Khai thác hệ thống điện động cơ xe du lịch, Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ GDI)

PHẦN I: KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE DU LỊCH CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU VEÀ ÑEÀ TAØI 1.1. LYÙ DO CHOÏN ÑEÀ TAØI Vôùi moät söï phaùt trieån nhanh vaø maïnh cuûa thò tröôøng oâ toâ Vieät Nam, moät yeâu caàu ñöôïc ñaët ra, ñoù laø laøm theá naøo ñeå khai thaùc ñöôïc hieäu quaû nhaát moät chieác oâ toâ, tiêu thụ nhiên liệu ít nhất và ít ô nhiệm môi trường nhất ñeå coù theå ñaùnh giaù vaø söû duïng heát ñöôïc nhöõng tính naêng cuûa noù, ñem laïi chæ tieâu kinh teá kyõ thuaät cao nhaát… Ñoù laø moät nhieäm vuï ñöôïc ñaët ra cho một nước tiêu thụ như Vieät Nam. Ñoù cuõng laø lyù do maø em choïn Ñeà taøi toát nghieäp cuûa mình laø “Khai thác hệ thống điện động cơ xe du lịch”, “Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ GDI)”. Trong phaïm vi giôùi haïn cuûa ñeà taøi, khoù maø coù theå noùi heát ñöôïc taát caû caùc coâng vieäc caàn phaûi laøm ñeå khai thaùc heát tính naêng hệ thống điện ñoäng cô xe du lịch, tuy nhieân, ñaây seõ laø neàn taûng cho vieäc laáy cô sôû ñeå khai thaùc hệ thống điện ñoäng cô xe du lịch töông töï sau naøy, laøm theá naøo ñeå söû duïng moät caùch hieäu quaû nhaát, kinh teá nhaát trong khoaûng thôøi gian laâu nhaát. 1.2. MUÏC TIEÂU CUÛA ÑEÀ TAØI Trước hết qua tìm hieåu, ta coù theå naém ñöôïc toång quan veà keát caáu caùc boä phaän cuả hệ thống điện động cơ xe du lịch và naém ñöôïc nguyeân lyù laøm vieäc cuûa töøng bộ phận trong hệ thống điện ñoäng cô xe du lịch cụ thể trên động cơ 1ZZFE. Tieáp theo ñoù ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc caùc coâng vieäc trong töøng thôøi ñieåm phaûi thöïc hieän, caùc thao taùc trong caùc kyø kieåm tra baûo döôõng ñònh kyø ngaén vaø daøi. Cuoái cuøng, naém vöõng vaø khai thaùc hieäu quaû hệ thống điện ñoäng cô Toyota Corolla 1ZZFE, chuùng ta seõ coù theå khai thaùc toát caùc loaïi hệ thống điện ñoäng cô môùi hôn, ñöôïc ra ñôøi sau naỳ coù caùc boä phaän tieân tieán hôn. 1.3. MUÏC ÑÍCH CUÛA ÑEÀ TAØI Trong quaù trình nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi naøy, baûn thaân sinh vieân nhaän thaáy ñaây laø moät cô hoäi raát lôùn ñeå coù theå cuûng coá caùc kieán thöùc maø mình ñaõ ñöôïc hoïc. Ngoaøi ra, sinh vieân coøn coù theå bieát theâm nhöõng kieán thöùc thöïc teá maø trong nhaø tröôøng khoù coù theå truyeàn taûi heát ñöôïc, ñoù thöïc söï laø nhöõng kieán thöùc maø moãi sinh vieân raát caàn khi coâng taùc sau naøy. Ngoaøi ra, thöïc hieän luaän vaên cuõng laø dòp ñeå sinh vieân coù theå naâng cao caùc kyõ naêng ngheà nghieäp, khaû naêng nghieân cöùu ñoäc laäp vaø phöông phaùp giaûi quyeát caùc vaán ñeà. Baûn thaân sinh vieân phaûi khoâng ngöøng vaän ñoäng ñeå coù theå giaûi quyeát nhöõng tình huoáng phaùt sinh, ñieàu ñoù moät laàn nöõa giuùp cho sinh vieân naâng cao caùc kyõ naêng vaø kieán thöùc chuyeân ngaønh. Cuoái cuøng, vieäc hoaøn thaønh luaän vaên toát nghieäp seõ giuùp cho sinh vieân coù theâm tinh thaàn traùch nhieäm, loøng say meâ hoïc hoûi, saùng taïo. Vaø ñaëc bieät quan troïng laø loøng yeâu ngheà nghieäp. 1.4. PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU Trong quaù trình nghieân cöùu thöïc hieän ñeà taøi em coù söï duïng moät soá phöông phaùp nghieân cöùu sau: Tra cöùu trong caùc taøi lieäu, giaùo trình kyõ thuaät, saùch vôû, ñaëc bieät laø caùc cuoán caåm nang khai thaùc, baûo döôõng söûa chöõa cuûa chính haõng Toyota. Nghieân cöùu, tìm kieám thoâng tin treân maïng Internet, caùc website trong vaø ngoaøi nöôùc. So saùnh vaø chaét loïc ñeå söû duïng nhöõng thoâng tin caàn thieát vaø ñaùng tin caäy. Tham khaûo yù kieán cuûa caùc nhaø chuyeân moân, caùc Giaûng vieân trong ngaønh cô khí oâ toâ. Trong ñoù phaûi keå ñeán caùc thaày trong toå boä moân Cô Khí OÂ Toâ cuûa tröôøng ÑH Giao Thoâng Vaän Taûi TP. Hoà Chí Minh, caùc kyõ sö, chuyeân vieân kyõ thuaät veà oâ toâ taïi caùc Trung taâm baûo haønh, caùc xöôûng söûa chöõa vaø caùc Garage chuyeân duøng, vaø caû nhöõng ngöôøi coù kinh nghieäm laâu naêm trong vieäc söû duïng vaø baûo quaûn xe… Nghieân cöùu tröïc tieáp treân xe vaø caùc heä thoáng cuï theå trong thöïc teá. Toång hôïp vaø phaân tích caùc nguoàn döõ lieäu thu thaäp ñöôïc, töø ñoù ñöa ra nhöõng ñaùnh giaù vaø nhaän xeùt cuûa rieâng mình. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 2.1. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CÓ DÙNG BỘ CHẾ HÒA KHÍ 2.1.1. Bộ chế hòa khí cổ điển a) Khaùi nieäm cô baûn Trong ñoäng cô xaêng caùc quaù trình phun nhieân lieäu, quaù trình nhieân lieäu hoùa boác hôi, quaù trình nhieân lieäu hoøa troän vôùi khoâng khí ñöôïc thöïc hieän trong moät thieát bò ñaëc bieät treân ñöôøng oáng naïp beân ngoaøi ñoäng cô ñöôïc goïi laø boä cheá hoøa khí (Carburateur, Carburator). Boä cheá hoøa khí coå ñieån ñaõ toàn taïi troâng quaù trình phaùt trieån cuûa xe du lòch cho ñeán cuoái theá kyû 19. Boä cheá hoøa khí chia laøm ba loaïi : Loaïi boác hôi, loaïi phun, loaïi huùt. Hieän nay loaïi huùt ñöôïc duøng nhieàu nhaát vaø phoå bieán treân caùc loaïi xe. Trong khuoân khoå cuûa luaän vaên em xin trình baøy loaïi naøy. Loaïi huùt (kieåu ñôn giaûn):

PHẦN I: KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE DU LỊCH CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Với phát triển nhanh mạnh thị trường ô tô Việt Nam, yêu cầu đặt ra, làm để khai thác hiệu oâ toâ, tiêu thụ nhiên liệu nhiệm mơi trường để đánh giá sử dụng hết tính nó, đem lại tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất… Đó nhiệm vụ đặt cho nước tiêu thụ Việt Nam Đó lý mà em chọn Đề tài tốt nghiệp laø “Khai thác hệ thống điện động xe du lịch”, “Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động GDI)” Trong phạm vi giới hạn đề tài, khó mà nói hết tất công việc cần phải làm để khai thác hết tính hệ thống điện động xe du lịch, nhiên, tảng cho việc lấy sở để khai thác hệ thống điện động xe du lịch tương tự sau này, làm để sử dụng cách hiệu nhất, kinh tế khoảng thời gian lâu 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Trước hết qua tìm hiểu, ta nắm tổng quan kết cấu phận cuả hệ thống điện động xe du lịch naém nguyên lý làm việc phận hệ thống điện động xe du lịch cụ thể động 1ZZ-FE Tiếp theo ta xác định công việc thời điểm phải thực hiện, thao tác kỳ kiểm tra bảo dưỡng định kỳ ngắn dài Cuối cùng, nắm vững khai thác hiệu hệ thống điện động Toyota Corolla 1ZZ-FE, khai thác tốt loại hệ thống điện động hơn, đời sau naỳ có phận tiên tiến 1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Trong trình nghiên cứu thực đề tài này, thân sinh viên nhận thấy hội lớn để củng cố kiến thức mà học Ngoài ra, sinh viên biết thêm kiến thức thực tế mà nhà trường khó truyền tải hết được, thực kiến thức mà sinh viên cần công tác sau Ngoài ra, thực luận văn dịp để sinh viên nâng cao kỹ nghề nghiệp, khả nghiên cứu độc lập phương pháp giải vấn đề Bản thân sinh viên phải không ngừng vận động để giải tình phát sinh, điều lần giúp cho sinh viên nâng cao kỹ kiến thức chuyên ngành Cuối cùng, việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp giúp cho sinh viên có thêm tinh thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo Và đặc biệt quan trọng lòng yêu nghề nghiệp 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong trình nghiên cứu thực đề tài em có dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Tra cứu tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt cẩm nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa hãng Toyota - Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin mạng Internet, website nước So sánh chắt lọc để sử dụng thông tin cần thiết đáng tin cậy - Tham khảo ý kiến nhà chuyên môn, Giảng viên ngành khí ô tô Trong phải kể đến thầy tổ môn Cơ Khí Ô Tô trường ĐH Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh, kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật ô tô Trung tâm bảo hành, xưởng sửa chữa Garage chuyên dùng, người có kinh nghiệm lâu năm việc sử dụng bảo quản xe… - Nghiên cứu trực tiếp xe hệ thống cụ thể thực tế - Tổng hợp phân tích nguồn liệu thu thập được, từ đưa đánh giá nhận xét riêng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 2.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CÓ DÙNG BỘ CHẾ HỊA KHÍ 2.1.1 Bộ chế hịa khí cổ điển a) Khái niệm Trong động xăng trình phun nhiên liệu, trình nhiên liệu hóa bốc hơi, trình nhiên liệu hòa trộn với không khí thực thiết bị đặc biệt đường ống nạp bên động gọi chế hòa khí (Carburateur, Carburator) Bộ chế hòa khí cổ điển tồn trông trình phát triển xe du lịch cuối kỷ 19 Bộ chế hòa khí chia làm ba loại : Loại bốc hơi, loại phun, loại hút Hiện loại hút dùng nhiều phổ biến loại xe Trong khuôn khổ luận văn em xin trình bày loại Loại hút (kiểu đơn giản): Hinh 1: Bộ chế hịa khí loại hút (kiểu đơn giản) 1: Bướm ga 2: Đường nhiên liệu vào 3: Van kim 4: Buồng phao 5: Phao nhiên liệu 6: Gicleur 7: Đường ống 8: Vòi phun 9: Họng khuyếch tán Miệng đặt vị trí tiết diện họng Nhiên liệu từ buồng tác dụng độ chân không họng qua gicleur phun khỏi vòi phun Sau khỏi vòi phun xé tan thành hạt nhỏ dạng sương mù hòa trộn với không khí vào động Muốn chế hòa khí làm việc ổn định cần phải giữ cho mức nhiên liệu buồng không đổi buồng có đặt phao van kim Trong trường hợp mức nhiên liệu buồng hạ xuống phao van kim tụt xuống mở thông ống làm nhiên liệu theo ống vào buồng phao Khi mực nhiên liệu buồng tăng lên đạt đến vị trí cũ phao van kim nâng lên đóng kín Bướm ga dùng để điều chỉnh lượng hỗn hợp đưa vào động Hiện hút xuống thường dùng rộng rãi dễ chăm sóc bảo dưỡng sức cản đường ống nạp nhỏ tạo hiệu suất cao.Trong ô-tô máy kéo chế hòa khí kiểu hút xuống sử dụng rộng rãi danh từ chế hòa khí dùng để thay cho chế hòa khí kiểu hút b) Yêu cầu chế hòa khí : • Tất chế độ sử dụng bình thường phải tiết kiệm xăng, sang chế độ toàn tải phải phát công suất max • Có thể điếu chỉnh thành phần khí hỗn hợp đồng thời với việc điều chỉnh lượng khí hỗn hợp • Trong điều kiện nhiệt độ phải đảm bảo cho động dễ khởi động chạy ổn định nmin • Chắc chắn sử dụng bền lâu • Dễ bảo dưỡng sửa chữa điều chỉnh Bộ chế hoà khí cổ điển chưa sử dụng điện trông phận mà chủ yếu sử dụng 2.1.2 Bộ chế hịa khí đại Đặc điểm chế hòa khí đại Từ đầu kỷ 20 trước năm 1960 chế hòa khí có bước phát triển người ta gọi chề hòa khí đại Bộ chế hòa khí đại xe đời có đặc điểm sau 1-Dùng chế hòa khí có nhiều họng Các chế hòa khí sử dụng xe có nhiều họng mổi họng có nhiều ống khuyết tán lồng vào có ưu điểm: tăng tốc độ gió qua họng khuyếch tán hòa trộn giửa không khí nhiên liệu tốt Khi tốc độ dòng khí qua họng lớn, nhiên liệu hút khỏi vòi phun xé nhỏ hơn, đồng thời lượng không khí di chuyển qua ống khuyếch tán cuộn lấy lớp sương nhiên liệu đọng lại thành chế hòa khí Mặc khác sau qua ống khuyếch tán dòng không khí dòng nhiên liệu có tốc độ chênh lệch gặp trung tâm dòng chảy tạo thành chuyển động rối, trình hòa trộn hoàn hảo Bộ chế hòa khí thường sử dụng hai họng bốn họng Mục đích việc sử dụng nhiều họng để tăng hệ số nạp nạp nhiều không khí nhiên liệu vào động chất lượng hỗn hợp nạp vào động Giả sử cung cấp lượng hỗn hợp chế hòa khí họng phải có đường kính họng lớn không tạo điều kiện để hình thành hỗn hợp hoàn hảo chế hòa khí nhiều họng 2-Vis điều chỉnh ralentie bố trí họng sơ cấp không bố trí họng thứ cấp Lổ chuyển tiếp bố trí cho họng sơ thứ cấp 3- Dùng van solenoid để cắt nhiên liệu mạch ralentie động tắt máy để tránh tượng cháy tự động chế độ ralentie ngắt tia lửa điện 4-Người ta dùng bơm tăng tốc phụ để cung cấp nhiên liệu thêmvới bơm tăng tốc động lạnh Bơm tăng tốc phụ điều khiển van nhiệt lấy tín hiệu từ nhiệt độ nước làm mát Bơm không làm việc nhiệt độ động đạt bình thường 5-Điều khiển bướm gió tự động phương pháp sau: điều khiển tín hiệu nước làm mát, điều khiển chân không, điều khiển điện 6-Bộ chế hòa khí đời có cấu cầm chừng nhanh Trên chế hòa khí đại có nhiều phận khuôn khổ luận văn thời gian có hạn em xin trình bày phan có liên quan đến điện điện động như: Điều khiển bướm gió tự động điện tử, Van solenoid điều khiển cắt nhiên liệu mạch ralentie, Địa ly tâm để tán nhuyễn nhiên liệu Điều khiển bướm gió tự động điện tử Hệ thống bướm gió tự động trang bị cho phép hỗn hợp khí – nhiên liệu đậm cung cấp cho xi lanh động lạnh Khi động khởi động: Bướm gió đóng hoàn toàn dây lưỡng kim nhiệt độ môi trường đạt tơi 300C (860F) Khi động quay với bướm gió đóng, độ chân không tạo bướm gió lớn nên lượng xăng lớn cung cấp qua mạch cao thấp tốc sơ cấp nhiều hỗn hợp khí – nhiên liệu đậm Hình 2: Sơ đồ hệ thống mở bướm gió tự động Sau khởi động: Khi động nổ, cực L máy phát điện bắt đầu có điện áp, tạo dòng điện cấp cho cuộn dây nhiệt điện Khi lưỡng kim nhiệt nóng lên, bắt đầu giãn nở mở bướm gió Để giới hạn dòng điện vào cuộn dây nhiệt sau bướm gió mở hết (phía buồng lò xo đạt khoảng 1000C tức 2120F), người ta dùng điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương (PTC) Van solenoid điều khiển cắt nhiên liệu mạch ralentie Nguyên tắc hoạt động sau : • Khi động làm việc công tắc đánh lửa vị trí ON, có dòng điện qua van Solenoid, van Solenoid mở mạch không tải Lúc nhiện liệu qua Ngoài hòmạtrộn với không Solenoid, Gicleur a ch điện van khí qua ngườ ta thàn bọt tắn chân khô Gicleur ivà tạobố tríhcông xăc g phun nglỗ khôn(H.4) Ở chế độ ralentie van Solenoid g tải mở,gquaccônnhtắc a n không rakhông có • Khi côn tắ đá g lử châ vị trí OFF, mass dòngKhi n ,van hoạt động g mạc h không tải , điệ động Solenoid đón tố c độ cao mà ∆P khônbuông bàn đạphun vàot lỗ không tải (nhằm g có hòa khí p ga mộ cách đôt ngột, h mục sau cánhnh ga tăg gđộnn vẫn, làm đích trá bướm tượn n lê g lớn hút việc màng g tảicông tắcnchân không, ngắtgđiện khôn độ g tắt côn tắc cung cấp cho van Solenoid, nhiên liệu điện) không phun lỗ tia không tải Khi ∆Ph sau cánh bướm ga giảm xuống, Khi ∆Ph sau cánh bướm ga giảm xuống, mạch điện cung cấp cho van Solenoid nối, nhiên liệu phun lỗ không tải Nếu động tiếp tục chạy sau khóa điện ngắt gọi tượng “dieseling” Chống lại tượng hai cách: ngừng cung cấp nhiên liệu cho CHK cấp nhiều khí cho hệ thống nạp Cách sử dụng phổ biến thực van điện từ Hình 5: Van từ chống tượng Dieseling