Khai thác hệ thống phun xăng điện tử L - Jectronic ppt

Lượng xăng phun vào được điều khiển theo lượng không khí nạp vào trong xi lanh động cơ nhờ bộ xử lí và điều khiển trung tâm ECU.. Hệ thhống L-Jetronic gồm 3 khối chức năng cơ bản: - Hệ t

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay khoa học kĩ thuật phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng sâu rộng trong mọi ngành nghề, mọi lĩnh vực trong đó có ngành xe ôtô nói chung Các hệ thống trên xe được cải tiến, bổ xung một cách nhanh chóng theo hướng ngày càng hoàn thiện từ tính năng, công dụng cho đến kích thước nhỏ gọn Kỹ thuật điện tử và

tự động hoá là yếu tố chủ yếu tạo nên sự tiến bộ ấy Nó làm thay đổi hẳn nội dung truyền thống của ô tô, không chỉ đơn thuần là những cụm kết cấu cơ khí mà là những modul điện tử tinh xảo và phương thức giao tiếp cũng “người” hơn Tuy nhiên, song hành với điều này là việc tìm hiểu, ứng dụng, khai thác chúng cũng

phức tạp, khó khăn hơn Trong bài tiểu luận này, tôi xin trình bày vấn đề “Khai thác

hệ thống phun xăng điện tử L-Jetronic” Đây là hệ thống được sử dụng nhiều trên

các xe ôtô hiện đại ngày nay

Nội dung tiểu luận này là sự tích luỹ kinh nghiệm bản thân, kiến thức môn Cơ

sở điều khiển Điện - Điện tử trên xe và sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, TS Đào

Hoa Việt Mặc dù đã cố gắng trình bày nhưng do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm

nên bài viết không thể tránh khỏi thiếu sót

Kính mong thầy giáo và các bạn cho ý kiến đóng góp

HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ L- JETRONIC

L-Jetronic là hệ thống phun xăng đa điểm, điều khiển bằng điện tử Lượng xăng phun vào được điều khiển theo lượng không khí nạp vào trong xi lanh động

cơ nhờ bộ xử lí và điều khiển trung tâm ECU

Sơ đồ hệ thống như sau:

1 Thùng xăng

2 Bơm xăng điện

3 Lọc xăng

4 ECU

5 Vòi phun

6 Bộ điều áp

7 Ống hút

8 Vòi phun khởi động lạnh

9 Cảm biến vị trí bướm ga

10 Cảm biến dòng khí nạp

11 Cảm biến Lamđa

12 Công tắc nhiệt-thời gian

13 Cảm biến nhiệt độ động cơ

14 Đen cô

15 Cơ cấu cung cấp khí phụ trội

16 ắc qui

17 Khoá khởi động

Hệ thhống L-Jetronic gồm 3 khối chức năng cơ bản:

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu:

Cung cấp xăng đến các vòi phun với áp suất cần thiết để phun xăngvad duy trì áp suất ổn định trong hệ thống

- Hệ thống ghi nhận về chế độ hoạt động của động cơ:

Có nhiệm vụ ghi nhận các chế độ làm việc khác nhau của động cơ như: lượng không khí nạp vào động cơ, độ mở bướm ga, nhiệt độ nước làm mát,…

- Hệ thống định lượng nhiên liệu:

Bộ xử lí và điều khiển trung tâm ECU tiếp nhận và xử lí thông tin từ hệ thống thứ 2 để đưa ra tín hiệu điều khiển mở van phun xăng

I HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU

Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

1 Thùng chứa 2 Bơm xăng điện 3 Bộ lọc

4 Dàn ống xăng 5 Bộ điều áp xăng 6 Vòi phun

1 Bơm xăng

Là loại bơm điện kiểu bi gạt, kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

