Giáo trình thực tập động cơ xăng II potx

Với hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phun vào đường ống nạp bên cạnh xú pap nạp bằng các bộ phận bằng cơ khí hay điện tử, chớ không nhờ vào sức hút của dòng khí như ở các động cơ dùng

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GIÁO TRÌNH

THỰC TẬP ĐỘNG CƠ XĂNG II

NGUYỄN TẤN LỘC

THÁNG 3 / 2007

Trang 2

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình thực tập động cơ phần 2 được biên soạn nhằm mục đích giúp cho các sinh viên chuyên ngành hệ Cao Đẳng và Đại Học theo chương trình công nghệ của Bộ Môn Động Cơ, Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh có tài liệu học tập và nghiên cứu Chúng tôi kết hợp giữa lý thuyết và thực tế để soạn tài liệu cho phù hợp với yêu cầu đào tạo của trường theo hướng Việt Nam và hiện đại

Ngoài ra tài liệu còn có thể được sử dụng cho các trường dạy nghề, cao đẳng và đại học khác có ngành nghề liên quan

Tài liệu được biên soạn theo đúng đề cương môn học thực tập động cơ xăng của Bộ Môn Nó được chia làm hai phần chính

- Phần 1: Thực tập động cơ 1

- Phần 2: Thực tập động cơ 2

Nội dung tài liệu động cơ 2 giới thiệu các kiểu hệ thống phun xăng, cấu nguyên lý hoạt động và phương pháp chẩn đoán kiểm tra và sửa chữa Giai đoạn này giúp cho sinh viên hoàn chỉnh kiến thức vềø động cơ xăng, biết sử dụng các thiết bị chẩn đoán và khảo nghiệm động cơ

trúc-Đây là tài liệu đã được chỉnh lý, bổ sung về nội dung và hình thức so với tài liệu học tập của Bộ Môn sau một thời gian dài giảng dạy, nghiên cứu khoa học và lao động sản xuất

Chúng tôi mạnh dạn bỏ qua các nội dung mà hiện nay quá lạc hậu so với điều kiện phát triển của Việt Nam và thế giới như kiểm tra chẩn đoán kiểm tra và sửa chữa hệ thống phun xăng kiểu cơ khí

Xin chân thành cảm ơn các thày trong Bộ Môn Động Cơ đã đóng góp rất nhiều

ý kiến quý báu trong việc xây dựng chương trình môn học cũng như về nội dung và hình thức của tài liệu Tuy nhiên, sự biên soạn không thể tránh những thiếu sót nhất định, chúng tôi hân hoan đón nhận sự đóng góp chân thành của các đọc giả

Tp.HCM ngày 1 tháng 3 năm 2007

Người biên soạn

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM

Trang 3

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG - LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

I Khái niệm

Hệ thống phun xăng đã được phát minh từ lâu, nhưng vào thời kỳ đó công nghệ chế tạo còn rất kém, nên nó không được sử dụng trong thực tế Ngày nay nhờ vào các thành tựu về kinh tế, kỹ thuật đã giúp cho các hãng chế tạo hoàn thiện và phát triển hệ thống phun xăng Với hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phun vào đường ống nạp bên cạnh xú pap nạp bằng các bộ phận bằng

cơ khí hay điện tử, chớ không nhờ vào sức hút của dòng khí như ở các động cơ dùng bộ chế hòa khí

Khi nhiên liệu phun vào, nó sẽ đuợc hòa trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp có tỉ lệ không khí và nhiên liệu là tối ưu Sau khi hòa trộn, hỗn hợp được hút vào xy lanh của động cơ khi xú pap nạp mở

Trong hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phun vào với một áp suất nhất định Aùp suất này phải đảm bảo cho sự hình thành hỗn hợp để quá trình cháy xảy ra là tốt nhất Nhờ hệ thống phun xăng, các nhà chế tạo nâng được công suất của động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và giải quyết phần lớn về vấn đề độc hại của khí thải

II Lịch sử phát triển

Vào cuối thế kỹ 19, một kỹ sư người Pháp ông Stévaan đã nghĩ ra cách phân phối nhiên liệu khi dùng một máy nén khí Sau đó một thời gian, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng đốt, nhưng việc này không đạt được hiệu quả cao nên không thực hiện

Đến năm 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ thống phun xăng vào sản xuất, áp dụng trên động cơ tỉnh tại Đầu thế kỹ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên động cơ 4 kỳ tỉnh tại, với sự đóng góp này đã đưa ra một công nghệ chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức

Từ đó trở đi, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các loại ôtô ở Đức và nó đã thay dần động cơ sử dụng bộ chế hòa khí Công ty Bosch đã áp dụng hệ thống phun xăng trên mô tô 2 kỳ, bằng cách cung cấp nhiên liệu dưới áp lực cao

Hãng Bosch đã sử dụng phương pháp phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt nên gía thành chế tạo cao và hiệu quả lại thấp Với kỹ thuật này nó được ứng dụng trong thế chiến thứ hai một cách có hiệu quả

Việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống phun xăng bị gián đoạn trong một khoảng thời gian dài Đến năm 1962, người Pháp triển khai nó trên ôtô Peugoet 404 Họ điều khiển sự phân phối nhiên liệu bằng cơ khí nên hiệu quả không cao và công nghệ vẫn chưa đáp ứng tốt được Đến năm 1966, người Đức đã đưa thế giới tiến bộ bằng kỹ thuật áp dụng trong điều khiển

Năm 1973, các kỹ sư người Đức đã đưa ra hệ thống phun xăng kiểu cơ khí gọi là K-Jetronic Loại này được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên hãng xe Mercedes Vào năm 1981 hệ thống K-Jetronic được cải tiến thành KE-Jetronic và nó được sản xuất hàng loạt vào năm 1984 và được trang bị trên các xe của hãng Mercedes

Dù đã có nhiều thành công lớn khi ứng dụng hệ thống K-Jetronic và KE-Jetronic trên ôtô Nhưng các kiểu này có khuyết điểm là bảo dưỡng sửa chữa khó và giá thành chế tạo rất cao Do vậy các kỹ sư đã không ngừng nghiên cứu và đưa ra các loại khác như L-Jetronic, Mono-jetronic và Motronic

Trang 4

Người Mỹ đã theo người Đức cho chế tạo K-Jetronic dùng trên các xe của hãng GM, Chrysler, Ngoài ra họ còn cho ứng dụng hệ thống L-Jetronic, Mono-Jetronic và Motronic trên các xe Cadilac

Đến năm 1984, người Nhật mới ứng dụng hệ thống phun xăng trên các xe của hãng Toyota Sau đó các hãng khác như Nissan của Nhật cũng ứng dụng kiểu L-Jetronic thay cho bộ chế hoà khí

III Các yêu cầu của hệ thống phun xăng

 Tỉ lệ không khí và nhiên liệu phải thích hợp với các chế độ làm việc của động cơ

 Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ và phần lớn phải ở dạng hơi

 Hỗn hợp phải đồng nhất trong xy lanh và như nhau ở mỗi xy lanh

 Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt khi động cơ làm việc ở số vòng quay cao

 Hỗn hợp cung cấp phải phù hợp với sự ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất môi trường và nhiệt độ của động cơ

 Lượng nhiên liệu sử dụng phải có chất lượng tốt

A Tỉ lệ hỗn hợp

Công suất động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu và thành phần của khí thải phụ thuộc vào tỉ lệ hỗn hợp đưa vào động cơ

Trong quá trình làm việc, chế độ tốc độ và tải của động cơ luôn thay đổi Theo lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu thì phải cần 14,7 kg không khí hay A/F = 14,7/1

Trong thực tế phạm vi tải và tốc độ động cơ thay đổi rất rộng, để đáp ứng với từng chế độ làm việc, thì tỉ lệ hỗn hợp phải được cung cấp đúng với đặc tính làm việc của động cơ theo các chế độ như: Tải nhỏ, một phần tải, đầy tải, tăng tốc…

B Hệ số không khí: »

Là tỉ số giữa không khí nạp thực tế vào các xy lanh của động cơ và lượng không khí theo lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu

Căn cứ vào định nghĩa trên chúng ta có các trường hợp sau:

 Khi » = 1 thì lượng không khí nạp thực tế bằng với lượng không khí lý thuyết

 Khi »  1 hỗn hợp cháy thiếu không khí hay gọi là hỗn hợp giàu nhiên liệu Khi » = 0,85 – 0,95 thì tốc độ cháy đạt cực đại, công suất động cơ phát ra là lớn nhất, nhưng sự tiêu hao nhiên liệu gia tăng

 Khi »  1 lượng không khí nạp nhiều, hỗn hợp nghèo nhiên liệu Động cơ làm việc

ở chế độ tiết kiệm nhưng công suất động cơ thấp hơn

 Khi »  1,3 hỗn hợp quá nghèo và sự cháy kéo dài

Trang 5

Theo đồ thị chúng ta thấy, công suất động cơ Ne, suất tiêu hao nhiên liệu ge và hàm lượng khí

