nếu cảm biến sau khi kiểm tra có dấu hiệu bị hư hỏng thì ta nên thay thế bằng cảm biến mới.
Nếu sau khi kiểm tra cảm biến không bị hư hỏng thì ta sử dụng máy chuẩn đoán để reset lại cảm biến vị trí bướm ga và đồng thời xóa đi các lỗi của xe.
Dùng dung dịch vệ sinh chuyên dụng để vệ sinh bướm ga trước khi lắp họng ga vào động cơ.
Các dấu hiệu của động cơ khi bơm tiếp vận bị hư hỏng:
Động cơ không khởi động.
Khi động cơ hoạt động nóng thì động cơ bị rung giật hoặc tắt máy.
Xe khó nổ vào buổi sáng.
Xe đang chạy thì tắt máy.
Sáng sớm đề xe thì động cơ không hoạt động và phải ON OFF chìa khóa 3-4 lần đề lại thì động cơ mới nổ.
Các nguyên nhân dẫn đến bơm nhiên liệu hư hỏng:
+ Lỏng giắc điện của bơm
+ Không có nguồn điện cung cấp cho bơm
+ Bơm xăng sau quá trình hoạt động lâu ngày thì bị bám bụi và mài mòn, thời gian hoạt động kéo dài làm quá tải làm cho bơm nhiên liệu hoạt động kém.
+ Van 1 chiều trong bơm nhiên liệu bị hư khiến nhiên liệu bị chảy về bình xăng khi bơm không hoạt động.
+ Nguồn điện cung cấp cho bơm nhiên liệu bị sụt áp làm cho bơm nhiên liệu hoạt động kém.
Kiểm tra và khắc phục hư hỏng:
Công tác chuẩn bị dụng cụ: Đồng hồ VOM, đồng hồ đo áp suất nhiên liệu, các đường ống mềm và đầu nối.
Hình 3.12:Bộ dụng cụ kiểm tra áp suất nhiên liệu
Kiểm tra nguồn điện cung cấp cho bơm nhiên liệu:
Dùng đồ hồ VOM kiểm tra giắc điện cung cấp nguồn cho bơm, nếu chân dương cấp nguồn 12V và chân mát 0V thì nguồn điện cung cấp bình thường.
Kiểm tra áp suất của bơm nhiên liệu:
1 Tháo ống nhiên liệu cung cấp ở chỗ bầu lọc nhiên liệu và nối với đồng hồ đo áp suất vào hệ thống của động cơ.
2 Khởi động động cơ và cho động cơ hoạt động không tải.
3 Đọc thông số trên đồng hồ áp suất nhiên liệu (6.2±0.1 bar maximum).
4 Cho động cơ dừng hoạt động.
5 Tháo đồng hồ đo áp suất nhiên liệu khỏi hệ thống.
Nếu áp suất khi đồng hồ đo được nhỏ hơn áp suất quy định của nhà sản xuất thì nên bảo dưỡng và vệ sinh lại bơm do hoạt động lâu ngày bị yếu và mài mòn Sau quá trinh bảo dưỡng và vệ sinh thì ta kiểm tra lại áp suất của nhiên liệu, nếu áp suất không đủ theo quy định thì nên thay thế bơm nhiên liệu mới.
Các dấu hiệu thường gặp khi kim phun bị hư hỏng:
Động cơ hoạt động bị rung giật.
Động cơ hoạt động có nhiều khói đen.
Động cơ không thể khởi động.
Các hư hỏng thường gặp của kim phun:
Kim phun bị tắc nghẽn vòi phun
Kim phun không thể phun nhiên liệu.
Kim phun phun không tơi.
Kim phun bị rò rỉ nhiên liệu.
Cách kiểm tra, sửa chữa kim phun
Hình 3.13:Thiết bị kiểm tra và vệ sinh kim phun
Công tác chuẩn bị: máy chuẩn đoán, thiết bị vệ sinh vòi phun, đồng hồ vạn năng, thiết bị đo lường mức phun nhiên liệu của kim phun
Kiểm tra hoạt động của kim phun:
Kiểm tra âm thanh hoạt động phát ra từ mỗi kim phun: khởi động động cơ, dùng ống nghe để kiểm tra xem kim phun có hoạt động hay không Nếu kim phun không hoạt động thì kiểm tra giắc điện của kim phun có lỏng hay không.
