Các cảm biến và hệ thống phun xăng điện tử EFI

- Khí hỗn hợp quá đậm: Hỗn hợp được tạo thành theo tỉ lệ 1kg xăng hòa lẫn với < 13kg không khí quá thiếu không khí nhiên liệu cháy không hết, công suất động cơ giảm.. 1.2.4.Ảnh hưởng của

để khắc phục những nhược điểm đó các nhà chế tạo động cơ đốt trong đã nghiên cứu và chế tạo ra một hệ thống mới hiện đại đó là hệ thống phun xăng điện tử Với quá trình kiểm soát và điều khiển bằng điện tử nên hệ thống phun xăng điện tử đã đáp ứng được tính kinh tế cao và giảm ô nhiễm môi trường,

và nó đã dần thay thế bộ chế hòa khí

Là một sinh viên sư phạm kĩ thuật với mục đích tìm tòi và học hỏi nên tôi

mạnh dạn lựa chọn đề tài của mình là: “Các cảm biến và hệ thống phun xăng điện tử EFI”

- Nghiên cứu các thành phần cấu tạo, quy trình, yếu tố, giải pháp kĩ thuật tạo nên tính kinh tế cao và giảm ô nhiễm môi trường của hệ thống phun xăng điện tử

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Nghiên cứu về xăng, thành phần khí hỗn hợp, hệ số dư lượng không khí

+ Nghiên cứu về hệ thống phun xăng điện tử và các thành phần cấu tạo của hệ thống

- Phạm vi nghiên cứu

+ Các kiến thức liên quan đến xăng và khí hỗn hợp

+ Hệ thống phun xăng điện tử EFI

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ngành động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân Tuy vậy khí thải của động cơ đốt trong là nguồn chủ yếu gây ô nhiễm môi trường Đây cũng là vấn đề được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm, và

sự ra đời của hệ thống phun xăng điện tử đã đáp ứng được nhu cầu của người

sử dụng đó là: nâng cao tính kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường Vì vậy cần nghiên cứu, phát triển mở rộng và cải tiến công nghệ trong lĩnh vực này nhằm đáp ứng được sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

6 Phương pháp nghiên cứu

- Tìm hiểu lí thuyết, nghiên cứu các tài liệu tham khảo, thu thập các báo cáo khoa học

- Tìm hiểu thực tế

- Thảo luận chuyên môn

7 Kết cấu luận văn

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận chung, phần mục lục, tài liệu tham khảo

PHẦN 2: NỘI DUNG Chương I: Xăng và yêu cầu về tỉ lệ xăng

1.1 Xăng

1.1.1 Thành phần chính của xăng

Xăng là sản phẩm được chưng cất từ dầu mỏ, trong thành phần của xăng

có 85%C, 15%H Xăng là hỗn hợp của nhiều cacbuahiđrô, xăng là loại nhiên liệu nhẹ, ρ = 0,65 ÷ 0,8g/cm3, dễ bay hơi và có tính chất tự cháy kém Thành phần chính của xăng gồm cacbuahiđrô no nhưng có dạng mạch nhánh và cacbuahiđrô thơm nhân benzen là các kết cấu rất bền vững Ví dụ như isôôctan C8H18 và metylbenzen C6H5CH3

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo phân tử

H

H

H

C C

C C C C H

H

H

C

H H

H

H

a isôôctan

b metylbenzen

1.1.2 Tính chất của xăng

Trị nhiệt của xăng cỡ 10000÷11000 Kcal/kg (giá trị nhiên liệu của xăng) Tính bay hơi của xăng phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ thấp bay hơi chậm, nhiệt độ cao bay hơi nhanh nhưng không hoàn toàn tuyến tính Tỉ trọng của xăng nhẹ hơn nước ≈ 0,75kg/lít