Khi tắt công tắc đánh lửa, van từ đóng, ngừng cung cấp nhiên liệu cho mạch tốc độ thấp Tuỳ thuộc vào kiểu xe, van điện điều khiển ECU kiểm soát chế độ cầm chừng cưỡng bức, giúp giảm nồng độ khí thải giảm tốc (phanh động cơ) tiết kiệm nhiên liệu Đóa ly tâm để tán nhuyễn nhiên liệu Để cải thiện phân bố nhiên liệu, điều cần thiết phải giãm thiểu hay khử bỏ nhiên liệu lỏng mỏng đọng lại vách ống góp hút, nhiên liệu hình thành hạt nhiên liệu đập vào thành ống hỗn hợp chuyển động qua góc cong ngoặc ống góp hút Để giãm thiểu va đập hạt nhiên liệu lên vách, sử dụng phận tạo sương có khả cung cấp hạt nhiên liệu có kích thước (10÷20)mm chế độ làm việc động cơ, để thay cho chế hòa khí cung cấp hạt nhiên liệu lớn có kích thước (150÷200)mm Bộ phận phận tán nhuyễn nhiên liệu, với phận xe có khả hoạt độn g với hổn hợp nghèo: (A/F) = (18÷20) với tỉ lệ giãm NO X đến 80%, đồng thời giãm CO HC không cháy Trong chế hòa khí có đặt đóa tán nhuyễn nhiên liệu xoay tròn với tốc độ cao Nhiên liệu phun vào tâm đóa, đóa xoay với tốc độ 45000 v/p Với tốc độ này, giọt nhiên liệu rơi vào đóa xé nhỏ với kích thước 20 µm (đóa có kích thước khoãng inch), nhiên liệu phân tán cách đồng 1 chu vi đóa theo hướng tâm Đóa làm việc tốt chế độ tốc độ động Địa dẫn động motor điện cóù n= 50000 v/p Hình 6: Sơ đồ kết cấu hệ thống tán nhuyễn nhiên liệu đóa ly tâm : 1- Cánh bướm ga, 2- Dóa ly tâm 2.2.1 HỆ THỐNG PHUN XĂNG Khái quát hệ thống phun xăng Vào năm trước năm 1960, chế hòa khí sử dụng hầu hết loại động xăng Tuy nhiên, chế hòa khí có nhiều khuyết điểm Vì vậy, hệ thống phun xăng đời Với hệ thống phun xăng, nhiên liệu phun vào đường ống nạp bên cạnh suppap nạp phận điều khiển khí điện tử, nhờ vào sức hút dòng khí động sử dụng chế hòa khí Sau nhiên liệu phun vào, hòa trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp có tỉ lệ tối ưu (nhiên liệu không khí) Sau hòa trộn hỗn hợp hút vào xylanh động suppap nạp mở Ở loại phun xăng, nhiên liệu phun với áp suất định, áp suất phải đảm bảo cho hình thành hỗn hợp để trình cháy xảy tốt Trong thời kỳ đầu, công nghệ chế tạo kém, kỹ thuật kinh tế hạn chế nên chưa sử dụng rộng rãi thực tế • Đến năm 1967 – 1979: hệ thống phun xăng kiểu D – Jetronic (D = Druck = Pressure) sản xuất đưa vào sử dụng Loại không đo không khí mà đo áp suất phía sau cánh bướm ga – đo áp suất tuyệt đối đường ống nạp sử dụng MAP Sensor (MAP – Manifold Absolute Pressure) • Năm 1973 – 1986: hệ thống phun xăng kiểu L – Jetronic (L = Luft =Air) sử dụng Loại này, gọi hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection –phun đa điểm) hay phun theo lưu lượng gió • Năm 1973 – 1995: hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic dùng Đây loại hệ thống phun liên tục hay gọi hệ thống CIS (Continuous Injection System ) • Năm 1981 – 1998: kiểu phun xăng LH – Jetronic dùng đo gió kiểu dây nhiệt • Năm 1982 – 1996: kiểu KE – Jetronic sử dụng • Năm 1989 – 2000: kiểu Motronic đời phát triển Sau năm 1989, hệ thống điều khiển phun xăng lẫn đánh lửa chung máy tính Trên xe nước Châu Âu ứng dụng kiểu phun xăng như: - TCCS: treân xe TOYOTA (Toyota Computer Control System) - ECCS: treân xe NISSAN (Electronic Concentrated Control System) - EEC: treân xe FORD (Electronic Engine Control) Năm 1987 – 1997: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Jetronic Loại có xe Nhaät CI (Central Injection), TBI (Throttle Body Injection) xe NISSAN hai kim phun: kim phun cho tải nhỏ, kim phun cho tải lớn Năm 1989 – 2000: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Motronic Năm 1997 – 2005: hệ thống phun xăng GDI (Gasoline Direct Injection) – hệ thống phun xăng trực tiếp vào buồng đốt động Đây loại đại nhất, Đến năm 2000 trở sau, hệ thống phun xăng kiểu MED7 Trong khuôn khổ luận văn em xin trình bày hệ thống phun xăng điện tử EFI Hệ thống phun xăng điện tử EFI 10 19 11 18 14 15 16 17 20 12 13 22 21 Hình 7: Sơ đồ cấu tạo hệ thông phun xăng điện tử EFI 10 • • • Điều khiển lượng xăng cung cấp xác, hệ số nạp cao động diesel chí hẳn động diesel Động có khảnăng làm việc với hổn hợp cực loãng( Air/Fuel) = (35¸-55) (khi xe đạt vận tốc 120 Km/h) Hệ số nạp cao, tỉ số nén ε cao (ε =12) Động GDI vừa có khả tải cao, vận hành hoàn hảo, vừa có tiêu khác hẳn động MPI Hình 87: lịch sử đời động GDI CHƯƠNG II KẾT CẤU ĐỘNG CƠ GDI TIÊU BIỂU 2.1 Động GDI - Bảng số liệu : 89 Hinh 88: Kết cấu động GDI 4G 93 GDI Đường kính (D) x Khoảng chạy (S) mm Dung tích công tác (cc) Số xi lanh( i) Kiểu soupappe Số supap xi lanh Tỉ số nén ( e ) Đường ống nạp Buồng cháy Hệ thống phun xăng p suất phun( KG/ cm2 ) 4G 93 MPI 81,0 x 89,0 Thông số 81,0 x 89,0 1834 1834 IL-4 IL-4 DOHC DOHC Supap naïp : Supap nạp : Supap thải : Supap thải : 12,0 10,5 Thẳng góc đỉnh piston Bình thường động Đỉnh piston lồi lõm Đỉnh piston (Mặt cong đỉnh piston) Phun nhiên liệu trựcPhun nhiên liệu tiếp vào xi lanhđường ống nạp động 50 3,3 2.2 Sơ đồ động GDI: 90 Hình 89: Sơ đồ động GDI 2.3 Những đặc tính kỹ thuật động GDI : • • • • Đường ống nạp thẳng góc với piston, tạo lưu thông lưu lượng gió tối ưu Hình dạng đỉnh piston lồi, lõm hình vẽ tạo thành buồng cháy tốt nhất, tạo hòa trộn nhiên liệu + không khí tối ưu (hơn loại phun xăng MPI ) Bơm xăng cao áp cung cấp xăng có áp suất cao đến kim phun phun trực tiếp vào xi lanh động Kim phun nhiên liệu có áp suất phun cao (50 KG/cm2), chuyển động xoáy lốc kết hợp với không khí tạo thành hổn hợp hòa khí ( xăng + gió) tốt 91 • • • Ở chế độ tải nhỏ nhiên liệu phun cuối trình nén Ở chế độ đầy tải nhiên liệu phun trình nạp Tiêu hao nhiên liệu 35% so với động phun xăng “ MPI ” Ngồi đặc tính kỹ thuật hệ thống phun xăng trực tiếp(GDI) giống hệ thống phnn xăng điện tử(EFI) nguyên tắc sử dụng tín hiệu từ động (qua cảm biến) xử lý xử lý trung tâm ECU để điều chỉnh vòi phun (thời điểm, lưu lương, áp suất) Dưới số cảm biến quan trọng: - Cảm biến lượng khí nạp: đo lượng khơng khí xy lanh hút vào - Cảm biến ôxy: đo lượng ôxy khí thải nhằm xác định nhiên liệu hịa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh cần thiết -Cảm biến vị trí xupap: giúp ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù hợp đạp ga -Cảm biến nhiệt độ chất chất làm mát: đo nhiệt độ làm việc động -Cảm biến hiệu điện để ECU bù ga mở thiết bị điện xe -Cảm biến áp suất ống tiết liệu: nhằm giúp ECU đo công suất động - Cảm biến tốc độ động cơ: dùng để tính tốn xung độ động Hình 90: Mặt cắt động 3.5L V6 Lexus sử dụng hệ thống nhiên liệu GDI Trên hình mặt cắt động xe LEXUS để minh họa 92 Trông khuôn khổ luận văn em xin trình bày kết cấu mà trơng hệ thống phun xăng trực tiếp (GDI) có 2.3.1 Vị trí đặt kim phun Trơng động GDI vị trí kim phun đặt trực tiếp vào buồng đốt để phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt không hệ thống phun xăng điện tư EFI vị trí kim phun đặt đường ống nạp Hình 91: Biểu diễn vị trí đặt kim phun 2.3.2 Hình dạng đỉnh piston Đỉnh piston cấu tạo cách đặc biệt lồi lỏm phức tạp không hệ thống phun xăng trực tiếp EFI Mitsubighi hãng giới sản xuất động phun xăng trực tiếp dung cho ô tô vào năm 1995 với đỉnh piston có dạng lõm cong phù hợp với hướng hình dạng tia phun: 93 Hình 92: Mặt cắt hình dáng đỉnh piston 2.3.3 Hình dạng đường ống nạp Không giống hệ thống phun xăng khác hệ thống phun xăng trực tiếp có đường ống nạp thẳng góc với piston, tạo lưu thông lưu lượng gió tối ưu 94 Hình 93: Hình Dạng đường ống nạp 2.3.4 Sự điều khiển kim phun Kim phun với áp suất cao (High pressure direct injection) Sự phun xăng trực tiếp khác với hệ thống phun xăng đường nạp điều khiển kim phun Nó cần áp suất lớn áp suất phun lớn để thắng áp suất lòng xi lanh động (trong buồng cháy) cuối kỳ nén Kim phun phải hoạt động nhanh nhạy từ đến lần so với kim phun cổ điển thời gian phun ngắn chế độ cháy tầng Vì điện áp cao (90-100)V cung cấp cho hệ thống nhiên liệu để giới hạn cường độ dòng điện cao đạt đến 20A mạch điện (vì dòng điện lớn làm tăng kích thước linh kiện điện điện tử) Hiệu điện cao sử dụng thời gian ngắn để nhấc ty kim kim phun, việc giử ty kim mở thực hiệu điện 12V Hiệu điện cao (90-100)V có nhờ vào phóng điện tụ điện, sau qua bobine trước 95 vào cuộn dây kim phun Phương pháp Bosch nghiên cứu sử dụng kim phun hệ thống common rail diesel Hệ thống HPDI (high pressure direct injection) sử dụng hệ thống phun xăng trực tiếp Siemens Renault, Mitsubishi, MED7 Bosch Hộp điều khiển kim phun đặt phía động F5R Siemens Renault, động 4G93 Mitsubishi, MED7 Bosch 2.3.5 Cấu tạo BUGI Bougie tối ưu hóa để làm giảm đóng HC lượng xăng thừa cục để có trình cháy tốt NGK hợp tác với Mitsubishichế tạo bougie với điện cực có dạng nhọn để làm giảm bớt nhiệt tập trung lượng điện, làm cho hỗn hợp dễ cháy 96 CHƯƠNG 3: NHỮNG SỰ KHÁC BIỆT CỦA GDI VÀ EFI Sơ đồ hệ thồng nhiên liệu phun xăng trực tiếp GDI Hình 94: Sơ đồ hệ thồng nhiên liệu phun xăng trực tiếp GDI 3.1 Tiêu thụ nhiên liệu hiệu suất cao hơn: Với động 3.6L V6 Cadillac CTS, sử dụng hệ thống phun xăng điện tử EFI công suất cực đại đạt 263 mã lực, mô-men xoắn cực đại đạt 253 lb/ft Nhưng với hệ thống phun xăng trực tiếp GDI, công suất cực đại tăng lên 304 mã lực mô-men xoắn cực đại 274 lb/ft Ngoài mức tiêu thụ nhiên liệu giảm xuống khoảng 0,5 lít cho quãng đường 100km 3.1.1 Sự tiêu hao nhiên liệu tối ưu nhất: 97 Thời điểm phun tính toán xác nhằm đáp ứng thay đổi tải trọng động cơ.Ở chế độ tải trọng trung bình xe chạy thành phố nhiên liệu phun cuối nén, giống động diesel hổn hợp loãng nhiều.Ở chế độ đầy tải, nhiên liệu phun cuối nạp, điều có khả cung cấp hổn hợp đồng giống động MPI nhằm mục đích đạt hiệu suất cao • Quá trình cháy với hổn hợp cực loãng : Ở tốc độ cao(trên 120 Km/h), động “GDI” đốt hổn hợp nhiên liệu cực loãng, tiết kiệm lượng nhiên liệu tiêu thụ Ở chế độ này, nhiên liệu phun cuối kỳ nén kỳ nổ: tỉ lệ hổn hợp cực loaừng , (Air/Fuel) = 30á-40 (35á-55 bao gom EGR ã Ở chế độ công suất cực đại : Khi động GDI hoạt động chế độ tải lớn, toàn tải, tốc độ cao nhiên liệu phun vào xi lanh động suốt kỳ nạp, cháy hoàn hảo hơn, nhiên liệu cháy sạch, cháy kiệt, động làm việc êm dịu, tiếng gỏ Hình 95: Mỗi quan hệ giửa tốc độ động mômen 3.1.2.Những ưu điểm kỹ thuật động cơ” GDI”: 98 Dòng khí chuyển động lòng xi lanh : Động GDI có đường ống nạp thẳng góc với xi lanh Không khí di chuyển trực tiếp vào đỉnh piston tạo xoáy lốc mạnh, thời điểm tốt cho việc phun nhiên liệu vào động Hình 95: Hình dạng xoáy lốc khí nạp trông buồng cháy • Phun nhiên liệu: Các nhà chế tạo ô tô chế tạo kim phun xăng có áp suất cao 50 KG/cm 2, loại kim phun lý tưởng Ở thời điểm tạo dòng xoáy lốc lớn nên phun tia nhiên liệu mịn: đặc điểm kim phun GDI 99 Hình 95: Hình dạng nhiên liệu phun • Hình dạng tốt buồng đốt: Đỉnh piston lồi, lõm điều khiển dòng chuyển động hòa khí bên bên buồng đốt, giữ vai trò quan trọng việc hòa trộn thành phần hổn hợp nhiên liệu + không khí Hổn hợp nhiên liệu phun vào buồng đốt động cuối kỳ nén, sau di chuyển tới bougie Với kỹ thuật quan sát tiến hãng ô tô MITSUBISHI, phương pháp dùng tia laser để quan sát buồng đốt ứng dụng để xác định hình dạng piston cho phù hợp 3.2 Kết việc phun nhiên liệu động GDI: Trong loại động trước đây, hổn hợp : nhiên liệu + không khí phân tán không hoàn hảo nên phóng tia lửa điện bougie khó Tuy nhiên , điều động GDI khắc phục Hơn nửasự tiết kiệm nhiên liệu thực xếp theo lớp hổn hợp nhiên liệu phun cuối kỳ nén, lúc hổn hợp nhiên liệu mức cực loãng Ở mẩu động này, hổn hợp nhiên liệu có độ đậm đặc tốt xếp thành lớp điện cực bougie Sự cháy ổn định hổn hợp nhiên liệu cực loãng với tỉ lệ (gió/xăng) = 40 (55 bao gồm EGR), thể đây: 100 HÌnh 96: Quá trình phun nhiên liệu Cách phun nhiên liệu (phun hành trình nén) cháy hổn hợp cực loãng(tỉ lệ hòa khí: 40): Hình 97: Quá trình cháy nhiên liệu 101 Với hổn hợp tạo thành lớp động GDI, đảm bảo cháy hổn hợp gió + xăng cực loãng (sự đốt cháy nhanh chóng ổn định: không làm giãm hiệu đốt cháy động cơ).Tỉ lệ hổn hợp cực loãng (gió/xăng) =40/1 (55/1) PHẦN III: KẾT LUẬN ĐỀ TÀI VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO KEÁT LUẬN Động luôn phần quan trọng ô tô Chất lượng động ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thời hạn sử dụng xe Các nhà sản xuất ô tô giới đổi tìm cách hoàn thiện kết cấu động Tuy nhiên làm để khai thác sử dụng chúng cách hiệu lại vấn đề chúng ta, người đã, nghiên cứu ô tô Việt Nam 102 Nền công nghiệp ô tô sinh sau đẻ muộn, ngành công nghiệp mà khó nghiên cứu lý thuyết, khó để tắt đón đầu Chúng ta nghiên cứu, tìm hiểu nắm vững công nghệ sản xuất chế tạo nước có ngành công nghiệp ô tô hàng đầu Hoa Kỳ, Đức, Nhật… từ tiếp tục khai thác có hiệu quả, tìm cách bắt kịp họ tương lai Dù khó không Khai thác bước đầu trình nghiên cứu chế tạo Và muốn nghiên cứu chế tạo thành công, phải biết khai thác có hiệu nắm vững công nghệ Vì khai thác hệ thống điện động xe du lịch tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp (động GDI) tiền đề kiến thức cho tìm hiểu hệ thống xe du lịch sau Trong quaù trình làm đồ án, trình độ kiến thức thực tế nhiều hạn chế thời gian có hạn, nên khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến bảo thầy bạn bè Trân trọng TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang bị điện điện tử ôto đại hệ thống điện động PGS-TS: ĐỖ VĂN DŨNG hệ thống điều khiển động xăng diesel PGS-TS: ĐỖ VĂN DŨNG sổ tay tra cứu hệ thống điều khiển động ôto đại PGS-TS: ĐỖ VĂN DŨNG Giáo trình thực tập trang bị điện tập 1,2 NGUYỄN VĂN THÌNH Giáo trình trang bị điện oto NGUYỄN VĂN CHẤT Cẩm nang sửa chữa Toyota Corolla – Toyota Việt Nam http://www.toyotavn.com.vn Toyora Service Training - TEAM 21 LIBRARY- Toyota Motor Cooporation 103 ... 3.2: hệ thống động 1ZZ-FE Trên động 1ZZ-FE xe Crolla có đủ phận động khác như: hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống điều khiển, hệ thống điện nhiên động 1ZZ-FE có phận tiên tiến mà xe. .. vào buồng đốt động Đây loại đại nhất, Đến năm 2000 trở sau, hệ thống phun xăng kiểu MED7 Trong khuôn khổ luận văn em xin trình bày hệ thống phun xăng điện tử EFI Hệ thống phun xăng điện tử EFI... kim phun cho tải nhỏ, kim phun cho tải lớn Năm 1989 – 2000: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Motronic Năm 1997 – 2005: hệ thống phun xăng GDI (Gasoline Direct Injection) – hệ thống phun xăng trực