CO, HC, NOx… có trong khí thải ảnh hưởng rất nhiều theo hệ số không khí  và không có một giá trị » nào thích hợp cho mọi chế độ làm việc của động cơ

Trong thực tế người ta thấy rằng, hệ số không khí » = 0,90 – 1,10 là thích hợp nhất Để đạt được giới hạn này, người ta phải đo lưu lượng không khí nạp vào động cơ, từ đó cung cấp lượng nhiên liệu phù hợp với lượng không khí nạp

 Khi » = 1,1 – 1,2 thì suất tiêu hao nhiên liệu ge là bé nhất, lượng không khí nạp thừa khoảng 10 – 20%

 Khi » = 1,1 – 1,2 thì hàm lượng khí CO và HC có trong khí thải là bé nhất, nhưng hàm lượng ôxyt Nitơ sinh ra lại là lớn nhất

IV Hệ thống điều khiển dòng nhiên liệu

Hệ thống điều khiển dòng nhiên liệu có thể là bộ chế hòa khí hay hệ thống phun nhiên liệu Nhiệm vụ chính của hệ thống là chuẩn bị một hỗn hợp có tỉ lệ hòa khí tốt nhất để đáp ứng điều kiện tải của ôtô

Điều khiển bằng cách cho phun nhiên liệu là phương pháp tối ưu nhất hiện nay Nó vừa nâng cao được công suất của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và hạn chế ô nhiểm môi trường là tốt nhất Có hai kiểu điều khiển phun nhiên liệu:

1 Điều khiển bằng cơ khí

- Dùng trên động cơ Diesel: kiểu điều khiển này hoàn toàn dẫn động bằng cơ khí

- Dùng trên động cơ xăng: Sự phân phối nhiên liệu được dẫn động bằng cơ khí Bơm nhiên liệu được dẫn động bằng bơm điện Điều khiển kiểu này người Đức gọi là K-Jetronic Hệ thống K-Jetronic gồm bộ đo lưu lượng không khí nạp, hệ thống cung cấp nhiên liệu, các cảm biến và bộ phận định lượng-phân phối nhiên liệu

2 Điều khiển bằng điện tử:

- Nhiên liệu được cung cấp bằng một bơm dẫn động bằng điện

- Nhiên liệu sử dụng là xăng

- Nhiên liệu phun nhờ sự mở của các van kim phun Bên trong các kim phun có các van được điều khiển đóng mở bằng một cuộn dây khi có dòng điện đi qua nó

- Các kim phun được điều khiển từ bộ điều khiển điện tử, gọi tắt là ECU (Electronic Control Unit) ECU điều khiển khiển các kim phun bằng xung điện dạng xung vuông, có chiều dài xung thay đổi Dựa vào chiều dài xung này các kim phun sẽ mở với thời gian dài hay ngắn, từ đó định lượng nhiên liệu phun nhiều hay ít

- ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến để xác định tình trạng hoạt động của động cơ, điều kiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu

IV Sự đáp ứng thành phần hỗn hợp của động cơ

1 Khi khởi động lạnh

Khi động cơ lạnh, do nhiệt độ động cơ thấp nên nhiên liệu khó bay hơi và lượng nhiên liệu bám vào vách đường ống nạp và vách buồng đốt nhiều, nên hỗn hợp bị nghèo Do đó phải có sự phun thêm nhiên liệu để bù trừ hiện tượng trên, giúp cho động cơ khởi động dễ dàng và nhanh chóng khi lạnh

Trang 6

Sau khi khời động ở nhiệt độ thấp, sự làm giàu hỗn hợp phải được tiếp tục trong một khoảng thời gian ngắn để bù trừ hỗn hợp không khí xấu do ngưng tụ, giúp cho động cơ làm việc tốt hơn từ lúc khởi động chuyển sang chế độ cầm chừng

2 Chế độ làm ấm

Tiếp theo sự khởi động lạnh, sự làm giàu hỗn hợp phải được coi là cần thiết, để bù trừ lượng nhiên liệu ngưng tụ trên thành đường ống nạp, vách xy lanh… cho đến khi nhiệt độ động cơ đạt bình thường Ở chế độ này tốc độ cầm chừng động cơ cao hơn bình thường, còn gọi là cầm chừng nhanh

3 Khi tăng tốc

Sự mở đột ngột của cánh bướm ga làm cho áp thấp sau cánh bướm ga giảm đột ngột, nhưng áp thấp trên cánh bướm ga gia tăng không kịp sẽ làm cho hỗn hợp nghèo đi tức thời Hiện tượng này được khắc phục bằng cách làm giàu hỗn hợp để đảm bảo cho động cơ tăng tốc đạt hiệu quả nhất

4 Chế độ tải trung bình

Ở chế độ này đòi hỏi phải có sự tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất, đảm bảo tính tiết kiệm Đồng thời phải đảm bảo được vấn đề ô nhiểm môi trường (» = 1)

5 Chế độ đầy tải

Ở chế độ này đòi hỏi công suất của động cơ phát ra là lớn nhất, do vậy hỗn hợp đòi hỏi phải giàu nhiên liệu ( » = 0,85 – 0,95)

6 Tốc độ câm chừng

Hệ thống phun xăng cung cấp một lượng hỗn hợp cần thiết ở chế độ cầm chừng Tùy theo điều kiện của động cơ nóng hay lạnh mà lượng hỗn hợp được cung cấp cho động cơ nhiều hay

ít, chủ yếu để khắc phục ma sát

7 Chế độ giảm tốc đột ngột

Khi giảm tốc đột ngột, sự cung cấp nhiên liệu cho động cơ là không cần thiết Đồng thời do độ chân không tăng mạnh ở sau bướm ga làm cho nhiên liệu phun ra nhiều hơn Chính vì vậy, phải cắt nhiên liệu khi giảm tốc để tiết kiệm nhiên liệu và chống ô nhiểm môi trường

8 Chế độ hạn chế tốc độ

Số vòng quay của động cơ xăng được giới hạn để đảm bảo động cơ không bị hỏng do lực quán tính gây nên Ở động cơ phun xăng chế độ hạn chế tốc độ được thực hiện bằng cách cắt nhiên liệu hoàn toàn đến các kim phun khi số vòng quay của động cơ vượt qúa qui định của nhà chế tạo

V So sánh một số bộ phận bộ chế hòa khí và hệ thống phun xăng

2 Cơ cấu cầm chừng nhanh Mạch không khí đi tắt qua bướm ga

3 Cơ cấu điều khiển buớm gió Contact nhiệt thời gian

Trang 7

HEÄ THOÁNG K - JETRONIC

Trang 8

HỆ THỐNG K-JETRONIC

Hệ thống K-Jetronic là hệ thống phun nhiên liệu kiểu thuỷ cơ (Đời cải tiến của K-Jetronic được điều khiển bằng điện) Lượng nhiên liệu cung cấp được điều khiển từ lượng không khí nạp và nó phun liên tục một lượng nhiên liệu vào đường ống nạp, bên cạnh xú pap nạp của động cơ

Các chế độ làm việc của động cơ đòi hỏi có sự điều chỉnh hỗn hợp cung cấp Sự điều chỉnh được thực hiện bởi hệ thống K-Jetronic, nó bảo đảm được các chế độ làm việc của động cơ, bảo đảm được suất tiêu hao nhiên liệu và vấn đề độc hại của khí thải Sự kiểm tra trực tiếp lưu lượng không khí, cho phép hệ thống K-Jetronic đạt được sự tính toán phù hợp với sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ Để giải quyết vấn đề chống ô nhiểm, hệ thống được kết hợp với thiết bị chống ô nhiểm, lượng khí thải được kiểm tra chính xác bằng lượng không khí nạp

Hệ thống K – Jetronic được xem như hệ thống phun xăng được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí Trong thực tế nó được kết hợp với một số thiết bị điện tử để điều khiển hỗn hợp khí nạp

1 Thùng nhiên liệu

2 Bơm nhiên liệu

3 Bộ tích năng

4 Lọc nhiên liệu

7 Buồng nạp

8 Kim phun khởi động

9 Bộ định phân nhiên liệu

10 Bộ đo gió

13 Cảm biến nhiệt độ nước 14.Delco

15 Van không khí

16 Cảm biến bướm ga

Trang 9

Hệ thống K-Jetronic bao gồm:

 Sự cung cấp nhiên liệu

 Kiểm tra lưu lượng không khí

 Định lượng nhiên liệu

- Sự cung cấp nhiên liệu: Dùng một bơm điện để cung cấp nhiên liệu Nhiên liệu sau khi qua lọc và bộ tích năng, nó sẽ được định lượng và phân phối đến các kim phun của động cơ

- Kiểm tra lưu lượng không khí: Lượng không khí nạp vào động cơ được điều khiển bởi cánh bướm ga và được kiểm tra bởi bộ đo lưu lượng không khí nạp

- Định lượng nhiên liệu: Lượng không khí nạp được xác định bởi vị trí của cánh bướm ga và nó được kiểm tra bằng bộ đo lưu lượng không khí, từ đó nó điều khiển sự định lượng và phân phối nhiên liệu Bộ đo lưu lượng không khí và bộ định lượng-phân phối hợp thành bộ tiết chế hỗn hợp Kim phun nhiên liệu, phun liên tục độc lập ở các xú pap Ở quá trình nạp, hỗn hợp không khí và nhiên liệu được cung cấp vào các xy lanh của động cơ

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG K-JETRONIC

Sự làm giàu hỗn hợp trong hệ thống có vai trò quan trọng khi thay đổi chế độ làm việc của động

cơ như tăng tốc, cầm chừng, đầy tải và khởi động

Trang 10

Sơ đồ khối mô tả đường đi của không khí và nhiên liệu Không khí đi từ lọc gió đến cảm biến lưu lượng không khí, rồi sau đó qua cánh bướm ga vào động cơ tại các thời điểm xú pap nạp mở Còn nhiên liệu đi từ thùng chứa nhiên liệu được bơm xăng hút lên, đi qua lọc xăng, bộ tích năng để đi tới bộ định lượng và phân phối nhiên liệu Tại đây nhiên liệu được phân phối cho các xy lanh với một lượng thích hợp

I Cấu tạo – Nguyên lý hoạt động

A Bơm nhiên liệu:

1 Động cơ điện

Động cơ điện dẫn động bơm là động cơ điện một chiều 12 vôn với các cực từ là nam châm vĩnh cửu Như vậy chiều quay của rotor phải được xác định trước để bơm làm việc đúng Để đơn giản trong qúa trình lắp ráp, trên các cực của động cơ điện có đánh dấu (+) và (-) Ngoài

ra đường kính các cực còn được chế tạo khác nhau tương ứng với các khoen điện để đảm bảo cho rotor quay đúng chiều qui định

2 Bơm xăng

Khi có dòng điện 12 vôn cung cấp cho động cơ điện sẽ làm cho rotor của động cơ điện quay Khi rotor quay làm cho đĩa bơm quay theo làm cho các con lăn văng ra ép sát vào võ bơm và làm kín khoảng không gian giữa các con lăn Khoảng không gian giữa hai con lăn khi quay có thể tích tăng dần là mạch hút của bơm, khoảng không gian có thể tích giảm dần là mạch thoát của bơm

Lượng nhiên liệu từ bơm cung cấp sẽ qua kẽ hở giữa rotor và stator của động cơ điện, dưới tác dụng của áp suất nhiên liệu làm van một chiều mở và nhiên liệu được cung cấp vào hệ thống Van an toàn bố trí bên trong bơm có chức năng khống chế áp suất cung cấp của bơm nhằm kéo dài tuổi thọ của bơm xăng

Trang 11

Áp suất nhiên liệu do bơm cung cấp bao giờ cũng lớn hơn áp suất nhiên liệu cần thiết trong hệ thống, nhằm để duy trì một áp lực nhất định và đảm bảo đũ nhiên liệu cho động cơ làm việc ở tải lớn

3 Mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

(1) Contact máy (2) Kim phun khởi động (3) Contact nhiệt- thồi gian (4) Rơ le bơm (5) Bơm xăng (6) Bộ điều chỉnh áp lực

(7) Van không khí 1 Từ cực ấm bô bin 50 Cực ST contact máy

Khi khởi động, có tín hiệu điện từ contact máy cung cấp đến cực 15 của rơ le bơm (4) làm cho tiếp điểm bơm xăng đóng Lúc này có dòng điện từ cực 30 qua tiếp điểm rơ le bơm đến cực 87 cung cấp cho bơm xăng (5) làm cho bơm chuyển động để cung cấp nhiên liệu cho hệ thống.Khi động cơ hoạt động, có tín hiệu sơ cấp từ cực âm bô bin gởi đến cực 1 của rơ le bơm Khi nhận xung đánh lửa, rơ le sẽ điều khiển tiếp điểm tiếp tục đóng và bơm tiếp tục quay

Khi động cơ dừng và contact máy ở vị trí On, xung đánh lửa từ cực âm bô bin mất, rơ le không điều khiển tiếp điểm làm cho tiếp điểm mở và dòng điện cung cấp đến bơm bị ngắt, bơm dừng quay Đây cũng chính là trường hợp an toàn, để tránh cho xe không bị cháy nổ khi gặp sự cố

Ở một số động cơ, người ta dùng một bơm sơ cấp bố trí bên trong thùng nhiên liệu để chuyển nhiên liệu cho bơm chính, áp suất của bơm sơ cấp khoảng 0,17 bar hoặc hơn Bơm sơ cấp làm việc cùng thời gian với bơm chính, chức năng của nó là để giúp cho động cơ khởi động được nhanh chóng

Trang 12

buồng ngăn cách với nhau bởi một màng Một buồng chứa nhiên liệu từ bơm cung cấp đến, buồng còn lại chứa lò xo và ăn thông với khí trời

Khi bơm làm việc, dưới tác dụng của áp suất nhiên liệu màng bị đẩy sang trái làm cho lò xo bị nén lại Khi màng ở vị trí tối đa lúc này lượng nhiên liệu chứa ở bộ tích năng là lớn nhất và năng lượng dự trử của bộ tích năng là tối đa khi xe hoạt động

Khi động cơ khởi động, lò xo sẽ đẩy màng để nén nhiên liệu cung cấp cho hệ thống, giúp cho động cơ khởi động được nhanh chóng

Ngoài ra bộ tích năng còn có tác dụng dập tắt sóng dao động áp suất do bơm tạo nên Nguyên nhân là lưu lượng của bơm cung cấp không đều khi nó hoạt động

Ở một số động cơ, buồng chứa lò xo được nối với đường nhiên liệu về thùng chứa để đảm bảo an toàn khi màng bộ tích năng bị rò nhiên liệu

C Lọc nhiên liệu

Lọc được bố trí ở giữa bộ tích năng và bộ phân phối nhiên liệu Chức năng là dùng để lọc sạch các cặn bẩn có trong nhiên liệu, để đảm bảo sự làm việc chính xác của bộ định lượng-phân phối và các kim phun Dòng nhiên liệu sau khi qua lọc được dẫn đến bộ định phân nhiên liệu và bộ điều áp

D Bộ điều áp

Bộ điều áp được bố trí bên trong bộ phân phối nhiên liệu Nó có chức năng là giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống là không đổi (khoảng 5 bar) Cấu trúc bộ điều áp gồm một lò xo, một

Trang 13

Khi động cơ hoạt động, áp suất nhiên liệu từ bơm cung cấp đến bộ phân phối và bộ điều áp Do áp suất của bơm cung cấp bao giờ cũng lớn hơn áp suất cần thiết của hệ thống, nên piston điều áp mở để đưa một lượng nhiên liệu trở về thùng chứa nhằm giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống là không đổi Độ mở van điều áp nhiều hay ít phụ thuộc vào lượng nhiên liệu tiêu thụ của động cơ

Khi contact máy off, bơm xăng ngừng quay, bộ điều áp đóng để ngăn cản sự giảm áp suất trong hệ thống

E Kim phun nhiên liệu

Các kim phun được mở với một áp suất đã được định trước của nhà chế tạo và phun tơi khi kim dao động Nhiên liệu được phun vào đường ống nạp, bên cạnh xú pap nạp của các xy lanh Mỗi kim phun được gắn chặt vào một cái giá đặc biệt, giá này được cách nhiệt để chống lại sự toả nhiệt của động cơ

Các kim phun không có chức năng định lượng, chúng sẽ tự động mở khi áp suất vượt quá 3,5 bar Van của kim phun dao động ở tần số rất cao và phát ra tiếng động mà chúng ta có thể nghe được Tiếng này người ta gọi là tiếng ‘’ngáy’’ trong các thời kỳ phun của nhiên liệu

Kim phun phải bảo đảm phun sương ở mọi chế độ làm việc của động cơ Khi động cơ dừng các kim phun sẽ tự động đóng ngay khi áp suất cung cấp giảm

Trang 14

Để cải thiện sự phun tơi của nhiên liệu bằng cách người ta bố trí một lỗ ở phía trước bướm ga, để đưa một lượng không khí nạp đi ngang qua thân kim phun Lượng không khí này sẽ tán nhuyển nhiên liệu khi phun, nhằm giảm suất tiêu hao nhiên liệu và sự ô nhiểm của khí thải

F Định lượng nhiên liệu

Đối với động cơ phun xăng hỗn hợp được hình thành ngay trước xú pap nạp Lượng không khí nạp phụ thuộc vào độ mở của cánh bướm ga Do dòng không khí và nhiên liệu được tạo từ hai đường khác nhau, nên cần phải có một bộ phận điều chỉnh phối hợp một cách chính xác, để tạo

ra một tỉ lệ hòa khí là tối ưu nhất Có nghĩa là phải có một bộ phận xác định lưu lượng không khí nạp và bộ phận phân phối nhiên liệu đến các kim phun phù hợp với lượng không khí nạp

