MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 4A - FE

Đảm bảo chất lượng dịch vụ là điều quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ mạng giữa nhà cung cấp với người sử dụng.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây ngành công ngiệp chế tạo ôtô đang trên đà pháttriển mạnh mẽ, đặc biệt cùng với ứng dụng khoa học kỷ thuật và công nghệ vàotrong ngành đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ôtô hoà nhập cùng với tốc độ pháttriển của sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hóa đất nước

Việc tìm hiểu và nắm vững nguyên tắc hoạt động cả hệ thống nhất là các hệthống hiện đại là rất cần thiết đối với một sinh viên ngành động lực Nhưng trongđiều kiện khá thiếu thốn thiết bị của trường ta hiện nay không thể đáp ứng được cácnhu cầu của sinh viên mặc dầu nhà trường đã có nhiều cố gắng để trang bị Vì vậy

em được giao đề tài thiết kế mô hình sử dụng cho công tác học tập của các sinh viên

là điều rất cần thiết và hợp lý

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảocòn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em khôngtránh những sai sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án của

em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thấy giáo hướng dẫn

T.S Trần Thanh Hải Tùng, các thầy cô giáo trong bộ môn động lực cùng tất cả cácbạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày 02 tháng 05 năm 2003 Sinh viên thực hiện:

Lê Ngọc Lĩnh

MỤC LỤC

Trang

1.1 MỤC ĐÍCH:

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 1

1.2 Ý NGHĨA:

2 GIỚI THIỆU CÁC LOẠI HỆ THỐNG PHUN XĂNG TIÊU BIỂU:

2.1 HỆ THỐNG PHUN XĂNG K-JETRONIC:

2.2 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ L-JETRONIC:

2.3 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ D –JETRONIC:

2.3.1 Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ:

2.3.2 Kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ:

3.2.3 Đánh lửa điện tử (ESA):

3.2.4 Điều khiển tốc độ không tải (ISC):

3.2.5 Chẩn đoán:

3.3 ĐẶC ĐIỂM CÁC CỤM CHI TIẾT TRÊN MÔ HÌNH:

3.3.1 Hệ thống nhiên liệu:

3.3.1.1 Bơm nhiên liệu:

3.3.1.2 Điều khiển bơm nhiên liệu:

3.3.1.3 Bộ lọc nhiên liệu:

3.3.1.4 Bộ ổn định áp suất:

3.3.1.5 Vòi phun:

3.3.2 Hệ thống điều khiển tự động:

3.3.2.1 Cảm biến vị trí bướm ga:

3.3.2.2 Cảm biến nhiệt độ nước:

3.3.2.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp:

3.3.2.4 Cảm biến ôxy:

3.3.2.5 Bộ tạo tín hiệu G và NE:

3.3.2.6 Cảm biến kích nổ:

3.3.2.7 Cảm biến áp suất đường ống nạp:

3.3.2.8 Tín hiệu STAR ( máy khởi động):

3.3.3.Chức năng của ECU:

3.3.3.1 Chức năng hoạt động cơ bản:

3.3.3.2.Các bộ phận của ECU:

3.3.3.3 Phương pháp phun nhiên liệu và thời điểm phun:

3.3.3.4 Điều khiển khoảng thời gian phun nhiên liệu:

3.3.3.5 Điều khiển thời điểm đánh lửa:

3.3.3.6 Điều chỉnh thời điểm đánh lửa:

3.3.3.7.Điều khiển tốc độ không tải loại cuộn dây quay:

3.3.3.8.Điều khiển bơm nhiên liệu:

Việc nghiên cứu cải thiện quá trình cháy nhằm đạt hiệu quả cao và chống ônhiểm môi trường đã làm kết cấu động cơ đốt trong, đặc biệt là động cơ xăng ngàycàng phức tạp Hệ thống nhiên liệu và hệ thống điện của các động cơ xăng hiện tại

đã thay đổi rất nhiều Hàng loạt các cảm biến điện, cảm biến nhiệt, cảm biến đo lưulượng trên đường nạp, cảm biến ôxy trên đường thải, xôlênoi chống tự cháy,

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 3

xôlênoi tự động tăng tốc khi mở điều hòa nhiệt độ của ôtô, cơ cấu tự động mở bướm

ga, cơ cấu giảm chấn ga, hệ thống điện tử kiểm soát thành phần tỷ lệ xăng - khôngkhí (ECAFR), hệ thống vi tính kiểm soát khí hỗn hợp(CCCS), bộ điều khiển trungtâm(ECU)… và nhiều hệ thống điều khiển khác

Từ năm 1950 trở lại đây, động cơ phun xăng bắt đầu phát triển rất mạnh,nhất là trong 20 năm gần đây, từ khi vấn đề chống ô nhiểm môi trường trở thànhvấn đề bức thiết trong mọi nghành, trong đó có nghành sản xuất ôtô Động cơ phunxăng có rất nhiều ưu điểm nổi bật như hệ số cản trên đường nạp thấp, hệ số dưlượng không khí của từng xilanh rất đồng đều, quá trình cháy rất lý tưởng… mànhất là khí xả của động cơ phun xăng ít thành phần độc hại Vì vậy việc làm môhình phun xăng điện tử là nhằm mục đích :

- Hiểu một cách tổng quát và sâu hơn về hệ thống phun xăng điện tử

- Giúp cho sinh viên có thể hiểu được mối quan hệ giữa các cảm biến và ECU

- Nắm vững ký hiệu các cực của ECU và cảm biến

1.2 Ý NGHĨA:

Việc tìm hiểu về hệ thống phun xăng điện tử đối với đa số sinh viên chủ yếu làtrên cơ sở lý thuyết Vì vậy thông qua mô hình này sinh viên những khóa sau sẽ cóđiều kiện quan sát để nhận thức một cách thực tế hơn

Dựa vào nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử trên mô hình sinhviên sẽ khảo sát được đặc tính của chúng

2 GIỚI THIỆU CÁC LOẠI HỆ THỐNG PHUN XĂNG TIÊU BIỂU:

2.1 HỆ THỐNG PHUN XĂNG K-JETRONIC:

H TH NG PHUN X NG I ÖỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ ỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ ĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ ÊU KHI ØN B ÒÊ ĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬNG C KHÍ - I N TƯƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ Ệ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ Í

6

4 2

19

18 16

Hình 2.1.Cấu tạo vă nguyín lý hoạt độđng của hệ thống K-JETRONIC

1-Bình xăng; 2-Bơm xăng điện;3-Lọc xăng; 4-Vòi phun; 5-Xupap; 6-Cảm biến vị trí bướm ga; 7-Cảm biến lưu lượng không khí; 8-Cảm biến nhiệt độ nước; 9-Cảm biến tốc độ trục khuỷu; 10-Cảm biến ôxy; 11-Đường ống thải; 15-Vòi phun khởi động lạnh; 16-Đường không tải; 17-Bộ phđn phối định lượng xăng; 18-Thiết bị chấp hănh thuỷ điện; 20-Bộ tiết chế sưởi nóng động cơ; 21-Công tắc nhiệt thời gian.

Hệ thống phun xăng K-JETRONIC lă hệ thống phun xăng cơ bản đối với câckiểu phun xăng điện tử hiện đại ngăy nay Hệ thống K-JETRONIC lă hệ thống phunnhiín liệu kiểu thủy cơ Lượng nhiín liệu cung cấp được điều khiển từ lượng khôngkhí nạp vă nó phun liín tục một lượng nhiín liệu văo cạnh xupap nạp của động cơ Câc chế độ lăm việc của động cơ đòi hỏi có sự điều chỉnh hỗn hợp cung cấp, sựđiều chỉnh được thực hiện bởi hệ thống K-JETRONIC, nó đảm bảo được suất tiíuhao nhiín liệu vă vấn đề độc hại của khí thải Sự kiểm tra trực tiếp lưu lượng khôngkhí, cho phĩp hệ thống K-JETRONIC đạt được sự tính toân phù hợp vơí sự thayđổi chế độ lăm việc của động cơ Để giải quyết vấn đề chống ô nhiễm nó được kếthợp với câc thiết bị chống ô nhiễm Lượng khí thải được kiểm tra chính xâc bằnglượng không khí nạp văo động cơ

Svth : Lí Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 5

Kiểu K-JETRONIC được quan niệm có gốc giống như một hệ thống hoàn toànbằng cơ khí , trong thực tế nó được kết hợp với các thiết bị điện tử để điều khiểnhỗn hợp khí nạp.

Hệ thống K-JETRONIC bao gồm các chức năng sau:

- Cung cấp nhiên liệu

- Đo lường lưu lượng dòng không khí nạp

- Định lượng và phân phối nhiên liệu

 Cung cấp nhiên liệu : dùng một bơm điện để cung cấp nhiên liệu, nhiên liệusau khi qua bộ lọc và bộ tích năng nó sẽ được định lượng và phân phối đến các kimphun của động cơ

 Đo lường lưu lượng dòng không khí nạp: lượng không khí nạp của động cơđược điều khiển bởi cánh bướm ga và được kiểm tra bởi bộ đo lưu lượng không khínạp

 Định lượng và phân phối nhên liệu: lượng không khí nạp đượcxác định bởi vị trí của cánh bướm ga và được kiểm tra bởi bộ đo lưu lượng khôngkhí, từ đó nó điều khiển sự định lượng và phấn phối nhiên liệu Bộ đo lưu lượngkhông khí và bộ định lượng phân phối nhiên liệu thành bộ tiết chế hỗn hợp

Kim phun nhiên liệu phun liên tục độc lập ở xupap nạp, ở quá trình nạp hỗn hợp

dự trử này sẽ được cung cấp vào các xi lanh của động cơ

Sự làm giàu hỗn hợp trong hệ thống có vai trò quan trộng trong khi thay đổi chế

độ làm việc của động cơ như tăng tốc, cầm chừng, đầy tải và khởi động

Như sơ đồ khối mô tả đường đi của không khí và nhiên liệu Không khí đi từlọc gió đến cảm biến lưu lượng không khí, rồi sau đó qua cánh bướm ga vào động

cơ tại thời điểm xupap nạp mở còn nhiên liệu đi từ thùng chứa nhiên liệu được bơmxăng hút lên đi qua lọc xăng, bộ tích năng, để tới bộ định lượng và phân phối nhiênliệu Tại đây nhiên liệu được chia ra cho các xi lanh với một lượng thích hợp Sauđây là sơ đồ khối thể hiện phương pháp tạo hỗn hợp trên động cơ phun xăng rất cơbản

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 4A - FE

2.3 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ L-JETRONIC:

BOSCH

12 13 14

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý HTPX điện tử L –JETRONIC.

1-Bình xăng; 2-Bơm xăng điện; 3-Lọc xăng; 4-Vòi phun; 5-Bộ ổn định áp suất; Cảm biến vị trí bướm ga; 7-Cảm biến lưu lượng không khí; 8-Cảm biến nhiệt độ

6-Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 7

Lọc khí nạp

Cảm biến lưu lượng gióCánh bướm ga

Lọc xăng, bơm xăng, bộ tích năng

Bộ định phân nhiên liệu

Kim phun nhiên liệu

Đường ống nạp

Buồng đốt

Hình 2.2 Sơ đồ khối của hệ thống phun xăng K-JETRONIC.

nước; 9-Cảm biến vị trí trục khuỷu; 10-Cảm biến ôxy; 11-Đường ống thải; 12-Lọc không khí; 13-Cảm biến nhiệt độ không khí; 14-Bộ tích tụ xăng.

L-JETRONIC là hệ thống phun xăng nhiều điểm điều khiển bằng điện tử Xăngđược phun vào cửa nạp của xilanh động cơ theo từng lúc chứ không phải liên tụcquá trình phun xăng và định lượng nhiên liệu được thực hiện nhờ kết hợp hai kỷthuật: đo trực tiếp khối lượng không khí nạp và các khả năng chỉ huy đặc biệt củađiện tử

Chức năng của hệ thống phun xăng là cung cấp cho từng xi lanh động cơ mộtlượng xăng chính xác đáp ứng nhu cầu tải trọng của động cơ Một loạt các cảm biếnghi nhận dữ kiện về chế độ làm việc của ôtô chuyển đổi các dữ kiện này thành tínhiệu điện Sau đó các tín hiệu này được nhập vào bộ xử lý và bộ điều khiển trungtâm ECU ECU sẽ xử lý , phân tích các thông tin nhận được và tính toán chính xáclượng xăng cần phun ra, lưu lượng xăng phun ra được ấn định do thời lượng mở vancủa vòi phun xăng

Một bơm xăng cung cấp nhiên liệu cho động cơ và tạo áp suất đủ mạnh để phunvào xilanh Các vòi phun xăng phun nhiên liệu vào cửa nạp của từng xilanh dưới sựchỉ huy của bộ xử lý và điều khiển trung ương ECU Hệ thống phun xăng điện tử L-JETRONIC bao gồm các hệ thống chức năng cơ bản sau đây:

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu

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

- Hệ thống định lượng nhiên liệu

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm trách 3 chức năng:

+ Hút xăng từ buồng chứa để bơm đến các vòi phun

+ Tạo áp suất cần thiết để phun xăng

+ Duy trì ổn định áp suất nhiên liệu trong hệ thống

Một loạt các cảm biến ghi nhận các thông tin về chế độ làm việc khác nhaucủa động cơ Thông tin quan trọng nhất là khối lượng không khí nạp vào động cơ,thông tin này được ghi nhận nhờ bộ cảm biến khối lượng không khí nạp Các bộ

cảm biến khác ghi nhận thông tin về vị trí bướm ga mở lớn hay mở nhỏ, về vận tốctrục khuỷu động cơ, về nhiệt độ không khí nạp và nhiệt độ động cơ.

Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ECU tiếp nhận thông tin của các bộ cảm biếnnói trên, đánh giá xử lý thông tin này, lọc vào khuếch đại thành những tín hiệu ra,sau đó đưa đến các vòi phun điều khiển mở van phun xăng

 Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử L-JETRONIC:

- Tiết kiệm nhiên liệu:

Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu bằng bộ chế hòa khí do nơi kết cấu chia cắtcủa ống góp hút, các xilanh nhận được khí hỗn hợp không đồng nhất Công tạo ratrong thì nổ của các xilanh không đều nhau, gây ra sự hao tổn nhiên liệu Trong hệthống L-JETRONIC mổi xilanh có khi cho nó một vòi phun xăng Các vòi phunxăng của động cơ được điều khiển do cùng một bộ xử lý điều khiển trung tâm, nhờvậy các xilanh động cơ được cung cấp lượng xăng đồng đều đồng nhất ở bất cứ chế

độ hoạt động nào của ôtô

- Thích nghi với các chế độ tải trọng khác nhau:

Hệ thống phun xăng điện tử L-JETRONIC có khả năng đáp ứng việc cung cấpnhiên liệu cho động cơ ở tất cả chế độ và tải trọng thay đổi khác nhau của ôtô Đặcbiệt là đáp ứng và can thiệp cực nhanh , bộ điều chỉnh và điều khiển trung tâmECU chỉ huy vòi phun xăng vào xilanh trong thời gian cực nhanh tính bằng phầnngàn của một giây

- Giảm lượng độc tố trong khí thải

Hệ thống L-JETRONIC có khả năng cung cấp khí- hỗn hợp với tỷ lệ xăng –không khí tối ưu, đáp ứng đúng về yêu cầu vấn đề môi trường ngày nay của quốc tế

- Công suất cao

Trên động cơ dùng bộ chế hòa khí, cho dù ống góp hút được thiết kế đúng quyluật khí động học, hệ số nạp vào xilanh vẫn thấp Nguyên nhân là khí hỗn hợp cólẩn xăng nặng nên lưu thông khó Đối với hệ thống phun xăng chỉ có không khí lưuthông trong ống góp hút không khí nhẹ nên lưu thông nhanh và nhiều hơn, xăng

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 9

được phun thẳng vào cửa nạp của xilanh, nhờ vậy hệ số nạp lớn kết quả là công suấtđộng cơ tăng.

2.4 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ D –JETRONIC:

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ D-JETRONIC

1-Cảm biến tốc độ ; 2-Bảng đồng hồ ; 3-Rơle đèn hậu ; 4-Rơle bộ sấy kính ; Khoá điện ; 6-Rơle mở mạch ; 7-Đèn CHECK ENGINEE ; 8-Khuếch đại điều hoà ; 9-Ắcquy ; 10-ECU động cơ ; 11-Bộ chia điện và IC đánh lửa ; 12-Biến trở ; 13- Cảm biến Oxy ; 14-TWC ; 15-Cảm biến nhiệt độ nước ; 16-Cảm biến kích nổ ; 17- Vòi phun ; 18-Bộ điều áp ; 19-Cảm biến vị trí bướm ga ; 20-Cảm biến nhiệt độ khí nạp ; 21-Van ISC ; 22-Cảm biến áp suất đường ống nạp ; 23-Bình xăng ; 24- Bơmnhiên liệu ; 25-Giắc kiểm tra ; 26-Công tắc khởi động trung gian

12 11 10

23

24

26 25

1

9 8 7 6

5 4

Câc chức năng của hệ thống điều khiển động cơ bao gồm EFI, ESA vă ISCchúng điều khiển câc tính năng cơ bản của động cơ, chức năng chẩn đoân, chứcnăng dự phòng vă an toăn chỉ hoạt động khi có trục trặc trong câc hệ thống điềukhiển năy.

Ngoăi ra thiết bị điều khiển phụ trín động cơ như hệ thống điều khiển khínạp… chức năng năy đều được điều khiển bằng ECU động cơ

NE- NE+ IGT IGF

G-#20

#10 SPD AC1 ACT W BATT

ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬÈN CẢNH BÁO KIỂ M TRA ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬỘ NG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ

-BỘ CHIA ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬIỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ N HỘ P ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬÁNH LỬA

GIĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬÕ C KIỂ M TRA

G1 VTA

RSO RSC

CẢM BIẾNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ N OXY CẢM BIẾNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬBƯƠ KHÍ - ĐIỆN TỬÏM GAN VỊ TRÍ

CẢM BIẾNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ N CHÂN KHÔNG

BẢO VỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ

IG-ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬẾNG PHUN XĂNG IG-ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ N A/C AMPLIFIER

BỘ ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬIỀ U CHỈNH TỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ C ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬỘ KHÔNG TẢI

BÌNH

ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬIỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG CƠ KHÍ - ĐIỆN TỬ N

Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện tổng quât động cơ 4A – FE.

2.4.1 Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ:

 EFI ( Hệ thống phun xăng điện tử):

Một bơm nhiín liệu cung cấp đủ nhiín liệu dưới một âp suất không đổi đến câcvòi phun

Câc vòi phun sẽ phun một lượng nhiín liệu định trước văo đường ống nạp theotín hiệu từ ECU động cơ ECU động cơ nhận câc tín hiệu từ rất nhiều cảm biến khâcnhau thông bâo về sự thay đổi của câc chế độ hoạt động của động cơ như:

- Âp suất đường ống nạp( PIM)

- Nhiệt độ khí nạp(THA)

ECU sử dụng các tín hiệu này để xác định khoảng thời gian phun cần thiếtnhằm đạt được tỷ lệ khí- nhiên liệu tối ưu phù hợp với điều kiện hoạt động hiện thời của động cơ

 Đánh lửa sớm điện tử(ESA):

ECU động cơ lập trình với số liệu để đảm bảo thời điểm đánh lửa tối ưu dướibất kỳ chế độ hoạt động nào của động cơ Dựa trên các số liệu này, và các số liệu docác cảm biến theo giõi các chế độ hoạt động của động cơ cung cấp như mô tả dướiđây ECU động cơ sẽ gởi tín hiệu IGT(thời điểm đánh lửa) đến IC đánh lửa đểphóng tia lửa điện tại thời điểm chính xác

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 12

1

3 2

Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ.

1-Bugi ; 2-Bộ chia điện ; 3-Cuộn đánh lửa và IC đánh lửa ;4-ECU động cơ ; 5-Các

cảm biến

 ISC (Điều khiển tốc độ không tải):

ECU động cơ lập trình với các giá trị tốc độ động cơ tiêu chuẩn tương ứng vớicác điều kiện như sau:

- Nhiệt độ nước làm mát

- Điều hòa không khí(A/C)

Các cảm biến truyền tín hiệu đến ECU nó sẽ điều khiển dòng khí bằng vanIGC, chạy qua đường khí phụ và điều chỉnh tốc độ không tải đến giá trị tiêu chuẩn

 Chức năng chẩn đoán:

ECU động cơ thường xuyên theo giõi các tín hiệu gởi đến từ các cảm biến khácnhau Nếu nó phát tín hiệu ra bất kỳ hư hỏng nào trong các tín hiệu đầu vào, ECUđộng cơ sẽ lưu dữ liệu hư hỏng trong bộ nhớ của nó và bật sáng đèn “CHECKENGINE” Khi cần thiết nó sẽ hiển thị hư hỏng bằng cách nháy đèn “CHECKENGINE”, qua dụng cụ quét hay phát ra tín hiệu điện áp

 Chức năng an toàn:

Nếu các tín hiệu vào ECU động cơ không bình thường, ECU động cơ sẽ chuyểnsang dùng các giá trị tiêu chuẩn lưu ở bộ nhớ trong để điều khiển động cơ, điều nàycho phép nó điều khiển được động cơ nên tiếp tục được hoạt động bình thường củaxe

 Chức năng dự phòng:

Nếu thậm chí trong trường hợp một phần của ECU không hoạt động, chức năng

dự phòng vẩn có thể tiếp tục điều khiển việc phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa.Điều này cho phép nó điều khiển động cơ nên tiếp tục được hoạt động bình thườngcủa xe

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 13

ECU động cơ còn điều khiển cả hệ thống điều khiển khí và các hệ thống phụkhác.

2.4.2 KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ:

Sơ đồ khối như hình sau:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 4A - FE

Hình 2.7 sơ đồ khối kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ

3.THIẾT KẾ MÔ HÌNH:

3.1 YÊU CẦU MÔ HÌNH:

Do mô hình là một thiết bị sử dụng trong công tác học tập và dạy học , nên cónhững yêu cầu chính như sau:

 Phải thể hiện rỏ ràng , dể hiểu nguyên lý của hệ thống mà nó trình bày

CÔNG TẮC KHỞI ĐỘNG TRUNG GIAN

RƠLE ĐÈN HẬU VÀ SẤY KÍNH

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

CẢM BIẾN KÍCH NỔ

GIẮC KIỂM TRA

ĐÈN BÁO KIỂM TRA ĐỘNG CƠ

ĂCQUY

ECU ĐỘNG CƠ

ĐIỀU KHIỂN SẤY CẢM BIẾN ÔXY

BỘ SẤY CẢM BIẾN ÔXY ĐIỀU KHIỂN BƠM NHIỆT LIỆU

SPD

OX

VAF NSW

 Dễ dàng sử dụng và điều khiển

 Kích thước va økhối lượng không lớn lắm

 Có độ bền vững cao hoạt động ổn định tin cậy

3.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:

Từ yêu cầu của mô hình ta chọn cụm chi tiết của loại hệ thống phun xăng JETRONIC lắp trên động cơ 4A-FE, bởi vì ngày nay hệ thống phun xăng này đượcứng dụng rộng rãi và nhiều hệ thống đã chứng thực khả năng vận hành tốt như sau:

D-3.2.1 Hệ thống điều khiển điện tử:

 Cảm biến áp suất đường ống nạp:

Cảm biến áp suất đường ống nạp dùng độ chân không được tạo ra trong buồngchân không Độ chân không trong buồng này gần như tuyệt đối và nó không bị ảnhhưởng bởi sự dao động của áp suất khí quyển xẩy ra do sự thay đổi độ cao

Cảm biến áp suất đường ống nạp so sánh áp suất đường ống nạp với độ chânkhông này và phát ra tín hiệu PIM nên tín hiệu này cũng không bị dao động theo sựthay đổi của áp suất khí quyển Điều đó cho phép ECU giử được tỷ lệ khí-nhiênliệu ở mức tối ưu ở bất kỳ độ cao nào

 Cảm biến vị trí bướm ga:

Có 2 loại :loại tiếp điểm và loại tuyến tính

Ta chọn kiểu tuyến tính vì loại cảm biến này xác định từng vị trí mở của cánhbướm ga, giúp cho việc nhận biết độ mở của cánh bướm ga chính xác hơn

 Bộ tạo tín hiệu G và NE

Có 3 loại : loại đặt trong bộ chia điện, loại cảm biến vị trí cam và loại riêng rẻ.Tuy các loại này khác nhau về cách lắp đặt nhưng các chức năng cơ bản là giốngnhau Nên với việc làm mô hình thì ta chọn loại đặt trong bộ chia điện

 Cảm biến nhiệt độ nước

 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

 Cảm biến ôxy

Có hai loại : Loại phân tử Zicônia và loại phần tử Titan chúng khác nhau chủyếu về vật liệu của phần tử cảm nhận Ta chọn loại Zicônia

 Cảm biến kích nổ.

 Tín hiệu star

3.2.2 Hệ thống nhiên liệu:

 Bơm nhiên liệu

Ta chọn loại đặt trong bình vì loại này tạo ra ít rung động và tiếng ồn hơn sovới các loại trên đường ống

 Điều khiển bơm nhiên liệu

Điều khiển bật tắt bằng ECU động cơ

Ta chọn loại vòi phun điện trở cao vì dùng vòi phun điện trở thấp để tránh quánhiệt do dòng lớn qua kim thì ta phải dùng thêm một điện trở nối tiếp giữa côngtắc máy và kim

3.2.3 Đánh lửa điện tử (ESA):

- Tín hiệu IGF (xác nhận đánh lửa)

- Tín hiệu IGT( thời điểm đánh lửa)

3.2.4 Điều khiển tốc độ không tải (ISC):

Có 4 loại : Loại môtơ bước, loại cuộn dây quay, loại ACV điều khiển hệ sốtác dụng và loại VSV điều khiển bật tắt : Ta chọn loại van điện từ quay vì loại vanISC loại này nhỏ, gọn và nhẹ do van có thể cho hấp lượng khí lớn chạy qua nócũng được dùng để điều khiển tốc độ không tải nhanh, và không tải dùng thêm mộtvan khí phụ

3.2.5 Chẩn đoán:

Giá trị của tính hiệu thông báo điến ECU rằng nó bình thường đầu vào cũngnhư đầu ra được cố định đối với tín hiệu đó

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 17

Khi tín hiệu của một mạch nào đó không bình thường so với giá trị cố địnhnày, mạch đó coi như có hư hỏng.

3.3 ĐẶC ĐIỂM CÁC CỤM CHI TIẾT TRÊN MÔ HÌNH:

3.3.1 Hệ thống nhiên liệu:

Nhiên liệu được bơm ra khỏi bình bằng bơm nhiên liệu đi qua lọc nhiên liệu ,sau đó được đưa đến các vòi phun Áp suất nhiên liệu tại các vòi phun được duy trìlớn hơn so với áp suất đường ống nạp một giá trị không đổi tùy theo loại động cơ.Khi nhiên liệu phun ra, áp suất nhiên liệu thay đổi một chút trong đường ống nhiênliệu Một vòi phun được lắp ở phía trước của mổi xilanh và lượng nhiên liệu phunđược điều khiển bằng độ dài khoảng thời gian dòng điện chạy qua vòi phun Lượngnhiên liệu thừa sẽ được trả về thùng chứa theo đường ống xả nhiên liệu về tại bộđiều áp Như vậy khi làm việc nhiên liệu sẽ được vận chuyển liên tục trong mạchnhiên liệu

3.3.1.1 Bơm nhiên liệu:

 Loại trong bình:

Lọc nhiên liệu

Ống phân phối

Bộ giảm rung động

Các vòi phun

Bộ ổn định áp suấtỐng hồi

: áp suất thấp

: áp suất cao

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu.

Bơm được lắp ở bên trong bình xăng So với loại bơm trên đường ống loại này

ít gây tiếng ồn Một bơm tua bin, với đặc điểm là độ rung động nhiên liệu khi bơmnhỏ nên được sử dụng rộng rãi

Loại bơm này bao gồm môtơ và bộ phận bơm với van một chiều, van an toàn

và có bộ lọc gắn liền thành một khối

Hình 3.2 Cấu tạo bơm xăng loại đặt trong thùng chứa.

1-Bulông cố định bơm trong thùng xăng ; 2-Van một chiều ; 3-Đầu nối ống nhiên liệu ra ; 4-Trục bơm ; 5-Van an toàn ; 6-Đầu tiếp xúc ; 7-Chổi than ; 8-Rôto ; 9- Stato ; 10-Bạc trục ; 11-Cánh bơm ; 12-Đầu ống hút ; 13-Lưới lọc ; 14-Đường

nhiên liệu vào ; 15-Đường nhiên liệu ra ; 16-Vỏ bơm

- Bơm tua bin: bao gồm một hoặc hai cánh được dẩn động bằng môtơ , vỏ bơm vànắp bơm thành bộ bơm Khi môtơ quay, các cánh bơm quay cùng với nó Các cánhquạt bố trí dọc chu vi bên ngoài của cánh bơm để đưa nhiên liệu từ cửa vào đến cửara

Nhiên liệu bơm từ cửa ra đi qua môtơ và được bơm ra từ bơm qua van mộtchiều

1 2 3

54

-Van an toăn: van an toăn mở khi âp suất bơm đạt xấp xỉ 3,5 – 6 kgf/cm2,vănhiín liệu có âp suất cao quay trở về bình xăng Van an toăn ngăn không cho âpsuất nhiín liệu không vượt quâ giâ trị cho phĩp năy.

-Van một chiều: van một chiều đóng khi bơm nhiín liệu ngưng hoạt động Vanmột chiều vă bộ ổn âp đều lăm việc để duy trì âp suất dư trong đường ống nhiín liệukhi động cơ ngừng chạy Do vậy có thể dể dăng khởi động lại

Nếu không có âp suất dư, hóa hơi có thể dể dăng xảy ra tại nhiín liệu độ cao,gđy khó khăn khi hoạt động lại động cơ

- Lọc nhiín liệu: dùng để lọc cặn bẩn trong nhiín liệu đối với loại lọc năy thìlọc nhiín liệu được bắt sau bơm

3.3.1.3 Điều khiển bơm nhiín liệu:

Bơm nhiín liệu trong xe chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy Điều năy trânhcho nhiín liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ONnhưng động cơ không chạy

Điều khiển bật – tắt (bằng ECU động cơ)

Hình 3.3 Mạch điều khiển bơm xăng.

- Khi động cơ quay khởi động:

Khi động cơ đang quay khởi động dòng điện chạy qua cực IG của khóa điệnđến cuộn dđy L1 của rơle chính, lăm rơle năy bật bật ON Tại thời điểm đó, dòngđiện chạy từ cực ST của khóa điện đến cuộn dđy L3 của rơle mở mạch, bật rơle năy

Bơm xăng Giắ c kiể m tra

Rơ le EFI chính L2

Bộ

vi xử lý

NE

L3 IG

làm cho bơm hoạt động Sau đó máy khởi động hoạt động và động cơ bắt đầu quay,lúc này ECU động cơ sẽ nhận được tín hiệu NE Tín hệu này làm cho transistortrong ECU bật ON và do đó dòng điện chạy đến cuộn dây L2 củarơle mở mạch.

- Động cơ đã khởi động:

Sau khi động cơ đã khởi động và khóa điện được trả về vị trí ON (cực IG ) từ vịtrí STAR(cực ST) dòng điện chạy đến cuộn dây L3 của rơle mở mạch bị cắt Tuynhiên dòng điện tiếp tục chạy đến cuộn dây L2 khi động cơ đang chạy do Transistortrong ECU động cơ bật ON kết quả là rơle mở mạch vẩn bật ON, cho phép bơmnhiên liệu tếp tục hoạt động

- Động cơ ngừng:

Khi động cơ ngừng tín hiệu NE đến ECU động cơ bị ngắt, nó tắt transitor, do đócắt dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch Kết quả là, rơle mở mạchtắt, ngừng bơm nhiên liệu

3.3.2.3 Bộ lọc nhiên liệu:

Hình 3.4 Bộ lọc xăng 1-Đường nhiên liệu vào lọc ; 2-Lỗ nhiên liệu vào lọc ; 3-Lớp giấy bạc; 4-Vỏ lọc nhiên liệu ; 5-Không gian chứa nhiên liệu chưa lọc ; 6-Lỗ nhiên liệu chui qua lõi

loc ; 7-Tấm lót ; 8-Đường nhiên liệu ra khỏi lọc

Bộ lọc nhiên liệu là dùng để lọc sạch các cặn bẩn có trong nhiên liệu để đảmbảo sự làm việc chính xác của các kim phun

Cấu trúc của lọc nhiên liệu gồm một lỏi bằng giấy xếp chồng lên nhau, làm chonhiên liệu chỉ đi qua kẻ hở này và một đỉa tròn để giử lọc

Svth : Lê Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 21

2

Cần chú ý, lọc nhiên liệu ở động cơ phun xăng khác với lọc dùng cho bộ chếhòa khí là trong quá trình làm việc lọc chịu áp suất rất cao.

Thông thường thì khoảng 40000km thì thay lọc

3.3.2.4 Bộ ổn định áp suất:

Hình 3.5 Cấu tạo bộ ổn định áp suất.

1-Ống thông với đường ống nạp ; 2-Lò xo ; 3-Van ; 4-Màng ; 5-Đường nhiên liệu

vào ; 6-Đường nhiên liệu trở về thùng chứa ; 7-Lõi lọc

Bộ ổn định áp suất làm ổn định áp suất nhiên liệu đến các vòi phun Lượngnhiên liệu được điều khiển bằng chu kỳ của tín hiệu cung cấp đến các vòi phun.Mặc dù vậy, do sự thay đổi độ chân không trong đường ống nạp, lượng phun nhiênliệu sẽ thay đổi một chút thậm chí nếu tín hiệu phun và áp suất nhiên liệu khôngđổi Do đó, để đạt được lượng phun nhiên liệu chính xác, tổng áp suất nhiên liệu A

và độ chân không đường ống nạp B phải được duy trì 2,55 hay2,9kgf/cm2

về phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng và áp suất nhiên liệu tùy theo lượngnhiên liệu hồi.

Độ chân không của đường ống nạp dẩn vào buồng phía lò xo màng, làm giảmsức căng của lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi làm giảm áp suất Nói tóm lại, khi

độ chân không của đường nạp tăng lên (giảm áp) áp suất nhiên liệu chỉ giảm tươngứng với sự giảm áp suất đó Vì vậy, tổng áp suất của nhiên liệu A và độ chân khôngđường nạp B được duy trì không đổi

Van đóng lại bằng lò xo khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động Kết quả là vanmột chiều bên trong bơm nhiên liệu và van bên trong bộ ổn định áp suất duy trì áp

dư trong đường ống nhiên liệu

Chú ý: bộ ổn định áp suất mà bị hỏng do vật lạ kẹt trong van… sẽ gây ra sự tụt

áp Kết quả là khó khởi động, mất mát công suất không tải không êm

Bộ ổn định áp suất không thể điều chỉnh được, nếu hỏng phải thay cả bộ

465

43

8910

Hình 3.6 Cấu tạo kim phun.

1-Lưới lọc ; 2-Vòng cao su làm kín ; 3-Vỏ vòi phun ; 4-Vòng cao su làm kín ; Cuộn dây ; 6-Lõi từ ; 7-Rãnh vát ; 8-Kim phun ; 9-Lổ phun ; 10-Dây cắm điện

Khi cuộn dây nhận được tín hiệu từ ECU quả van sẽ bị kéo lên chống lại sứccăng của lò xo Do van kim và quả van là cùng một khối nên van củng bị kéo lêntách khỏi đế của nó và nhiên liệu được phun ra theo hướng mũi tên trong hình vẽ.Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu Do hànhtrình của van kim là cố định, việc phun nhiên liệu diển ra liên tục khi mà van kimcòn mở

Hiện có hai loại vòi phun, loại có điện trở thấp và loại có điện trở cao, nhưngmạch điện của hai loại vòi phun này về cơ bản là giống nhau

Điện áp ăcquy được cung cấp đến cực 10 và 20 của ECU qua khóa điện và cácvòi phun Khi transitor của ECU bật dòng điện chạy từ cực 10 và 20 đến E01 vàE02 (nối đất) Khi transitor bật, dòng điện chạy qua các vòi phun và nhiên liệu đượcphun nhiên liệu ra

No.10 No.20 E01 E02

Câc cảm biến xâc định âp suất khí nạp, số vòng quay của động cơ, nhiệt độkhông khí nạp, nhiệt độ nước lăm mât, lượng ôxy trong khí xả, vị trí bướm ga Câccảm biến gởi tín hiệu về ECU, sau đó ECU sẽ hiệu chỉnh thời gian phun vă gởi tínhiệu đến câc kim phun Câc kim phun sẽ phun nhiín liệu văo đường ống nạp lượngnhiín liệu tùy thuộc văo thời gian tín hiệu từ ECU

3.3.2.1 Cảm biến vị trí bướm ga:

5 6 Mở

Đó ng

Hình 3.8 Cảm biến cánh bướm ga loại tuyến tính.

1-Con trượt ; 2-Điện trở ; 3-Nối đất(E2) ; 4-Tiếp điểm không tải(IDL) ; 5-Điện

áp góc mở bướm ga(VTA) ; 6-Điện áp không đổi(VC)

Loại cảm biến này bao gồm hai tiếp điểm trượt ( tại mổi đầu của nó có lắp cáctiếp điểm để tạo tín hiệu IDL và VTA)

Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU của động cơ Khi tiếpđiểm trượt dọc theo điện trở tương ứng với góc mở của bướm ga, một điện áp đượccấp đến cực VTA tỷ lệ với góc vẽ này

Khi bướm ga đóng hoàn toàn tiếp điểm cho tín hiệu IDL nối cợc IDL và E2 tínhiệu ra VTA và IDL như hình vẽ trên

- Sơ đồ mạch điện:

Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện của biến vị trí bướm ga

3.3.2.2 Cảm biến nhiệt độ nước (THW):

4 3 2

1

VC VTA IDL E2 E1

Hình 3.10 Cảm biến nhiệt độ nước.

1-Điện trở; 2-Thđn cảm biến; 4-Chất câch điện;3 -Giắc cắm.

Cảm biến năy nhận biết nhiệt độ của nước lăm mât bằng một nhiệt điện trở bíntrong

Nhiín liệu sẽ bay hơi kĩm khi nhiệt độ thấp, vì vậy cần có một hỗn hợp đậm hơi

Vì lý do năy, khi nhiệt độ nước lăm mât, điện trở của nhiệt điện trở tăng lín vă tínhiệu điện âp THW cao được đưa đến ECU, dựa trín tín hiệu năy ECU sẽ tănglượng nhiín liệu phun văo lăm cải thiện khả năng tải trong quâ trình hoạt động củađộng cơ lạnh

Ngược lại, khi nhiệt độ nước lăm mât cao, một tín hiệu điện âp THW thấp đượcgởi đến ECU lăm giảm lượng phun nhiín liệu

Cảm biến nhiệt độ nước được nối với ECU như sơ đồ dưới đđy:

Hìmh 3.11 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước.

Svth : Lí Ngọc Lĩnh – Lớp 98C4B Trang 27

ECU Tín hiệ u THW

E2

E1 THW

Cả m biế n nhiệ t độ nướ c

Do điện trở R trong ECU và nhiệt điện trở trong cảm biến nhiệt độ nước đượcmắc nối tiếp nên điện áp của tín hiệu THW thay đổi khi giá trị điện trở thay đổi.Chú ý rằng trong hệ thống EFI, nếu cảm biến nhiệt độ nước làm mát bị hở mạchthì ECU sẽ nhận tín hiệu nhiệt độ động cơ là rất thấp và sẽ điều khiển lượng nhiênliệu phun tăng gấp đôi khi nhiệt độ động cơ ở 800c Nếu ở tốc độ cầm chừng thìhỗn hợp quá giàu và động cơ không hoạt động được.

3.3.2.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp:

Cảm biến nhiệt độ không khí nạp dùng để xác định nhiệt độ của không khí nạpvào động cơ

4 3

2 1

Hình 3.12 Cảm biến nhiệt độ khí nạp.

1-Điện trở;2-Thân cảm biến; 3-Chất cách điện; 4-Giắc cắm.

Cũng giống như cảm biến nhiệt độ nước, nó gồm một biến trở nhiệt được gắntrong bộ đo gió Mật độ không khí sẽ thay đổi theo nhiệt độ Nếu nhiệt độ không khícao thì hàm lượng ô xy trong không khí giảm, khi nhiệt độ không khí lạnh thì hàmlượng ôxy trong không khí tăng Vì thế dù lượng không khí được đo bởi bộ đo giónhư nhau nhưng tùy vào nhiệt độ của không khí mà lượng phun sẽ khác nhau

ECU xem nhiệt độ 200C lă mức chuẩn, nếu nhiệt độ khí nạp lớn hơn 200C thìECU sẽ điều khiển giảm lượng xăng phun, nếu nhiệt độ khí nạp nhỏ hơn 200C ECUđiều khiển tăng lượng xăng phun Với phương phâp năy tỷ lệ hỗn hợp sẽ được đảmbảo theo nhiệt độ môi trường.

- Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp

Đặc tính vă sơ đồ đấu dđy với ECU của cảm biến nhiệt độ khí nạp về cơ bản lăgiống nhau như cảm biến nhiệt độ nước

Hình 3.13 Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp.

12V R

Tín hiệ u THA

Mặt bích lắp

Điện cực cứngLớp phủ

Điện cực Platin

Khí

quyển

Khí xả

Tỷ lệ không khí-Nhiín liệu lý thuyết

Hình 3.14 Cấu tạo cảm biến ôxy.

Để nhằm mục đích giúp cho động cơ có lắp đặt bộ TWC ( bộ lọc khí xả 3 thànhphần) đạt được hiệu quả lọc khí xả tốt nhất cần phải duy trì tỷ lệ không khí – nhiênliệu nằm trong khoảng gần với tỷ lệ lý thuyết.

Cảm biến nồng độ ôxy nhận biết tỷ lệ không khí – nhiên liệu đậm hoặc nhạt hơn

tỷ lệ lý thuyết Cảm biến ôxy được đặt trong đường ống xả và bao gồm một phần

tử chế tạo bằng ZrO2 (đioxit zicrinium – một loại vật liệu gốm) Cả mặt trong vàmặt ngoài của phần tử này được phủ một lớp mỏng platin Không khí bên ngoàiđược dấu vào bên trong của cảm biến còn phần bên ngoài của nó tiếp xúc với khíxả

Nếu nồng độ ôxy trên bề mặt trong của phần tử ZrO2 chênh lệch lớn so với trên

bề mặt ngoài tại nhiệt độ cao(4000C), phần tử ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp khi hỗnhợp không khí – nhiên liệu nhạt, có rất nhiều ôxy trong khí xả do vậy có sự chênhlệch nhỏ giửa nồng độ ôxy ở bên trong và bên ngoài của biến Do đó điện áp củaZrO2 tạo ra là thấp ( gần bằng 0v) ngược lại, nếu hỗn hợp không khí –nhiên liệuđậm, ôxy trong khí xả gần như không còn Điều đó tạo ra sự chênh lệch lớn về ôxy

ở bên trong và bên ngoài cảm biến và điện áp do phần tử ZrO2 tạo ra là lớn( xấp xỉ 1v)

Lớp platin ( phủ lên phần tử gốm) có tác dụng như một chất xúc tác và làm choôxy trong khí xả phản ứng tạo thành CO, điều đó làm giảm độ ôxy và làm tăng độnhạy của cảm biến Dựa trên tín hiệu phát ra từ cảm biến này, ECU động cơ tănghay giảm lượng phun để duy trì tỷ lệ không khí –nhiên liệu luôn gần với giá trị lýthuyết

Một vài loại cảm biến ôxy zircônia được chế tạo với bộ sấy dùng đễ sấy nóngphần tử zircônia Bộ sấy cũng được điều khiển bằng ECU Khi lượng khí nạp thấp( có nghĩa, nhiệt độ của khí xả thấp) Dòng điện sẽ chạy qua bộ sấy để sấy cảm biến.Chú ý: nếu cảm biến ôxy bình thường, nhưng bề mặt ngoài của cảm biến có dínhbụi… nó sẽ ngăn không cho không khí bên ngoài tiếp xúc với cảm biến Sự chênh

lệch giửa nồng độ ôxy trong không khí và trong khí xả sẽ giảm xuống, nên cảmbiến luôn gởi một tín hiệu hỗn hợp nhạt đến ECU.

Sơ đồ mạch điện:

Hình 3.15 Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy

3.3.2.5 Bộ tạo tín hiệu G và NE:

Tín hiệu G và NE được tạo ra bằng rôto hay các đĩa tạo tín hiệu và cuộn nhậntín hiệu ECU động cơ sử dụng các tín hiệu này để nhận biết góc của trục khuỷu vàtốc độ động cơ Các tín hiệu này rất quan trọng cho không khí EFI mà còn cho cả hệthống ESA

 Loại đặt trong bộ chia điện:

Cơ cấu đánh lửa sớm ly tâm và chân không thông thường đã không sử dụngnửa trong hệ thống điều khiển động cơ TCCS, do việc đánh lửa sớm được điềukhiển điện tử bằng ECU động cơ Bộ chia điện trong hệ thống điều khiển bao gồmcác rôto và các cuộn nhận tín hiệu cho các tín hiệu G và NE

Số lượng răng của rôto và số cuộn nhận tín hiệu khác nhau tùy theo động cơ,dưới đây sẽ mô tả kết cấu và hoạt động của bộ tạo tín hiệu G và NE mà sử dụngmột cuộn nhận tín hiệu và rôto 4 răng cho tín hiệu G và một cuộn nhận tín hiệu vàrôto 24 răng cho tín hiệu NE

Tín hiệu G

Hình 3.16 Cấu tạo bộ tín hiệu G.

1-Rôto tín hiệu G ; 2-Cuộn nhận tín hiệu G

Tín hiệu hỗn hợp báo cho ECU biết góc trục khuỷu chuẩn, để xác định thờiđiểm đánh lửa và phun nhiên liệu so với điểm chết (TDC) của mổi xilanh

Các bộ phận của bộ chia điện sử dụng để tạo tín hiệu này bao gồm:

- Rôto của tín hiệu G được bắt vào ttrục bộ chia điện và quay một vòng trongtrong hai vòng quay của trục khuỷu

- Cuộn nhận tín hiệu G được lắp vào bên trong vỏ của bộ chia điện

Rôto của tín hiệu G có 4 răngvà kích hoạt cuộn nhận tín hiệu 4 lần trong mổivòng quay trục bộ chia điện tạo ra tín hiệu dạng sóng như hình Từ tín hiệu này,ECU động cơ nhận biết được piston nào ở gần điểm chết trên (TDC) ( ví dụ 100

trước điểm chết trên)

Hình 3.17 Cấu tạo bộ tín hiệu NE.

1-Cuộn nhận tín hiệu NE ; 2-Rôto tín hiệu NE

Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để nhận biết tốc độ động cơ Tín hiệu

NE được sinh ra trong cuộn dây nhận tín hiệu nhờ rôto giống như tạo ra tín hiệu G.Chỉ có sự khác biệt duy nhất là rôto tín hiệu NE có 24 răng Nó kích hoạt cuộn nhậntín hiệu NE 24 lẩn trong một vòng quay của trục bộ chia điện tạo ra dạng sóng nhưhình vẽ Từ các tín hiệu này, ECU động cơ nhận biết tốc độ động cơ cũng như từngthay đổi 300 một của góc quay trục khuỷu

1

2

3

5 4

ECU âäü ng cå G

G-NE G

NE

180 CA

180 CA NE

G

Hình 3.19 Cấu tạo của biến kích nổ.

1-Cọc nối từ giắc ; 2-Đệm kín ; 3-Thanh dẩn tín hiệu; 4-Thđn cảm biến ; 5-Phớt

Do tiếng gõ của động cơ có tần số xấp xỉ 7KHz, nín điện âp do cảm biến tiếng

gõ phât ra sẽ đạt mức cao nhất tại tần số năy

Có hai loại cảm biến tiếng gõ Một loại tạo ra điện âp cao trong dải tần số hẹpcủa rung động, còn loại kia tạo ra điện âp cao trong dải tần số rộng

Hình 3.20 Dải tấn số của cảm biến kích nổ.

Thấp -Tần số -cao

Hình 3.21 Mạch điện cảm biến kích nổ.

ECU động cơ nhận biết có tiếng gõ hay không bằng cách đo điện áp của tínhiệu KNK cao hay thấp so với mức điện áp chuẩn Khi ECU động cơ nhận thấy cótiếng gõ, nó làm chậm thời điểm đánh lửa sớm Khi tiếng gõ kết thúc thời điểmđánh lửa được làm sớm trở lại sau một khoảng thời gian nhất định

- Tín hiệu KNK:

3.3.2.7 Cảm biến áp suất đường ống nạp:

Cảm biến áp suất đường ống nạp được sử dụng trong loại D- EFI để cảm nhận

Cảm biến áp suất đường ống nạp cảm nhận áp suất đường ống nạp bằng một IClắp trong cảm biến phát ra tín hiệu PIM ECU động cơ quyết định khoảng thời gianphun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu PIM này.

Hình 3.23 Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp.

1-Ống nối với đường ống nạp; 2-Lọc ; 3-Cực âm ; 4 -Buồng chân không

5 -Chip silicon ;6-Cực dương

3.3.2.8 Tín hiệu STAR ( máy khởi động):

Tín hiệu này dùng để phát hiện động cơ đang quay khởi động Chức năng chínhcủa nó là cho phép ECU động cơ tăng lượng phun nhiên liệu trong khi đang khởiđộng Có thể nhận thấy từ sơ đồ sau Tín hiệu STAR là một điện áp giống như điện

áp cấp đến máy khởi động

ECU động cơ nhận biết động cơ có đang khởi động hay không dựa trên tín hiệuSTAR Cũng có một vài động cơ sử dụng tín hiệu NE để nhận biết chế độ hoạt độngcủa động cơ trong khi hoạt động

Trong một số loại động cơ, nếu tín hiệu STAR phát ra khi động cơ đang chạy

Nó có thể làm cho động cơ chết máy

Mạch điện tín hiệu STAR

Hình 3.24 Mạch điện tín hiệu STAR.

3.3.4.Chức năng của ECU:

3.3.4.1 Chức năng hoạt động cơ bản:

Bộ điều khiển ECU hoạt động theo dạng tín hiệu số nhị phân, điện áp cao biểuhiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0 Trong hệ nhị phân có hai số 0,1.Mổi số hạng 0, hoặc 1 gọi là 1 bit Một dãy 8 bit tương đương 1 byte hoặc1 từ.Byte này được dùng biểu hiện cho một lệnh hoặc mẩu thông tin Một mạch tổ hợp

IC tạo byte và trử byte đó Số byte mà IC có thể chứa là có giới hạn khoảng 64kilobyte hoặc 256 kilobyte Mạch tổ hợp IC con gọi là con chíp IC vì hình dạng củanó

IC có chức năng tính toán và ra quyết định gọi là bộ vi xử lý, bộ vi xử lý có thể

là loại 8 bit,16 bit hay cao hơn, số bit càng cao thì việc tính toán càng nhanh

Thông tin gởi đến bộï vi xử lý từ một con chip IC thường được gọi là bộ nhớ.Trong bộ nhớ chia ra nhiều loại

- ROM: dùng trử thông tin thường trực Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó rachứ không thể ghi vào được Thông tin của nó được cài sẳn, ROM cung cấp thôngtin cho bộ vi xử lý

- PROM: Cơ bản giống ROM ngoài ra trang bị thêm nhiều công dụng khác

- RAM: Bộ nhớ truy xuất ngẩu nhiên trử thông tin RAM có hai loại:

+ Loại RAM xóa được: bộ nhớ mất khi mất nguồn

+ Loại RAM không xóa được: giử duy trì bộ nhớ dù khi thâo nguồn.Ngoăi bộ nhớ , bộ vi xử lý trong ECU còn có một đồng hồ chế tạo ra xung ổnđịnh vă chính xâc.

Dùng để chuyển câc tín hiệu tương tự từ đầu văo thay đổi điện trở như trong câccảm biến nhiệt độ, bộ đo gió, công tắc cânh bướm ga thănh câc tín hiệu số để bộ vi

xử lý hiểu được

Ngoăi ra còn dùng một điện trở hạn chế dòng giúp bộ chuyển đổi A/D động cơ

đo điện âp rơi trín cảm biến

Hình 3.25 Sơ đồ mạch chuyển đổi A/D.

 Bộ đếm: dùng đếm xung ví dụ như từ cảm biến rồi gởi lượngđếm về bộ vi xử lý

Bộ chuyể n đổ i A/D

Bộ vi xử lý ECU

Dây tín hiệ u

5V

Bộ đế m

Hình 3.26 Sơ đồ bộ đếm.

Chuyển tín hiệu xoay chiều thănh tín hiệu sóng vuông sang số Nó không gởilượng đếm như trong bộ đếm Bộ phận chính lă một transistor sẽ đóng mở theo cựctính của tín hiệu xoay chiều

Dùng khuếch đại tín hiệu từ câc cảm biến gởi đến rồi sau đó gởi đến bộ vi xử lý

để tính toân

Hình 3.28 Sơ đồ bộ khuếch đại.

 Bộ ổn âp: Hạ điện âp bình xuống 5V mục đích để tún hiệuđược bâo chính xâc

Bộ khuế ch đạ i

Bộ

vi xử lý

Tín hiệ u mạ nh

PM

ECU

Bộ nhớ trung gian

Bộ

vi

xử lý

Hình 3.27 Sơ đồ bộ nhớ trung gian.

Một đầu ghim đa chân dùng nối ECU với hệ thống điện trên xe, với kim phun

và các cảm biến

3.3.4.3 Phương pháp phun nhiên liệu và thời điểm phun:

Phương pháp phun nhiên liệu bao gồm nhiều phương pháp: dùng vòi phun đểphun nhiên liệu đồng thời vào tất cả các xilanh, phương pháp phân các xilanh thànhmột vài nhóm và nhiên liệu được phun theo nhóm vào xilanh và phương pháp phunriêng rẻ vào từng xilanh Thời điểm phun nhiên liệu cũng khác nhau tùy theo động

cơ, một số loại động cơ luôn bắt đầu vào một thời điểm xác định trong khi các loạikhác bắt đầu phun tại thời điểm được điều khiển bởi ECU Tốc độ động cơ…

Phương pháp phun độc lập( lần lượt) và thời điểm phun được trình bày như sau:

Phương pháp phun nhiên liệu theo một nhóm