Times New Roman, hoa, đậm, 18

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.

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

(Times New Roman, hoa, đậm, 30)

ĐỀ TÀI: (Times New Roman, hoa, đậm, 18)

1 (Times New Roman, đậm, 14)

2 (Times New Roman, đậm, 14)

Hà Nội - 201…(Times New Roman, hoa, đậm, 14)

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 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

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:

Tổng quan về hệ thồng phun xăng điện tử EFI

1 Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử:

1.1 Khái niệm về phun xăng điện tử:

Chữ EFI trên động cơ và phía sau thân xe là viết tắt của từ ElectronicFuel 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 nhiênliệu để cung cấp cho động cơ hoạt động tốt nhất Cụ thể ở chế độ khởi độngtrong 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 caotốc 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 hệthống phun xăng điện tử đều cung cấp nhiên liệu với một tỷ lệ nhất định phụthuộc vào lượng khí nạp Nhưng do để đáp ứng các yêu cầu về khí xả, tiêuhao nhiên liệu, cải thiện khả năng tải… thì bộ chế hòa khí ngày nay được lắpthem 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 chếhòa khí, nó đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu thích hợp cho động cơ bằngviệc phun nhiên liệu điện tử theo các chế độ lái xe khác nhau

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 phunnhiên liệu cho một máy nén khí Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phunnhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả Đầu thế kỷ 20, ngườiĐức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại ( nhiên liệu dùngtrên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu quả thấp ) Tuy nhiên, sau đósáng 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 hútnên 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 thốngphun 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

lưu lượng khí nạp ) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suấttrên 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 (dungvới 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 vềphương 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 giancần thiết để nạp và phóng vào tụ điện Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xửlý,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 sửdụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó Loại điều khiển bằng vi xử lý được bắtđầu 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:

Hình vẽ: Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tửLoại 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 lượngnhiên 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…

 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

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 thôngtin 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 xăngthành 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

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 khôngkhí – 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

Hình vẽ 1.1: biến thiên cua tỷ số không khí – nhiên liệu theo điều kiện hoạt động của xe.

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 khởiđộng 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)

Hình vẽ 1.2: biến thiên của hiệu suất bộ xúc tác hóa khử theo tỷ số m (không khí – nhiên liệu).

Với thành phần hòa khí m ≈ 14,7:1 động cơ đạt các chỉ tiêu công suất cao cũng như suất tiêu thụ nhiên liệu thấp, đồng thời hiệu suất khử độc hại của bộ xúc tác hóa khử ba dòng là cao nhất Từ đó có thể thấy việc định lượng chính xác số xăng theo tỷ số không khí nhiên liệu m của hòa khí cấp cho động cơ trở thành vấn đề cốt lõi của hệ thống nhiên liệu

2.2 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 trì áp suất nhiên liệu cố định trong ống chia béc phun (fuel rail)

Trong hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống cung cấp nhiên liệu bao gồm năm bộ phận chính sau đây:

 Bơm xăng điện

 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 yêu cầu tối đa 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 đượcthiết kế van chặn bố trí tại cửa thoát của bơm xăng ngăn không cho xăng tháo luithùng 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 được bố trítrực tiếp kế bên thùng chứa xăng và không đòi hỏi phải bảo trì bảo dưỡng

b) Bầu lọc xăng: Nó có công dụng lọc sạch các tạp chất trong xăng nhằmbảo vệ các béc phun xăng Bầu lọc có hai phần tử lọc: Một lõi lọc bằng giấy và một tấm lọc Độ xốp của lõi giấy khoảng 10m Xăng phải chiu xuyên qua lõi giấy và tấm lọc trước khi chảy vào bộ phân phối Lõi lọc phải được thay mới đúng định kỳ Trong quá trình lắp ráp cần lưu ý chiều mũi tên chỉ hướng vào và ra

c) Ống chia các béc phun xăng: Ống chia xăng có chức năng như một kho chứa nhiên liệu của các béc phun Dung tích của nó lớn hơn nhiều lần so vớilượng xăng cần thiết cung cấp cho chu kỳ hoạt động của động cơ Nhờ vậy tránhđược tình trạng làm thay đổi áp suất trong ống chia Ống chia có công dụng sau đây:

 Cung cấp xăng đồng đều cho các béc phun dưới áp suất bằng nhau

 Làm nơi gá lắp các béc phun và giúp cho việc tháo ráp các béc phun được dễ dàng

d) Bộ điều áp nhiên liệu:

Trong mạch cung cấp nhiên liệu, bộ điều áp có công dụng cố định áp suất nhiên liệu trong ống chia xăng của các béc phun Việc điều áp này rất cần thiết, vì nhờ áp suất xăng không đổi nên lượng xăng phun ra chỉ còn phụ thuộc vào một yếu

tố duy nhất là thời gian mở van cho béc phun xăng hay thời lượng phun xăng

Bộ điều áp xăng được lắp đặt ở phía cuối ống xăng chia các béc phun Nó duy trì áp suất khoảng 2,5 đến 3 bar tùy theo kiểu thiết kế

e) Béc phun xăng:

Béc phun xăng thuộc loại điện từ được điều khiển do hộp ECU động cơ, béc có chức năng phun vào cửa nạp ở xupap hút một lượng xăng đã được định lượng chínhxác Mỗi xy lanh động cơ có riêng cho nó một béc xăng (ở hệ thống phun xăng đa điểm) Còn ở hệ thống phun xăng đơn điểm thì có một hoặc hai béc xăng cho tất cả các xy lanh Béc phun hoạt động nhờ xôlênoy Mỗi khi nhận được tín hiệu điện của ECU, cuộn dây xôlênoy được từ hóa và dẫn động van kim mở cho xăng phun ra

Hình vẽ 1.3 vòi phun xăng kiểu điện tử:

1-lọc xăng; 2-đầu nối điện; 3-cuộn dây kích từ; 4-lõi từ tính; 5-kim phun; 6-đầu kim phun; 7- dàn phân phối xăng; 8-chụp bảo vệ; 9,10-joăng

Trên hình 1.3 giới thiệu kết cấu của một béc phun xăng Khi chưa có dòng điện chạy qua cuộn dây của xôlênoy, lò xo ấn kim phun bịt kin lỗ phun, đây là trạngthái đóng của béc Đến lúc ECU đánh tín hiệu đặt một điện áp vào cuộn dây

xôlênoy, nam châm điện sẽ nhấc lõi từ và kim phun lên khoảng 0,1 ly và xăng được phun vào đường nạp Đầu của van kim có chuôi hình dáng đặc biệt giúp tán sương nhiên liệu xịt ra Thời gian mở và đóng béc phun xăng xảy ra trong khoảng khắc từ

1 đến 1,5 mili giây

Để phân phối tốt tia xăng phun vào cửa nạp xy lanh, tránh tổn thất do bị ngưng đọng, người ra phải bố trí lắp đặt béc phun thế nào cho vách ống góp hút không bị đẫm nhiên liệu Điều này có nghĩa là góc phun của các tia xăng cũng như

khoảng cách giữa các béc phun và xupáp hút phải được tính toán thật chính xác và phải được duy trì cố định.

Các béc phun xăng được gá 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 tín hiệu điện Hệ thống các bộ cảm biến cùng với bộ vi xử lý và điều khiểnECU hình thành hệ thống điều khiển trung ương

Nhận được thông tin của các bộ cảm biến, ECU sẽ đánh giá và xử lý thông tin, sau đó ra lệnh cho hệ thống phun xăng cung cấp một lượng nhiên liệu chính xácthích hợp cho chế độ đang hoạt động của động cơ

a) Cảm biến đo lượng khí nạp vào xy lanh động cơ:

Chế độ tải của động cơ được ghi nhận bằng chính khối lượng do động cơ hút.Hệ thống đo lường khối lượng không khí nạp hoạt động cực kỳ chính xác Nó

có khả năng đo lường chính xác trong cả tình huống mòn khuyết của động cơ theo thời gian sử dụng ôtô Như chúng ta đã biết, trước khi được nạp vào xy lanh động

cơ, khối lượng không khí nạp phải lưu thông xuyên qua bộ cảm biến không khí nạp hay thiết bị đo gió Điều này có nghĩa là trong quá trình tăng tốc, tín hiệu thông tin

về dòng khí rời bộ cảm biến để đến ECU trước khi khối lượng không khí này thực

sự được nạp vào bên trong xy lanh động cơ Đặc điểm này cho hệ thống phun xăng điển tử cung cấp được một tỷ lệ hỗn hợp khí chính xác, tối ưu và kịp thời vào bất kỳthời điểm nào trong suốt quá trình thay đổi tải trọng của động cơ Có các loại thiết

bị đo khí nạp thường được trang bị trên hệ thống phun xăng điện tử là:

 Thiết bị đo khí nạp kiểu mâm đo

 Thiết bị đo khí nạp kiểu dây nung nóng

 Thiêt bị đo khí nạp kiểu phim nung nóng

 Thiết bị đo khí nạp kiểu dòng xoáy lốc Karman

 Bộ cảm biến chân không tuyệt đối trong ống góp hút MAP

b) Cảm biến vị trí chân ga (throttle – position sensor):

Vị trí lắp đặt bướm ga và bộ cảm biến trên họng hút không khí Cảm biến vị trí bướm ga được lắp đặt trên trục bướm ga Chức năng của cảm biến này là chuyển đổi góc mở lớn bé khác nhau của bướm ga thành tín hiệu điện áp chuyển về cho ECU Tùy theo đời ôtô ta thường thấy hai kiểu cảm biến vị trí bướm ga: kiểu tiếp điểm và kiểu cần trượt.

c) Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (air-temperature sensor):

Nếu nhiệt độ không khí cao, tỷ trọng không khí sẽ giảm Ngược lại nếu nhiệt

độ không khí thấp, tỷ trọng của không khí sẽ tăng Trong cùng một kỳ hút của piston động cơ, nếu trong thời tiết se lạnh sẽ hút một lượng không khí nhiều hơn so với lúc khí trời nóng Nói một cách khác, khối lượng của khối khí nạp vào xylanh động cơ tùy vào nhiệt độ của không khí Bộ cảm biến nhiệt độ không khí nạp có chức năng cung cấp cho ECU điều khiển phun ra lượng xăng chính xác tạo được tỷ

lệ khí hỗn hợp tối ưu Nếu nhiệt độ khí nạp cao hơn 20 độ thì ECU sẽ điều khiển giảm lượng xăng phun ra và ngược lại Bộ cảm biến được lắp đặt, bố trí trong thiết

bị đo gió kiểu cánh van hay bố trí trong bầu lọc không khí của hệ thống nạp không khí trang bị MAP

d) Cảm biến ôxy trong khí thải (oxygen sensor):

Bộ cảm biến ôxy được lắp đặt trong ống thoát khí thải Công dụng của cảm biến là theo dõi, ghi nhận lượng ôxy còn sót lại trong khí thải để báo cho ECU Nếu lượng ôxy còn nhiều 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

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 phun ra nhiều hay ít tùy thuộc vào độ dài thời gian mở van kim của béc xăng, có nghĩa là tùy thuộc vào thời lượng mở van phun xăng

Trên ôtô, hộp ECU động cơ của hệ thống phun xăng điển tử EFI là một hộp kim loại được lắp đặt vào nơi thoáng mát, không bị ảnh hưởng của nhiệt độ động

cơ Thông tin về vận tốc trục khuỷu và thông tin về khối lượng không khí nạp là haiyếu tố cơ bản quyết định độ dài của 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 gồm:Bướm ga để điều khiển lượng không khí nạp trong quátrình hoạt động của động cơ Một đường khí phụ để cho phép một lượng nhỏ không khí đi vào trong quá trình chạy không tải Một cảm biến vị trí bướm ga để nhận biết góc mở bướm ga Một số loại cổ họng gió còn trang bị một bộ đệm chân ga để cho phép bướm ga trả từ từ khi nó đóng lại hay van khí phụ loại sáp

a) Chế độ khởi động lạnh:

Ở chế độ khởi động lạnh, cần phải phun thêm nhiều xăng hơn bình thường

vì thời tiết lạnh làm cho xăng bốc hơi kém và bị ngưng đọng trên vách ống góp 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 góp

b) Quá trình sưởi nóng động cơ:

Quá trình sưởi nóng động cơ được thực hiện tiếp theo ngay sau khi chấm quátrình khởi động lạnh Vì mặc dù động cơ đã nổ nhưng vách xylanh động cơ vẫn còn lạnh làm cho xăng khó bốc hơi, hậu quả là khí hỗn hợp vẫn nghèo xăng Để sưởi nóng tốt động cơ, phải phun ra lượng xăng nhiều hơn bình thường từ hai đến ba lần ngay sau khi béc phun khởi động ngưng.

c) Chế độ tăng tốc bốc máy:

Lúc cần vượt nhanh qua mặt một xe khác lưu thông cùng chiều, phải tăng tốccho xe tức thì Ở chế độ này bướm ga mở đột ngột khối lượng không khí nạp vào nhiều trong xylanh làm cho khí hỗn hợp nghèo xăng Khi ECU nhận được tín hiệu tăng tốc nhờ bộ cảm biến lưu lượng dòng khí nạp Khi bướm ga mở lớn đột xuất, khối lượng khí nạp tăng vọt lên, mâm đo của bộ cảm biến dòng khí nạp xoay dịch chuyển một góc lớn hơn Hộp ECU nhận được tín hiệu này sẽ chỉ huy phun thêm nhiên liệu, điều chỉnh tỷ lệ khí hỗ hợp để có hệ số dư lượng không khí λ = 0,9.d) Làm giàu khí hỗn hợp ở chế độ toàn tải:

Ở chế độ toàn tải, động cơ phát huy công suất tối đa, vì vậy cần phải cung cấp cho động cơ một lượng khí hỗn hợp giàu xăng hơn so với chế độ tải một phần Việc điều chỉnh thêm xăng cần thiết này được lập trình sẵn trong bộ xử lý và điều khiển điện tử ECU Bộ ECU nhận được thông tin về chế độ toàn tải nhờ công tắc vị trí bướm ga hay cảm biến vị trí bướm ga

e) Kiểm soát vận tốc ralăngti:

Cơ cấu này sẽ giúp điều chỉnh hỗn hợp khí căn bản duy trì động cơ nổ cầm chừng, để cho vận tốc vận tốc cầm chừng được êm và ổn định, cơ cấu kiểm soát vậntốc cầm chừng sẽ tăng thêm vận tốc trục khuỷu ở chế độ ralăngti Việc tăng tốc này cũng giúp rút ngắn thời gian nổ máy sưởi nóng động cơ

Chương 2

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý 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 Innova G Innova JĐộng cơ 2.0 lít (1TR-FE) 2.0 lít (1TR-FE)Hộp số 5 số tay 5 số tay

Số chỗ ngồi 8 chỗ 8 chỗ

Dài x rộng x cao toàn bộ 4555mm x 1770mm x 1745mm

Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam kép

Mô men xoắn tối đa 182/4000 (N.m/rpm)

Cơ cấu phối khí 16 xupap dẫn động bằng xích,có VVT-i

Độ nhớt /cấp độ của dầu bôi

Treo trước Độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và

thanh cân bằngTreo sau 4 điểm liên kết, lò xo cuộn và tay đòn

bên

Bán kính quay vòng tối thiểu 5,4 m

đúc

195/70R14 Thép,chụp kín

Động cơ 1TR-FE lắp trên xe Inova của hãng Toyota là loại động cơ xăng thế hệmới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xylanh 2.0 lít trục cam kép DOHC 16 xupapdẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiênthông minh VVT-i Động cơ có công suất cực đại 100Kw/5600 rpm có hệ thốngđánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điềukhiển bởi ECU

2 Sơ đồ cấu tạo:

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:LọcXăng; 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:Ốnggóp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trítrục 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:Cảmbiến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy

3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng động cơ 1TR-FE:

Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm cánh gạt qua bình lọc nhiêuliệu để lọc sách các tạp chất sau đó tới bộ giảm rung, bộ phận này có nhiệm vụ hấp thụ các dao động nhỏ của nhiên liệu sự phun nhiện liệu gây ra Sau đó qua ống phân

phối, ở cuối ống phân phối có bộ ổn định áp suất nhằm điều khiển áp suất của dòng nhiên liệu và giữ cho nó luôn ổn định Tiếp đến nhiên liệu được đưa tới vòi phun dưới sự điều khiển của ECU vòi phun sẽ mở ra nhiên liệu được phun vào buồng cháy để động cơ hoạt động nhiên liệu thừa sẽ được đưa theo đường hồi trở về bình nhiên liệu Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào ống nạp tùy theo các tín hiệu phun của ECU Các tín hiệu phun của ECU sẽ được quyết định sau khi nó nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và nhiên liệu sẽ được ECU điều chỉnh phù hợp với tình trạng hoạt động của động cơ.

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 gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loạibơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống Các chitiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van antoàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối

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

dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khó khăn khi khởiđộng lại động cơ

 Ðiều khiển bơm nhiên liệu:

Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy Ðiều này tránh chonhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưngđộng cơ chưa chạy Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệuKhi 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 suấtbật 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 mởmạch 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;

1.2 Bộ lọc nhiên liệu:

Lọc nhiên liệu lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu Nóđược lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu Ưu điểm của loại lọc thấmkiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhược điểm làtuổi 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 tửlọc (2) Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10m Các tạpchất 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 làxăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ

1.3 Bộ ổn định áp suất:

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 suấttrên đường ống nạp Lượng nhiên liệu được điều khiển bằng thời gian của tín hiệuphun, nên để lượng nhiên liệu được phun ra chính xác thì mức chênh áp giữa xăngcung cấp đến vòi phun và không gian đầu vòi phun phải luôn luôn giữ ở mức 2,9kG/cm2 và chính bộ điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm này