Bài tiểu luận tên học phần thực hành hệ thống Điện Động cơ chủ Đề hệ thống phun xăng gián tiếp

Một hệ thống nhằm mục đích tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu / không khí đivào động cơ xe được gọi là Hệ thống phun nhiên liệu điện tử.. ECU sẽ tiếp nhận thông tin từ cáccảm biến, sau khi thôn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

BÀI TIỂU LUẬN

Tên học phần: Thực hành hệ thống điện động cơ

Chủ đề: Hệ thống phun xăng gián tiếp

Giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Thoại

Sinh viên thực hiện:

Phạm Nguyễn Thanh Nam - 1800002248 – 18DOT1D Nguyễn Hoàng Hải - 1811544543 – 18DOT1D

Lê Nguyễn Trung Thi - 1800002409 – 18DOT1D

Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Khoa/Viện:Khoa :Khoa cơ khí điện - điện tử - ô tô

Tp.HCM, ngày 13 tháng 9 năm 2021

- Trên thế giới hệ thống phun xăng điện tử trên xe hơi đã được sử dụnghết sức phổ biến kể từ những năm cuối thập niên 1980 Qua các thời kỳ

hệ thống phun xăng điện tử đã được phát triển và ngày càng trở nênhoàn thiện hơn

- Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp ông Stevan đã nghĩ ra cách phunnhiên liệu cho một máy nén khí Sau đó một thời gian, một người Đức

đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quảnên không thực hiện Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phunnhiên liệu trong động cơ xăng 4 thì tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơnày là dầu hoả nên hay bị kích nỗ và hiệu suất rất thấp) Tuy nhiên sau

đó sáng kiến này đã được ứng dụng thành công trong việc chế tạo hệthống cung cấp nhiên liệu cho máy bay Đức Đến năm 1966, hãngBOSCH đã thành công trong viêc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơkhí Trong hệ thống phun xăng này, nhiên liệu được phun liên tục vàotrước supap hút nên có tên gọi là K-Jetronic.(K - Konstant-liên tục,Jetronicphun) K-Jetronic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các

xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát triển

hệ thống phun xăng thế hệ sau như: KE - Jetronic, Mono - Jectronic, Jectronic, Motronic,

L-CHỨC NĂNG VÀ NHIỆM VỤ

Một hệ thống nhằm mục đích tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu / không khí đivào động cơ xe được gọi là Hệ thống phun nhiên liệu điện tử Hệ thốngEFI đã gần như thay thế hoàn toàn việc sử dụng bộ chế hòa khí.

OEM đã tìm đến EFI để giải quyết các vấn đề phát thải phức tạp của họ.EFI ban đầu hầu hết chỉ là bộ chế hòa khí được điều khiển bằng bộ xử lýgắn với cảm biến oxy và cảm biến vị trí bướm ga, tất cả đều được kếtnối với Bộ điều khiển điện tử Hệ thống phun xăng điện tử bao gồm các

bộ phận điện tử và cảm biến Nó phải được giữ sạch sẽ và được hiệuchỉnh tốt để tăng cường sức mạnh và hiệu quả của động cơ cũng như cắtgiảm lượng xăng tiêu thụ

Hệ thống phun xăng gián tiếp phải đạt được các yêu cầu sau:

Công suất động cơ lớn momen xoắn lớn

Các đường đặc tuyến tính năng vận hành động cơ tốt

Tiêu hao nhiên liệu ít

Phát thải ít ô nhiễm môi trường

 Phun gián tiếp nhằm mục đích tăng tốc độ động cơ khi tăng công suất phát.

 Việc bổ sung thêm buồng trước làm tăng tổn thất nhiệt cho hệ thống làm mát

 Phun gián tiếp cho phép không khí di chuyển nhanh hơn để trộn với nhiên liệu trong hệ thống

 Mục ích c a bu ng t đ ủ ồ đố được phân chia là t ng t cđể ă ốquá trình cháy, và t ng công su t b ng cách t ng t c ă ấ ằ ă ố

độ ộđ ng cơ Việc bổ sung thêm b l c sơ bộ làm tăng ộ ọtổn th t nhi t cho hấ ệ ệ thống làm mát và do ó làm đ

giảm hi u su t ng cệ ấ độ ơ.!

