ĐỀ TÀI: Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI động cơ 1TR – FE trên Toyota Inova G

49 2.1K 4
ĐỀ TÀI: Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI động cơ 1TR – FE trên Toyota Inova G

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô MÉu trang phô b×a §ATN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI (Times New Roman, hoa, 14) KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ (Times New Roman, hoa, đậm, 16) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI động cơ 1TR – FE trên Toyota Inova G ngêi híng dÉn khoa häc : Hà Nội - 2013 Mục lục. Lời nói đầu…………………………………………………………………… 3 Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI…………………….4 1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử……………… ….4 2. Hệ thống phun xăng điện tử EFI……………………………………… 9 Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 1TR – FE dùng 1 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô trên xe Inova G của Toyota………………………………………………… 19 1. Giới thiệu chung về động cơ 1TR – FE trên xe Inova G…… ……… 19 2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu…………………………………………… 21 3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu………………………….22 Chương 3: Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ 1TR – FE trên xe Inova G…………….………………………….… 23 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính……………….23 1.1 Bơm nhiên liệu……………………………………………………… 23 1.2 Bộ lọc nhiên liệu…………………………………………………….….25 1.3 Bộ ổn định áp suất……………………………………………… …….26 1.4 Vòi phun xăng điện tử……………………………………………….…27 1.5 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu…………………………………… 29 2. Hệ thống cung cấp không khí động cơ 1TR – FE trên xe Inova G…….30 2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp không khí……………….……………………30 2.2 Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí…………………………30 3. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động cơ 1TR – FE trên xe Inova G…… ………………………………………………………… 32 3.1 Nguyên lý chung……………………………………………………… 32 3.2 Các cảm biến…………………………………………………………………… 32 4. Hệ thống điều khiển điện tử ECU………………………………………44 Chương 4: Các hư hỏng thường gặp và chuẩn đoán………………………… 48 Chương 5: Kết luận…………………………………………………………….50 Lời Nói Đầu 2 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô Ngày nay khi ngành công nghiệp ôtô trong nước và trên thế giới đang ngày càng phát triển và đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của toàn xã hội. Nhiều hệ thống trên ô tô được thay thế để đáp ứng nhu cầu của con người trong đó có hệ thống phun xăng điện tử(EFI).Để hiểu sâu về hệ thống này em đã chọn đề tài này. Là sinh viên của khoa Công Nghệ ôtô chúng em được trang bị những kiến thức cơ bản về ngành cơ khí ôtô. Với đề tài : “ Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI động cơ 1TR – FE trên Toyota Inova G” của bộ môn đồ án chuyên ngành ôtô 2, giúp em hoàn thiện hơn về trang bị kiến thức của mình về ngành mà em theo học và đặc biệt là về hệ thống phun xăng điện tử EFI. Nó đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tiết kiệm nhiên liệu cũng như kinh tế người sử dụng. Đề tài gồm có 4 chương: o Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI. o Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 1TR-FE dùng trên xe Inova G. o Chương 3: : Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ 1TR-FE trên xe Inova G . o Chương 4: Các hư hỏng thường gặp và chuẩn đoán. Em xin gửi lời cảm ơn đến hai thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Tuấn Nghĩa và thầy Nguyễn Anh Ngọc, các thầy trong khoa Công Nghệ ôtô cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 25/05/2011 Sinh viên thực hiện NGUYỄN VĂN QUANG Chương 1: 3 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô Tổng quan về hệ thồng phun xăng điện tử EFI 1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử: Khái niệm về phun xăng điện tử: Chữ EFI trên động cơ và phía sau thân xe là viết tắt của từ Electronic Fuel Injection, có nghĩa là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử. Đây là hệ thống cung cấp hỗn hợp nhiên liệu tốt nhất hiện nay. Tùy theo các chế độ làm việc khác nhau của ôtô mà hệ thống tự thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu để cung cấp cho động cơ hoạt động tốt nhất. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiết lạnh giá, hỗn hợp khí được cung cấp giàu xăng, sau khi động cơ đã được nhiệt độ vận hành, hỗn hợp khí sẽ nghèo xăng hơn. Ở chế độ cao tốc lại được cung cấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại. Trên các xe đời cũ sử dụng bộ chế hòa khí để tạo hỗn hợp nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu cho động cơ. Cả hai loại này: bộ chế hòa khí hay hệ thống phun xăng điện tử đều cung cấp nhiên liệu với một tỷ lệ nhất định phụ thuộc vào lượng khí nạp. Nhưng do để đáp ứng các yêu cầu về khí xả, tiêu hao nhiên liệu, cải thiện khả năng tải… thì bộ chế hòa khí ngày nay được lắp them các thiết bị hiệu chỉnh khác, làm cho nó trở nên phức tạp hơn rất nhiều. Do vậy, hệ thống phun xăng điện tử EFI đã ra đời thay thế cho bộ chế hòa khí, nó đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu thích hợp cho động cơ bằng việc phun nhiên liệu điện tử theo các chế độ lái xe khác nhau 4 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô Hình vẽ: Hệ thống EFI 1.2 Lịch sử phát triển: Vào thế kỷ XIX, một kỹ sư người mỹ ông Stenvan đã nghĩ ra cách phun nhiên 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 quả. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại ( nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu quả thấp ). Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã rất thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được phun trực tiếp vào trước xupap hút nên có tên goi là K - Jetronic. K - Jetronic được đưa vào sản xuất 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 – Jetronic, L – Jetronic, Motronic… Do hệ thống phun xăng cơ khí có nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện, có hai loại : hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo 5 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô lưu lượng khí nạp ) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trên đường ống nạp). Đến năm 1984, người Nhật đã mua bản quyền của BOSCH và đã ứng dụng hệ thống phun xăng L – Jetronic và D – Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dung với động cơ 4A – ELU). Đến những năm 1987 , hãng Nissan dung L – Jetronic thay bộ chế hòa khí của xe Sunny. Việc điều khiển EFI có thể chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về phương pháp dung để xác định lượng nhiên liệu phun. Một là một loại mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp và phóng vào tụ điện. Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xử lý,loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun. Loại hệ thống EFI điều khiển bằng mạch tương tự là loại được Toyota sử dụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó. Loại điều khiển bằng vi xử lý được bắt đầu sử dụng vào năm 1983. Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe của Toyota gọi là TCCS (Toyota computer controlled system – hệ thống điều khiển bằng máy tính của Toyota), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn bao gồm ESA (Electronic Spark advance – đánh lửa sớm điện tử) để điều khiển thời điểm đánh lửa ; ISC (Idle speed control – điều khiển tốc độ không tải) và các hệ thống điều khiển khác cũng như chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hai hệ thống này có thể phân loại như sau: 6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô Hình vẽ: Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử Loại EFI mạch tương tự và vi điều khiển bằng bộ vi xử lý về cơ bản là giống nhau, nhưng có thể nhận thấy một vài điểm khác nhau như các lĩnh vực điều khiển và độ chính xác. 1.3 Phân loại hệ thống phun xăng: Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại theo nhiều kiểu.Nếu phân biệt theo cấu tạo kim phun, ta có 2 loại: Loại CIS : Đây là hệ thống kiểu sử dụng kim phun cơ khí, chỉ sử dụng trên một số động cơ, bộ phun mở liên tục, sự thay đổi áp suất đối với nhiên liệu sẽ làm thay đổi lượng nhiên liệu được phun. Gồm ba loại cơ bản sau: Hệ thống K – Jectronic: Đây là hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí và thủy lực sau đó được cải thiện thành hệ thống KE – Jectronic với hệ thống ECM mạnh hơn. Là hệ thống phun xăng cơ bản của các kiểu phun xăng điển tự ngày nay. Nó có các đặc điểm như không cần những cơ cấu dẫn động của động cơ, có nghĩa là động tác điều chỉnh xăng phun ra do chính độ chân không trong ống hút điều khiển,xăng phun ra liên tục và được xác định tùy theo khối lượng không khí nạp. Được sử dụng cho các xe như Audi : coupe, Quattro, 80, 90, 100, 200 .xe BMW: 318, 520…. 7 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô • Hệ thống K – Jectronic có cảm biến khí thải: Có thêm cảm biến oxy • Hệ thống KE – Jectronic: Là hệ thống được phát triển từ hệ thống K – Jectronic với mạch điều chỉnh áp lực phun bằng điện tử. 1.3.1 Loại AFC: Đây là hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Hệ thống phun xăng với kim phun điện có thể chia làm 2 loại chính: • L – Jectronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là không khí): là hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển bằng điện tử. Xăng được phun vào cửa nạp của các xylanh động cơ theo từng lúc chứ không phun liên tục. Quá trình phun xăng và định lượng nhiên liệu được thực hiện theo hai tín hiệu gốc: tín hiệu về khối lượng không khí đang nạp vào và tín hiệu về vận tốc trục khuỷu của động cơ. Chức năng của L – Jectronic là cung cấp cho từng xylanh động cơ một lượng xăng đáp ứng nhiều chế độ tải khác nhau của động cơ. Một hệ thống các bộ cảm biến ghi nhận thông tin về chế độ làm việc của ôtô, về tình trạng thực tế của động cơ, chuyển đổi các thông tin này thành tín hiệu điện . ECU sẽ xử lý, phân tích các thông tin nhận được và tính toán chính xác lượng xăng cần phun ra. Lưu lượng phun xăng phun ra ấn định do thời lượng mở van của béc phun xăng. • D – Jectronic: Với lượng xăng phun được xác định bởi áp suất sau cánh bướm ga bằng cảm biến MAP. Nếu phân biệt theo vị trí lắp đặt kim phun , ta có thể chia hệ thống phun xăng thành hai loại:  Loại TBI(throttle body injection): Phun xăng đơn điểm, gồm một hoặc hai béc phun xăng và phun trực tiếp vào cánh bướm ga tại đầu họng hút.  Loại MPI(multi points injection): Phun xăng đa điểm, trên hệ thống phun xăng này động cơ có bao nhiêu xy lanh thì sẽ có bây nhiêu kim phun béc phun xăng. Béc được bố trí xịt xăng vào ngay cửa hút gần sát xu páp hút. Hệ thống phun xăng điển tử đa điểm là hệ thống định lượng và điều khiển hiện đại nhất hiên nay, nó tối ưu cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ. 8 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô 2. Hệ thống phun xăng điện tử EFI: 2.1 Thành phần hòa khí: Thành phần hòa khí thể hiện tỷ lệ hòa trộn giữa xăng và không khí trong hòa khí, được đặc trưng bằng hệ số dư không khí α (hoặc λ) hoặc bằng hệ số tỷ lệ không khí – nhiên liệu m – đó là tỷ số lượng không khí Gk và số lượng xăng Gx chứa trong hòa khí (m= ). Với m= 14,7:1 – đủ không khí, ta có α=1 và có hòa khí chuẩn (lý tưởng) Với m >14,7:1 – dư không khí, ta có α >1 và có hòa khí nhạt (nghèo xăng) Với m <14,7:1 – thiếu không khí, ta có α <1 và có hòa khí đậm (giàu xăng) Thành phần hòa khí gây ảnh hưởng lớn tới tính năng hoạt động của xe đòi hỏi một thành phần hòa khí nhất định. 9 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô Hình vẽ 1.1: biến thiên cua tỷ số không khí – nhiên liệu theo điều kiện hoạt động của xe. Ký hiệu : A: khởi động B: cầm chừng C: bướm ga mở một phần D: gia tốc E: bướm ga mở hoàn toàn Hình trên giới thiệu các thành phần hòa khí nhất định.hình 1.2 giới thiệu các các hòa khí yêu cầu động cơ khi hoạt đông ở các chế độ khác nhau. Lúc khởi động lạnh yêu cầu hòa khí đậm ( m ≈ 9:1), ở tốc độ trung bình bướm ga mở một phần m ≈ 15:1. Khi mở bướm ga đột ngột để tăng tốc, cũng phải làm đậm tạm thời cho hòa khí , nếu không xe sẽ chết máy. Hòa khí cũng được làm đậm m ≈ 13:1 khi mở rộng bướm ga (vì lúc này cần đốt hết ôxy trong buồng cháy để phát hết công suất). 10 [...]... 2.2 cho động cơ trở thành vấn đề cốt lõi của hệ thống nhiên liệu Hệ thống phun xăng điển tử EFI: EFI có thể chia thành ba hệ thống cơ bản: Hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống điều khiển điện tử và hệ thống nạp khí 2.2.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm nhiệm các chức năng là: − Hút xăng từ thùng chứa để bơm đến các béc phun − Tạo áp suất cần thiết để phun xăng − Duy... làm việc của động cơ 1TR- FE dùng trên xe Inova G của Toyota 1 Giới thiệu chung về động cơ 1TR- FE trên xe Inova G : Toyota Inova có 2 loại là : Inova G và Inova J Loại xe Động cơ Hộp số Số chỗ ngồi Innova G 2.0 lít (1TR- FE) 5 số tay 8 chỗ Loại xe Trọng lượng toàn tải Trọng lượng không tải Dài x rộng x cao toàn bộ Chiều dài cơ sở Chiều rộng cơ sở Khoảng sáng g m xe Innova J 2.0 lít (1TR- FE) 5 số tay... liệu cố định trong ống chia béc phun (fuel rail) Trong hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống cung cấp nhiên liệu bao g m năm bộ phận chính sau đây: − Bơm xăng điện 11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội − − − − Khoa CNKT Ô Tô Bộ lọc xăng ống chia xăng của các béc phun Bộ điều áp xăng (pressure regulator) Các béc phun xăng a) Bơm xăng điện: bơm xăng điện được thiết kế để bơm cung cấp một lượng xăng nhiều hơn mức... béc phun xăng được g 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 2.2.2 Hệ thống điều khiển điện tử: Trong hệ thống phun xăng điển tử, các bộ cảm biến có chức năng theo dõi, dò tìm, nhận biết tình hình và chế độ hoạt động cụ thể của động cơ để báo lên ECU bằng các... trạng hoạt động của động cơ 21 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô Chương 3 Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ 1TR- FE trên xe Toyota Inova G 1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính: 1.1 Bơm nhiên liệu: Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh g t được đặt trong thùng xăng, do đó loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống... xăng hơn bình thường vì thời tiết lạnh làm cho xăng bốc hơi kém và bị ngưng đọng trên vách ống g p hút, do đó phải cung cấp nhiều xăng hơn để xylanh động cơ có thể nhận đủ số xăng cần thiết giúp khởi động được Số xăng phun thêm này được thực hiện nhờ béc phun khởi động lạnh phun xăng vào trong ống g p b) Quá trình sưởi nóng động cơ: Quá trình sưởi nóng động cơ được thực hiện tiếp theo ngay sau khi chấm... chứng tỏ khí hỗn hợp nghèo xăng, ECU sẽ điều chỉnh phun thêm xăng Nếu lượng ôxy còn ít chứng tỏ hỗn hợp giàu xăng, ECU sẽ giảm bớt lượng xăng phun ra 15 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô e) ECU động cơ: ECU tiếp nhận thông tin về chế độ đang hoạt động của động cơ do hệ thống các bộ cảm biến cung cấp ECU xử lý các thông tin này và quyết định phát tín hiệu điều khiển mở béc phun xăng, lượng xăng. .. thời gian mở van béc phun xăng 2.2.3 Hệ thống nạp khí: a) Bầu lọc khí: Bầu lọc khí có tác dụng lọc sạch không khí trước khi đưa vào cổ họng gió và đi vào đường ống nạp b) Bướm ga: Lượng khí đi vào động cơ phụ thuộc vào độ mở của bướm ga Bướm ga mở càng rộng thì lượng khí đi vào động cơ càng nhiều và ngược lại bướm ga mở nhỏ thì lượng khí đi vào động cơ ít đi c) Cổ họng gió: Cổ họng gió bao g m:Bướm ga... giữ ở g c mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn 2.2.3 Ống g p hút và đường ống nạp: Ống g p hút và đường ống nạp được chế tạo bằng nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng và sự truyền nhiệt đến nắp qui lát Hình 3.10: Ống g p hút và đường ống nạp 30 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô 1:Ống g p hút; 2:Đường ống nạp 3 Hệ thống điều khiển phun xăng điển tự động cơ 1TR_ FE trên xe Inova G :... của động cơ Yếu tố này tạo được áp suất cần thiết trong mạch ở bất kỳ chế độ hoạt động nào của động cơ Bơm được thiết kế van chặn bố trí tại cửa thoát của bơm xăng ngăn không cho xăng tháo lui thùng chứa khi bơm nhiên liệu ngừng bơm Van giới hạn áp suất giới hạn áp suất xăng đi Khi nối mạch công tắc máy và công tắc khởi động thì bơm xăng hoạt động tức thì và liên tục sau khi khởi động xong Bơm xăng điện