1.1.3 Hiện tượng cháy kích nổ của xăng

Bình thường xăng cháy với vận tốc 20÷30m/s Sau khi bật tia lửa điện, màng lửa sẽ lan tràn từ buzi ra khắp buồng cháy để đốt hỗn hợp, đó là quá trình cháy bình thường Màng lửa dồn ép phần hỗn hợp chưa cháy lại, đến một lúc nào đó nhiệt độ và áp suất của phần chưa cháy sẽ đạt đến độ tự cháy, khi đó tốc độ cháy rất lớn Do tốc độ cháy nhanh, dung tích hoà khí không kịp giãn nở làm cho áp suất và nhiệt độ tăng lên đột ngột, tạo nên sóng áp suất truyền đi theo mọi phương, đập vào thành vách xilanh tạo nên tiếng gõ kim loại sắc và đanh Do nhiệt độ cao (có khu vực tới 4000oC), CO2 và sản vật cháy còn bị phân huỷ thành CO, NO hoặc muội cacbon làm xuất hiện khói đen và tàn than đỏ trong khí xả Kích nổ gây phá hoại bề mặt của thành xilanh, nhiệt độ và áp suất cao khiến nhiên liệu bị phân huỷ, động cơ rung, công suất giảm

1.1.4 Đánh giá tính chống kích nổ của xăng

Xăng có cấu trúc phân tử càng bền vững thì tính tự cháy càng kém, do đó khó xảy ra kích nổ và ngược lại Isôôctan C8H18 có kết cấu phân tử mạch nhánh nên rất bền vững, có tính chống kích nổ cao

Để đánh giá tính chống kích nổ của xăng người ta dùng thông số gọi là ôctan (O) Loại xăng nào có trị số ôctan càng cao thì tính chống kích nổ càng lớn Xăng ôtô thường có trị số ôctan trong khoảng 80÷<100

Để tăng khả năng chống kích nổ của xăng người ta pha nước chì vào xăng

và không pha chì người ta dùng chỉ thị màu Hiện nay đã cấm không sử dụng loại xăng này

1.2 Tỉ lệ xăng – không khí trong khí hỗn hợp

- Khí hỗn hợp quá đậm: Hỗn hợp được tạo thành theo tỉ lệ 1kg xăng hòa lẫn với < 13kg không khí quá thiếu không khí nhiên liệu cháy không hết, công suất động cơ giảm Hỗn hợp gồm 1kg xăng hòa trộn với < 5kg không khí thì không cháy được

- Khí hỗn hợp nhạt: Hỗn hợp được tạo thành theo tỉ lệ 1kg xăng hòa lẫn với >15÷17kg không khí Hỗn hợp này hơi thiếu xăng, trong trường hợp này hỗn hợp vẫn cháy hết nhưng tốc độ cháy chậm dẫn đến công suất động cơ nhỏ

- Khí hỗn hợp quá nhạt: Hỗn hợp được tạo thành theo tỉ lệ 1kg xăng với lượng không khí lớn hơn 17kg Hỗn hợp này cháy rất chậm dẫn đến công suất giảm Hỗn hợp gồm 1kg xăng hòa trộn với lượng không khí lớn hơn 21kg thì không cháy được

Vậy để hòa khí cháy được thì tỉ lệ giữa xăng và không khí là: 1kg xăng hòa trộn với 5÷21kg không khí Tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ mà ta lựa chọn hỗn hợp cho phù hợp

1.2.2 Tỉ lệ khí hỗn hợp lí tưởng

Tỉ lệ khí hỗn hợp lí tưởng là 1/14,7 Gọi là lí tưởng bởi vì lượng oxy trong khí hỗn hợp này hoàn toàn thích ứng với lượng hiđrôcacbon trong xăng, giúp cho quá trình cháy của khí hỗn hợp được hoàn hảo nhất Sẽ xảy ra tình trạng nhiều xăng đối với tỉ lệ 1kg xăng trên 14kg không khí, cũng như quá dư thừa oxy đối với tỉ lệ hỗn hợp 1kg xăng trên 16kg không khí

1.2.3 Hệ số dư lượng không khí

Thành phần chủ yếu của hỗn hợp gồm các nguyên tố: oxy, hiđrô, cacbon Nếu gọi thành phần khối lượng của các nguyên tố trên lần lượt là O, C, H

ta có:

H + C + O = 1 Nhiên liệu sẽ cháy và toả nhiệt tuân theo các phương trình sau:

C + O2 = CO22H2 + O2 = 2H2O

Do đó ta có các phương trình cân bằng khối lượng của các phản ứng:

