Một số hệ thống phun xăng

Khi khoá điện mở các cảm biến sẽ thu thập các thông số của động cơ gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU), trong đó có hai thông số cơ bản là lưu lượng khí nạp và tốc độ động cơ.

1.4 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số hệ thống phun xăng 1.4.1 Hệ thống phun xăng cơ khí nhiều điểm K – Jetronic

Hình

1.1 Hệ thống phun xăng cơ khí nhiều điểm

1 Bình chứa xăng; 2 Bơm xăng điện; 3 Bộ tích tụ xăng; 4 Bộ lọc xăng;

5 Thiết bị hiệu chỉnh chạy ấm máy; 6 Vòi phun chính; 7 Đường ống nạp;

8 Vòi phun khởi động lạnh; 9 Thiết bị điều chỉnh độ chênh áp;

9a Thiết bị điều chỉnh áp suất nhiên liệu; 9b Thiết bị định lượng- phân phối;

10 Lưu lượng kế không khí; 10a Mân đo của lưu lượng kế không khí;

11 Van điện; 12 Cảm biến Lambda; 13 Công tắc nhiệt thời gian; 14 Bộ đánh lửa;

15 Van khí phụ; 16 Cảm biến vị trí bướm ga; 17 Rơ le điều khiển bơm xăng;

18 ECU; 19 Khoá điện; 20 Ắc quy

Đồ án tốt nghiệp 1

1.4.2 Hệ thống phun xăng cơ điện tử nhiều điểm KE – Jetronic

Hình1.2 Hệ thống phun xăng cơ điện tử KE – Jetronic

1.Bình chứa xăng; 2.Bơm xăng; 3.Bộ tích tụ xăng; 4 Bầu lọc xăng;

5 Bộ điều chỉnh áp suất xăng; 6 Vòi phun chính; 7 Đường ống nạp;

8 Vòi phun khởi động lạnh; 9 Bộ phân phối - định lượng; 10 Lưu lượng kế không khí;

11 Thiết bị chấp hành thuỷ điện;12 Cảm biến Lambda; 13 Công tắc nhiệt;

14 Cảm biến nhiệt độ nước;15 Bộ đánh lửa; 16 Van khí phụ;

17 Cảm biến vị trí bướm ga; 18 ECU; 19 Khoá điện; 20 Ắc quy.

1.4.3 Hệ thống phun xăng điện tử một điểm Mono – Jetronic

Đồ án tốt nghiệp 2

Hình 1.3 Hệ thống phun xăng điện tử một điểm Mono – Jetronic

1.Bình chứa xăng; 2.Bơm xăng; 3.Bộ lọc xăng; 4 Bộ điều chỉnh áp suất xăng;

5 Vòi phun chính; 6 Cảm biến nhiệt độ không khí; 7 ECU;

8 Động cơ điện điều khiển bướm ga; 9 Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Van điện

11.Bộ tích tụ hơi xăng; 12 Cảm biến Lamdda; 13 Cảm biến nhiệt độ nước; 14 Bộ chia

điện; 15.Ắc quy; 16 Khoá điện; 17 Rơ le;

1.4.4 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm L- Jetronic

Hình 1.4

phun xăng điện tử L – Jetronic.

1 Thùng xăng; 2.Bơm xăng; 3 Bầu lọc; 4.ECU;5 Vòi phun chính;

6 Bộ điều áp xăng; 7 Ống góp hút; 8 Vòi phun khởi động lạnh;

9 Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Cảm biến lưu lượngkhí nạp;11 Cảm biến Lambda;

12 Công tắc nhịêt thời gian; 13 Cảm biến nhiệt độ động cơ;14 Bộ chia điện;

15 Van khí phụ; 16 Ắc quy;17 Khoá điện;

18 Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 19 Rơ le

Nguyên lý làm việc được trình bày chi tiết ở mục 2.2.1

1.4.5 Hệ thống phun xăng nhiều điểm LH – Jetronic

Đồ án tốt nghiệp 3

Hình1.5 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm LH – Jetronic

1 Thùng xăng; 2.Bơm xăng; 3 Bầu lọc; 4 ECU;5 Vòi phun chính;

6 Dàn phân phối; 7.Bộ điều áp xăng; 8 Ống góp hút; 9 Cảm biến vị trí bướm ga;

10 Thiết bị đo gió kiểu dây nung nóng;11 Cảm biến ôxy trong khí xả;

12 Cảm biến nhiệt độ động cơ; 13 Bộ chia điện;14 van khí phụ;

15 Ắc quy; 16 Khoá điện.

1.4.6 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm Motronic

Hình 1.6 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm Motronic

Đồ án tốt nghiệp 4

1.Bình chứa xăng; 2.Bơm xăng; 3.Bộ lọc xăng; 4 Dàn phân phối; 5 Bộ điều áp xăng; 6.Bôbin; 7 Bộ chia điện; 8 Vòi phun chính; 9 Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Van khí phụ;

11 Lưu lượng kế không khí; 12 Cảm biến Lambda; 13.Cảm biến nhiệt độ động cơ;

14 Cảm biến tốc độ động cơ; 15.ECU.

2.1 Sơ đồ cấu tạo chung

Hình 1.7 Sơ đồ cấu tạo HTPX điện tử L- Jetronic

1 Bình chứa xăng 12 Cảm biến lưu lượng khí nạp

2 Bơm xăng điện 13 Rơ le mở mạch

3 Bầu lọc xăng 14 Cảm biến lambda

4 Dàn phân phối xăng 15 Cảm biến nhiệt độ động cơ

5 Bộ điều chỉnh áp suất xăng 16 Công tắc nhiệt thời gian

6 Bộ điều khiển trung tâm ( ECU) 17 Bộ đánh lửa

7 Vòi phun chính 18 Van gió phụ

8 Vòi phun khởi động 19 Vít điều chỉnh hỗn hợp chạy không tải

9 Vít điểu chỉnh tốc độ chạy không tải 20 Ắc quy

10 Cảm biến vị trí bướm ga 21 Khoá điện

Đồ án tốt nghiệp 5

Bơm xăng Lọc xăng Điều chỉnh áp suất

Hình 8 Sơ đồ khối hệ thống phun xăng điện tử L- Jetronic.

Đồ án tốt nghiệp 7

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý

trình đã lập trình sẵn, rồi điều chỉnh tín hiệu phun xăng cho phù hợp và gửi tín hiệu này tới vòi phun nhiên liệu.

Đồng thời khi đó bơm xăng cũng hoạt động tạo ra áp suất tại dàn phân phối Khi vòi phun nhận được tín hiệu phun xăng và mở ra, xăng có áp suất cao sẽ được phun vào đường nạp kết hợp với không khí do động cơ hút vào tạo thành hỗn hợp cung cấp cho động cơ.Hỗn hợp này do ECU, một số chi tiết khác như van khí phụ, công tắc nhiệt thời gian… điều chỉnh sao cho tối ưu nhất với từng chế độ làm việc của động cơ

2.3 Các chi tiết, cụm chi tiết của hệ thống phun xăng điện tử L- Jetronic

Hình 1.9.Các chi tiết của hệ thống phun xăng điện tử L – Jetronic

1 Bộ cảm biến lưu lượng dòng khí nạp; 2 ECU; 3 Bầu lọc xăng; 4 Bơm xăng;

5 Bộ điều áp xăng; 6.Van khí phụ; 7 Công tắc nhiệt thời gian; 8 Cảm biến nhiệt độ;

9 Cảm biến vị trí bướm ga; 10 Vòi phun khởi động lạnh; 11 Vòi phun chính

2.3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu

Đồ án tốt nghiệp 8

2.3.1.1 Bơm xăng

a Cấu tạo

Bơm xăng có công dụng cung cấp xăng cho vòi phun với lưu lương và áp suất nhất định Có cấu tạo được trình bày trên hình 1.10

Hình1.10 Kết cấu và hoạt động của bơm xăng điện loại con lăn

1 Đường xăng vào; 2 Van giới hạn áp suất; 3 Bi gạt; 4 Rôto bơm

5 Van chặn; 6 Đường xăng ra; 7 Stato.

Bơm xăng là loại bơm điện sử dụng nguồn 12V

Khi được cấp điện rôto quay sẽ kéo theo các viên bi quay, do có trọng lượng các viên

bi văng ra nhờ lực li tâm ép sát vào lòng bơm tạo thành các khoang riêng biệt Tại khoang hút ( phía đường xăng vào) theo chiều quay thể tích tăng dần, áp suất giảm nên xăng được hút vào Xăng nhờ các viên bi được gạt về phía cửa thoát Tại đây áp suất tăng thể tích giảm, xăng sẽ được đẩy ra khỏi khoang đẩy để đưa tới dàn phân phối

Trong quá trình làm việc xăng chảy xuyên qua lòng thân bơm nhằm làm mát động cơ điện Do trong vỏ bơm không bao giờ tồn tại một hỗn hợp dễ cháy nào nên không có nguy

cơ gây cháy nổ

Chú ý:

Trên bơm xăng có bố trí hai van:

- Van giới hạn áp suất(2): Có tác dụng giữ áp suất của bơm xăng ở mức quy định Khi

áp suất của bơm tạo ra lớn hơn quy định thì van (2) sẽ mở cho xăng từ đường xăng ra quay

về đường xăng hút

Đồ án tốt nghiệp 9

- Van chặn(5) : Thực chất đây là van một chiều được bố trí tại cửa ra của bơm Van sẽ đóng lại khi bơm xăng ngừng hoạt động Nhờ vậy mà trong hệ thống luôn tồn tại một áp suất nhất định để giúp động cơ khởi động dễ dàng ở lần khởi động tiếp theo.

c Mạch điện

Bơm xăng thường được đặt bên trong thùng chứa xăng Do đó để đảm bảo an toàn thì bơm xăng thường mắc theo mạch điện sau:

Hình 1.11 Sơ đồ mạch điện bơm xăng

Khi khoá điện ở nấc IG2 Có dòng điện chạy như sau:

(+) Ắc quy  Cầu chì  AM2  IG2  L1  Mát Dòng điện qua cuộn dây L1 của

rơ le làm từ hoá lõi thép, hút đóng tiếp điểm của rơ le chính Khép kín mạch điện:

(+) Ắc quy  Cầu chì  Công tắc rơ le chính  +B +B của giắc kiểm tra

+B rơ le ngắt bơm xăng Khi khởi động khoá điện được bật sang nấc ST1 Có dòng điện chạy như sau:

(+)Ắc quy  Cầu chì  AM2  IG2  L1  Mát Làm đóng rơ le chính

Cầu chì  AM1  ST1  STA  L3  E1  Mát

Đồng thời khi khởi động gió được hút vào động cơ, tác động vào vào cảm biến đo lưu lượng gió làm đóng công tắc tại đây Khi đó có dòng điện sau: (+)Ắc quy  Cầu chì  L1

 +B  L2  FC  Công tắc bơm xăng tại cảm biến đo gió  Mát

Dòng điện chạy qua các cuộn dây L2, L3 tạo ra từ trường hút đóng công tắc bơm xăng làm khép kín mạch điện: (+)Ắc quy  Cầu chì  Công tắc rơ le chính  +B  Công tắc rơ le bơm xăng  FB  bơm xăng  Mát Dòng điện chạy qua bơm xăng làm bơm xăng hoạt động

Đồ án tốt nghiệp

10

Khi động cơ đã hoạt động khoá điện ở vị trí IG do đó L3 không có dòng điện chạy qua, nhưng L2 vẫn có dòng điện chạy qua nên công tắc rơ le bơm xăng vẫn đóng nên bơm xăng hoạt động.

Như vậy bơm xăng chỉ hoạt động khi động cơ khởi động hoặc đã làm việc

* Sơ đồ trên chỉ áp dụng trên những hệ thống phun xăng sử dụng cảm biến đo gió loại cánh van Khi đó công tắc mở bơm xăng được bố trí tại đó Với một số hệ thống phun xăng không bố trí công tắc bơm xăng tại

cảm biến lưu lượng khí nạp Với

loại này việc mở mạch bơm xăng

được thông qua một rơ le điều

khiển với xung cảm biến của bộ

chia điện

Hình 1.12 giới thiệu mạch

bơm xăng sử dụng rơ le Nhận thấy

rơ le chỉ mở mạch khi có dòng điện

từ cọc 15 (hoặc 50) và tín hiệu đánh

lửa tới

2.3.1.2 Lọc xăng

Lọc xăng có tác dụng lọc sạch các tạp

chất trong xăng nhằm bảo vệ vòi phun Có

cấu tạo như hình13

Đồ án tốt nghiệp

11

Hình1.12 Mạch điều khiển bơm xăng sử dụng rơ le.

Hình 1.13 Cấu tạo của bầu lọc xăng

1 Lõi lọc bằng giấy; 2 Tấm lọc; 3.Vách đỡ

Hình 1.13 giới thiệu kết cấu của bầu lọc xăng Bầu lọc có hai phần tử lọc là lõi lọc

bằng giấy (1) và tấm lọc (2) Độ xốp của giấy lọc khoảng 10

m

µ

Bầu lọc xăng được lắp ở đường ra của bơm xăng, có cấu tạo chỉ cho xăng đi theo môt chiều Do đó trong quá trình lắp phải chú ý đúng chiều để không

cản trở xăng qua bầu lọc

2.3.1.3 Dàn phân phối

Dàn phân phối có vai trò như một kho chứa nhiên liệu cung cấp cho các vòi phun Có lượng xăng lớn hơn rất nhiều lượng xăng cần cung cấp cho một chu kì làm việc của động cơ

Hình 1.14 giới thiệu kết cấu của dàn phân phối Dàn phân phối có kết cấu dạng ống rỗn, có các lỗ để lắp các vòi phun Một đầu được nối với bầu lọc, đầu còn lại nới với bộ điều áp xăng

Dàn phân phối có hai tác dụng

 Cung cấp xăng đồng đều cho các vòi phun với áp suất ổn định

 Là nơi để gá lắp các vòi phun

Bộ điều áp xăng có tác dụng điều chỉnh áp suất xăng tới các vòi phun phù hợp với chế độ làm việc của động cơ

Bộ điều áp xăng được lắp với một đầu của dàn phân phối

Hình 1.15 giới thiệu kết cấu của bộ điều áp xăng Bao gồm vỏ kim loại, màng(4) chia

vỏ thành hai khoang riêng biệt Khoang trên (đối chiếu với hình vẽ) chứa lò (2) luôn có xu hướng ấn màng (4) đi xuống, thống với đường nạp phía sau bướm ga Khoang dưới chứa nhiên liệu xăng, có đường xăng vào (6) và đường xăng hồi (7) về thùng chứa nhiên liệu

Đồ án tốt nghiệp

12

Hình 1.14 Dàn phân phối

1 Đường xăng vào;2.Thân dàn

chính; 3.Đường nối với vòi phun

khởi động lạnh; 4.Bộ điều áp xăng;

5 Đường xăng hồi;

6 Vòi phun chính

Hình 1.15 Cấu tạo bộ điều áp xăng

1 Đường chân không ( nối với đường nạp

phía sau bướm ga).

2 Lò xo áp lực.

3 Chụm giữ van.

4 Màng

5 Van

6 Đường xăng vào

7 Đường xăng hồi

Van (5) luôn có xu hướng đòng kín đường dầu hồi do tác dụng của viên bi và lo xo Bi

và lò xo nằm trong chụm giữ van Van (5) chỉ dịch chuyển lên trên hoặc xuống dưới (đối chiếu với hình vẽ)

* Nguyên lý làm việc

Khi động cơ làm việc ở chế độ không tải hay chạy chậm thì lượng xăng sử dụng cho mỗi chu kì là ít Trong khí đó bơm xăng luôn cung cấp xăng lên dàn phân phối, làm áp suất trong dàn tăng lên Khi áp suất vượt quá quy định tiêu chuẩn thì lò xo (2) bị nén lại van (5)

mở ra, xăng được hồi về thùng chứa làm áp suất trong dàn phân phối giảm xuống

Khi chạy với chế độ toàn tải lượng xăng tiêu thụ nhiều thì yêu cầu van (5) đóng bớt lại hạn chế xăng hồi về Ở chế độ này bướm gió mở to, độ chân không trong khoang chứa

lò xo giảm ( do thông với đường nạp phía sau bướm ga), không thắng được sức căng của lò

xo, lò xo ép màng (4) đi xuống tác dụng vào van (5) đóng bớt đường dầu hồi Làm áp suất trong dàn tăng lên

Còn khi động cơ không làm việc, độ chân không trong khoang chứa lò xo không tồn tại, lò xo đẩy màng (4) đi xuống tác dụng vào van (5) bịt kín đường dầu hồi, giữ áp suất trong dàn phân phối giúp lần khởi động động cơ sau được dễ dàng

Với hệ thống phun xăng điện tử thường mỗi xi lanh được bố trí một vòi phun riêng Đượclắp vào đường ống nạp hay nắp máy phía trước xupap nạp Đầu vòi phun có các lỗ nhỏ, góc độ được bố trí tạo xoáy lốc cho các tia xăng phun ra.

* Nguyên lý làm việc

Khi chưa có dòng điện chạy qua cuộn dây

của nam châm điện, lò xo ép chặt kim phun

xuống đế, vòi phun đóng kín

Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm điện hút lõi từ tính kim phun được nâng lên ( độ nâng khoảng 0,1mm) vòi phun mở, xăng được phun vào đường nạp.Thời gian mở kim phun thường từ 1 – 1,5s Có một số hệ thống phun được trang bị loại vòi phun xăng mở liên tục

- Việc đặt vào vòi phun vào vị trí trên đường nạp có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng phun Khi thiết kế người ta tính toán góc phun của tia xăng cũng như khoảng cách giữa vòi phun và xupap, thành vách để xăng phun ra được tơi xương, không bám trên thành vách đường nạp Các thông số này sẽ được duỳ trì cố định Hình 1.17 giới thiệu vị trí đặt vòi phun

Hình 1.17 Vị trí đặt vòi phun

Vòi phun được lắp với các doăng cao su đặc biệt có tác dụng bao kín, hấp thụ rung động cơ học và cách nhiệt tránh hiện tượng tạo hơi xăng trong vòi phun gây trở ngại cho việc khởi động động cơ khi nóng

- Có hai loại mạch điện cho vòi phun

Ha

Hb

Hình 1.18 Mạch điện vòi phun chính

Ha Mạch điện điều khiển vòi phun chính loại điện áp cao

Hb Mạch điện điều khiển vòi phun chính loại điện áp thấp

2.3.1.6 Vòi phun khởi động lạnh.

Để giúp cho động cơ khởi động dễ dàng khi nhiệt độ động cơ thấp thì trong hệ thống phun xăng đưa ra hai phương án :

- Kéo dài thêm thời gian mở vòi chính

Đồ án tốt nghiệp

15

- Bố trí thêm vòi phun Vòi này chỉ có tác dụng khi khởi động cơ ở nhiệt độ thấp nên gọi là vòi phun khởi động lạnh.

Phương án hai được sử dụng rộng rãi trên hệ thống phun xăng điện từ trước đây Vòi phun khởi động lạnh được bố trí tại đường nạp phía sau bướm ga Điều khiển vòi phun này

là nhờ công tắc nhiệt thời gian

từ ắc quy qua rơ le vào công tắc nhiệt thời gian vào cuộn dây của vòi phun ra mát

Hình1.20 giới thiệu mạch điện vòi phun khởi động lạnh

Nếu nhiệt độ động cơ nhỏ hơn 35oC thì công tắc đóng, vòi phun hoạt động phun thêm lượng xăng tạo hoà khí đậm đặc, giúp động cơ dễ nổ Khi nhiệt độ tăng lên trên 35oC thì công tắc ngắt mạch, vòi phun ngừng hoạt động

Công tắc nhiệt thời gian

Đồ án tốt nghiệp

16

Hình 1.19 Kết cấu vòi phun khởi động

lạnh.

1. Đầu nối điện

2. Đường xăng vào

3. Van kim đồng thời là lõi từ

4. Cuộn dây

5. Miệng vòi phun

Hình 1.20 Mạch điện vòi phun khởi động

lạnh

1 Công tắc nhiệt thời gian

2 Vòi phun khởi động lạnh

Cấu tạo

Hình 1.21 Cấu tạo công tắc nhiệt thời gian

Công tắc nhiệt thời gian có hai nhiệm vụ

- Giới hạn thời gian phun của vòi phun khởi động lạnh tuỳ thuộc vào nhiệt độ của động cơ

- Tự độngngắt sự hoạt động của vòi phun khởi động lạnh khi khởi động kéo dài hoặc khởi động nhiều lần

Công tắc nhiệt thời gian được lắp ở nơi chịu ảnh hưởng nhiệt nhiều nhất như áo nước làm mát,…Thông thường công tắc sẽ ngắt mạch sau 8 giây cho dù nhiệt độ động cơ còn nhỏ hơn 350C

Nguyên lý làm việc của công tắc nhiệt thời gian

Khi khởi động động cơ ở nhiệt độ thấp thanh lưỡng kim ở trạng thái bình thường, tiếp điểm 5 được đóng nối kín mạch điện, điều khiển vòi phun khởi động lạnh làm việc Dòng điện chạy qua cuộn dây 4 nung nóng thanh lưỡng kim 3 làm mở tiếp điểm 5( sau một thời gian) ngắt mạch, giới hạn thời gian phun

Trường hợp nhiệt độ môi trường thấp hơn – 200C công tắc nhiệt sẽ ngắt mạch điện điều khiển vòi phun khởi động sau khoảng 8 giây cho dù động cơ nổ hay không, biện pháp này nhằm ngăn trạng tình trạng sặc xăng

Khi khởi động cơ lúc đang nóng nhiệt độ của động cơ làm thanh lưỡng kim gian nở

mở tiếp điểm 5 ngắt mạch điện điều khiển vòi phun khởi động lạnh