Kết cấu bơm xăng điện

1 Lỗ hút 2 Đĩa rô to chứa bi gạt

3 Bi gạt 4 Tấm dẫn hướng 5 Lỗ thoát

Mặt cắt ngang thân bơm

1 Lỗ hút 2 Van giới hạn áp suất 3 Bi gạt

4 Rô to 5 Van chặn 6 Lỗ thoát

Trong bơm có van giới hạn áp suất 2 và van chặn 6 Khi áp suất trong dàn ống cao quá mức qui định, van 2 mởcho xăng quay ngược về thùng chứa Van 6 luôn giữ một lượng xăng nhất định trong dàn ống phun để tránh không khí lọt vào trong ống phun cũng như đảm bảo vòi phun hoạt động ngay khi mới khởi động

2 Lọc xăng

Có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất trong xăng

Lọc xăng thường dùng loại lọc giấy và được thay định kì

3 Bộ điều áp nhiên liệu

Ta biết rằng: lượng xăng phun vào động cơ phụ thuộc vào thời gian mở vòi phun và áp suất phun

Bộ điều áp có tác dụng ổn định áp suất nhiên liệu trong giàn ống phun, nhờ vậy điều khiển lượng xăng phun ra được đơn giản hơn, chỉ phụ thuộc vào thời gian

mở vòi phun do ECU quyết định

Cấu tạo bộ điều áp xăng

1 Đầu nối với ống hút

2 Lò xo

3 Chụp giữ van

4 Màng

5 Van

6 Cửa xăng vào

7 Cửa xăng hồi về

Khi áp suất nhiên liệu vượt quá mức quy định, màng 4 bị đẩy lên mở van 5 cho xăng hồi về thùng Do ngăn lò xo thông với họng hút phiá sau bướm ga nên tạo được sự liên hệ thường trực giữa áp suất nhiên liệu với độ chân không sau bướm ga Nhờ đó độ sụt áp tại vòi phun là như nhau với bất kỳ vị trí nào của bướm

ga

4 Vòi phun

Vòi phun xăng thường dùng loại điện từ ECU điều khiển thời gian mở vòi phun để phun vào cửa nạp, (ngay trước xupáp hút), một lượng xăng chính xác theo chế độ hoạt động của động cơ

Khi vòi phun chưa hoạt động, không có dòng điện

chạy qua cuộn dây 3, lò xo ấn van kim 7 đóng kín vào bệ van

Khi ECU gửi tín hiệu điện đến cuộn dây, làm từ hoá cuộn dây, do đó lõi từ

5 bị hút lên, van kim mở ra, xăng được phun ra ngoài

Kết cấu của vòi phun xăng loại điện từ:

II Hệ thống cảm biến, ghi nhận thông tin

Trong hệ thống phun xăng điện tử L-Jetronic, hệ thống các cảm biến có nhiệm vụ nhận biết tình hình và chế độ hoạt động cụ thể của động cơ, chuyển chúng thành các tín hiệu điện và truyền lên ECU động cơ

1 Lọc xăng tại cửa vào

2 Đầu giắc cắm điện

3 Cuộn dây

4 Vỏ

5 Lõi từ

6 Thân van kim

7 Van kim

Thông số chính cần thiết cho việc điều khiển phun xăng là lượng không khí nạp và tốc độ trục khuỷu được ghi nhận bởi cảm biến dòng khí nạp và cảm biến tốc

độ trục khuỷu

1 Cảm biến lắp trong ống hút

Sơ đồ cảm biến lắp trong ống hút

1 Bướm ga

2 Bộ cảm biến dòng khí nạp

3 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí

nạp

4 ECU

5 Tín hiệu cảm biến lưu lượng dòng khí nạp

6 Bầu lọc gió

QL: Dòng không khí nạp

Dòng khí nạp thổi xuyên qua bộ cảm biến, tác dụng lực lên mâm đo 4 và đi vào họng hút động cơ Lực này làm mâm đo xoay góc α quanh trục mâm đo Như vậy, góc quay α tỉ lệ với tiết diện lưu thông tự do của dòng khí nạp hay chính là tỉ

lệ với lượng không khí nạp vào xi lanh Thông số góc quay được chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ mạch điện lắp ráp bên trong cảm biến Thực chất đây là một cảm biến chiết áp dạng xoay

Hình dạng ngoài của cảm biến dòng khí nạp

Hình dạng ngoài cảm biến dòng khí nạp

Trong cảm biến còn có cánh 1 có tác dụng làm giảm sự dao động của thiết

bị đo do sóng áp suất bị triệt tiêu khi tác dụng lên hai bề mặt đối diện của cánh 1 vad cánh 4 Buồng thể tích 2 công dụng như một giảm chấn không khí, làm ổn định góc đo α

1 Cánh bù trừ

2 Buồng giảm chấn

3 Mạch không khí tắt

4 Cánh đo dòng khí nạp

5 Vít chỉnh không tải

2 Cảm biến tốc độ trục khuỷu

Cảm biến tốc độ trục khuỷu thực chất là một bộ đếm xung, nó đếm các xung điện áp của cơ cấu đánh lửa Đó là tín hiệu đánh lửa (trong cơ cấu đánh luae điện tử) hay tác động đóng mở tiếp điểm (trong đenco đánh lửa thường) Những thông tin này được cấp cho ECU, ECU tính toán để đưa ra tốc độ trục khuỷu

III Định lượng nhiên liệu

Lượng không khí nạp và tốc độ trục khuỷu là hai thông số chính để điều khiển thời gian mở vòi phun cơ bản Tp, đó là lượng xăng cung cấp cho thì hút khi không tính đến các giá trị hiệu chỉnh Sơ đồ khối khối xử lí thông tin ECU:

Trước hết, khối chuẩn hoá tín hiệu chuyển tín hiệu vận tốc trục khuỷu động

cơ thành các xung vuông Cứ trong một chu kì thì lượng tín hiệu này được chia ra làm hai tín hiệu nhờ khối chia tần số Như vậy, mỗi vòng quay của trục khuỷu, mỗi vòi phun sẽ phun một lần, không kể xupáp đó đóng hay mở Độ dài thời gian mở cơ bản Tp phụ thuộc hai yếu tố: lượng không khí nạp, tốc độ trục khuỷu và được xác định bởi khối kiểm soát phân chia đa dao động

Tầng khuyếch đại có nhiệm vụthích ứng hoá thời gian phun cơ bản với những chế độ tải khác nhau của động cơ để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu giàu hay nghèo tới động cơ đúng theo yêu cầu tải trọng

Khi đó tầng khuyếch đại sẽ thu nhận các thông tin về chế độ tải từ các cảm biến: cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ động cơ,… để tính toán nên trị số hiệu chỉnh K để tạo nên thời gian phun bổ xung: Tm=K Tp

Ngoài ra, ECU còn kiểm soát điện áp ắc qui của hệ thống vì thời gian cần thiết để mở van kim phụ thuộc nhiều vào điện áp bình ắc qui Nếu điện áp yếu, thời gian để từ hoá cuộn dây vòi phun tăng => thờigian phun xăng bị rút ngắn => hỗn hợp bị thiếu xăng (hoà khí nghèo)

Để khắc phục điều này, trong ECU có bộ phận hiệu chỉnh điện áp Khi cần thiết, bộ phận này sẽ kéo dài xung điện mở vòi phun thêm một lượng Tu

Như vậy, tổng thời gian phun thực tế là: Ti = Tp+ Tm + Tu

Tín hiệu Ti tiếp tục được khuyếch đại tại tầng ra và tín hiệu ra này được dùng để điều khiển vòi phun

Sau đây ta xét hoạt động cơ bản điều khiển phun xăng trong một số chế độ hoạt động chủ yếu của động cơ

1 Chế độ khởi động lạnh

Khi thởi tiết lạnh, nhiên liệu khó bay hơi, sự hoà trộn xăng-không khí kém

do đó động cơ khó khởi động Vì vậy trong trường hợp này, cần phải bổ xung thên một lượng xăng nữa để động cơ khở động dễ dàng Trong hệ thống L-Jetronic,

xăng được phun thêm nhờ vòi phun khởi động lạnh Lượng xăng phun vào nhiều hay ít được điều khiển bởi công tắc nhiệt-thời gian

a Vòi phun khởi động lạnh

Thông thường là vòi phun loại điện từ, có kết cấu và nguyên tắc hoạt động gần giống với vòi phun chính

