Xây dựng quy trình bảo trì và sửa chữa hệ thống nhiên liệu trên Động cơ phun xăng Điện tử efi

Tiểu luận tốt nghiệp Xây dựng quy trình bảo trì và sửa chữa hệ thống nhiên liệu trên động cơ phun xăng điện tử EFI

BỘ LAO ĐỘNG – TB VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: NGUYỄN CẢNH SANG Hệ đào tạo: Đại học

Lớp: DHOTOCK16A5 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa: Cơ khí động lực

1 Tên đề tài: “Xây dựng quy trình bảo trì và sửa chữa hệ thống nhiên liệu trên động cơ phun

xăng điện tử EFI ”

2 Danh mục tài liệu tham khảo:

[1] GS, TS Phạm Minh Tuấn (2000), “Động cơ đốt trong”, NXB Khoa học và kỹ thuật

[2] KS Ngô Viết Thành (1999), “Cấu tạo, sửa chữa và bảo dưỡng động cơ ô tô”, NXB Giao thông vận tải

[3] Hoàng Đình Long (2016) , “Giáo trình kỹ thuật Sửa chữa ô tô”, NXB Giáo dục

[4] Trần Kiện Kiện, Trương Đông Sơn, Hoàng Khang Quần (1999) , “Sửa chữa động cơ ô tô”, NXB Bách khoa Hà Nội

[5] PGS, TS Nguyễn Khắc Trai (2007), Kỹ thuật chẩn đoán ô tô, NXB Giao thông vận tải

[6] Website: www.oto-hui.com

[7] Website: www.tailieu.vn

3 Nội dung phần thuyết minh:

1 Chương I: Tổng quan hệ thống nhiên liệu trên động cơ ô tô 20%

2 Chương II: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận hệ thống

3 Chương III: Quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống nhiên liệu trên động

4 Bản vẽ:

1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử EFI A0

2 Sơ đồ cấu tạo các bộ phận hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử EFI A0

5 Kế hoạch thực hiện

1 Chương I: Tổng quan hệ thống nhiên liệu trên động cơ ô tô 10/9/2024 -

30/9/2024

2 Chương II: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận hệ

thống nhiên liệu trên động cơ phun xăng điện tử EFI

01/10/2024 - 20/10/2024

3 Chương III: Quy trình kiểm tra sửa chữa hệ thống nhiên liệu

trên động cơ phun xăng điện tử EFI

21/10/2024 - 15/11/2024

TS Nguyễn Ngọc Tú Th.s Lê Văn Lương

Nhiệm vụ tiểu luận tốt nghiệp đã được Hội đồng thi tốt nghiệp của Khoa thông qua

Ngày tháng năm 2024

Chủ tịch Hội đồng

(Ký và ghi rõ Họ tên)

Sinh viên hoàn thành và nộp bản tiểu luận tốt nghiệp cho Hội đồng thi ngày tháng năm 2024

Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp

BỘ LAO ĐỘNG – TB VÀ XÃ HỘI

TRƯỜNG ĐHSP KỸ THUẬT VINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: NGUYỄN CẢNH SANG Hệ đào tạo: Đại học

Lớp: DHOTOCK16A5 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa: Cơ khí động lực

Tên đề tài: “Xây dựng quy trình bảo trì và sửa chữa hệ thống nhiên liệu trên

động cơ phun xăng điện tử EFI ”

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ Ô TÔ

1.1 Hệ thống nhiên liệu xăng

3.8 Hệ thống điều khiển điện tử ECU

3.8.1 Các hư hỏng nguyên nhân và phương pháp kiểm tra chẩn đoán3.8.2 Bảo dưỡng và sửa chữa

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển rất nhanh là mạnh mẽ của nền khoa học thì hệ thống phun xăng điện tử sử dụng trên xe ôtô ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi

Qua quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp chúng em thấy rằng hệ thống phun xăng điện tử sử dụng trên ôtô có những ưu điểm vượt trội so với các hệ thống nhiên liệu trước đó như tiết kiệm nhiên liệu hơn, khí thải ra sạch sẽ hơn, công suất được nâng cao hơn Chính vì những ưu điểm vượt trội đó em đã

lựa chọn đề tài: “Xây dựng quy trình bảo trì và sửa chữa hệ thống nhiên liệu trên động cơ phun xăng điện tử EFI”.

Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Lê Văn Lương cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ

môn đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này Nhưng do chưa có kinh nghiệm và trình độ của bản thân còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những sai sót Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để tiểu luận ngày càng được hoàn thiện hơn

Vinh, ngày tháng 10 năm 2024

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Cảnh Sang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ

Động cơ ô tô hiện nay chủ yếu là động cơ đốt trong kiểu pít tông và nhiên liệu được sử dụng chủ yếu là xăng và dầu Diesel

1.1 Hệ thống nhiên liệu xăng

1.1.1 Nhiệm vụ

Hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng có nhiệm vụ chuẩn bị và cung cấp hổn hợp gồm hơi xăng

và không khí (gọi là hòa khí) cho động cơ đảm bảo về số lượng thành phần phù hợp với từng chế độ làm việc của động cơ

1.1.2 Phân loại

Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng có 2 loại chủ yếu:

- Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí

- Hệ thống nhiên liệu EFI

a Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí

Xăng được cung cấp trong bình chứa, khi động cơ làm việc bơm xăng vận chuyển xăng từ bình chứa lọc qua bình lọc và cung cấp vào buồng xăng con của bộ chế hòa khí Mức xăng trong buồng xăng con bộ chế được định lượng bởi van kim 3 cạnh Bộ chế hòa khí sẽ hình thành hổn hợp công tác cung cấp cho các xi lanh động cơ trong kỳ nạp và phù hợp với chế độ làm việc của động cơ

b Hệ thống nhiên liệu EFI

Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng của động cơ và điều kiện chạy của xe Và ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và làm cho các vòi phun phun nhiên liệu

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

1.1.3 Yêu cầu

* Hỗn hợp không khí-nhiên liệu tốt cho ôtô

- Xăng được hoá hơi và trộn đều với không khí Để xăng cháy hết nó phải được hoá hơi tốt và trộn đều với không khí

- Hỗn hợp không khí-nhiên liệu đúng Xe ôtô được sử dụng trong những điều kiện vận hành thayđổi, và khi có sự thay đổi trong điều kiện vận hành thì hỗn hợp không khí-nhiên liệu cũng cần thay đổi theo

+ Khi nhiệt độ không khí thay đổi từ cao xuống thấp.

+ Khi mặt đường chuyển từ bằng phẳng sang dốc đứng và động cơ làm việc với tải trọng lớn.+ Khi tốc độ của động cơ tăng từ chạy không tải lên tốc dộ cao

* Tỷ lệ không khí-nhiên liệu

Tỷ lệ không khí-nhiên liệu là tỷ lệ giữa khối lượng không khí và khối lượng nhiên liệu Khi lượng không khí quá nhiều hoặc quá ít thì xăng cháy không tốt, dẫn đến cháy không hết Tối thiểu phải có 14,7 phần không khí để đốt cháy hoàn toàn một phần xăng Tỷ lệ này được gọi là tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết

Tuy nhiên, trên thực tế thì dù xăng đã được phun vào động cơ theo tỷ lệ lí thuyết, không phải toàn bộ xăng đều được hoá hơi và trộn với không khí Vì thế, trong một số điều kiện cần phải sử dụng tỷ

lệ không khí-nhiên liệu đậm hơn

* Tỷ lệ không khí-nhiên liệu và điều kiện vận hành xe

- Khi khởi động

Khi khởi động, thành của đường ống nạp, các xy lanh và nắp quy lát còn lạnh, nên nhiên liệu ược phun vào bị dính lên các thành Trong trờng hợp này hỗn hợp không khí-nhiên liệu trong buồng đốt

đ-bị nghèo đi Vì thế cần có hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu

- Hâm nóng động cơ: Nhiệt độ của nớc làm mát càng thấp, xăng càng khó hoá hơi, làm cho xăng bắt lửa kém Vì thế cần hỗn hợp không khí-nhiên liệu giàu

- Khi tăng tốc: Khi bàn đạp ga được ép xuống, sẽ xuất hiện sự trì hoãn trong cung cấp nhiên liệu

do thay đổi tải trọng, dẫn đến hỗn hợp nhiên liệu nghèo đi Vì vậy, cần bổ sung một lượng nhiên liệu phun vào hỗn hợp

- Khi chạy với tốc độ đều (không đổi):

Sau khi động cơ đã được hâm nóng, hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động cơ gần như tỷ lệ không khí-nhiên liệu lí thuyết

- Khi chịu tải nặng:

Khi cần sản ra công suất lớn, động cơ được cung cấp hỗn hợp nhiên liệu hơi giàu để giảm nhiệt

độ đốt cháy và đảm bảo toàn bộ lượng không khí cung cấp sẽ được sử dụng để đốt cháy

- Khi giảm tốc:

Khi không cần công suất lớn, nhiên liệu được cắt giảm một phần để làm sạch khí xả

1.2 Hệ thống nhiên liệu DIESEL

1.2.1 Nhiệm vụ

- Bơm nhiên li u áp suất cao tới vòi phunệu áp suất cao tới vòi phun

- Cấp nhiên li u đúng thời điểm và đúng qui lu t thiết kế.ệu áp suất cao tới vòi phun ật thiết kế

- Cấp nhiên li u đồng đều tới các vòi phun.ệu áp suất cao tới vòi phun

- Điều chỉnh thay đổi lượng nhiên li u cấp cho chu trình m t cách dễ dàng vàệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng và nhanh chóng phù hợp với chế d làm vi c của đ ng cơ.ột cách dễ dàng và ệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng và

1.2.2 Phân loại

a Hệ thống nhiên liệu bơm PE

Khi đ ng cơ làm vi c, trục khuỷu dẫn đ ng cho trục cam của bơm cao áp hoạt đ ng theo, trục ột cách dễ dàng và ệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng và ột cách dễ dàng vàcam dẫn đ ng cho bơm thấp áp làm vi c, bơm thấp áp hút nhiên li u từ thùng chứa đẩy lên bầu lọc, ột cách dễ dàng và ệu áp suất cao tới vòi phun ệu áp suất cao tới vòi phunqua đây nhiên li u được lọc sạch m t lần nữa Tiếp đó nhiên li u được đẩy lên bơm cao áp, đồng thời ệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng và ệu áp suất cao tới vòi phun

bơm cap áp hoạt đ ng tạo cho nhiên li u có áp suất cao 175KG/cm2 đẩy qua van tri t hồi lên đường ột cách dễ dàng và ệu áp suất cao tới vòi phun ệu áp suất cao tới vòi phunống cao áp đưa ra vòi phun nhiên li u phun vào trong buồng đốt của đ ng cơ ở cuối kỳ nénệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng và

Quá trình hoạt đ ng như v y cứ diễn ra liên tục theo đúng thứ tự nổ của đ ng cơ Trong quá ột cách dễ dàng và ật thiết kế ột cách dễ dàng vàtrình làm vi c h thống nhiên li u tuy t đối kín không được lẫn không khí nếu không sẽ không tạo đượcệu áp suất cao tới vòi phun ệu áp suất cao tới vòi phun ệu áp suất cao tới vòi phun ệu áp suất cao tới vòi phun

áp suất cao Nếu như h thống bị lẫn không khí thì cần phải tiến hành xả không khí theo quy trình riêngệu áp suất cao tới vòi phun

b Hệ thống nhiên liệu bơm VE

Khi động cơ làm việc thì một bơm sơ cấp loại cánh gạt được bố trí ở trong bơm VE sẽ hút dầu từ thùng dầu qua lọc và nén căng vào trong khoang bơm đến áp suất 2÷7(kg/cm2) và áp suất này gọi là áp suất sơ cấp P 1 Dầu có áp suất P1 được đưa tới chờ sẵn tại cửa nạp và khi phần xẻ rãnh của piston trùngvới cửa nạp thì dầu được nạp vào khoang xylanh Tiếp đó khi piston quay lên phần không xẻ rãnh ở đầu piston sẽ che lấp cửa nạp đồng thời lúc này phần lồi của cam đĩa trèo lên con lăn làm cho piston bị đẩy lên để nén dầu trong khoang xylanh Dầu trong khoang xylanh bị nén gần tới áp suất phun thì cửa chia dầu trên piston trùng với một đường dẫn ra một vòi phun nào đó Do vậy, khi dầu trong khoang xylanh đạt áp suất phun thì qua van triệt hồi, tyo cao áp tới kim phun Nó sẽ mở kim phun và phun vào trong buồng cháy động cơ Lượng dầu phun vào động cơ nhiều hay ít phụ thuộc vào thời điểm mở van xả áp, tức là nếu vòi phun đang phun mà van xả áp được mở ra thì dầu trong khoang xylanh sẽ thông qua van

xả áp về khoang bơm làm mất áp suất phun

c Hệ thống phun nhiên liệu EFI

d Hệ thống nhiên liệu EFI Diesel Common Rail

* Hệ thống Common Rail gồm các khối chức năng:

- Khối cấp dầu thấp áp: Thùng dầu, bơm tiếp dầu, bộ lọc dầu, ống dẫn dầu và đường dầu hồi

- Khối cấp dầu cao áp: Bơm áp cao, Ống phân phối dầu cao áp đến các vòi phun (ống rail, ống chia chung), các tyo cao áp, van an toàn và van xả áp, vòi phun

- Khối cơ – điện tử: các cảm biến và tín hiệu, ECU và EDU (nếu có), vòi phun, các van điều khiển nạp (còn gọi là van điều khiển áp suất rail)

* Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được dẫn lên từ bơm tiếp dầu đặt trong bơm áp cao đưa qua van điều khiển nạp tới khoang bơm áp cao và được nén tới áp suất cần thiết Piston trong bơm áp cao tạo ra áp suất phun cần thiết, áp suất này thay đổi theo tốc độ động cơ và điều kiện tải từ 20 Mpa ở chế

độ không tải đến 135 MPa ở chế độ tải cao và tốc độ vận hành cao (trong các hệ thống Diesel điện tử thông thường thì áp suất này từ 10 đến 80 MPa

ECU điều khiển SCV (van điều khiển nạp) để điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào khoang bơm áp cao và nhờ đó điều chỉnh được áp suất nhiên liệu ECU luôn theo dõi áp sấut nhiên liệu trong ống phân phối bằng cảm biến áp suất nhiên liệu và thực hiện điều khiển phản hồi

1.2.3 Yêu cầu

- Cấp nhiên li u đúng thời điểm và đúng qui lu t thiết kế.ệu áp suất cao tới vòi phun ật thiết kế

- Cấp nhiên li u đồng đều tới các vòi phun.ệu áp suất cao tới vòi phun

- Điều chỉnh thay đổi lượng nhiên li u cấp cho chu trình m t cách dễ dàng và hanh chóng phù hợp với ệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng vàchế d làm vi c của đ ng cơ.ột cách dễ dàng và ệu áp suất cao tới vòi phun ột cách dễ dàng và

CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC BỘ PHẬN HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG

CƠ PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI

2.1 Cấu tạo

2.1.1 Bơm xăng

Là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung độnghơn so với loại trên đường ống Các chi tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van an toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối

Hình 2.1 Kết cấu của bơm xăng điện.

1 Van một chiều; 2 Van an toàn; 3 Chổi than; 4 Rôto; 5 Stato; 6,8 Vỏ bơm;7,9 Cánh bơm; 10 Cửa xăng ra; 11 Cửa xăng vào.

Nguyên lý hoạt động:

Rôto (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạt nhiên liệu từ cửa vào (11) đến

cửa ra (10) của bơm, do đó tạo được độ chân không tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy nhiên liệu đi.

Van an toàn (2) mở khi áp suất vượt quá áp suất giới hạn cho phép (khoảng 6 kG/cm2)

Van một chiều (1) có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động Van một chiều kết hợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu khi động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại Nếu không có áp suất dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khó khăn khi khởi động lại động cơ

Hình 2.2 Kết cấu bộ lọc nhiên liệu.

1:Thân lọc nhiên liệu; 2:Lõi lọc; 3:Tấm lọc;

4:Cửa xăng ra; 5:Tấm đỡ; 6:Cửa xăng vào.

Nguyên lý hoạt động:

Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa (6) của bộ lọc, sau đó xăng đi qua phần tử lọc (2) Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10m Các tạp chất có kích thước lớn hơn 10m được giữ lại đây Sau đóxăng đi qua tấm lọc (3) các tạp chất nhỏ hơn 10m được giữ lại và xăng đi qua cửa ra (5) của bộ lọc là xăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ

Dàn phân phối có hai tác dụng

+ Cung cấp xăng đồng đều cho các vòi phun với áp suất ổn định

+ Là nơi để gá lắp các vòi phun

2.1.4 Bộ ổn định áp suất:

Bộ điều chỉnh áp suất được bắt ở cuối ống phân phối Nhiệm vụ của bộ điều áp là duy trì và ổn định

độ chênh áp trong đường ống

Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu cấp đến vòi phun phụ thuộc vào áp suất trên đường ống nạp Lượng nhiên liệu được điều khiển bằng thời gian của tín hiệu phun, nên để lượng nhiên liệu được phun ra chính xác thì mức chênh áp giữa xăng cung cấp đến vòi phun và không gian đầu vòi phun phải luôn luôn giữ ở mức 2,9 kG/cm2 và chính bộ điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm này

Hình 2.3 Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạp của bộ ổn định áp suất.

Hình 2.4 Kết cấu bộ ổn định áp suất.

1: Khoang thông với đường nạp khí; 2: Lò xo; 3:Van; 4:Màng;

5: Khoang thông với dàn ống xăng; 6: Ðường xăng hồi về thùng xăng.

Nguyên lý làm việc của bộ ổn định:

Nhiên liệu có áp suất từ dàn ống phân phối sẽ ấn màng (4) làm mở van (3) Một phần nhiên liệu chạy ngược trở lại thùng chứa qua đường nhiên liệu trở về thùng (6)

Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng, áp suất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng nhiên liệu hồi Ðộ chân không của đường ống nạp được dẫn vào buồng phía chứa lò xo làm giảm sức căng lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi, do đó làm giảm áp suất nhiên liệu Nói tóm lại, khi độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảm áp), thì áp suất nhiên liệu chỉ giảm tương ứng với sự giảm áp suất đó

Vì vậy áp suất của nhiên liệu A và độ chân không đường nạp B được duy trì không đổi Khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động, lò xo (2) ấn van (3) đóng lại Kết quả là van một chiều bên trong nhiên liệu và van bên trong bộ điều áp duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu

2.1.5 Béc phun xăng

Béc phun xăng thuộc loại điện từ được điều khiển do hộp ECU động cơ, béc có chức năng phun vào cửa nạp ở xupap hút một lượng xăng đã được định lượng chính xác Mỗi xy lanh động cơ có riêng cho nó một béc xăng (ở hệ thống phun xăng đa điểm) Còn ở hệ thống phun xăng đơn điểm thì có một hoặc hai béc xăng cho tất cả các xy lanh Béc phun hoạt động nhờ xôlênoy Mỗi khi nhận được tín hiệu điện của ECU, cuộn dây xôlênoy được từ hóa và dẫn động van kim mở cho xăng phun ra

Hình 2.5 Vòi phun xăng kiểu điện tử:

1-lọc xăng; 2-đầu nối điện; 3-cuộn dây kích từ; 4-lõi từ tính; 5-kim phun; 6-đầu kim phun; 7- dàn phân phối xăng; 8-chụp bảo vệ; 9,10-joăng.

Trên hình giới thiệu kết cấu của một béc phun xăng

Khi chưa có dòng điện chạy qua cuộn dây của xôlênoy, lò xo ấn kim phun bịt kin lỗ phun, đây là trạng tháiđóng của béc Đến lúc ECU đánh tín hiệu đặt một điện áp vào cuộn dây xôlênoy, nam châm điện sẽ nhấc lõi từ và kim phun lên khoảng 0,1 ly và xăng được phun vào đường nạp Đầu của van kim có chuôi hình dáng đặc biệt giúp tán sương nhiên liệu xịt ra Thời gian mở và đóng béc phun xăng xảy ra trong khoảng khắc từ 1 đến 1,5 mili giây.

Để phân phối tốt tia xăng phun vào cửa nạp xy lanh, tránh tổn thất do bị ngưng đọng, người ra phải bố trí lắp đặt béc phun thế nào cho vách ống góp hút không bị đẫm nhiên liệu Điều này có nghĩa là góc phun của các tia xăng cũng như khoảng cách giữa các béc phun và xupáp hút phải được tính toán thật chính xác và phải được duy trì cố định

Các béc phun xăng được gá lắp trên các vòng đệm cao su đặc biệt Các vòng đệm này giúp béc phun không bị rung động, đồng thời được cách nhiệt tốt với động cơ tránh hiện tượng tạo bọt hơi xăng bên trong béc phun

2.1.6 Các cảm biến

a) Cảm biến lưu lượng khí nạp:

Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Hình 2.6 Kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng

Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên Khi không khí chạy qua, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó ta xác định được lượng không khí nạp Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyển thành điện áp và gửi đến ECU động cơ

Mạch cảm biến đo lường khí

Hình 2.7 Sơ đồ kết cấu và điều khiển của cảm biến đo lưu lượng không khí.

1:Bộ khuyếch đại; 2:Ra(nhiệt điện trở); 3:Ra(bộ sấy).

Cảm biến lưu lượng khí nạp có một dây sấy được ghép vào mạch cầu Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau (Ra +

R3)*R1=Rh*R2

Khi dây sấy (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy) Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn) Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B

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

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

Ngoài ra khi nhiệt độ không khí giảm ở các độ cao lớn, khả năng làm ngưội của không khí giảm xuống so với cùng thể tích khí nạp ở mức nước biển Do đó mức làm nguội cho dây sấy này giảm xuống Vì khối khínạp được phát hiện cũng giảm xuống, nên không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn

Khi ECU phát hiện thấy cảm biến lưu lượng bị hỏng một mã nào đó, ECU sẽ chuyển vào chế độ dự phòng.Khi ở chế độ dự phòng, thời điểm đánh lửa được tính toán bằng ECU, dựa vào tốc độ động cơ và vị trí của bướm ga Chế độ dự phòng tiếp tục cho đến khi hư hỏng được sửa chữa

Cảm biến lưu Tốc độ dòng không khí

từ cảm biến lưu

Chạy không tải: Nếu giá trị khoảng: 0 mg/

s

lượng khí nạp lượng

Min: 0 gm/sMax: 655.35 gm/s

1.5-2.5gm/sChạy khôngtải tại 2500 vòng:

1.5-20mg/s

- Đo lưu lượng không khí khi mạch điện hở

- Mạch hở hoặc chậm.+ Nếu ở khoảng 271mg/s hoặc hơn: - Mạch E2G mở

b) Cảm biến nhiệt độ khí nạp:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp và theo dõi nhiệt độ khí nạp.Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng một nhiệt điện trở - điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ khí nạp,

có đặc điểm là điện trở của nó giảm khi nhiệt độ khí nạp tăng.Sự thay đổi của điện trở được thông tin gửi đến ECU dưới sự thay đổi của điện áp

Hình

2.8.

Kết cấu cảm biến khí nạp

1: Nhiệt điện trở; 2: Vỏ cảm biến

Mạch điện cảm biến đo nhiệt độ khí:

Hình 2.9 Sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp

1:Khối cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3:ECU; 4: Điện trở giới hạn dòng.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp có một nhiệt điện trở được mắc nối tiếp với điện trở được gắn trong ECU động cơ sao cho điện áp của tín hiệu được phát hiện bỡi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này, khi nhiệt độ của khí nạp thấp, điện trở của nhiệt điện trở lớn tạo nên một tín hiệu điện áp cao trong tín hiệu THA

c) Cảm biến vị trí bướm ga:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Cảm biến vị trí bướm ga loại không tiếp xúc

Cảm biến vị trí bướm ga sẽ chuyển sự thay đổi mật độ đường sức của từ trường thành tín hiệu điện

Hình 2.10 Cảm biến vị trí bướm ga.

1: Các IC Hall; 2:Các nam châm; 3:Bướm ga.

Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Các nam châm được lắp trên trục của bướm ga và quay cùng trục bướm ga.Khi bướm ga mở các nam châm quay cùng một lúc và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng Vào lúc đó IC Hall phát hiện thay đổi từ thông gây ra bỡi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall từ các cực VTA và VTA2 theo mức thay đổi này Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga

Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

Hình 2.11 Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga

1: Các IC Hall; 2: Các nam châm

Cảm biến vị trí bướm ga có 2 tín hiệu phát ra VTA và VTA2 VTA được dùng để phát hiện góc mở bướm

ga và VTA2 được dùng để phát hiện hư hỏng trong VTA Điện áp cấp vào VTA và VTA2 thay đổi từ 0-5V tỉ

lệ thuận với góc mở của bướm ga ECU thực hiện một vài phép kiểm tra để xác định đúng hoạt động của cảm biến vị trí bướm ga và VTA.

ECU đánh giá góc mở bướm ga thực tế từ các tín hiệu này qua các cực VTA và VTA2, và ECU điều khiển môtơ bướm ga, nó điều khiển góc mở bướm ga đúng với đầu vào của người lái

d) Cảm biến ôxy:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Hình 2.12 Kết cấu cảm biến ôxy.

1: Nắp; 2: Phần tử Zirconia; 3:Bộ sấy; 4: Không khí; 5: Phần tử Platin.

Cấu tạo của cảm biến ôxy có bộ sấy bao gồm bộ sấy (3) và một phần tử chế tạo bằng ZrO2 (đi oxyt Ziconium) gọi là Ziconia (2) Cả mặt trong và mặt ngoài của phần tử này được phủ một lớp mỏng platin Không khí bên ngoài được dẫn vào bên trong của cảm biến, còn bên ngoài phải tiếp xúc với khí xả.Tại nhiệt độ cao (4000C ) Nếu ôxy giữa mặt ngoài và mặt trong của phần tử ZrO2 có sự chênh lệch về nồng độ thì phần tử ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp giá trị từ 0-1(V) và truyền về ECU Cụ thể là khi hỗn hợp không khí nhiên liệu nhạt thì sẽ có rất nhiều ôxy trong khí xả, sự chênh lệch về nồng độ ôxy giữa bên trong và bên ngoài cảm biến là nhỏ nên điện áp do ZrO2 tạo ra là thấp (gần bằng 0V) Ngược lại nếu hỗn hợp không khí nhiên liệu đậm thì ôxy trong khí xả gần như không còn, điều đó tạo ra sự chênh lệch lớn

về nồng độ ôxy giữa bên trong và bên ngoài cảm biến nên điện áp do phần tử ZrO2 là lớn (xấp xỉ 1V).Lớp Platin (phủ lên phần tử gốm) có tác dụng như một chất xúc tác và làm cho ôxy trong khí xả phản ứng tạo thành CO Ðiều đó làm giảm lượng ôxy và tăng độ nhạy của cảm biến ECU sử dụng tín hiệu này của cảm biến ôxy để tăng hay giảm lượng phun nhằm giữ cho tỷ lệ xăng và không khí luôn đạt gần lý tưởng ở mọi chế độ làm việc của động cơ

Mạch cảm biến ôxy:

Trong cảm biến có một bộ sấy được gắn phía trước để vận hành bộ trung hòa khí xả ba thành phần đượctối ưu

Hình 2.13 Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy có bộ sấy.

Cảm biến oxy Đầu ra của cảm biến oxy

số 2 dãy 1

Lái đến 70km/h sẽ đạt 0- 1 V

e) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Hình 2.14 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

1: Điện trở; 2: Thân cảm biến; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm dây.

Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theo dõi và báo cho ECU biết tình hình nhiệt độ nước làm mát động cơ Nếu nhiệt độ nước làm mát của động cơ thấp (động cơ vừa

mới khởi động) thì ECU sẽ ra lệnh cho hệ thống phun thêm xăng khi động cơ còn nguội Cũng thông tin

về nhiệt độ nước làm mát, ECU sẽ thay đổi điểm đánh lửa thích hợp với nhiệt độ động cơ

Khi ECU tính toán nhiệt độ nước làm mát thấp hơn -400C hoặc lớn hơn 1400C lúc này ECU sẽ báo hỏng vàECU nhập chế độ dự phòng với nhiệt độ quy ước là 800C

Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

`

Hình 2.15 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

1: Khối cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3: Khối điều khiển;

4: Khối điện trở giới hạn dòng.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và điện trở R được mắc nối tiếp Khi giá trị điện trở của cảm biến thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ nước làm mát, điện áp tại cực THW cũng thay đổi theo Dựa trên tín hiệu này ECU tăng lượng phun nhiên liệu nhằm nâng cao khả năng ổn định khi động cơ nguội

Cảm biến nhiệt độ

nước làm mát

Nhiệt độ nước làm mát động cơMin: -40˚CMax: 215˚C

Sau khi nóng lên80-105˚c (176-221˚F)

Mạch cảm biến mở 40˚c (-40˚F)

-Mạch cảm biến chập

từ 140˚c hoặ cao hơn

g) Cảm biến vị trí trục cam:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Hình 2.16 Cảm biến vị trí trục cam.

1:Cuộn dây; 2: Thân cảm biến ; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm.

Nguyên lý làm việc:

Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các 3 răng Khi trục cam quay, khe

hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi

Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G Tín hiệu G này được truyền đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ trục khuỷu để xác định điểm chết trên kì nén của mỗi xy lanh để đánh lửa

và phát hiện góc quay trục khuỷu ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa

Mạch điện cảm biến vị trí trục cam:

Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam.

1: Rôto tín hiệu ; 2:Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam.

h) Cảm biến vị trí trục khuỷu.

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động.

Hình 2.18 Cảm biến vị trí trục khuỷu.

1: Cuộn dây; 2: Thân cảm biến; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm.

Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với

từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được 100 của góc quay

trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ) Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu

NE ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu này Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở không khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòng điện phát sinh càng lớn Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xung điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận

biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ

Loại tín hiệu NE này có thể nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quay trục khuỷu tại vị trí răng thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải.

Mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu:

Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu.

1: Rôto tín hiệu; 2:Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam.

i) Cảm biến tiếng gõ:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

Cảm biến tiếng gõ trong động cơ 1TR-FE là loại phẳng (không cộng hưởng) có cấu tạo để phát hiện rung động trong phạm vi từ 6 - 15khz Bên trong cảm biến có một điện trở phát hiện hở mạch

Hình 2.20 Kết cấu cảm biến tếng gõ.

1: Thân cảm biến; 2: Phần tử áp điện; 3: Điện trở phát hiện hở mạch

Cảm biến tiếng gõ được gắn vào thân máy và truyền tín hiệu KNK tới ECU động cơ khi phát hiện tiếng gõ động cơ ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm tiếng gõ

Cảm biến này có một phần tử áp điện tạo ra một điện áp AC khi tiếng gõ gây ra rung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này

Mạch điện cảm biến tếng gõ.

ECU

5V KNK1 EKNK

Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ 1: Phần tử áp điện; 2: Điện trở.

k) Cảm biến vị trí bàn đạp ga:

- Kết cấu và nguyên lý hoạt động

Hình 2.22 Kết cấu cảm biến vị trí bàn đạp ga.

1: Mạch IC Hall; 2: Nam châm.

Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall: có cấu tạo và nguyên lý hoạt động về cơ bản giống nhưcảm biến vị trí bướm ga loại phàn tử Hall

Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng Các nam châm được lắp trên trục của bàn đạp chân ga và quay cùng trục bàn đạp chân ga

Khi đạp chân ga các nam châm quay cùng một lúc và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng Vào lúc

đó IC Hall phát hiện thay đổi từ thông gây ra bỡi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall từ các cực VPA và VPA2 theo mức thay đổi này Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu đạp chân ga

Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga

Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga.

1: Mạch IC Hall; 2: Nam châm.

Trong cảm biến vị trí bàn đạp ga, điện áp được cấp đến cực VPA và VPA2 của ECU, thay đổi từ 0-5V tỷ lệ với góc của bàn đạp ga VPA là tín hiệu chỉ ra góc mở bàn đạp thực tế và dùng để điều khiển động cơ VPA2 thường được dùng để phát hiện các hư hỏng của cảm biến

ECU kiểm soát góc bàn đạp ga từ tín hiệu VPA và VPA2 phát ra và điều khiển môtơ bướm ga theo các tín hiệu này

đoán