12kg C + 32kg O2 = 44kg CO2 (1) 4kg H2 + 32kg O2 = 36kg H2O (2) Phương trình (1), (2) viết cho C kg cacbon và H kg hiđrô có dạng:

Trong 1kg nhiên liệu có sẵn O kg oxy, vì vậy lượng oxy cần thiết trong không khí (Oct) để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu:

Oct = 8

3C + 8H – O

Ta đã biết, thành phần khối lượng của oxy trong không khí là 0,23, còn thành phần thể tích là 0,21 Ta có thể xác định lượng không khí cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu (Lo):

Lo = 1

0, 23(8

3C + 8H – O) (kg/kg nhiên liệu) Thực tế, bằng thực nghiệm có thể xác định được lượng không khí thực sự nạp vào động cơ tính cho 1kg nhiên liệu là L Tỉ số

o

L L

  gọi là hệ số dư

lượng không khí Hệ số dư lượng  đặc trưng cho mức độ đậm nhạt của hỗn hợp

1.2.4.Ảnh hưởng của hệ số dư lượng

Hệ số dư lượng chỉ rõ mức độ sai biệt giữa tỉ lệ xăng – không khí cung cấp thực tế cho động cơ so với tỉ lệ hỗn hợp lí tưởng Hệ số dư lượng ảnh hưởng tới công suất P và suất tiêu hao nhiên liệu be

Qua đồ thị ta thấy:

 = 1 lượng không khí nạp bằng lượng không khí yêu cầu lí tưởng

 < 1 thiếu không khí nạp, hay khí hỗn hợp giàu xăng, công suất động cơ tăng, hiệu suất động cơ giảm,  trong khoảng 0,85 – 0,95

 > 1 dư không khí nạp hay khí hỗn hợp nghèo xăng, trong khoảng 1,05 – 1,3 Công suất động cơ giảm đồng thời suất tiêu hao nhiên liệu cũng giảm

 > 1,3 hỗn hợp quá nghèo xăng, không thể cháy được

 = 0,85 – 0,95 hỗn hợp cháy tốt phát huy công suất tối đa cho động cơ, lượng không khí thiếu so với lí tưởng khoảng 5-15%

 = 1,1- 1,2 suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ tối đa, dư không khí khoảng 20%

  1,0 hệ số dư không khí này sẽ cho một tỉ lệ khí hỗn hợp lí tưởng và cho phép động cơ vận hành ổn định ở chế độ chạy cầm chừng

= 0,75 – 0,85 thiếu khoảng 15- 20% không khí Động cơ chuyển từ chế

độ làm việc này sang chế độ làm việc khác tốt

1.2.5 Nhược điểm của bộ chế hoà khí

Bộ chế hòa khí tuy đã đáp ứng được một số yêu cầu về các chế độ làm việc của động cơ nhưng vẫn còn tồn tại một số nhược điểm sau:

- Đối với động cơ dùng bộ chế hòa khí khả năng thích ứng với các chế độ làm việc của động cơ không cao, và nó chỉ đáp ứng được tỉ lệ lí tưởng ở khoảng vận hành nhất định nên xe hoạt động không hiệu quả

Ví dụ: Khi động cơ thay đổi chế độ làm việc sẽ có một khoảng thời gian động cơ thừa hoặc thiếu xăng do tính thích ứng với chế độ làm việc không cao

+ Khi hỗn hợp giàu xăng không cháy hết do thừa nhiên liệu dẫn đến hao xăng và trong sản vật cháy sẽ có cacbuahiđrô gây ô nhiễm môi trường

+ Khi hỗn hợp nghèo không sinh ra công suất tối đa, khiến động cơ làm việc yếu và thiếu ổn định Do thừa ôxy trong sản vật cháy sẽ có các oxit nitơ gây ô nhiễm môi trường

- Khi động cơ làm việc có thể xảy ra trường hợp vì một lí do nào đó sức cản bên ngoài giảm hoặc mất đột ngột, bộ chế hòa khí chưa phản ứng kịp thời

để đóng bớt bướm ga, nên động cơ chạy không tải với tốc độ vòng quay lớn làm mài mòn và có thể làm hỏng các chi tiết chuyển động do lực quán tính lớn, đồng thời làm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường

- Khi động cơ làm việc ở độ cao càng lớn so với mực nước biển, mật độ không khí càng giảm dẫn đến lượng không khí nạp thực tế giảm đi và hỗn hợp càng đậm lên Do lượng không khí nạp giảm dẫn đến công suất giảm và làm tăng độc hại khí thải

- Hỗn hợp khí nạp bốc hơi kém do không có chế độ sấy nóng động cơ dẫn đến rửa dầu bôi trơn làm các chi tiết của động cơ bị mài mòn

- Trong buồng cháy có nhiều muội than do nhiên liệu ngưng đọng bị phân huỷ vì nhiệt

- Chế độ từ không tải đến tải nhỏ hỗn hợp rất đậm do tỉ lệ khí sót trong hỗn hợp lớn và nhiệt độ động cơ thấp nên điều kiện bay hơi, hoà trộn, hình thành hỗn hợp và cháy kém

- Có thể gây hỏa hoạn vì có đoạn ống nạp lớn chứa đầy hòa khí

- Động cơ bị trào xăng khi bị nghiêng hoặc lật ngược

- Hệ thống hay hỏng hóc: Rò xăng qua các khớp nối, lỗ giclơ bị cắn bẩn dẫn đến tắc Hệ thống điều khiển bằng cơ khí nên có nhiều sai lệch

- Hỗn hợp được hình thành từ họng khuếch tán nên khi hỗn hợp đi qua đường ống nạp vào buồng cháy sẽ có một lượng xăng đọng bám trên đường ống nạp vì vậy có thể ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của động cơ sau đó

- Động cơ không phát hết công suất có thể do thành phần khí hỗn hợp quá nhạt hoặc quá đậm Thành phần khí hỗn hợp quá nhạt thường gây nổ trên đường ống nạp, vì hỗn hợp nhạt có tốc độ cháy chậm Khi xupáp nạp mở hỗn hợp chưa cháy hết trong xilanh và châm cháy hoà khí trên đường ống nạp

- Không khí vào có thể không đi qua bộ chế hoà khí mà đi qua các khớp nối không kín khít của bộ chế hòa khí hoặc qua các mặt tiếp giáp không kín khít giữa ống nạp và nắp máy của động cơ nên ảnh hưởng đến các chế độ làm việc của động cơ

- Hệ thống không tải: Khi động cơ chạy không tải hoặc tải nhỏ bướm ga gần như đóng kín Lúc đó một lượng khí sót đáng kể còn lưu lại trong xilanh làm cho tốc độ cháy của hỗn hợp rất chậm và nạp không đầy

- Đốí với hệ thống tăng tốc: Trong quá trình mở đột ngột bướm ga, lò xo bị nén lại, khi quá trình kết thúc lò xo dãn ra từ từ có tác dụng kéo dài quá trình phun nhiên liệu thêm một thời gian nữa, do đó có thể tránh được hiện tượng động cơ rồ máy lên đột ngột rồi chết máy do hỗn hợp nhạt đi đột ngột, vì hệ thống chưa kịp thời cung cấp nhiên liệu cho động cơ Nhưng việc chế tạo lò

xo dãn ra từ từ rất khó và độ chính xác không cao

Bộ chế hòa khí ra đời và tồn tại trong thời gian rất lâu, tuy vậy do có rất nhiều hạn chế nên ngày nay người ta đang dần thay thế nó Và để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối với quá trình hình thành hỗn hợp, giảm suất tiêu hao nhiên liệuvà độc hại trong khí thải cũng như cải thiện chất lượng làm việc của động cơ ở mọi chế độ làm việc, người ta trang bị hệ thống điều khiển điện tử trên động cơ Cụ thể là hệ thống phun xăng điện tử EFI

Chương II: Hệ thống phun xăng điện tử EFI

2.1 Khái quát về hệ thống phun xăng điện tử EFI

2.1.1 Sơ đồ khối hệ thống phun xăng điện tử EFI

Hệ thống phun xăng điện tử là một hệ thống tiên tiến, các giai đoạn phát triển của hệ thống này đang làm cho chất lượng của động cơ xăng ngày càng nâng cao.Việc phun xăng cần thực hiện phù hợp với vị trí của trục khuỷu (thời điểm bắt đầu phun), lưu lượng không khí vào và trạng thái tức thời của

Lọc xăng

Bơm xăng

Điều chỉnh áp suất

Vòi phun

Bộ xử lí và điều khiển trung tâm (ECU)

Cảm biến tốc độ

xe

………

động cơ Việc thay đổi lưu lượng phun được thông qua việc thay đổi thời gian

mở lỗ kim phun Hệ thống gồm:

- Bộ xử lí và điều khiển trung tâm (ECU) thực hiện cấp tín hiệu cho bộ phận chấp hành Các thông tin được thực hiện nhờ các cảm biến và đưa về ECU ECU tính toán các trạng thái thực tế rồi đưa ra tín hiệu tối ưu điều khiển vòi phun

- Các cảm biến thu thập phản ánh các trạng thái làm việc tức thời của động

cơ và báo về cho ECU xử lí Có các cảm biến: Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp, cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí 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 ôxy…

- Phần cung cấp xăng có nhiệm vụ cung cấp xăng cho các vòi phun

- Vòi phun xăng chỉ thực hiện phun khi có tín hiệu điều khiển từ ECU

2.1.2 Phân loại

Theo phương pháp phát hiện lượng không khí nạp chia làm 2 loại:

a 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 2 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

b 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 tỉ trọng của không khí nạp

2.2 Ưu, nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử EFI

a Ưu điểm

- Ưu điểm vượt trội nhất của EFI là tạo nên hòa khí có tỉ lệ lí tưởng ở tất cả các xilanh động cơ Tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ EFI thay đổi tỉ lệ xăng - không khí để luôn luôn cung cấp cho động cơ một hỗn hợp tối ưu

- Hệ số nạp cao hơn vì không có chỗ thắt ở họng khuếch tán và không phải sấy nóng đường ống nạp

- Khả năng thích ứng với các chế độ làm việc của động cơ cao, cũng như khi chuyển chế độ hoạt động của máy vì có các cảm biến thu thập thông tin một cách chính xác

- Hệ số dư lượng không khí được điều khiển chính xác nên có thể giảm được các thành phần độc hại trong khí thải, giảm ô nhiễm môi trường (đối với

hệ thống phun xăng nhiều điểm)

- Xăng được phun đồng đều về khối lượng vào các xilanh, đảm bảo sự đồng đều về tỉ lệ hòa trộn của hoà khí trong các xilanh làm cho công suất của

các xilanh đồng đều, giảm rung động cho động cơ và làm mài mòn các chi tiết

- Có thể nâng cao tỉ số nén so với bộ chế hòa khí, vì tỉ lệ hòa trộn của hòa khí đều hơn trước và buồng cháy được quét sạch hơn khi phun trực tiếp Nhờ

đó làm tăng công suất, giảm tiêu hao xăng

- Động cơ vẫn làm việc khi xe bị nghiêng, thậm chí bị lật ngược

- Nếu xảy ra tình trạng một trong các cảm biến bị hỏng thì ECU có thể tạm thời thay thế vai trò của cảm biến hỏng Vì vậy trong trường hợp này động cơ vẫn làm việc bình thường

- Nếu xảy ra hỏng hóc hay trở ngại kĩ thuật trong hệ thống điều khiển điện

tử, ECU sẽ lưu vào bộ nhớ của nó trên bảng đồng hồ

- Không cần hệ thống tăng tốc riêng rẽ do bộ điều khiển phản ứng kịp thời

để tăng lượng nhiên liệu phù hợp với lượng không khí nạp

- Do lưu lượng không khí được nạp trực tiếp nên chất lượng hỗn hợp không phụ thuộc vào tình trạng hao mòn của động cơ, cũng như sai khác giữa các động cơ trong phạm vi dung sai khi chế tạo

b Nhược điểm

- Hệ thống phức tạp, giá thành cao

- Lắp đặt, sửa chữa khó khăn

- Chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao

Chương III: Các thành phần cấu tạo hệ thống phun xăng điện

tử EFI

3.1 Hệ thống các cảm biến

Muốn điều khiển phun đúng thời điểm, lượng xăng phun ra thì ECU phải nắm rõ các thông số của động cơ như: vận tốc trục khuỷu, lượng khí nạp, nhiệt độ động cơ, lượng oxy trong khí xả,… Vì vậy mà người ta trang bị các cảm biến để thường xuyên gửi thông tin về ECU, ECU xử lí thông tin và đưa tín hiệu điều khiển đến vòi phun

3.1.1 Cảm biến vị trí bướm ga và cảm biến vị trí bàn đạp ga

a Công dụng: Cảm biến này chuyển đổi góc mở của bướm ga thành tín

hiệu điện gửi về ECU động cơ

b Cấu tạo:

Cảm biến loại này chỉ cung cấp thông tin cho ECU về vị trí bướm ga ở chế

độ toàn tải và chế độ không tải Đĩa cam 2 với nhiều nấc khi xoay thì đóng tiếp điểm 1 ứng với vị trí bướm ga mở to nhất (toàn tải) hay đóng tiếp điểm 4

1 Tiếp điểm toàn tải

2 Đĩa cam

3 Trục bướm ga

4 Tiếp điểm không tải

5 Giắc nối dây điện

Hình 3.1: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm

ứng với khi bướm ga ở vị trí không tải Động tác đóng mở này giúp cảm biến gửi tín hiệu về ECU

c Nguyên lí hoạt động:

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp ở hộp bướm ga và được dẫn động bởi trục bướm ga Cảm biến vị trí bướm ga ghi nhận và cung cấp thông tin cho ECU động cơ 2 tín hiệu đó là tín hiệu không tải và tín hiệu toàn tải

Hai công tắc được thiết lập tương ứng với hai vị trí của bướm ga Công tắc

1 sẽ đóng khi bướm ga mở gần như hoàn toàn (chế độ toàn tải) Công tắc 4 sẽ đóng khi bướm ga đóng kín đến một giá trị xác định Các tín hiệu này sẽ thông báo các chế độ làm việc của động cơ Từ đó ECU sẽ tính toán và điều chỉnh chính xác lượng xăng cần thiết cho từng chế độ tải của động cơ

Trong những năm gần đây với sự ra đời của bướm ga điện tử nên cảm biến

vị trí bướm ga được thay thế bằng cảm biến vị trí bàn đạp ga

a Công dụng: Cảm biến vị trí bàn đạp ga biến đổi mức đạp xuống của bàn

đạp ga thành tính hiệu điện được chuyển đến ECU động cơ

Ngoài ra, để đảm bảo độ tin cậy, cảm biến này truyền các tín hiệu từ hai hệ thống có các đặc điểm đầu ra khác nhau

b Cấu tạo:

Cảm biến vị trí bàn đạp ga được bố trí dưới bàn đạp ga

Chú ý là không được tháo cảm biến này, việc điều chỉnh vị trí yêu cầu độ chính xác cao khi lắp đặt cảm biến Vì vậy khi hỏng cần phải thay thế cả cụm bàn đạp ga

3.1.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và cảm biến nhiệt độ khí nạp

 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

a Công dụng: Cảm biến này được đặt ngập vào trong áo nước của động

cơ có công dụng theo dõi nhiệt độ nước của động cơ và báo về cho ECU

b Cấu tạo

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có cấu tạo chi tiết chính là nhiệt điện trở

có hệ số điện trở âm có nghĩa là khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm Nhiệt điện trở được đặt trong vỏ kim loại có gen để bắt vào thân động cơ

Bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát còn có thêm chức năng nối và ngắt điều khiển quạt Khi động cơ nguội quạt ngừng quay Lúc nóng, bộ cảm biến báo cho ECU biết để đóng mạch cho quạt quay

Hình 3.3: Cấu tạo và vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ

nước làm mát

1 Đầu nối dây điện; 2 Vỏ; 3: Nhiệt điện trở

 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp có chức năng cung cấp cho ECU động cơ thông tin về nhiệt độ không khí để ECU điều chỉnh lượng phun chính xác đảm bảo

tỷ lệ xăng – không khí tối ưu

Cấu tạo và nguyên lí làm việc của cảm biến nhiệt độ khí nạp giống như cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECU lấy tín hiệu điện áp gửi về ở nhiệt độ

20oC làm chuẩn Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 20oC thì ECU điều khiển tăng lượng phun ra, còn nhiệt độ cao hơn 20oC thì ECU điều khiển giảm lượng phun ra

3.1.3 Cảm biến oxy

a Công dụng: Cảm biến oxy theo dõi và ghi nhận lượng oxy còn xót trong

khí thải để báo cho ECU Qua đó mà ECU biết hỗn hợp nhạt hay đậm để tăng hay giảm lượng phun cho phù hợp

b Cấu tạo:

Bộ cảm biến oxy được đặt trên đường ống thải, vị trí cụ thể và số lượng tuỳ thuộc vào từng loại động cơ

Thân cảm biến được giữ trong một chân có ren, bao ngoài một ống bảo vệ

và được nối với các đầu dây bảo vệ

Hình 3.4: Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến có một phần tử làm bằng ziconi oxit (ZrO2) đây là một loại gốm Bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc bằng lớp platin mỏng để oxy dễ khuếch tán vào Không khí xung quanh được dẫn vào bên trong của cảm biến này và phía ngoài của cảm biến lộ ra phía khí thải Mặt ngoài tiếp xúc với khí thải tạo thành điện cực âm, mặt trong tiếp xúc với không khí tạo thành điện cực dương

phát ra tín hiệu điện áp thấp khoảng 100 ÷ 400 mV Các tín hiệu điện áp này được chuyển đến ECU và ECU điều khiển vòi phun cho phù hợp

Đặc điểm của pin oxy với chất điện phân ZrO2 là nhiệt độ làm việc phải từ

300oC trở lên Do đó để giảm thời gian chờ người ta dùng loại cảm biến có điện trở tự nung bên trong Điện trở dây nung được lắp trong cảm biến và được cấp điện từ acquy

b Cấu tạo: (Loại cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh quay)

Hình 3.6: Cấu tạo của cảm biến oxy loại nung

nóng

1 Vỏ; 2 Ống sứ bảo vệ; 3 Đầu nối điện; 4 Ống

che có khe hở; 5 Phần sứ tác động cảm biến; 6

Phần tử tiếp điểm; 7 Ống bọc; 8 Phần tử nung nóng; 9 Kẹp tiếp điểm cho phần tử nung

Cảm biến gồm có cánh giảm chấn 1 và cánh đo gió 4 được chế tạo liền và quay tự do trên trục trơn Đĩa giảm chấn 1 kết hợp với thành ống hút tạo thành khoang giảm chấn 2 Tác dụng của cánh giảm chấn là triệt tiêu sự dao động của thiết bị đo do áp suất không liên tục của kì hút tạo ra Khoang giảm chấn

2 có tác dụng giảm chấn ổn đinh vị trí góc đo

c Nguyên lí hoạt động:

Khi động cơ làm việc, không khí sẽ được hút vào động cơ, luồng khí tác động vào cánh đo gió 4 làm cánh đo gió quay đi một góc Cần gạt lắp đồng trục với cánh đo gió cũng quay theo Khi áp lực gió tác động lên cánh xoay cân bằng với lò xo hồi vị thì cần gạt ở một vị trí xác định ứng với một giá trị điện thế gửi tới ECU động cơ ECU xử lí và điều khiển vòi phun phun ra lượng xăng tương ứng đảm bảo tỉ lệ xăng – không khí lí tưởng

Nhờ có cánh giảm chấn 1 mà tín hiệu tạo ra ít bị biến động để ECU động

Như vậy cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay biến đổi khối lượng khí nạp thành góc quay của cánh van, qua đó thay đổi tín hiệu điện áp gửi tới ECU ECU xử lí quyết định lượng phun cho phù hợp Để tránh thiếu không khí ở chế độ cầm chừng người ta bố trí vít điều chỉnh 5 cho phép không khí đi qua đường gió phụ 3 cung cấp cho động cơ

3.1.6 Cảm biến tốc độ xe

a Công dụng: Cảm biến nhận biết tốc độ xe đang chạy sau đó gửi tín hiệu

về ECU để điều khiển tốc độ cầm chừng và tỉ lệ hoà khí phù hợp khi tăng tốc hoặc khi giảm tốc

b Cấu tạo :

Cảm biến bao gồm một nam châm được gắn với dây nối với đồng hồ tốc

độ xe và quay theo dây Một công tắc được đặt đối diện với nam châm