Kiểm tra điện trở kim phun:
Tháo giắc điện cấp nguồn cho kim phun.
Dùng đồng hồ VOM để đo điện trở giữa các chân của kim phun.
So sánh giá trị đo được với giá trị tiêu chuẩn, nếu giá trị của điện trở không đạt yêu cầu thì thay kim phun mới Điện trở của kim phun đạt chuẩn là 2,6-16,3Ω.
Kiểm tra lưu lượng phun:
Tháo cực âm ắc quy.
Tháo các kim phun ra khỏi động cơ.
Gá các kim phun lên lên kệ chuyên dùng.
Cho mỗi kim phun vào trong 1 ống nghiệm khác nhau.
Kiểm tra lưu lượng phun của các kim phun và so sánh lượng phun nhiên liệu với nhau.
Lượng phun của các kim phun từ 39-49cc trong khoảng 15 giây, sự trênh lệch giữa các kim phun phải nhỏ hơn 5cc.
Kiểm tra nguồn cấp cho kim phun:
Tháo giắc điện cấp cho kim phun cho động cơ khởi động và tiến hành đo điện áp của 2 chân giắc cấp nguồn.
Điện áp quy định của kim phun khi nhấc kim phun là 90-100V và cường độ dòng điện khoảng 10A.
Sử dụng máy chuẩn đoán để kiểm tra các mã lỗi của kim phun và khắc phục các mã lỗi đó.
Các mã lỗi kim phun thường gặp phải:
P0087 Fuel system pressure too low : áp suất hệ thống nhiên liệu thấp.
P0088 Fuel system pressure too high : áp suất hệ thống nhiên liệucao.
P0191 Fuel pressure sensor range/performance problem.
3.3.5 Kiểm tra bơm cao áp.
Các dấu hiệu động cơ gặp phải khi bơm cao áp hư hỏng:
Động cơ khó khởi động
Xe tăng tốc kém và không đạt công suất tốt nhất.
Xe không khởi động được.
Các nguyên nhân bơm cao áp bị hư hỏng:
Mòn pít tông xy lanh,
Van định lượng nhiên liệu bị hư hỏng,
Chụp con lăn bị hư.
Kiểm tra và sữa chữa:
Trước khi kiểm tra bằng máy móc và các dụng cụ chuyên nghiệp thì chúng ta kiểm tra bằng cách quan sát trực quan kĩ bơm cao áp xem có rò rỉ nhiên liệu
Đồng hồ đo áp suất cao.
Van định lượng nhiên liệu.
Các chụp kín bảo vệ các đầu nối.
Các ống nối và ống nghiệm.
1 Sử dụng máy chuẩn đoán để xem thông số áp suất nhiên liệu.
2 Tháo tất cả các ống nối giữa ống rail và vòi phun.
3 Gắn van định lượng nhiên liệu vào các đường ống nối nối các đầu nối trên ống rail.
4 Tháo cảm biến áp suất ống rail và lắp đồng hồ đo áp suất cao vào ống rail ở vị trí cảm biến vừa tháo.
5 Cho động cơ quay khoảng 5-10s và xem thông số đồng hồ áp suất cao.
6 So sánh áp suất xem trên đồng hồ với áp suất lúc kiểm tra bằng máy chuẩn đoán, nếu thông số khác nhau thì cảm biến áp suất nhiên liệu bị hư hỏng. Trường hợp cả 2 thông số không nằm trong khoảng 40-120 bar thì bơm cao áp bị hư hỏng.
Các chú ý về việc kiểm tra và sửa chữa bơm cao áp:
1 Có nguy cơ bị thương do rò rỉ nhiên liệu.
2 Trước khi sửa chữa hệ thống nhiên liệu, hãy đảm bảo giảm áp suất nhiên liệu.
3 Mang kính bảo hộ và quần áo bảo hộ.
4 Vệ sinh sạch sẽ bề ngoài bơm cao áp trước khi tháo lắp.
5 Trước khi thay thế, phải ngắt kết nối điện của bơm cấp liệu trước khỏi hệ thống điện của xe hoặc phải ngắt ắc quy.
XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG – ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ
Ý tưởng thiết kế
Hệ thống phun xăng đánh – đánh lửa điện tử ngày nay được sử dụng rất thông dụng trên các hãng xe như Toyota, Honda… Đề tài Xây Dựng Mô Hình Hệ Thống Phun Xăng – Đánh Lửa Điện Tử phù hợp với nhu cầu hiện tại để áp dụng mô hình vào việc giảng dạy, sửa chữa, bảo dưỡng và có nhiều hướng phát triển mô hình hơn sau này.
Mục đích của việc xây dựng mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa điện tử:
Tóm gọn lại nguyên lý hoạt động của hệ thống trên mô hình thực tế.
Giúp ta hiểu một cách tổng quan, sâu sắc và thực tế hơn về hệ thống điện, điện tử trên động cơ (đặc biệt là hệ thống phun xăng – đánh lửa điện tử).
Thực hành kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng hệ thống điện-điện tử của động cơ ngay trên mô hình.
Do mô hình là một thiết bị sử dụng trong công tác học tập và giảng dạy nên có những yêu cầu sau:
Phải thể hiện rõ ràng, dễ hiểu nguyên lý mà nó trình bày.
Dễ dàng sử dụng và điều khiển.
Kích thướt và khối lượng không lớn lắm.
Có độ bền vững cao, hoạt động tin cậy và ổn định.
Chuẩn bị đề tài
Để thực hiện đề tài mô hình phun xăng – đánh lửa điện tử thì em đã tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu, mô hình khác nhau Dựa trên hệ thống phun xăng đánh lửa thực tế trên ô tô thì mô hình phun xăng – đánh lửa cần nhiều phần tử để thiết kế mô hình nên việc đầu tiên cần làm là chuẩn bị đầy đủ các linh kiện cũng như các thiết bị Sau khi chuẩn bị đầy đủ các phần tử thì chúng em tiến hành thiết kế cách trình bày mô hình sao cho chi phí thấp, nhỏ gọn và dễ dàng thực hiện mô hình Đồng thời mô hình phải đạt được những yêu cầu được đề ra.
Triển khai mô hình
4.3.1 Các phần tử xây dựng mô hình phun xăng - đánh lửa điện tử
Với mô hình hệ thống phun xăng - đánh lửa điện tử thì nhóm chúng em sử dụng kim phun của xe Toyota Vios 2010.Chức năng của kim phun: phun nhiên liệu ở dạng sương tơi để nhiên liệu hòa trộn tốt nhất với không khí để tạo ra hỗn hợp nhiên liệu tốt nhất.
Hình 4.1:Kim phun xe Toyota Vios 2010
Hình 4.2:Môbin đánh lửa của xe Toyota Vios 2010
Mô bin đánh lửa có tác dụng cung cấp nguồn điện cao áp cho bugi để bugi có thể đánh lửa đốt cháy hòa khí Môbin mà chúng em sử dụng trong mô hình phun xăng – đánh lửa điện tử là môbin của xe Toyota Vios 2010.
Chức năng: Bugi có tác dụng phát ra tia lửa điện dùng để đánh lửa đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, bugi sử dụng trong mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa điện tử của nhóm chúng em là loại bugi NGK sử dụng cho các loại xe ô tô con thông dụng ở Việt Nam hiện nay.
Cấu tạo: Bugi đanh lửa bao gồm các thanh phần sau: đầu nối, lõi đồng, vỏ sứ cách điện, điện trở, điện cực trung tâm.
Hình 4.3:Bugi NGK sử dụng trong mô hình
4.3.1.4 Hộp ECU điều khiển động cơ của xe Toyota Vios 2010
ECU ô tô viết tắt của cụm từ Electronic Control Unit, là bộ tổ hợp vi mạch điện tử được trang bị trên xe hơi với nhiệm vụ nhận biết, phân tích tín hiệu để điều khiển và chi phối toàn bộ hoạt động của động cơ Cấu thành nên ECU là các con chip máy tính đã được lập trình sẵn giúp xử lý và kiểm soát dữ liệu một cách nhanh chóng, hiệu quả.
Hình 4.4:Hộp ECU điều khiển động cơ của xe Toyota Vios 2010
Nguyên lý hoạt động: ECU hoạt động được một phần là do cảm biến tốc độ của động cơ và các piston Sự phụ thuộc lẫn nhau này sẽ hỗ trợ ECU xác định được thời điểm phun xăng, đánh lửa để nâng cao hiệu suất xe và đảm bảo khả năng tối ưu nhiên liệu ECU ô tô hoạt động theo ba giai đoạn cụ thể như sau: Đầu vào: ECU ô tô thu thập thông tin từ các thiết bị cảm biến (cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến tốc độ, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, ), tín hiệu bật, tắt và dữ liệu từ các mô-đun khác trong ô tô.
Xử lý: Sau khi thu thập dữ liệu, bộ xử lý bắt đầu xác định các thông số kỹ thuật đầu ra theo chỉ dẫn của phần mềm được lưu trữ trong thiết bị Tiếp đó, ECU sẽ tính toán để đưa ra quyết định về hoạt động phù hợp cho từng bộ phận. Đầu ra: ECU ô tô tiến hành các công việc điều khiển và quản lý tất cả mọi hoạt động của động cơ thông qua việc tiếp nhận dữ liệu các cảm biến, bao gồm:
Đưa ra lượng công suất chính xác để đảm bảo động cơ vận hành hiệu quả.
Kiểm soát độ rộng xung của kim phun nhiên liệu để điều chỉnh thời gian kim phun mở.
Dựa trên tín hiệu nhận được từ các loại cảm biến để quyết định thời điểm hoạt động chính xác của hệ thống đánh lửa.
Dùng mô tơ điều khiển bướm ga giúp các góc mở của bộ phận này đạt đến
4.3.1.5 Cảm biến vị trí trục khuỷu
Chức năng: Cảm biến vị trí trục khuỷu dùng để ECU xác định được tốc độ động cơ và vị trí piston của các xy lanh để ECU điều khiển phun xăng và đánh lửa đúng thời điểm.
Cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng trên mô hình là loại cảm biến điện từ, có nguồn cung cấp cho cảm biến là 5V và một chân tín hiệu truyền về hộp ECU dạng xung hình sin và cao nhất là 5V và thấp nhất 0V.
Hình 4.5:Cảm biến vị trí trục khuỷu của xe Toyota Vios 2007
4.3.1.6 Module điều khiển tốc độ động cơ
Hình 4.6:Module điều khiển tốc độ động cơModule điều khiển tốc độ động cơ có chức năng giúp điều chỉnh tốc độ động cơ theo tùy ý Trong mô hình hệ thống phun xăng - đánh lửa điện tử sử dụng module điều khiển tốc độ động cơ giúp chúng ta có thể giả lập được tốc độ quay của động cơ, khi động cơ có gắn bánh răng kích từ thì cảm biến vị trí trục khuỷu sẽ nhận được tín hiệu động cơ quay chậm hay nhanh để hộp ECU điều khiển thời điểm phu xăng và đánhlửa.
Thông số kĩ thuật của module: Điện áp hoạt động: 1.8~12VDC Dòng điện : max 2A Điều chỉnh tốc độ bằng volume
Kích thước : 32x32x14mm Trọng lượng : 18g
Trong mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa điện tử thì chúng em sử dụng một motor 775 12V để giả lập tốc độ quay của động cơ Motor sử dụng nguồn điện 12V và có tốc độ quay tối đa 8000 v/p.
Hình 4.7:Motor 775 12V giả lập tốc độ quay của động cơ
4.3.1.8 Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến vị trí trục cam có nhiệm vụ xác định vị trí piston của từng xy lanh đểECU điều khiển việc phun xăng và đánh lửa đúng thời điểm.
Hình 4.8:Cảm biến vị trí trục cam xe Toyota Vios 2010
4.3.1.9 Cảm biến lưu lượng gió nạp MAF
Hình 4.9:Cảm biến lưu lượng gió nạp xe Toyota Vios 2010
Cảm biến đo gió dùng để đo lượng gió nạp vào xy lanh của động cơ từ đó ECU có thể điều khiển lượng xăng phun phù hợp với lượng gió nạp vào Cảm biến có 5 chân bao gồm: 1 chân B+, 1 chân E2, 1 chân VG, 1 chân E2G, 1 chân THA.
4.3.1.10 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có chức năng truyền tín hiệu về hộp ECU để hộp ECU điều khiển điều chỉnh góc đánh lửa sớm và thời gian phun nhiên liệu Ngoài ra nó còn giúp điều khiển quạt làm mát động cơ và giải nhiệt nước làm mát.
Hình 4.10:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Toyota Vios 2010
Cảm biến oxy có chức năng đo lượng khí oxy có trong khí thải để hộp ECU điều khiển lượng phun xăng cho phù hợp, tránh gây lãng phí nhiên liệu và đảm bảo các yêu cầu về khí thải khi thải ra môi trường.
Hình 4.11:Cảm biến oxy của xe Toyota Vios 2010
Bơm xăng có chức năng bơm nhiên liệu từ thùng chứa xăng lên ống phân phối để cung cấp xăng cho kim phun hoạt động.
Hình 4.12:Bơm xăng xe Toyota Vios 2010
4.3.2 Trình tự các bước xây dựng mô hình Để mô hình hoạt động phải có đủ hai phần: Phần cứng (khung mô hình) và phần mềm (chương trình điều khiển mô hình) Dưới đây là sơ lược các bước để xây dựng một mô hình hoàn thiện:
B1: Chuẩn bị đầy đủ các thiết bị phục vụ quá trình xây dựng mô hình ở phần 4.1. B2: Tiến hành thiết kế và lắp ráp khung mô hình.
B3: Xây dựng chương trình điều khiển cho mô hình B4: Lắp các thiết bị vào các vị trí đã thiết kế lên khung.
B5: Sau khi hoàn thiện, cho chạy thử mô hình và kiểm tra các lỗi nếu có.
4.3.2.1 Thiết kế và lắp ráp khung mô hình
Yêu cầu khung mô hình:
Kết cấu chắc chắn, khối lượng nhẹ.
Độ lớn và chiều cao của khung phải bố trí hợp lý để lắp các thiết bị lên khung.
Màu sắc đẹp mắt, giá thành hợp lý.
Vật liệu chế tạo khung:
Đánh giá mô hình và kết luận
Sau thời gian làm việc chăm chỉ của nhóm cùng với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầyTS Nguyễn Thành Sathì mô hình hệ thống phun xăng – đánh lửa của nhóm chúng em cơ bản đã được hoàn thành Tuy chưa được hoàn thiện tốt nhất nhưng mô hình cũng đã thể hiện đầy đủ được các yêu cầu đặt ra như thể hiện được tín hiệu phun nhiên liệu và tín hiệu đánh lửa dựa vào các tín hiệu cảm biến giả lập Mô hình đã chạy thử và đạt được các yêu cầu ban đầu đề ra và có mối liên kết với nhau.
Mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử của chúng em được thiết kế dựa trên hệ thống phun xăng - đánh lửa trên ô tô ngoài thực tế Tuy đã lượt bỏ một số cảm biến nhưng mô hình vẫn thể hiện rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống Dựa vào mô hình này sẽ giúp các sinh viên hiểu rõ hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử Từ đó áp dụng vào chuẩn đoán, sữa chửa ô tô ngoài thực tế.
Sau thời gian nỗ lực tìm hiểu và nghiên cứu, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫnTS Nguyễn Thành Sađến nay em đã cơ bản hoàn thành nhiệm vụ thiết kế hệ thống phun xăng- đánh lửa điện tử Giải quyết được mục đích chính của đồ án tốt nghiệp là nghiên cứu, hiểu biết sâu về cơ sở lý thuyết của hệ thống phun xăng trực tiếp trên xe Ford Focus 1.5L Ecoboost, đồng thời áp dụng những lý thuyết đã nghiên cứu được đó và tiến hành thiết kế mô hình thực tế Tuy mô hình chưa thể hoàn thiện tốt nhất nhưng nó cũng đã đáp ứng được các yêu cầu đặt ra Trong quá trình thực hiện làm mô hình thì đã có nhiều kiến thức mà trong quá trình học tập tại trường em chưa được biết đến Với sự giúp đỡ tận tình của thầy TS Nguyễn Thành Sa và sự kỉ luật, nhiệt tình của các thành viên trong nhóm thì mô hình hệ thống phu xăng – đánh lửa điện tử của chúng em đã hoàn thành tốt đẹp Tuy nhiên, với khả năng còn hạn chế và do thời gian không cho phép, mô hình này không thể tránh khỏi hạn chế và sai sót Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Thầy TS Nguyễn Thành Sa đã giúp em hoàn thành mô hình này Một lần nữa em kính mong sự đóng góp của các Thầy và bạn bè nhằm giúp cho mô hình của nhóm chúng em hoàn thiệnhơn.