 !Trong hệ thống phun gián ti p, không khí chuy n ế ể

động nhanh, trộn lẫn nhiên liệu và không khí.!Điều này giúp n gi n hóa thi t k kim phun và cho phépđơ ả ế ế

sử d ng các ng c nh h n và thi t k ít dung sai ụ độ ơ ỏ ơ ế ếhơn, d s n xu t h n và áng tin c y hễ ả ấ ơ đ ậ ơn.!

 - Có thể cấp hỗn hợp khí - nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh

 Có thể đạt tỷ lệ khí - nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ động cơ

 - Đáp ứng kiệp thời sự thay đổi góc mở bướm ga

Vị trí các kim phun của hệ thống cung cấp nhiên liệu gián tiếp; 1 - Pít tông, 2 - Kênh xả, 3 - Bugi, 4 - Van xả, 5 - Van nạp, 6 - Kim phun gián tiếp, 7 - Kênh nạp, 8 - Kim phun trực tiếp

 Phun xăng điện tử được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính là:

 – Các cảm biến: có nhiệm vụ thu thập các số liệu khác nhau trênđộng cơ và trả về cho bộ phận điều khiển điện tử để bộ phận nàytổng hợp và đưa ra các xử lý đúng đắn Các cảm biến sẽ bao gồm:cảm biến vòng tua, nhiệt độ không khí, cảm biến nhiệt độ động cơ,

…

 – Bộ phận điều khiển điện tử:

 Chi tiết quan trọng nhất của bộ phận điều khiển điện tử là hệ thốngđiều khiển trung tâm (ECU) ECU sẽ tiếp nhận thông tin từ cáccảm biến, sau khi thông tin được xử lý thì bộ phận này sẽ phát tínhiệu tới vòi phun để phun một lượng nhiên liệu vừa đủ tỷ lệ vớilượng khí nạp Đây chính là yếu tố quan trọng giúp những dòng xe

sử dụng hệ thống này có thể tiết kiệm nhiên liệu

 – Các bộ phận chấp hành điều khiển:

 Bộ phận chấp hành điều khiển bao gồm các cơ cấu chính như kimphun, bơm xăng làm nhiệm vụ thực hiện các lệnh điều khiển từ bộphận điều khiển điện tử, giúp bơm nhiên liệu vào buồng đốt

Hiện nay, hệ thống EFI được chia làm 3 loại chính là:

 Hệ thống phun xăng đơn điểm (Single Point Injection – SPI): là

dùng một vòi phun trung tâm để thay thế cho bộ chế hoà khí.Vòi phun này sẽ được đặt ngay trước bướm ga và sản sinh ra khíhỗn hợp trên đường nạp SPI có cấu tạo khá đơn giản, chi phíchế tạo rẻ nên thường thấy sử dụng ở những dòng xe nhỏ

 Hệ thống phun xăng điện tử hai điểm (BiPoint Injection – BPI):

đây là hệ thống phun xăng được tăng cấp từ hệ phun nhiên liệu

sử dụng đơn điểm Hệ thống này được thiết kế 2 vòi phun đặtsau bướm ga nhằm tăng thêm nhiên liệu hoạt động BPI khôngđược sử dụng nhiều do không có quá nhiều nổi bật so với SPI

 Khối hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (MultiPoint Injection – MPI): Mỗi xi-lanh sẽ được trang bị một vòi phun xăng điện tử

riêng lẻ đặt ngay trước xupap Hệ thống vòi phun này sẽ đượclấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định thời điểm phunđúng lúc



2.Cấu tạo của hệ thống

Hệ thống phun nhiên liệu điện tử – 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.