Vòi phun khởi động lạnh

1 Đầu nối dây điện

2 Cửa nạp xăng có lưới lọc

3 Lỡi từ

4 Cuộn dây

5 Miệng phun

6 Bệ van

b Công tắc nhiệt-thời gian

Tấm lưỡng kim 3 được nung nóng bởi cuộn dây 4 Khi động cơ đã nóng, tấm 3 cong lại làm mở tiếp điểm 5, ngắt dòng điện vào cuộn dây vòi phun khởi động lạnh => vòi ngừng phun

Nếu tiếp tục khởi động thì vòi phun không hoạt động, tránh được hiện tượng “ngộp xăng”

Sơ đồ cấu tạo công tắc nhiệt-thời gian

1 Đầu nối dây điện

2 Vỏ

3 Tấm lưỡng kim

4 Cuộn dây

5 Tiếp điểm

2 Chế độ tăng tốc

Khi tăng tốc, bướm ga mở lớn đột ngột, không khí vào nhiều hơn, hỗn hợp

sẽ loãng Vì vậy, phải phun thêm nhiên liệu để tăng tốc động cơ tức thì

Khi này ECU nhận tín hiệu tăng tốc từ bộ cảm biến lưu lượng dòng khí nạp Khi góc quay α mở lớn đột ngột, ECU tính toán và chỉ huy phun thên nhiên liệu để

hệ số dư lượng không khí ≈ 0 , 9

3 Chế độ toàn tải

Ở chế độ toàn tải, động cơ phát huy công suất tối đa vì vậy cần phải cung cấp thêm xăng để có hỗn hợp khí giàu (hệ số dư lượng không khí ≈ 1 , 1)

Việc điều khiển này thực hiện nhờ ECU và thông tin cấp cho ECU từ công tắc vị trí bướm ga

Kết cấu Công tắc vị trí bướm ga

1 Tiếp điểm toàn tải

2 Đĩa vòng cung nhiều nấc

3 Trục bướm ga

4 Tiếp điểm không tải

5 Đầu nối dây điện

Công tắc vị trí bướm ga được mắc trên trục bướm ga Khi bướm ga quay, dẫn động đĩa cam 2 quay Cam 2 có biên dạng vòng cung nhiều nấc, khi xoay nó sẽ đóng tiếp điểm toàn tải (ứng với vị trí bướm ga mở > 90% độ mở bướm ga ) hay đóng tiếp điểm không tải (ứng với khi bướm ga đóng kín)

Khi đóng mạch, tín hiệu điện áp sẽ được gửi đến bộ ECU để thông báo về 2 chế độ hoạt động này của động cơ

4 Chế độ không tải

Thông tin về chế độ này được phát hiện nhờ công tắc vị trí bướm ga như đã nói ở trên

Bên trong hệ thống có mạch cung cấp không khí phụ nối ngay trước và sau bướm ga Mạch này được điều khiển đóng mở nhờ một công tắc nhiệt

Số lượng không khí cung cấp thêm vẫn được cảm biến dòng khí nạp đo lường và gửi tín hiệu tới ECU Bộ ECU tính toán phun thên xăng là tăng số vòng quay không tải của động cơ

5 Mach hiệu chỉnh khép kín Lamđa

Để giảm mức độ độc hại trong khí xả, hệ thống L-Jetronic có thêm mạch phản hồi âm cứng với phần tử phản hồi là cảm biến Lamđa để tự động điều chỉnh thành phần hoà khí sao cho thành phần độc hại trong khí xả là ít nhất

Mạch hiệu chỉnh Lamđa hoạt động theo cách thường trực đo lượng ô xi dư trong kí xả và so sánh với một mức chuẩn, từ đó điều chỉnh lượng xăng phun ra hợp lí nhờ bộ điều khiển ECU

Sơ đồ khối mạch phản hồi Lamđa

thời g

lượng

không

Sơ đồ

Khối gi

gian tính từ

g khí xả K

Ngoài r

g khí, chế

HỆ THỐ

ồ cấu tạo:

ữ chậm 5,

ừ thời điểm Khối 6 tượn

ra, hệ thốn

độ xe xuốn

ỐNG PHU

1 Tín hiệ

2 Bộ điều 3,4 Tầng 5,6 Bộ gi

7 Cảm bi

,6 có tác d

m chuẩn bị

ng trưng ch

ng còn các

ng dốc, chế

UN XĂNG

ệu chuẩn

u chỉnh dư cuối

iữ chậm

iến Lamđa

dụng tạo k

ị xong hỗn

ho quá trình

c chế độ đ

ế độ giới h

G HFM TR

ư không khí

a

khoảng ngh

n hợp cháy

h hỗn hợp điều khiển hạn vận tốc

RÊN XE M

í

hỉ Khối 5

y đến thời đ khí điền đ

n hỗn hợp

c trục khuỷ

MERCEDE

tượng trư điểm đo hệ đầy hệ thốn khí theo m ỷu,…

ES BENZ

ưng cho

ệ số dư

ng nạp mật độ

Z

1 Bầu than hoạt tính 2 Van thông với khí trời 3 Van hồi xăng

4 Bình tích áp 5 Van phun 6 Van điều khiển EGR

7 Bô bin 8 Cảm biến vị trí trục cam 9 Bồm neùn khờ

10 Van phun khờ 11 Bầu lọc gió 12 ECU

13 Cảm biến vị trí bướm ga 14 Điều khiển bướm ga

15.Cảm biến nhiệt độ khí nạp 16 Van EGR 17 Lọc xăng

18 Cảm biến kích nổ 19 Cảm biến tóc độ vòng quay trục khuỷu

20 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 21 Cảm biến oxy

22 Cảm biến 23 Cảm biến áp suất

24 Cảm biến chênh lệch áp suất 25 Bơm nhiên liệu

KẾT LUẬN

Vấn đề sử dụng, khai thác những kết cấu mới, đặc biệt công tác kiểm tra xử

lí hỏng hóc hệ thống phun xăng điện tử là điều tương đối khó đối với công nhân sửa chữa ô tô cũng như các cán bộ khoa học kĩ thuật ngành xe Để làm được tốt thì việc được trang bị các kiến thức cơ bản là yêu cầu không thể thiếu Vì lí do đó cũng như trình độ, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên nội dung của tiểu luận chỉ tập trung vào tìm hiểu các kết cấu và nguyên tắc hoạt động cơ bản của hệ thống phun xăng L-Jetronic Những điều này cũng là kiến thức tham khảo khi khai thác các hệ thống phun xăng điện tử khác

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Ứng dụng kỹ thuật tự động trên xe - TS Đào Hoa Việt, Th.S Đặng Sỹ Vạc

NXB Quân đội nhân dân

2 Phun xăng điện tử EFI - Nguyễn Oanh NXB Tổng hợp Đồng Nai

3 Khai thác kỹ thuật các kết cấu mới - của ô tô Nhật Bản - TS Đinh Ngọc Ân

MỤC LỤC TRANG

LỜI MỞ ĐẦU 2

HỆ THỐNG PHUN XĂNG L- JETRONIC 3

I Hệ thống cung cấp nhiên liệu: 4

1 Bơm xăng: 4

3 Bộ điều áp nhiên liệu: 5

4 Vòi phun: 6

II Hệ thống cảm biến, ghi nhận thông tin: 7

1 Cảm biến lắp trong ống hút 8

2 Cảm biến tốc độ trục khuỷu: 10

III Định lượng nhiên liệu: 10

a Vòi phun khởi động lạnh: 12

b Công tắc nhiệt-thời gian: 12

2 Chế độ tăng tốc: 13

3 Chế độ toàn tải: 13

4 Chế độ không tải: 14

5 Mach hiệu chỉnh khép kín Lamđa: 14

HỆ THỐNG PHUN XĂNG HFM TRÊN XE MERCEDES BENZ 15

KẾT LUẬN 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 17