Ngày đăng: 23/08/2015, 00:54

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 2TR-FE.

  • 1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 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.

  • Hình 3.1: 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.

  • 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.

  • Ðiều khiển bơm nhiên liệu:

  • Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu

  • Khi động cơ đang quay khởi động.

  • Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA).

  • Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor công suất bật ON, dòng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (C/OPN), rơle mở mạch bật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động.

  • Khi động cơ đã khởi động.

  • Sau khi động cơ đã khởi động, khóa điện được trở về vị trí ON (cực IG2) từ vị trí Start cực (ST), trong khi tín hiệu NE đang phát ra (động cơ đang nổ máy), ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu được duy trì hoạt động

  • Khi động cơ ngừng.

  • Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắt Transistor, do đó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu.

  • Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu.

  • 1:Cầu chì dòng cao; 2,6,8,9:Cầu chì; 3,4,10:Rơ le; 5:Bơm;

  • 7:Khóa điện; 11:Máy khởi động.

  • Lọc nhiên liệu lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu. Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu. Ưu điểm của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km.

  • Hình 3.3: 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.

  • 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 đó xăng 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.

  • 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 5.5: Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạp

  • của bộ ổn định áp suất.

  • Hình 3.4: 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.

  • Vòi phun trên động cơ 1TR-FE là loại vòi phun đầu dài, trên thân vòi phun có tấm cao su cách nhiệt và giảm rung cho vòi phun, các ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun được nối bằng các giắc nối nhanh.

  • Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU. Vòi phun được lắp vào nắp quy lát ở gần cửa nạp của từng xy lanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối xăng.

  • Kết cấu và nguyên lý hoạt động của vòi phun.

  • Khi cuộn dây (4) nhận được tín hiệu từ ECU, piston (7) sẽ bị kéo lên thắng được sức căng của lò xo. Do van kim và piston là cùng một khối nên van cũng bị kéo lên tách khỏi đế van của nó và nhiên liệu được phun ra.

  • Hình 3.5: Kết cấu vòi phun nhiên liệu.

  • 1:Thân vòi phun ;2:Giắc cắm; 3:Đầu vào; 4:Gioăng chữ O; 5:Cuộn dây;

  • 6:Lò xo; 7:Piston ; 8:Đệm cao su; 9:Van kim.

  • Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu của ECU. Do độ mở của van được giữ cố định trong khoảng thời gian ECU phát tín hiệu, vậy lượng nhiên liệu phun ra chỉ phụ thuộc vào thời gian ECU phát tín hiệu.

  • Mạch điện điều khiển vòi phun:

  • Hiện có 2 loại vòi phun, loại có điện trở thấp1,5-3 và loại có điện trở cao13,8, nhưng mạch điện của hai loại vòi phun này về cơ bản là giống nhau. Điện áp ắc quy được cung cấp trực tiếp đến các vòi phun qua khóa điện. Các vòi phun được mắt song song.

  • Động cơ 2TR-FE với kiểu phun độc lập nên mỗi vòi phun của nó có một transitor điều khiển phun.

  • Hình 3.6: Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động cơ 1TR-FE.

  • 1:Ắc quy; 2:Cầu chì dòng cao; 3:Khóa điện; 4:Cầu chì; 5:Vòi phun

  • Do yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, hơi xăng tạo ra trong trong thùng chứa trên xe hiện đại sẽ không được thải ra ngoài mà được đưa trở lại đường nạp động cơ.

  • Hình 3.7: Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu động cơ 1TR-FE.

  • 1:Bướm ga; 2:Van điện từ; 3:Van một chiều; 4:Thùng xăng;

  • 5:Van chân không của nắp bình xăng; 6:Bộ lọc than hoạt tính.

  • Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu, đi qua van một chiều (3) và đi vào bộ lọc than hoạt tính(6). Than sẽ hấp thụ hơi nhiên liệu. Lượng hơi được hấp thụ này sẽ được hút từ cửa lọc của cổ họng gió vào xy lanh để đốt cháy khi động cơ hoạt động. ECU điều khiển dòng khí bằng cách điều chỉnh độ mở của van điện từ.

  • Van chân không (5) của nắp bình nhiên liệu được mở ra để hút không khí từ bên ngoài vào bình nhiên liệu khi trong thùng có áp suất chân không.

  • Hình 3.8: Sơ đồ khối hệ thống nạp.

  • Hình 3.9: Kết cấu cổ họng gió.

  • 1:Môtơ bước; 2:Bướm ga; 3:Các nam châm;

  • 4:Các bánh răng giảm tốc; 5:IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga).