- ECU động cơ: ECU này tính thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến

- Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp: Cảm biến này phát hiện khối lượng không khí nạp hoặc áp suất của ống nạp

- Cảm biến vị trí trục khuỷu: Cảm biến này phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ của động cơ Cảm biến vị trí trục cam: Cảm biến này phát hiện góc quay chuẩn và thời điểm của trục cam

- Cảm biến nhiệt độ nước: Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của nước làm mát.

- Cảm biến vị trí bướm ga: Cảm biến này phát hiện góc mở của bướm ga.

- Cảm biến oxy: Cảm biến này phát hiện nồng độ của oxy trong khí xả.

Các loại EFI

Có hai loại hệ thống EFI được phân loại theo phương pháp phát hiện lượng không khí nạp.

1 L-EFI (Loại điều khiển lưu lượng không khí)

Loại này sử dụng một cảm biến lưu lượng khí nạp để phát hiện lượng không khí chạy vào đường ống nạp.

Có hai phương pháp phát hiện: Một loại trực tiếp đo khối không khí nạp, và một loại thực hiện các hiệu chỉnh dựa vào thể tích không khí.

2 D-EFI (Loại điều khiển áp suất đường ống nạp)

Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng không khí nạp theo tỷ trọng của không khí nạp.

Các bộ phận chính

 Bình nhiên liệu

 Cụm bơm nhiên liệu

 Bơm nhiên liệu

 Lưới lọc của bơm nhiên liệu

Bơm nhiên liệu

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, v.v…

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

Loại này điều chỉnh áp suất nhiên liệu ở một áp suất không thay đổi.

Khi áp suất nhiên liệu vượt quá lực ép của lò xo trong bộ điều áp, van này mở ra để trả nhiên liệu trở về bình nhiên liệu và điều chỉnh áp suất.

2 Loại 2

Loại này có ống phân phối liên tục điều chỉnh áp suất nhiên liệu để giữ cho áp suất nhiên

liệu cao hơn áp suất được xác định từ áp suất đường ống nạp.

Hoạt động cơ bản cũng giống như loại 1, nhưng độ chân không của đường ống nạp được đặt vào buồng trên của màng chắn, áp suất nhiên liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi

áp suất nhiên liệu khi van mở ra theo độ chân không của đường ống nạp.

Nhiên liệu được trả về bình nhiên liệu qua ống hồi nhiên liệu.

Bộ giảm rung động

Bộ giảm rung này dùng một màng ngăn để hấp thụ một lượng nhỏ xung của áp suất nhiên

liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và độ nén của bơm nhiên liệu.

Vòi phun

Vòi phun phun nhiên liệu vào các cửa nạp của các xi lanh theo tín hiệu từ ECU động cơ Các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ, làm cho píttông bơm bị kéo, mở van để phun nhiên liệu.

Vì hành trình của pít tông bơm không thay đổi, lượng phun nhiên liệu được điều chỉnh tại thời điểm dòng điện chạy vào cuộn điện từ này.

Bộ lọc nhiên liệu/lưới lọc của bơm nhiên liệu

1 Bộ lọc nhiên liệu

Bộ lọc nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất trong nhiên liệu được bơm lên bởi bơm nhiên liệu.

2 Lưới lọc của bơm nhiên liệu

Lưới lọc của bơm nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất ra khỏi nhiên liệu trước khi đi vào bơm nhiên liệu.

Điều khiển bơm nhiên liệu

1 Hoạt động cơ bản

Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang nổ máy.

Thậm chí khi khoá điện được bật đến vị trí ON, nếu động cơ chưa nổ máy, thì bơm nhiên liệu sẽ không làm việc.

(1) Khoá điện ở vị trí ON:

Khi bật khoá điện ở vị trí IG, rơle EFI bật mở.

(2) Khoá điện ở vị trí START:

Khi động cơ quay khởi động, một tín hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) được truyền đến

ECU động cơ từ cực ST của khoá điện.

Khi tín hiệu STA được đưa vào ECU động cơ, động cơ bật ON tranzito này và rơle mở mạch được bật ON Sau đó, dòng điện được chạy vào bơm nhiên liệu để vận hành bơm.

(3) Động cơ quay khởi động/nổ máy

Cùng một lúc khi động cơ quay khởi động, ECU động cơ nhận tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu, làm cho tranzito này tiếp tục duy trì hoạt động của bơm nhiên liệu.

(4) Nếu động cơ tắt máy:

Thậm chí khi khoá điện bật ON, nếu động cơ tắt máy, tín hiệu NE sẽ không còn được đưa

vào ECU động cơ, nên ECU động cơ sẽ ngắt tranzito này, nó ngắt rơle mở mạch, làm cho bơm nhiên liệu ngừng lại.

2 Điều khiển tốc độ của bơm nhiên liệu

Việc điều khiển này làm giảm tốc độ của bơm nhiên liệu để giảm độ mòn của bơm và điện

năng khi không cần nhiều nhiên liệu, như khi động cơ đang chạy ở tốc độ thấp Khi dòng điện chạy vào bơm nhiên liệu qua tiếp điểm B của rơle điều khiển bơm và điện trở, bơm nhiên liệu sẽ làm việc ở tốc độ thấp.

Khi động cơ đang quay khởi động, khi động cơ đang chạy ở tốc độ cao, hoặc ở tải trọng lớn, ECU động cơ chuyển mạch tiếp điểm của rơle điều khiển bơm nhiên liệu sang A để điều khiển bơm nhiên liệu ở tốc độ cao.

Hệ thống phun nhiên liệu EFI

3 Hệ thống ngắt bơm nhiên liệu

Ở một số xe có một cơ cấu để điều khiển làm ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu trong các điều kiện sau đây để duy trì an toàn.

(2) Khi xe bị đâm, công tắc quán tính của bơm nhiên liệu sẽ ngắt bơm nhiên liệu để giảm thiểu sự rò rỉ nhiên liệu.

Công tắc quán tính của bơm nhiên liệu được đặt giữa ECU bơm nhiên liệu và ECU động cơ.

Khi viên bi trong công tắc này dịch chuyển vì có va đập, công tắc này bị tách khỏi tiếp điểm

để xoay nó về vị trí OFF và ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu.

Sau khi cắt nhiên liệu, đẩy công tắc về vị trí ban đầu để ngừng việc điều khiển cắt nhiên liệu, làm cho bơm nhiên liệu hoạt động trở lại.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống

1. Nguyên lý hoạt động chung của EFI Hệ thống phun xăng điện

tử rất phức tạp và gồm nhiều bộ phận hợp thành Ta có thể chia EFI ra thành 3 hệ thống nhỏ: hệ thống điều khiển điện tử, hệ thốngnhiên liệu và hệ thống nạp khí Nguyên lý hoạt động của hệ thống

có thể được thể hiện dưới dạng sơ đồ khối như trên hình dưới +

Hệ thống điều khiển điện tử là đảm bảo hỗn hợp khí cháy có tỷ lệ

lý tưởng (15:1) Bộ phận chính của hệ thống điều khiển điện tử là

bộ Điều khiển trung tâm

2. (ECU), nó nhận thông tin từ các cảm biến (nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp, vị trí bướm ga, tín hiệu khởi động và cảm biến ô xy) cùng với tín hiệu đánh lửa và thông tin từ bộ phận đo lượng khínạp Sau khi xử lý các tín hiệu thu được ECU sẽ phát tín hiệu điều khiển vòi phun (thông tin về thời điểm phun và lượng phun) Nhờ

đó mà lượng nhiên liệu phun vào luôn luôn tỷ lệ với lượng khí nạp + Hệ thống nhiên liệu : bao gồm một bơm điện, nó hút xăng từ thùng chứa và đẩy vào hệ thống qua một bầu lọc Như vậy, khi động cơ hoạt động, trong đường ống phân phối nhiên liệu tới các vòi phun luôn luôn thường trực một áp suất khôg đổi (khoảng 2,5 ¸

3 kG/cm2), đây cũng chính là áp suất phun Khi nhận được tín hiệu điều khiển từ ECU, van điện mở và nhiên liệu được phun vào

trong đường ống nạp Để giữ áp suất ổn định trên đường ống nhiên liệu cấp tới các vòi phun, người ta bố trí một van điều áp Ngoài ra đường ống nhiên liệu còn được nối tới vòi phun khởi động nguội bố trí trong buồng khí nạp Tín hiệu điều khiển vòi phun này được lấy từ công tắc báo khởi động nguội Công tắc này đặt trong áo nước của xi lanh và đóng, mở tuỳ theo nhiệt độ nước + Hệ thống nạp khí : bắt đầu từ một bộ lọc khí, sau khi đi qua nó không khí được lọc sạch và được dẫn qua một bộ đo lưu lượng khí nạp (lưu lượng kế hoặc cảm biến đo lưu lượng) rồi đi qua bướm ga, đi tiếp tới buồng khí và đi vào cụm ống nạp của động

cơ Tại đây, nhiên liệu được phun vào, hoà trộn với không khí tạo

3. thành hỗn hợp rồi được hút vào các xi lanh

Các cảm biến trên ô tô

1:Bình xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng vàbơm dầu ; 4:Lọc xăng ; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:lọc không khía; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp ; 8:Van điện từ; 9:moto ; 10:bướm ga; 11 cảm biến vị trí bướm ga; 12:ống góp nạp; 13: cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:bộ ổn định áp suất; 15 cảm biến vị trí trục cam; 16 bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17 ống phân phối nhiên liệu; 18 vòi phun; 19 cảm biến tiếng gõ; 20 cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21 cảm biến vị trí trục khuỷu; 22 cảm biến ôxy

2.1.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây sấy

- Cảm biến lưu lượng khí bao gồm một tấm đo, lò xo hồi

vị và một chiết áp (biến trở) Nó cũng bao gồm một vít điều chỉnh hỗn hợp không tải, một cảm biến đo nhiệt độ khí nạp để cảm nhận nhiệt độ khí nạp, công tắc bơm nhiên liệu, khoang giảm chấn và tấm chống rung

Nguyên lý hoạt động

!!!!!! Khi không khí đi vào xylanh qua bộ đo gió kiểu cánhgạt sẽ sinh ra chênh lệch áp suất làm cho cánh gạt bị đẩy mở ra Nhờ bố trí lò xo hồi vị nên cánh gạt có thể quay quanh một trục Không khí đi vào sẽ gây nên một lực làm mở cánh gạt, khi lực này cân bằng với phản lực của lò xo hồi vị thì cánh gạt ở vị trí cân bằng và dừng lại Vị trí này được bộ cảm biến đo xác định và tìm được lưu lượng không khí

2.1.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

! ! !- Cảm biến nhiệt độ khí nạp nhận biết nhiệt độ của khí nạp Nó bao gồm một nhiệt điện trở và được lắp trong cảm biến lưu lượng khí.

2.1.3 Cảm biến vị trí bướm ga

- Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió

(thân bướm ga) Cảm biến này sẽ biến đổi góc mở của bướm ga thành một điện áp và gửi nó đến ECU như là một tín hiệu góc mở bướm ga

!!!! -

- Cảm biến vị trí bướm ga đưa ra hai tín hiệu đến ECU: Tín hiệu IDL và tín hiệu PSW Tín hiệu IDL sử dụng chủ yếu cho việc điều khiển ngắt nhiên liệu còn tín hiệu PSW

sử dụng cho việc tăng lượng phun nhiên liệu và tăng công suất ra của động cơ