Bộ phận đảm nhiệm nhận biết lưu lượng không khí nạp gọi là bộ đo gió và bộ phận phân phối nhiên liệu đến các kim phun gọi là bộ phân phối nhiên liệu Hai bộ phận này được ghép lại với nhau có nhiệm vụ định lượng và phân phối nhiên liệu

1 Bộ đo lưu lượng không khí

Lưu lượng không khí nạp quyết định công suất của động cơ Bộ đo lưu lượng không khí nạp có chức năng kiểm tra lưu lượng không khí nạp vào động cơ

Lượng không khí nạp cơ bản dùng để xác định lượng nhiên liệu phun Do vậy, phải có sự phối hợp giữa bộ đo không khí và bộ định lượng nhiên liệu phải chính xác

Trang 15

Tất cả lượng không khí nạp đều phải đi qua bộ đo gió Bộ đo gió được bố trí ở phía trước bướm ga, nó gồm một phểu và một cảm biến di động Khi không khí đi ngang qua tấm cảm biến sẽ làm cho cảm biến rời khỏi vị trí ban đầu, qua cơ cấu cánh tay đòn sẽ làm cho piston điều khiển dịch chuyển Piston này sẽ định lượng nhiên liệu phù hợp với sự làm việc của động cơ

Nếu có sự nổ ngược từ trong đường ống nạp, áp lực này sẽ làm cho tấm cảm biến đóng lại và

di chuyển xuống phía dưới để cho hơi nén từ trong đường ống nạp thoát ra ngoài Để tránh cảm biến bị hỏng khi bị nổ ngược, bên dưới cảm biến có gắn một khối cao su, khối cao su này

tì vào lò xo lá bên dưới, để cho chuyển động của tấm cảm biến được êm dịu Ngoài ra lò xo lá còn dùng để giới hạn vị trí của cảm biến khi động cơ dừng Để tăng độ nhạy của tấm cảm biến, khối lượng tấm cảm biến và tay đòn được cân bằng với đối trọng

2 Định lượng – phân phối nhiên liệu

Bộ định lượng phân phối dùng để điều tiết lượng nhiên liệu cung cấp đến các xy lanh của động cơ Sự định lượng và phân phối phụ thuộc vào vị trí của tấm cảm biến trong bộ đo lưu lượng không khí

Vị trí của tấm cảm biến rất quan trọng, nó xác định lưu lượng không khí nạp vào động cơ Một cánh tay đòn được kết nối từ bộ đo gió đến piston điều khiển, nó xác định vị trí lỗ mở trong xy lanh Khi piston điều khiển mở rãnh đứng trong xy lanh, lúc này nhiên liệu sẽ đi vào các bộ chênh lệch áp suất và sau đó sẽ đến kim phun

Trang 16

Nếu hành trình của tấm cảm biến bé, piston điều khiển dịch chuyển nhẹ và lỗ thẳng đứng trên

xy lanh mở rất bé Nếu khoảng cách của tấm cảm biến gia tăng, piston điều khiển sẽ mở tiết diện lớn hơn Như vậy có mối quan hệ giữa hành trình của tấm cảm biến và sự dịch chuyển của pison

Piston điều khiển nhận lực từ tấm cảm biến thông qua cánh tay đòn và lực từ áp suất nhiên liệu tác dụng lên đỉnh piston Áp suất trên đỉnh piston có khuynh hướng cản trở chuyển động của piston và làm cho tấm cảm biến và piston dịch chuyển đồng bộ với nhau

1 Đường không khí vào

2 Aùp suất điều khiển

3 Đường nhiên liệu vào

4 Tới bộ chênh lệch áp suất

Trang 17

3 Áp suất điều khiển

Áp suất điều khiển được lấy từ áp suất của hệ thống qua trung gian của một lỗ tiết lưu (4) Sau đó chia làm hai đường, một đuờng nhiên liệu được đưa đến bộ điều chỉnh áp lực(3) và đường còn lại qua lỗ tiết lưu để đi vào xy lanh (1)

Khi động cơ lạnh, áp suất điều khiển khoảng 0,5 bar và nó sẽ tăng dần đến 3,7 bar do sự điều khiển của bộ điều chỉnh áp lực khi nhiệt độ của động cơ tăng dần lên

Áp suất điều khiển hoạt động ở trên đỉnh piston qua trung gian của bộ giảm chấn (lỗ tiết lưu) để tạo ra lực đối kháng với lực đẩy của tấm cảm biến Bộ giảm chấn ngăn chận các sự thay đổi của tấm cảm biến, do sự dao động của áp suất nạp

Giá trị của áp suất điều khiển ảnh hưởng đến sự định lượng nhiên liệu Khi áp suất điều khiển giảm, lực tác dụng lên tấm cảm biến sẽ làm tăng độ nâng của piston, làm cho piston điều khiển lên cao hơn, tiếp tục mở lỗ trên xy lanh và động cơ sẽ nhận nhiên liệu nhiều hơn

Khi áp suất điều khiển gia tăng, lực không khí nạp không thể nâng tấm cảm biến, lượng nhiên liệu cung cấp giảm

Để đảm bảo không rò rỉ áp suất nhiên liệu khi động cơ dừng và duy trì áp suất trong hệ thống, một van một chiều được bố trí trên đường về của bộ điều chỉnh áp lực Van này trượt trong bộ điều áp

Khi động cơ dừng, van điều áp đóng, lò xo của van một chiều tác động lên thanh đẩy làm van đóng theo Khi van điều áp mở, sự dịch chuyển của piston điều áp làm cho van một chiều mở theo

Khi bộ điều chỉnh áp suất mở thì nhiên liệu từ phía trên đỉnh piston sẽ qua van của bộ điều chỉnh, đến van một chiều và trở về thùng nhiên liệu

1 Áp suất điều khiển

2 Lỗ tiết lưu

3 Đường nhiên liệu tới bộ điều chỉnh áp lực

4 Lỗ tiết lưu

5 Đường nhiên liệu vào buồng dưới bộ chênh lệch áp suất

6 Lực đẩy piston

Trang 18

1 Aùp suất nhiên liệu từ bơm 2 Nhiên liệu về thùng chứa

3 Piston điều áp 4 Van một chiều

Trang 19

4 Bộ chênh lệch áp suất

Các bộ chênh lệch áp suất nằm trong bộ phân phối nhiên liệu Động cơ có bao nhiêu xy lanh thì có bấy nhiêu bộ chênh lệch áp suất Chức năng của các bộ chênh lệch áp suất là để hạn chế sự tổn thất áp suất khi nhiên liệu đi qua các rãnh đứng ở trong xy lanh

Bộ đo lưu lượng không khí có đặc tính là khi hành trình của tấm cảm biến gia tăng gấp đôi thì lượng không khí nạp cũng gia tăng gấp đôi Hành trình này đòi hỏi một sự thay đổi của nhiên liệu trong tỉ lệ tương ứng Do đó phải đảm bảo tổn thất của nhiên liệu nạp qua rảnh đứng trong xy lanh là hằng số

Các bộ chênh lệch áp suất duy trì sự chênh lệch áp suất giữa buồng trên và buồng dưới của màng với một giá trị không đổi là 0,1 bar

Màng của các bộ chênh lệch áp suất là màng phẳng làm bằng thép không rỉ hoặc bằng cao

su, nó được ngăn giữa hai buồng Tất cả buồng dưới được nối thông với nhau và chịu tác dụng của áp suất nhiên liệu cung cấp từ bơm Các buồng trên không thông với nhau, mỗi buồng có một van để định lượng nhiên liệu đến các kim phun Mỗi trong các buồng trên được nối với một rảnh định lượng và ống nối trên các kim phun Mỗi màng chịu tác dụng của một lò xo, để tạo nên sự chênh lệch áp suất giữa hai màng là 0,1 bar

Nếu lượng nhiên liệu qua rảnh định lượng vào buồng trên nhiều thì áp lực buồng này tăng tức thời, làm cho màng cong xuống, mở lỗ van cho đến khi sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng được xác định Nếu lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng trên giảm, màng tự đi lên và làm giảm tiết diện mở của van cho đến khi đạt được sự chênh lệch áp suất là 0,1 bar

II Các chế độ làm việc của động cơ

Hỗn hợp được hình thành ở trong đường ống nạp và trong xy lanh động cơ Trong hệ thống Jetronic, lượng nhiên liệu được cung cấp liên tục bởi các kim phun, nhiên liệu được dự trử ở các xú pap nạp Khi xú pap nạp mở, lượng không khí nạp sẽ cuốn hơi nhiên liệu, hoà trộn và hình thành hỗn hợp Trường hợp khi phun có sự quét của không khí thì sự hình thành hỗn hợp sẽ tốt hơn

K-Các chế độ làm việc của động cơ như: Cầm chừng, một phần tải và đầy tải được xác định bởi vị trí của tấm cảm biến và góc nghiêng của phểu không khí

Trang 20

A Khởi động lạnh:

Trong quá trình khởi động lạnh, để bù trừ sự tổn thất do ngưng tụ của nhiên liệu và để động cơ khởi động nhanh chóng khi lạnh, thì phải bổ xung thêm một lượng nhiên liệu trong suốt quá trình khởi động

Để dễ dàng trong khởi động lạnh, người ta dùng kim phun khởi động lạnh, nó được bố trí ở buồng nạp Sự hoạt động của kim phun khởi động lạnh được điều khiển bằng contact máy và contact nhiệt thời gian

1 Kim phun khởi động

Kim phun khởi động là một van điện Khi có dòng điện cung cấp qua cuộn dây (4), từ trường trong cuộn dây hút van đi lên và nhiên liệu được phun vào buồng nạp để hổ trợ nhiên liệu với các kim phun chính Khi dòng điện đi qua cuộn dây kim phun bị ngắt, lò xo đẩy van đi xuống và kim phun ngưng cung cấp nhiên liệu

Lỗ phun được chế tạo đặc biệt, để tạo sự xoáy của nhiên liệu khi phun, nhằm giúp cho sự hoà trộn với không khí và bay hơi được tốt hơn

2 Contact nhiệt thời gian

Contact nhiệt thời gian dùng để giới hạn quá trình phun nhiên liệu của kim phun khởi động khi khởi động Nó là kiểu contact nhiệt điện, contact đóng và mở theo sự điều khiển của nhiệt độ Nó được bố trí ở nơi lấy nhiệt độ nước làm mát là tốt nhất, thường được đặt ở thân máy hoặc ở nắp máy

Sự đóng ngắt của contact lưỡng kim phụ thuộc vào lượng nhiệt do điện trở tạo ra và nhiệt độ nước làm mát của động cơ Khi trời lạnh, sự ngắt của tiếp điểm chủ yếu là do sự nung nóng của điện trở khi dòng điện đi qua nó Thời gian ngắt của kim phun khởi động là 7,5 giây ở nhiệt độ âm 20°C

Trang 21

(2) Kim phun khởi động (3) Contact nhiệt thời gian

a Khi khởi động lạnh

Ở trường hợp này nhiệt độ nước làm mát thấp Khi khởi động, dòng điện từ cọc 50 của contact máy đi qua cuộn dây của kim phun khởi động, đến contact nhiệt thời gian và qua tiếp điểm về mát Khi có dòng điện qua cuộn dây, van kim được nhấc lên và nhiên liệu được phun vào buồng nạp Đồng thời trong thời gian này cũng có dòng điện từ cực 50 của contact máy qua cuộn dây điện trở của contact nhiệt thời gian Dưới tác dụng của dòng điện, dây điện trở bị nung nóng làm lưỡng kim nhiệt mở, dòng điện qua kim phun bị ngắt và kim phun ngừng cung cấp nhiên liệu Thời gian dòng điện đi qua kim phun dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường

b Khởi động khi nóng: ( lớn hơn 30°C)

Khi khởi động lại hoặc nhiệt độ động cơ cao, sự cung cấp thêm nhiên liệu là không cần thiết Ở trường hợp này, nhiệt độ từ nuớc làm mát động cơ truyền qua contact nhiệt thời gian, làm lưỡng kim nhiệt mở, nên kim phun khởi động không hoạt động

c Giai đoạn trung gian

Ở trường hợp này nhiệt độ động cơ không quá thấp Nhiệt độ nước làm mát sẽ phối hợp với dòng điện cung cấp cho cuộn dây điện trở, làm cho thời gian đóng của lưỡng kim nhiệt ngắn, kim phun cung cấp ít nhiên liệu hơn

Trong quá trình khởi động lạnh, ngoài sử dụng kim phun khởi động lạnh, các kim phun chính cũng gia tăng lượng nhiên liệu cung cấp để cho hỗn hợp giàu, nhằm cải thiện quá trình khởi động Sự làm giàu hỗn hợp của các kim phun chính được điều khiển bằng bộ điều chỉnh áp lực

3 Bộ điều chỉnh áp lực

Bộ điều chỉnh áp lực bố trí trên nắp máy để lấy nhiệt độ của động cơ Cấu trúc gồm một màng van bằng thép mỏng được điều khiển bởi lò xo và thanh lưỡng kim nhiệt Trên thanh lưỡng kim có quấn một dây điện trở, dây này được cấp điện từ rơ le bơm

Trang 22

Đường ống số 2 được nối tới van một chiều ở bộ điều áp và đường ống số 3 được nối tới khoảng không gian ở trên đỉnh piston Khoảng không gian phía trong của bộ điều chỉnh áp lực ăn thông với khí trời

Khi động cơ lạnh, thanh lưỡng kim nhiệt cong xuống nén lò xo và điều khiển màng mở lớn, làm cho lượng nhiên liệu phía trên đỉnh piston đi qua van của bộ điều chỉnh áp lực, đến van một chiều và trở về thùng nhiên liệu Điều này làm cho áp suất điều khiển giảm Sự giảm áp suất điều khiển sẽ làm cho piston đi lên, rãnh định lượng mở lớn và các kim phun sẽ cung cấp nhiều nhiên liệu

Ở hệ thống K-Jetronic cải tiến, bộ điều chỉnh áp lực có hai màng Lò xo ngoài luôn đẩy màng

đi lên, lò xo trong cũng có tác dụng đẩy màng đóng

1 Dây điện trở 2 Thanh lưỡng kim 3 Đường ống chân không

4 Màng 5 Nhiên liệu đến van một chiều 6 Nhiên liệu từ đỉnh piston

Lực đàn hồi của lò trong phụ thuộc vào phụ thuộc vào vị trí của màng dưới Màng dưới chia bộ điều chỉnh áp lực thành hai buồng, buồng trên được nối thông với đường ống nạp ở sau

Trang 23

Khi động cơ lạnh, thanh lưỡng kim nhiệt cong xuống dưới làm cho hai lò xo bị nén lại, màng van mở Khi van mở thì nhiên liệu sẽ thoát về thùng chứa qua van một chiều, làm áp suất điều khiển giảm nên lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun gia tăng

Tóm lại khi khởi động, ngoài có sự hổ trợ của kim phun khởi động, các kim phun chính cũng gia tăng nhiên liệu phun để làm giàu hỗn hợp giúp cho động cơ khởi động lạnh có hiệu quả cao

B Sau khởi động

Sau chế độ khởi động lạnh thì cần thiết phải làm giàu hỗn hợp trong một khoảng thời gian ngắn cho đến khi nhiệt độ của động cơ nóng lên Đây chính là giai đoạn làm ấm

Sau khi khởi động lạnh, van của bộ điều chỉnh áp lực còn mở lớn nên áp suất điều khiển giảm làm cho các kim phun cung cấp nhiều nhiên liệu Khi dây điện trở nóng dần lên làm cho thanh lưỡng kim cong lên và lò xo đẩy màng khép dần lại và lượng nhiên liệu thoát về thùng chứa giảm, nên áp suất điều khiển tăng dần và piston đi xuống làm giảm lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun

Khi động cơ nóng, thanh lưỡng kim tách rời tấm chận lò xo và lò xo đẩy màng van đóng kín Khi van đóng thì áp suất điều khiển là lớn nhất và giai đoạn làm giàu hỗn hơp kết thúc

C Chế độ cầm chừng nhanh

Khi nhiệt độ nước làm mát chưa đạt nhiệt độ bình thường thì lúc này công cản của động cơ lớn

Do vậy để đảm bảo động cơ hoạt động cầm chừng ổn định thì phải cung cấp thên một lượng hỗn hợp cho động cơ Đây chính là chế độ cầm chừng nhanh

Ở tất cả các loại động cơ phun xăng, để tăng tốc độ cầm chừng của động cơ bằng cách điều khiển lượng không khí đi tắt qua cánh bướm ga Van không khí dùng để điều khiển cầm chừng nhanh Ở tốc độ cầm chừng khi động cơ lạnh thì van mở lớn, làm cho lượng không khí tắt qua cánh bướm ga lớn Do lượng không khí này phải đi qua bộ đo gió làm cho tấm cảm biến nâng nhẹ để gia tăng lượng hỗn hợp cung cấp cho động cơ

Trong quá trình động cơ hoạt động, dòng điện từ rơ le sẽ cung cấp cho dây điện trở làm cho thanh lưỡng kim nóng dần lên Khi thanh lưỡng kim nóng thì nó sẽ điều khiển van khép dần và lượng không khí đi tắt qua bướm ga giảm, tốc độ động cơ cũng giảm theo

Khi động cơ đạt được nhiệt độ bình thường thì van không khí sẽ đóng hẳn và động cơ hoạt động

ở số vòng quay ổn định thấp nhất

Trang 24

Ở bộ điều chỉnh áp lực đời cải tiến, khi cánh bướm ga đóng thì độ chân không sau cánh bướm ga lớn, độ chân không này truyền vào buồng làm việc của bộ điều chỉnh áp lực làm cho màng dưới cong lên chạm vào gờ hạn chế và lò xo trong nén lại Lúc này lực đàn hồi của lò xo trong và ngoài làm cho màng van đóng kín Nên ở tốc độ thấp thì tốc độ động cơ chỉ phụ thuộc vào lượng không khí nạp Còn đối với loại một màng thì màng sẽ đóng kín sau giai đoạn làm ấm

D Chế độ cầm chừng

Để thay đổi tốc độ cầm chừng bằng cách thay đổi lượng hỗn hợp cung cấp cho động cơ qua một vit điều chỉnh lượng không khí đi tắt bố trí ở thân bướm ga Tốc độ cầm chừng có các đặc điểm sau

 Áp suất điều khiển là lớn nhất

 Van không khí đóng

 Lượng hỗn hợp cung cấp cho động cơ chỉ đũ để khắc phục ma sát

 Nhiệt độ nước làm mát đạt nhiệt độ bình thường

Trang 25

gia tăng làm tăng lượng hỗn hợp cung cấp cho động cơ Kết quả làm cho tốc độ của động cơ gia tăng Khi vặn vit hiệu chỉnh đi vào thì tốc độ của động cơ sẽ giảm

2 Vit điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp cầm chừng B

Vit này được bố trí ở bộ đo gió Khi vặn vit vào thì piston điều khiển đi lên và hỗn hợp cung cấp sẽ giàu Ngược lại, khi vặn ra thì tỉ lệ hỗn hợp cầm chừng sẽ nghèo do piston đi xuống nhưng lượng không khí nạp là không đổi

E Chế độ tải trung bình

Đây là chế độ động cơ hoạt động thường xuyên, nên yêu cầu tỉ lệ hỗn hợp ở chế độ này phải đảm bảo sao cho động cơ chạy tiết kiệm nhất

Góc độ của phểu không khí quyết định tỉ lệ hỗn hợp của động cơ Khi động cơ chạy ở chế độ tải nhỏ thì tấm cảm biến nằm ở vị trí 3 của phểu không khí Khi chuyển sang chế độ tải trung bình, lúc này lượng không khí nạp nhiều và tấm cảm biến được đẩy lên vị trí 2 Ở vị trí 2 độ dốc của phểu bé, nên lượng không khí nạp gia tăng để tỉ lệ hỗn hợp phù hợp với chế độ này

F Chế độ đầy tải

Ở chế độ này cánh bướm ga mở lớn, hỗn hợp đòi hỏi phải đậm để công suất động cơ phát ra là tối đa Để đáp ứng yêu cầu này, người ta dùng các biện pháp sau

a Góc độ của phểu không khí: Tại vị trí tấm cảm biến ở chế độ đầy tải, độ dốc của phểu không khí lớn Do vậy lượng không khí nạp giảm làm cho hỗn hợp cung cấp cho động

cơ giàu nhiên liệu

b Dùng bộ điều chỉnh áp lực: Khi cánh bướm ga mở lớn, độ chân không sau cánh bướm

ga nhỏ, nên áp suất bên trong bộ điều chỉnh áp lực gia tăng (loại hai màng) Sự tăng áp suất làm màng dưới của bộ điều chỉnh áp lực đi xuống, lực đàn hồi của lò xo trong giảm, nên màng van xuống theo và van mở lớn Nguyên nhân này làm cho áp suất điều khiển giảm, nên piston đi lên cao hơn để gia tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho các kim phun

G Khi tăng tốc

Khi cánh bướm ga mở lớn đột ngột, lượng không khí nạp đi vào động cơ gia tăng tức thời Lực này tác dụng mạnh bên dưới của tấm cảm biến làm cho tấm cảm biến di chuyển nhanh lên phía trên, đồng thời do lực quán tính của tấm cảm biến làm gia tăng độ nâng của nó Khi cánh bướm ga giữ nguyên, lực quán tính của dòng khí nạp không còn và tấm cảm biến hạ nhẹ xuống

Khi sử dụng bộ điều chỉnh áp lực loại hai màng: Khi tăng tốc, độ chân không sau bướm ga giảm mạnh nên độ chân không bên trong bộ điều chỉnh áp lực giảm theo, làm cho màng van mở lớn và áp suất điều khiển giảm làm cho lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ gia tăng

Trang 26

H Chế độ giảm tốc

Ở chế độ này lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ là không cần thiết, nhằm tiết kiệm nhiên liệu và chống ô nhiểm

Khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao, nếu đạp phanh đột ngột thì lúc này cánh bướm ga từ vị trí mở lớn chuyển sang vị trí đóng, làm cho dòng khí nạp va đập mạnh vào bướm ga và dội trở lại

đẩy tấm cảm biến đóng, lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun bị cắt tức thời

III Hệ thống K-Jetronic sử dụng van tần số

Đây là loại cải tiến của loại K-Jetronic, ở loại này người ta dùng van tần số để giảm áp suất buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất Mục đích là để điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp cho phù hợp với các chế độ hoạt động của động cơ

Cấu trúc của hệ thống làm hai phần chính

 Hệ thống K-Jetronic

 Và mạch điện điều khiển

Phần chính vẫn là hệ thống K-Jetronic Khuyết điểm của hệ thống K-Jetronic là điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí, nên sự làm việc của hệ thống là không được chính xác lắm Để khắc phục, người ta chế tạo thêm hệ thống điện tử để điều khiển, nhằm cải thiện đặc tính làm việc của động

cơ

Người ta bố trí thêm một số cảm biến để xác định tình trạng làm việc của động cơ Các tín hiệu này sẽ được ECU tiếp nhận và ECU sẽ điều khiển van tần số đóng mở với một tần số nào đó để điều chỉnh áp suất buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất

Khi thời gian mở của van tần số dài hơn thời gian đóng, áp suất ở buồng dưới giảm nhẹ, màng của bộ chênh lệch áp suất cong xuống nhiều hơn nên lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun nhiều hơn

Khi thời gian mở của van tần số bé hơn thời gian đóng, áp suất buồng dưới của bộ chênh lệch áp suất gia tăng, lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun giảm

Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com

Trang 27

HEÄ THOÁNG KE – JETRONIC

Trang 28

HỆ THỐNG KE-JETRONIC

I Giới thiệu

Hệ thống KE-Jetronic được hãng Bosch chế tạo dự trên nền tảng của hệ thống Jetronic và Jetronic với van tần số Các nhà thiết kế nhận thấy rằng ở hệ thống K-Jetronic với van tần số thì độ chính xác của hệ thống không được cao lắm, do các cảm biến sử dụng để nhận biết tình trạng làm việc của động cơ còn quá ít và việc sử dụng van tần số để điều chỉnh áp lực buồng dưới, cũng như dùng bộ điều chỉnh áp lực để hiệu chỉnh tỉ lệ hỗn hợp để đáp ứng các chế độ làm việc của động cơ là chưa hoàn thiện Bởi vì các chế độ làm việc của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào thời gian mở và đóng của van tần số và sự thay đổi áp suất điều chỉnh trên đỉnh piston Nếu sự phối hợp cảø hai yếu tố trên là không đồng bộ thì độ tin cậy của hệ thống là không đảm bảo

K-Để khắc phục nhược điểm trên, cũng như dựa vào cơ sở của hệ thống K-Jetronic với van tần số, các nhà chế tạo đã đưa ra loại KE-Jetronic Ở hệ thống KE-Jetronic, tỉ lệ hỗn hợp đáp ứng với các điều kiện hoạt động của động cơ dựa vào sự thay đổi áp lực nhiên liệu của các buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất và áp suất điều khiển ở trên đỉnh piston đuợc giữ cố định Các cảm biến bố trí xung quanh của hệ thống KE-Jetronic được sử dụng nhiều hơn Tín hiệu từ các cảm biến sẽ được gởi về ECU (Electronic Control Unit) và từ đó bộ điều khiển điện tử sẽ làm thay đổi áp suất trong hệ thống để đáp ứng tốt các yêu cầu làm việc của động cơ

Như vậy chúng ta thấy rằng, ngoài việc định lượng nhiên liệu bằng cơ khí như kiểu K-Jetronic, hệ thống điện điều khiển của KE-Jetronic sẽ điều chỉnh lại lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun dựa vào tình trạng làm việc của động cơ theo các chế độ tải, điều kiện môi trường, nhiệt độ động cơ…

II Cấu trúc và nguyên lý hoạt động

Hệ thống KE_Jetronic được chia làm 3 hệ thống chính

 Hệ thống nạp không khí

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

 Và hệ thống điện điều khiển

A Hệ thống nạp không khí

Lượng không khí nạp vào động cơ phụ thuộc vào độ mở của cánh bướm ga Trong quá trình làm việc, độ chân không từ bên trong các xy lanh ở quá trình nạp, sẽ hút không khí từ bên ngoài đi qua lọc gió Sau khi lọc sạch xong, lượng không khí nạp được kiểm tra bởi bộ đo gió rồi sau đó qua thân bướm ga để đi vào buồng nạp Tại buồng nạp không khí đi vào đường ống nạp để đi vào xy lanh của động cơ

Như vậy mạch không khí nạp của hệ thống KE-Jetronic hoàn toàn giống như hệ thống Jetronic

K-Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM

Trang 29

B Hệ thống nhiên liệu

Khi khởi động hay khi động cơ hoạt động, bơm xăng sẽ hút nhiên liệu từ thùng chứa đưa đến bộ tích năng Tại đây sau khi làm giảm các sóng áp suất nhiên liệu được đưa đến lọc tinh và đến bộ định lượng nhiên liệu

Nhiên liệu từ lọc tinh được chia làm 3 nhánh: một nhánh cung cấp đến kim phun khởi động, nhánh thứ hai qua bộ điều áp và trở về thùng chứa và nhánh còn lại nhiên liệu được đưa đến bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu bằng điện, sau đó vào buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất và trở lại van điều áp để trở về thùng chứa

So sánh với K-Jetronic

Hệ thống nạp không khí Giống KE-Jetronic GiốngK – Jetronic

Lọc nhiên liệu Lọc giấy áp lực cao Lọc giấy áp lực cao

Bộ điều áp Bố trí trong bộ phấn phối Bộ điều áp nằm ngoài

Bộ định - phân nhiên liệu

Kim phun nhiên liệu

Đường ống nạp

Buồng đốt

Trang 30

Aùp suất điều khiển Thay đổi Không đổi

Bộ điều chỉnh áp lực Điều khiển bằng nhiệt độ Điều khiển bằng điện

Lò xo bộ chênh lệch P Đặt ở buồng trên Đặt ở buồng dưới

1 Thùng nhiên liệu 2 Bơm nhiên liệu 3 Bộ tích năng

4 Lọc nhiên liệu 5 Bộ điều áp 6 Kim phun

7 Buồng nạp 8 Kim phun khởi động 9 Bộ phân phối

10 Bộ đo gió 11 Bộ điều chỉnh áp lực điện 12 Cảm biến ô xy

13 Contact nhiệt thời gian 14 CB nhiệt độ nước 15 Delco

16 Van không khí 17 CB bướm ga 18 ECU

19 Contact máy 20 Bình ắc quy

1 Bơm xăng

Bơm xăng sử dụng trong hệ thống KE-Jetronic là bơm kiểu con lăn Bơm được dẫn động bởi

động cơ điện một chiều 12 vôn Áp suất do bơm cung cấp rất lớn, gần gấp hai lần áp suất mở

của bộ điều áp, nhằm đảm bảo đầy đủ áp lực cho hệ thống, giúp cho hệ thống làm việc ổn

định và lâu dài Cấu trúc và nguyên lý hoạt động giống như bơm xăng trong hệ thống

Trang 31

Bao gồm các tấm lọc bằng giấy chồng lên nhau, cách nhau 4m Nó dùng để gạn lọc những hạt bụi lẫn lộn trong nhiên liệu

3 Bộ tích năng

Bộ tích năng dùng để tích lủy một năng lượng nhiên liệu nhất định khi động cơ dừng, để dễ dàng khởi động động cơ trở lại Ngoài ra nó còn có chức năng dập tắt sóng dao động áp suất do bơm cung cấp

Bộ tích năng của hệ thống KE-Jetronic chỉ có đường nhiên liệu vào mà không có đường nhiên liệu đi ra Khoảng không gian chứa lò xo đuợc nối với đường nhiên liệu về, để đảm bảo an toàn tối đa khi màng của bộ tích năng bị thủng Cấu trúc và nguyên lý làm việc giống như kiểu K-Jetronic

4 Bộ điều áp

Chức năng của bộ điều áp là giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống là không đổi

 Khi động cơ hoạt động, bơm xăng sẽ quay và nó sẽ cung cấp nhiên liệu cho hệ thống, lượng nhiên liệu thừa sẽ qua bộ điều áp và trở về thùng nhiên liệu để giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống là cố định

 Khi bơm làm việc, nó sẽ sinh ra áp lực ép màng của bộ điều áp, làm cho lò xo điều áp bị nén lại Khi màng dịch chuyển xuống dưới, lò xo (4) đẩy thân van (10) đi xuống làm cho

Trang 32

van (5) mở và nhiên liệu từ buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất qua van (5) trở về thùng chứa

 Khi áp suất trong hệ thống tăng cao khoảng 5,4 bar, nó sẽ đẩy màng điều áp tiếp tục đi xuống và van điều áp sẽ mở để đưa lượng nhiên liệu thừa qua thân van trở về thùng nhiên liệu

 Trường hợp động cơ ngưng hoạt động, bơm xăng ngừng quay và áp lực nhiên liệu trong hệ thống giảm Lò xo điều áp đẩy màng đi lên và van điều áp đóng lại Đồng thời lúc này dưới tác dụng của lò xo điều áp làm cho thân van (10) đi lên, đế van (5) đóng lại để giữ áp lực nhiên liệu trong hệ thống

5 Kim phun nhiên liệu

Các kim phun được cấp nhiên liệu từ bộ định phân nhiên liệu và nó sẽ cung cấp nhiên liệu vào đường ống nạp bên cạnh xú pap nạp Chúng được gá chặt vào động cơ qua các giá đỡ cách nhiệt, để tránh bọt khí trong chùm tia nhiên liệu

Về mặt cấu tạo, nó có cấu trúc giống như hệ thống K-Jetronic, nhưng áp lực bắt đầu phun cao hơn loại kim phun kiểu K, nó vào khoảng 3,5 bar Để cải thiện sự phun tơi của nhiên liệu, bằng cách người ta dẫn không khí nạp từ phía trước bướm ga đến xung quanh thân kim phun để tán nhuyển chùm tia nhiên liệu khi phun, nhằm đảm bảo chất lượng chùm tia phun ở tốc độ cầm chừng

1 Nhiên liệu từ buồng dưới của bộ chênh lệch áp suất

2 Nhiên liệu về thùng chứa

Trang 33

6 Bộ định phân nhiên liệu

Bộ định phân nhiên liệu bao gồm bộ đo gió và bộ phân phối nhiên liệu

a Bộ đo lưu lượng không khí

Bộ đo lưu lượng không khí được thiết kế tương tự như ở phần K-Jetronic Cách thiết kế hình dạng phểu không khí vẫn đảm bảo cho động cơ hoạt động ở chế độ tải bé, một phần tải và đầy tải

Bộ đo lưu lượng không khí sẽ xác định lưu lượng không khí nạp và sau đó sẽ xác định lượng phun cơ bản phù hợp với các chế độ tải của động cơ

Ở vị trí ban đầu tấm cảm biến được hạn chế bởi lò xo lá, lò xo này cũng có chức năng cho phép tấm cảm biến di chuyển ngược trở lại khi có hiện tượng nổ ngược trên đường ống nạp

Trên bộ đo lưu lượng không khí, có bố trí cảm biến lưu lượng khí nạp, độ nâng của tấm cảm biến sẽ được chuyển thành tín hiệu điện áp và tín hiệu này đựơc gởi về ECU

Trang 34

b Bộ phân phối nhiên liệu

Tuỳ thuộc vào vị trí của tấm

cảm biến, lượng nhiên liệu sẽ

được phân phối đến các kim

phun Vị trí của tấm cảm biến

xác định lượng không khí nạp

vào động cơ Vị trí này được

truyền qua cánh tay đòn để

điều khiển độ nâng của piston

Piston sẽ mở rãnh định lượng trên xy lanh, để đưa một lượng nhiên liệu tương ứng vào bộ

chênh lệch áp suất và sau đó nhiên liệu sẽ được đưa đến các kim phun

Áp lực nhiên liệu của hệ thống đi qua một lỗ tiết lưu vào phía trên của đỉnh piston Áp lực này

luôn có khuynh hướng chống lại sự di chuyển của tấm cảm biến và nó luôn đảm bảo sự liên

kết chuyển động giữa tấm cảm biến và piston

1 Nhiên liệu từ bộ điều chỉnh áp lực 2 Piston 3 Rãnh định lượng

4 Cạnh bên dưới của piston 5 Xy lanh 6 Vòng đệm

7 Lỗ tiết lưu

Một số trường hợp, người ta dùng một

lực lò xo để phối hợp với lực của

nhiên liệu tác dụng lên đỉnh piston,

nhằm ngăn cản piston bị hút trở lên

do ảnh hưởng của độ chân không khi

Trang 35

Lỗ tiết lưu trên đỉnh piston có tác

dụng làm giảm dao động của tấm

cảm biến, dưới tác dụng của các

luồng khí nạp

1 Áp suất nhiên liệu từ bơm 2 Buồng trên bộ chênh lệch áp suất

3 Tới kim phun 4 Piston

5 Cạnh dưới piston 6 lò xo

7 Màng 8 Buồng dưới bộ chên lệch áp suất

9 Đệm kín 10 Lò xo

11 Nhiên liệu từ bộ điều chỉnh áp lực điện 12 Lỗ tiết lưu

13 Nhiên liệu trở về thùng nhiên liệu

Khi contact đánh lửa ở vị trí Off, piston điều khiển sẽ hạ xuống cho đến khi nó chạm vào vòng đệm Lúc này vị trí của piston điều khiển phải đảm bảo đóng kín rãnh định lượng khi tấm cảm biến ở vị trí zero Nếu không đúng chúng ta phải điều chỉnh lại bằng vit điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp cầm chừng (vít CO)

c Bộ chênh lệch áp suất

Bộ chênh lệch áp suất trong bộ phân phối nhiên liệu nhằm tạo ra một sự giảm áp ở các lỗ định lượng

Bộ đo lưu lượng không khí có đặc tính là đường tuyến tính Có nghĩa là nếu lượng không khí nạp tăng gấp đôi thì hành trình của tấm cảm biến cũng gia tăng gấp đôi, đồng thời lượng nhiên liệu cung cấp phải tương ứng Như vậy, sự giảm áp phải cố định ở các rãnh định lượng để đảm bảo lượng nhiên liệu đi qua các rãnh thì không phụ thuộc vào chúng Các bộ chênh lệch áp suất tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa buồng trên và buồng dưới là không đổi, không phụ thuộc vào lượng nhiên liệu đi qua Độ chênh lệch áp suất giữa hai buồng là 0,2 bar và nó đảm bảo sự định lượng nhiên liệu với độ chính xác cao

Bộ chênh lệch áp suất là kiểu van tiếp xúc phẳng, nó được bố trí bên trong bộ phân phối Buồng trên và buồng dưới được ngăn cách nhau bằng một màng thép, tất cả các buồng dưới đều chịu tác dụng của một lò xo, chúng được nối thông với nhau và chịu tác dụng của áp suất thuỷ lực từ bộ điều chỉnh áp lực điện Các đế van được bố trí ở buồng trên, mỗi buồng trên được nối với một lỗ định lượng để dẫn nhiên liệu theo đường ống đến các kim phun Các buồng trên bố trí độc lập với nhau, áp suất chênh lệch ở các lỗ định lượng được xác định bởi lò

xo của buồng dưới và áp suất thuỷ lực từ bộ điều chỉnh áp lực điện

Trang 36

Nếu lượng nhiên liệu cung cấp vào buồng trên lớn, màng sẽ cong xuống bên dưới và mở đường ra của van cho đến khi có độ chênh lệch áp suất được thiết lập lại Nếu lượng nhiên liệu vào buồng trên giảm, độ mở của van cũng giảm do lực tác dụng lên màng làm màng đi lên cho đến khi có độ chênh lệch áp suất giữa hai buồng là 0,2 bar Điều này có nghĩa là lực tác dụng lên màng được giữ cân bằng tuỳ theo lượng nhiên liệu đi qua rãnh định lượng Để động cơ làm việc tối ưu thì tỉ lệ hòa khí phải được thay đổi tuỳ theo chế độ làm việc của động

cơ, bằng cách thay đổi áp suất nhiên liệu ở buồng dưới nhờ bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu bằng điện

C Hệ thống điện điều khiển

Mỗi chế độ hoạt động của động cơ đòi hỏi phải có một tỉ lệ hỗn hợp là tối ưu Ở tốc độ cầm chừng và đầy tải đòi hỏi hỗn hợp phải giàu và hỗn hợp phải nghèo khi động cơ hoạt động ở chế độ một phần tải Để đáp ứng điều này bằng cách người ta thiết kế hình dạng của phểu không khí sao cho các góc độ của phểu phải đáp ứng được tương ứng các chế độ tải bé, một phần tải và đầy tải

Ở hệ thống KE-Jetronic, hình dạng của phểu không khí được chế tạo sao cho tỉ lệ hỗn hợp luôn ở mức » = 1 cho tất cả các chế độ làm việc của động cơ

Hệ thống điện điều khiển bao gồm các cảm biến để xác định tình trạng hoạt động của động

cơ Các tình trạng này được đưa về ECU thông qua tín hiệu điện áp ECU sẽ tổng hợp và điều khiển bộ điều chỉnh áp lực điện để đáp ứng tỉ lệ hỗn hợp theo các chế độ làm việc của động

cơ

1 Các cảm biến

a Cảm biến lưu lượng không khí nạp

Cảm biến đo lưu lượng không khí nạp được bố trí bên trong bộ đo gió Nó bao gồm một điện trở dạng màng mỏng Hai đầu của điện trở được cung cấp một điện áp từ ắc quy Một con trượt chuyển động trên bề mặt của điện trở, góc xoay của con trượt tương ứng góc quay của tấm cảm biến bộ đo gió Tùy theo vị trí của tấm cảm biến nằm trong phểu không khí, một điện áp lấy ra từ con trượt gởi về ECU Tín hiệu điện áp này xác định lưu lượng không khí nạp đi qua bộ đo lưu lượng không khí

Trang 37

b Cảm biến nhiệt độ nước

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được bố trí ở thân máy hoặc nắp máy để lấy nhiệt độ của nước làm mát Cấu trúc của nó bao gồm một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm, tức là khi nhiệt độ nước làm mát tăng thì điện trở của cảm biến sẽ giảm và ngược lại ECU cung cấp dòng điện đi qua cảm biến Do đó khi nhiệt độ nước thay đổi thì điện trở cảm biến thay đổi theo và trị số điện áp đặt vào hai đầu của cảm biến được xác định Tín hiệu này được ECU tiếp nhận để điều khiển bộ điều chỉnh áp lực điện

1 Động cơ 2 Delco 3 ECU 4 Van ISC

5 Đường không khí đi tắt 6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 7 Bướm ga

c Cảm biến bướm ga

Cảm biến bướm ga dùng để xác định chế độ tải của động cơ Tín hiệu này được gởi về ECU Cảm biến vị trí bướm ga được bố trí trên

thân bướm ga và nó được dẫn động bởi trục

bướm ga Khi trục bướm ga xoay sẽ làm

cam trong cảm biến xoay theo, để điều

khiển tiếp điểm đóng mở Khi động cơ ở tốc

độ cầm chừng thì tiếp điểm cầm chừng

đóng Khi động cơ ở chế độ đầy tải thì tiếp

điểm đầy tải đóng Các tín hiệu này được

gởi về ECU

Trang 38

2 ECU

ECU hay còn gọi là bộ điều khiển điện tử Nó có chức năng xử lý các thông tin từ các cảm biến và từ đó tính toán để điều khiển bộ điều chỉnh áp lực điện để bảo đảm tỉ lệ hỗn hợp cung cấp cho động cơ đạt hiệu quả tối ưu nhất

Trong hệ thống KE-Jetronic, ở giai đoạn đầu người ta dùng kỹ thuật tương tự để điều khiển

Ở các đời sau, kỹ thuật số được áp dụng, nó không chỉ dùng để điều khiển phun nhiên liệu, mà còn có chức năng điều khiển đánh lửa, điều khiển cầm chừng và chẩn đoán

Electronic Control Unit

3 Bộ điều chỉnh áp suất điện

Tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của động cơ, ECU sẽ điều khiển bộ điều chỉnh áp lực điện để thay đổi áp suất buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất, nhằm thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp đến các kim phun

Bộ điều chỉnh áp lực điện được bố trí bên hông bộ phân phối nhiên liệu Bộ này có nhiệm vụ điều khiển sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng dựa vào tấm van đóng mở lỗ van

Trang 39

Bộ điều chỉnh áp lực điện được làm bằng vật liệu không nhiểm từ Bên trong bố trí một phần ứng, nó được bố trí không ma sát giữa hai cực từ của hai nam châm Phần ứng có dạng là một tấm phẳng và được chế tạo bằng vật liệu đàn hồi cao

Trang 40

1 Tấm cảm biến 2 Bộ phân phối 3 Nhiên liệu từ bơm đến

4 Đến kim phun 5 Nhiên liệu về thùng chứa 6 Lỗ tiết lưu

7 Buồng trên 8 Buồng dưới 9 Màng

10 Bộ điều chỉnh áp lực điện 11 Tấm van 12 Lỗ van

13 Cực của nam châm 14 Khe hở từ

Từ thông của nam châm vĩnh cửu được thể hiện bằng đường không liền nét và từ thông của nam châm điện là đường liền nét được khép kín qua các cực của nam châm xuyên qua phần ứng và khe hở không khí Từ thông của nam châm vĩnh cửu đi xuyên qua phần ứng một góc 90°, từ thông của nam châm điện sinh ra sẽ khép kín qua khe hở của không khí và đi dọc theo phần ứng

1 Đường nhiên liệu vào 2 Lỗ van 3 Tấm van

Định dạng
Số trang	264
Dung lượng	15,11 MB