  • Nguyên lý làm việc:

  • ECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở hoặc đóng bướm ga qua một cụm bánh răng giảm tốc. Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằng một cảm biến vị trí bướm ga, và thông số đó được phản hồi về ECU động cơ.

  • Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến vị trí cố định (khoảng 70). Tuy nhiên, trong chế độ không tải bướm ga có thể được đóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định.

  • Khi ECU động cơ phát hiện thấy có hư hỏng, nó bật đèn báo hư hỏng trên đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguuồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn.

  • 2.2.3 Ống góp hút và đường ống nạp:

  • Ống góp hút và đường ống nạp được chế tạo bằng nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng và sự truyền nhiệt đến nắp qui lát.

  • Hình 3.10: Ống góp hút và đường ống nạp

  • 1:Ống góp hút; 2:Đường ống nạp

  • Hình 3.12: 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 độ của 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 khí nạp 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 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.

  • 1:Nhiệt điện trở; 2:Vỏ cảm biến

  • b. Mạch điện cảm biến đo nhiệt độ khí:

  • Hình 3.14: 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.

  • Hình 3.15:cảm biến vị trí bướm ga.

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

  • b. Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

  • Hình 3.16: Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga

  • 1:Các IC Hall; 2:Các nam châm

  • Hình 3.16: Kết cấu cảm biến ôxy.

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

  • Hình 3.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy có bộ sấy.

  • Hình 3.18: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

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

  • Hình 3.19: 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.

  • Hình 3.20:Cảm biến vị trí trục cam.

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

  • Hình 3.21: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam.

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

  • 3.2.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu.

  • a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động.

  • Hình 3.22:Cảm biến vị trí trục khuỷu.

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

  • Hình 3.23: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu.

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

  • 3.2.8 cảm biến tiếng gõ:

  • a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động:

  • Hình 3.24: Kết cấu cảm biến tếng gõ.

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

  • Hình 3.25: Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ.

  • 1:phần tử áp điện; 2:điện trở.

  • 3.2.9. Cảm biến vị trí bàn đạp ga:

  • a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động.

  • Hình 3.26: Kết cấu cảm biến vị trí bàn đạp ga.

  • 1:Mạch IC Hall; 2:Nam châm.

  • b.Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga.

  • Hình 3.26: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga.

  • 1: Mạch IC Hall; 2: Nam châm.

  • 4.3 Các thông số hoạt động của ECU.

  • a. Các thông số chính.

  • Là tốc độ động cơ và lượng gió nạp. Các thông số này là thước đo trực tiếp tình trạng tải của động cơ.

  • b.Các thông số thích nghi.

  • Điều kiện hoạt động của động cơ luôn thay đổi thì tỷ lệ hoà khí phải thích ứng theo. Chúng ta sẽ đề cập đến các điều kiện hoạt động sau:

  • Khởi động.

  • Làm ấm.

  • Thích ứng tải.

  • Đối với khởi động và làm ấm ECU sẽ tính toán xử lý các tín hiệu của cảm biến nhiệt độ động cơ. Đối với tình trạng thay đổi tải thì mức tải không tải, một phần tải, toàn tải được chuyển tín hiêu đến ECU nhờ cảm biến vị trí bướm ga.

  • c. Các thông số chính xác.

  • Để đạt được chế độ vận hành tối ưu ECU xem thêm các yếu tố ảnh hưởng:

  • Trạng thái chuyển tiếp khi gia tốc.

  • Sự giới hạn tốc độ tối đa.

  • Sự giảm tốc.

  • Những yếu tố này được xác định từ các cảm biến đã nêu, nó có quan hệ và tác động tín hiệu điều khiển đến kim phun một cách tương ứng.

  • ECU sẽ tính toán các thông số thay đổi cùng với nhau, mục đích cung cấp cho động cơ một lượng xăng cần thiết theo từng thời điểm.

  • a. Làm đậm trong và sau khi khởi động.

  • Hình 3.27: Đồ thị làm giàu xăng.

  • c.Thích ứng theo điều kiện tải:

  • d.Thích ứng theo nhiệt độ khí nạp

  • e.Giới hạn tốc độ động cơ.

  • f.Giảm tốc.

  • g.Điều khiển tốc độ không tải:

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • 1.Nguyên lý động cơ đốt trong.

  • 3. Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập 1.

  • 4. Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập 2.

  • 5.Trang bị điện & điện tử trên ô tô hiện đại

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan