bài giảng học phần hệ thống phun nhiên liệu

Với sự phát triển của nghành công nghiệp vi mạch, các bộ xử lý trung tâm ECU, và các bộ cảm biến ngày được càng hoàn thiện nên chấtlượng hoạt động và độ tin cậy, tuổi thọ của HTPXĐT ngày

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG



BÀI GIẢNG HỌC PHẦN

HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU

Dùng cho hệ CĐ đào tạo theo tín chỉ

(Lưu hành nội bộ)

Người biên soạn: Trương Văn Toản

Uông Bí, năm 2011

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ với ngành công nghệ Thông tin, Điện

tử, vật liệu mới, cùng với sự phát triển của nó là sự phát triển các hệ thống trênÔTô hiện đại trong đó có hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu được cáchãng phát triển theo các hướng sau đây: Tăng công suất động cơ, giảm tiêu haonhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường Do đó một loạt hệ thống mới được rađời như hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection ),GDI (Gasoline DirectInjection) trên các động cơ xăng và CDI (Common Direct Injection) trên động

cơ Diesel

Trong bài giảng này các kết cấu và nguyên lý làm việc của các hệ thống này trêncác xe hiện đại của FOR, TOYOTA, MITSUBISHI, MERCEDES Bài giảngnày dựa theo chương trình khung đào tạo ngành cơ khí Động lực và dựa vào cáctài liệu của một số tác giả đặc biệt là các tài liệu hướng dẫn của hãng TOYOTA,MITSUBISHI Trong bài giảng thể hiện những kết cấu đặc biệt mới trên các xehiện nay Do đó nó là một bài giảng tốt cho sinh viên ngành Cơ Khí Động Lực

Nội dung của bài giảng

- Khái quát chung về động cơ phun xăng

- Khái quát về nguyên lý điều chỉnh thành phần hỗn hợp và phương phápxây dựng chương trình điều chỉnh cung cấp nhiên liệu cho động cơ phun xăng

- Kết cấu và hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu Common rail

Do là lần đầu tiên biên soạn và do trình độ có hạn nên không thể tránhkhỏi những thiếu sót mong các đồng nghiệp và độc giả góp ý kiến

Uông Bí, ngày 28 tháng 08 năm 2010 Biên soạn

Trương Văn Toản

Chương 1 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ 1.1 Khái quát về hệ thống phun xăng

1.1.1 Lịch sử phát triển

Giai đoạn phát triện của động cơ phun xăng có thể chia làm 3 giai đoạn như sau:

1.1.1.1 Giai đoạn tính tới trước chiến tranh thế giới thứ hai

Trong giai đoạn này hệ thống phun xăng ( HTPX) cơ khí được phát triển,hoàn thiện và áp dụng, trước hết là cho động cơ máy bay, sau đó mới áp dụngvào lĩnh vực động cơ ôtô

- Năm 1903, máy bay do anh em nhà Wrigh (USA) chế tạo với động cơpitton phun xăng thực hiện thành công chuyến bay đầu tiên trong lịch sử động

cơ phun xăng

- Năm 1908 hệ thống phun xăng cơ khí của anh em nhà Wrigh được cảitiến, lắp cho động cơ máy bay Antonêtt và trở thành loại máy bay tốt nhất thờibấy giờ Từ đó HTPX cơ khí dùng rộng rãi trong ngành hàng không nhưng chưathông dụng trong ngành ôtô vì lúc đó BCHK đã được cải tiến nhiều lần và cònđáp ứng được các yêu cầu đối với các chế độ hoạt động của động cơ

- Tới năm 1920, việc phun xăng kiểu cơ khí mới đựơc tâp trung nghiêncứu để lắp trên động cơ ôtô dựa trên các kết quả phun xăng trên máy bay

- Năm 1927 hãng Bosch (Đức) đã đưa vào sản xuất bơm xăng dùng chođộng cơ nhiều xylanh cao tốc và tới thời gian này, các nhà chế tạo ô tô mới thực

sự quan tâm tới việc phun xăng cho động cơ

Viện nghiên cứu hàng không của hãng Bosch và hãng BMV, hãngDaimler Benz công tác nghiên cứu và hoàn chỉnh một hệ thống phun xăng

cơ khí có điều khiển

Năm 1937 hệ thống này được áp dụng cho động cơ máy bay, đặc biệt làloại Messerchmitt đã phá kỷ lục về tốc độ bay thời đó và được Đức quốc xãdùng làm chủ lực của không quân trong chiến tranh thế giới thứ hai

1.1.1.2 Giai đoạn từ sau chiến tranh thế giới thứ hai tới cuối những năm 1960

Đây là giai đoạn tăng công suất cho động cơ ô tô du lịch, hai hướng hoànthiện là BCHK cải tiến và phun xăng đều đựơc thực hiện

Năm 1954 phương án phun xăng trực tiếp và bên trong xi lanh được thựchiện cho xe Mercedes Benz 300 SL Để giảm tính phức tạp về kết cấu và giáthành, hãng Mercedes Benz đưa ra kết luận và phun vào đường ống nạp sẽ cónhiều ưu điểm hơn và thế hướng phun xăng này được tập trung phát triển và đầunhững năm 1960 HTPX này đã đựơc dùng phổ biến cho se du lịch Ngoài hãngBosch còn có những hãng khác

Hãng Luscas (Anh) dùng hệ thông phun xăng với van trượt phân phối cóđiều chỉnh chân không lắp trên xe Maserati, Triumph

1.1.1.3 Giai đoạn từ đầu những năm 1970 đến nay

Nét nổi bật là việc ứng dụng kỹ thuật điện tử và vi mạch và hiệu chỉnh vàđiều chỉnh quá trình phun xăng đồng thời chú trọng việc tuân thủ các giới hạnđộc hại trong khí thải Ta biết rằng ở các chế độ đặc biệt như cầm chừng khôngtải, Nmax, tăng tốc …… hỗn hợp quá đậm, quá trình cháy không phải là hoàntoàn nên các thành phần độc hại như COx,NOx,CHx quá lớn làm ô nhiễm môitrường Xu hướng và trở thành nguyên tắc chung của các hệ thống phun xăng

giai đoạn này và sử dụng rất nhiều tín hiệu kiểm soát mà chúng được đưa về bộ

xử lý trung tâm kiểu điện tử để tạo thành xung điều khiển ở đầu ra nhằm quyếtđịnh thời điểm phun, lưu lượng phun và tổng thời gian phun xăng tối ưu nhất Các hệ thống phun xăng này có tên gọi chung là HTPX điều khiển bằng điện tử ,gọi tắt là HTPX điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử đầu tiên được hãng Bendix ( USA) chế tạolắp trên ô tô năm 1957 nhưng sau đó bị gián đoạn, không đựơc chế tạo tiếp nữa

Tới năm 1967 hãng Vollkswagen( Đức) mới sử dụng đại trà các hệ thốngphun xăng điện tử Với sự phát triển của nghành công nghiệp vi mạch, các bộ

xử lý trung tâm (ECU), và các bộ cảm biến ngày được càng hoàn thiện nên chấtlượng hoạt động và độ tin cậy, tuổi thọ của HTPXĐT ngày càng tăng trong khigiá thành ngày càng giảm để đáp ứng các yêu cầu của con người là công suấtcao, giảm tiêu hao nhiên liệu đồng thời giảm tối thiểu mức độ độc hại cũngchính vì những lý do đó HTPX cơ khí không thể cạnh tranh nổi và tự chấm dứt

sự tồn tại của mình nhưng chúng ta cũng thời nhận rằng, các HTPX cơ khí cónghĩa là phần thu thập và xử lý đồng thời nhiều tín hiệu kiểm soát được thựchiện bằng hệ thống xử lý điện tử với kỹ thuật vi mạch tiên tiến để tạo một tínhiệu đầu ra cho khâu chấp hành bằng cơ khí hay điện tử

1.1.2 Phân loại hệ thống phun xăng - Ưu, nhược điểm

1.1.2.1 Phân loại theo số điểm phun

1 Hệ thống phun xăng một điểm

Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu được tiến hành ở vị trí tương tự như ở bộchế hoà khí, sử dụng một hoặc hai vòi phun Xăng được phun vào đường nạp,trên bướm ga

* Ưu điểm: Có cấu tạo đơn giản nên giá thành không quá cao Được sử

dụng phổ biến ở các xe có công suất nhỏ

* Nhược điểm: Không khắc phục nhược điểm cố hữu của bộ chế hoà khí là

hỗn hợp tạo ra không đồng đều giữa các xilanh

2 Hệ thống phun xăng nhiều điểm

Mỗi xilanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt.Xăng được phun vào đường ống nạp ví trí gần xupap nạp

* Ưu điểm: Hỗn hợp tạo ra đồng đều giữa các xilanh.

* Nhược điểm : Kết cấu phức tạp, giá thành cao.

1.1.2 2.Phân loại theo nguyên tắc làm việc của hệ thống

1 Hệ thống phun xăng cơ khí

ở hệ thống này việc dẫn động, điều khiển, điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệuđược thực hiện theo một số nguyên lý cơ bản của động học, động lực học

Hệ thống phun xăng này bộc lộ rất nhiều các nhược điểm Đó là lượngxăng phun ra không điều chỉnh chính xác, không đáp ứng kịp thời sự thay đổicủa dòng khí nạp, kết cấu của các chi tiết phức tạp,…

2 Hệ thống phun xăng điện tử

Trong hệ thống phun xăng loại này, bộ điều khiển trung tâm sẽ thu thậpcác thông số làm viêc của động cơ ( thông qua hệ thống các cảm biến), sau đó

xử lý các thông tin này, so sánh với chương trình chuẩn đã được lập trình Từ đó

vũi phun ( thời điểm phun và thời gian phun).

* Ưu điểm

- Lượng xăng phun ra được điểu chỉnh kịp thời, chớnh xỏc theo sự thayđổi của lượng khớ nạp

- Cụng suất động cơ tăng

- Độ tin cậy cao( tức là trong thời gian sử dụng ớt xảy ra sự cố)

- đảm bảo nồng độ cỏc chất động hại dưới quy định cho phộp

* Nhược điểm :

- Kết cấu phức tạp

- Đũi hỏi cao về chất lượng của xăng và khụng khớ

- Giỏ thành cao

- Khi bảo dưỡng, sửa chữa đũi hỏi người thợ cú trỡnh độ cao

1.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyờn lý làm việc của một số hệ thống phun xăng

1.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khớ 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

Nguyờn lý làm việc

Bơm xăng điện loại bi gạt (2) hỳt xăng từ thựng chứa (1 )đưa đến bầu tớch luỹxăng (3) dưới ỏp suất 5 Kg/cm2, xuyờn qua bầu lọc (4) đến cụm chi tiết 9, 9a, 9b.Tại đõy xăng được định lượng và đưa đến cỏc vũi phun (6) Cỏc vũi phun này sẽphun liờn tục vào cỏc cửa nạp của động cơ ( ỏp suất mở vũi phun khoảng 3,5Kg/cm2) Xăng phun vào được trộn với khụng khớ tạo thành hỗn hợp, đến lỳcxupap nạp mở thỡ hỗn hợp sẽ được nạp vào xy lanh động cơ

Do kết cấu đặc biệt của bộ phõn phối xăng và lưu lượng kế khụng khớ màlượng xăng phun ra phụ thuộc vào khối lượng khụng khớ hỳt vào động cơ Giỳp

cho động cơ làm việc ổn định ở mọi chế độ thì hệ thống phun xăng K – Jetronictrang bị thêm một số chi tiết sau: vòi phun khởi động lạnh, công tác nhiệt thờigian, thiết bị bổ xung khí nạp, bộ tiết chế sưởi nóng động…

Hệ thống phun xăng K – Jetronic bộc lộ rất nhiều các nhược điểm nhưlượng xăng phun ra không đáp ứng kịp thời sự thay đỏi của dòng khí nạp, có sai

số do độ mòn của các chi tiết dẫn đến lượng xăng phun ra không chính xác,nhiều chi tiết, tốn công chăm sóc, bảo dưỡng,…

1.2.2 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

Nguyên lý làm việc của KE – Jetronic cơ bản giống như loại K – Jetronicsong hoạt động của nó còn được thực hiện nhờ một số thiết bị điều khiển và hiệuchỉnh điện tử So với hệ thống phun xăng loại K thì KE có một số đặc điểm nổitrội hơn, đó là:

- Hoàn thiện hơn trong việc làm đậm hỗn hợp khi khởi động, khi chạy ấmmáy, khi gia tốc hay ở chế độ toàn tải thông qua bộ điều khiển điện tử trung tâm

- Cắt phun xăng khi giảm tốc độ đột ngột

- Giới hạn số vòng quay cực đại

- Hiệu chỉnh ảnh hưởng của độ cao đến sự làm việc của động cơ

- Điều chỉnh Lambda kết hợp với bộ xúc tác khí xả

lý, sau đó bộ này phát ra xung điện chỉ huy sự làm việc của hệ thống thông qua

bộ điều chỉnh áp suất kiểu thuỷ - điện Qua thiết bị này sẽ hiệu chỉnh lượng xăngphun ra Đây là điểm khác nhau về bản chất của qua trình hiệu chỉnh ở hệ thống

KE so với hệ thống K – Jetronic

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

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 điệnđiều khiển bướm ga; 9 Cảm biến vị trí bướm ga;10 Van điện11.Bộ tích tụ hơixăng; 12 Cảm biến Lamdda; 13 Cảm biến nhiệt độ nước; 14 Bộ chia điện;

15.ắc quy; 16 Khoá điện; 17 Rơ le;

Khi động cơ đã hoạt động, xăng được bơm hút từ thùng chứa xuyên quabầu lọc tới bộ điều chỉnh áp suất rồi được đưa tới vòi phun với áp suất khoảng 1Kg/cm2 Đồng thời các cảm biến ghi nhận thông tin về điều kiện làm việc củađộng cơ và gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU) Với các thông tin này ECU

so sánh với thông số chuẩn và điều đưa tín hiệu điều khiển vòi phun Nhận đượctín hiệu này vòi phun mở và xăng đựơc phun ra hoà trộn với không khí hút vàođộng cơ ở hệ thống này xăng được phun ra tại một điểm duy nhất trên đườngnạp, ngay phía trên bướm ga ( do vậy hệ thống phun xăng này còn được gọi là

hệ thống phun xăng trung tâm) Lượng xăng phun ra phụ thuộc vào độ dài tínhiệu điều khiển từ ECU

Trên hệ thống này, ở các chế độ khác nhau hỗn hợp đều được ECU điềuchỉnh tự động để tạo ra được hỗn hợp phù hợp với từng chế độ đồng thời đảmbảo sao cho mức độ độc hại là nhỏ nhất

Hệ thống phun xăng điện tử một điểm Mono – Jetronic không khác phụcđược nhược điểm cố hữu của bộ chế hoà khí là cung cấp xăng không đồng đềugiữa các xi lanh của động cơ

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

Hình 1.4 Hệ thống 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

1.2.5 Hệ thống phun xăng nhiều điểm LH – Jetronic

LH – Jetronic là một cải tiến của hệ thống L - Jetronic, điểm khác nhau cơ bản giữahai hệ thống là ở chỗ LH sử dụng cảm biến lưu lượng gió kiểu dây đốt nóng

L – Jetronic còn có một số cải tiến khác như LE – Jetronic, LU – Jetronic.Hai hệ thống này đều có những cải tiến nhất định để phù hợp với cấu trúc đườngnạp của một số loại xe

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.

Hình1.5 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm

LH – Jetronic

1.2.6 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm Motronic

Hình 1.6 Hệ thống phun xăng điện tử nhiều điểm Motronic 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.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này cơ bản giống hệ thống phun xăng L –Jetronic Điểm khác biệt là hệ thống phun xăng Motronic có bộ điều khiển trungtâm điều khiển tích hợp hai qua trình phun xăng và đánh lửa Trên hệ thống này

sử dụng cảm biến vị trí trục khuỷu do vậy ECU sẽ điều khiển chính xác đượcthời điểm phun và thời điểm đánh lửa

1.3 Các loại cảm biến và tín hiệu vào

Muốn điều khiển đúng thời điểm phun, lượng xăng phun ra thì ECU phảinắm rõ các thông số của động cơ như: vận tốc trục khuỷu, lượng gió nạp, nhiệt

độ động cơ, …Giải quyết vấn đề này thì hệ thống phun xăng trang bị một loạtcác cảm biến Các cảm biến này thường xuyên gửi thông tin về ECU ECU xử lýthông tin và đưa tín hiệu tới bộ chấp hành

1.3.1 Cảm áp suất biến áp suất đường ống nạp

Cảm biến áp suất nhiên liệu sử dụng trong hệ thống phun xăng kiểu ốngphân phối phát hiện áp suất của nhiên liệu trong ống phân phối

Trên cơ sở các tín hiệu từ cảm biến áp suất nhiên liệu, ECU sẽ điều khiển SCV(van điều khiển hút) để tạo ra áp suất quy định phù hợp với các điều kiện lái xe

Hình 1.7 Cảm biến áp suất nhiên liệu

1.3.2 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp

Một thông số cơ bản giúp ECU điều khiển vòi phun phun ra lượng xăngchính xác chính là khối lượng không khí được hút vào trong động cơ TrênHTPX được bố trí cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến này có chức năng đolượng khí nạp vào trong động cơ và gửi các tín hiệu đo đươc tới ECU dưới dạngcác tín hiệu điện

Tuỳ theo đời và hiệu xe mà HTPX có thể được trang bị một trong các loạicảm biến lưu lương khí nạp sau:

- Cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay

- Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nung nóng

- Cảm biến lưu lượng khí nạp loại phim nung nóng

- Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dòng xoáy lốc Karman

- Cảm biến lưu lượng khí nạp loại đo áp suất tuyệt đối trong ống góp hútMAP

1.3.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay

Cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay thuộc loại lưu lượngkế thể tích Hình1.8 giới thiệu vị trí lắp đặt của thiết bị này trên hệ thống phun xăng điện tử

Hình 1.8 Vị trí lắp đặt của cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh quay.

1.Cảm biến lưu lượng khí nạp; 2 Vít chỉnh hỗn hợp không tải

3 Van khí phụ; 4 Vít chỉnh vận tốc không tải; 5 ống góp hút

* Cấu tạo

Thiết bị có cấu tạo như hình 1.9, hình 1.10 Gồm có cánh giảm chấn 2 và cánh

đo gió 4 được chế tạo liền và quay tự do trên trục trơn Đĩa giảm chấn 1 kết hợpvới thành ống hút tạo ra khoang giảm chấn 2.Tác dụng của cánh giảm chấn làtriệt tiêu sự dao động của thiết bị đo do sóng áp suất không liên tục của kì húttạo ra Khoang giảm chấn 2 có tác dụng giảm chấn, ổn định vị trí góc đo

Hình 1.9 Mặt bên trong của thiết bị

1.Cánh giảm chấn; 2.Khoang giảm chấn;

3.Đường gió phụ; 4 Cánh đo gió; 5 Vít

điều chỉnh hỗn hợp không tải

Hình 1.10 Mạch bên phía lắp rápmạch điện tử của thiết bị

1.Vành răng điều chỉnh lực căng của

lò xo; 2.Lò xo hồi vị cánh đo gió;3.Đế biến trở; 4 Tấm cách điện gắnbiến trở; 5.Càng tiếp điện; 6.Thanhquét; 7.Đĩa công tắc

* Nguyên lý làm việc

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

Hình 1.11 Biểu đồ chỉ rõ mối quan hệ giữa lưu lượng không khí nạp Q L , góc xoay của

cánh đo gió, tín hiệu điện U s và lượng xăng lưu lượng xăng phun ra V E.

Nhờ cú cỏnh giảm chấn 1 mà tớn hiệu tạo ra ớt bị biến động để ECU kịp thờinhận biết được tớn hiệu gửi tới.Như vậy cảm biến đo lưu lượng giú loại cỏnhquay biến đổi khối lượng khớ nạp QL thành gúc xoay ỏ của cỏnh van, qua đothay đổi tớn hiệu điện ỏp US gửi tới ECU ECU xử lý quyết định lượng phun phựhợp VE Trờn hệ thống phun xăng điện tử L- Jetronic tớn hiệu điện ỏp Us tỷ lệnghịch với khối lượng khớ nạp Hỡnh 1.11 giới thiệu đặc tớnh này Qua biểu đồnhận thấy ở chế độ chạy cầm chừng, cỏnh van hầu như đúng kớn, khối lượngkhụng khớ vào động cơ rất ớt Để trỏnh thiếu khụng khớ ở chế độ này, người ta bốtrớ vớt 5 cho phộp khụng khớ đi qua đường giú phụ 3 cung cấp cho động cơ.

1.3.2.2 Cảm biến lưu lượng khớ nạp loại dõy nung núng

Hỡnh 1.12 giới thiệu hỡnh dỏng bờn ngoài của cảm biến lưu lượng khớ nạploại dõy nung núng Thiết bị này được bố trớ trờn đường nạp

* Cấu tạo

Chi tiết chớnh của thiết bị là dõy bạch kim được bố trớ trờn đường nạp khụngkhớ của thiết bị Dõy này được nung núng bằng nguồn điện thường xuyờn chạyqua nú

Hỡnh 1.12 Hỡnh dạng bờn ngoài của cảm biến lưu lượng khớ nạp loại dõy nung núng Hình 1.13 Cấu tạo của cảm biến lưu

lượng khí nạp loại dây nung nóng.

Khụng khớ nạp thổi qua làm nguội dõy Lượng khớ nạp càng lớn, dõy bạch kimcàng chúng nguội Trong khớ đú hệ thống điều khiển lại cố gắng duy trỡ mộtnhiệt độ ổn định cho dõy bạch kim, vỡ vậy dõy càng mất nhiều nhiệt ( lượng khớnạp càng lớn) thỡ cường độ dũng điện cung cấp cho dõy càng phải tăng lờn Nhưvậy trị số cường độ dũng điện tỷ lệ thuận với lượng khớ nạp vào Trị số cường độdũng điện sẽ biến đổi thành tớn hiệu điện ỏp gửi tới ECU Ưu điểm của thiết bịloại này là khụng cú sai số cơ học, sai số khi làm ở những vựng cú nhiệt độ khỏcnhau nờn xỏc định được chớnh xỏc lượng khớ nạp vào động cơ.

1.3.2.3 Cảm biến lưu lượngkhớ nạp loại phim nung núng

Phần tử chớnh của thiết bị là một phim điện trở Platine Thiết bị loại này cúnguyờn lý hoạt động tương tự như cảm biến lưu lượng khớ nạp loại dõy nungnúng Hỡnh 1.14 giới thiệu cấu tạo cảu thiết bị loại này, phần tử cảm biến nungnúng được đặt bờn trong ống khuếch tỏn của họng đo

So với cảm biến lưu lượngkhớ nạp loại dõy nung núng thỡ cảm biến loại này

cú độ chớnh xỏc và tuổi thọ cao hơn

1.3.2.4 Cảm biến lưu lượng khớ nạp loại dũng xoỏy lốc Karman

Hỡnh 1.15 Hiện tượng tạo xoỏy lốcThiết bị loại này được chế tạo dựa vào đặc tớnh khớ động học: Khi cho dũngkhớ thổi xuyờn qua bộ phõn dũng cú tiết diện hỡnh tam giỏc như hỡnh 1.15 thỡphớa sau hai bờn bộ phõn dũng sẽ xuất hiện xoỏy lốc

Hình 1.14 Cảm biến lưu lượng khí

nạp loại phim nung nóng.

a Vỏ của thiết bị đo.

b Bộ cảm biến phim nung nóng

BỘ PHÂN DềNG

Dòng xoáy lốc này gọi là dòng xoáy lốc Karman, hai dòng xoáy lốc phíasau bộ phân dòng có chiều ngược nhau.

Có hai loại cảm biến lượng khí nạp dòng xoáy lốc Karman: Kiểu Karmanchùn sáng và Karman sóng siêu âm

a Cảm biến lưu lượng khí nạp dòng xoáy lốc Karman kiểu chùm sáng

Cấu tạo

Gồm những bộ phận chính sau đây:

Bộ phân dòng có tiết diện tam giác lắp

đứng ngay giữa dòng khí trong ống nạp, đỉnh

tam giác hướng về hướng luồng gió vào để tạo

ra dòng xoáy lốc Một tấm gương mỏng tráng

nhôm có thể di động trên vùng xoáy lốc, dùng

để phản chiếu ánh sáng chiếu vào.Một đèn

LED chiếu chùm ánh sáng lên gương Một đèn

Phôtô - Tranzito bố trí đối diện chếch với đèn

LED Tấm vỉ với các lá song song bố trí trước

họng hút, có tác dụng ổn định dòng khí

- Nguyên lý làm việc

Khi động cơ làm việc gió được hút vào

vùng đo của cảm biến Dòng khí được tấm vỉ

nắn chỉnh hướng dòng thống nhất Tiếp theo

được bộ phân dòng tách dòng tạo thành các

dòng xoáy Karman Dòng xoáy lốc hai bên

ngược chiều nhau Lượng khí nạp vào càng

lớn thì số lượngvòng xoáy lốc Karman càng

tăng Dòng xoáy thổi theo rãnh hướng dẫn

chạm vào gương làm dung gương Qua đó làm

đổi hướng phản chiếu chùm sáng của đèn LED

đến Phôtô - Tranzito, tranzito đóng mở liên tục theo tần số rung động củagương ECU sẽ đọc tần số đóng mở của Phôto- Tranzito để xác định lượng khíđang nạp vào động cơ, từ đó quyết định lượng phun cần thiết

b.Cảm biến lưu lượngkhí nạp dòng xoáy lốc Karman kiểu sóng siêu âm

Các bộ phận chính của thiết bị này giống như cảm biến lưu lượng khí nạpdòng xoáy lốc Karman kiểu chùm sáng, song đèn LED, Phôtô - Tranzito, gươngphản chiếu được thay thế bằng bộ phận phát và thu sóng siêu âm Có kết cấunhư hình 1.17

- Nguyên lý làm việc

Trong quá trình làm việc máy phát sóng siêu âm 1 luôn tạo ra các sóng siêu âm,các sóng này đi vuông góc với dòng xoáy Karman tới bộ phận thu sóng 2 vàđược bộ khuếch đại biến đổi thành các xung vuông để gửi tới ECU ECU phântích tín hiệu gửi tới này để biết được khối lượng khí đang nạp

Hình 1.16 Cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp dòng xoáy lốc kiểu chùm sáng

1.Phôtô - Tranzito; 2.Đèn LED; 3.Gương phản chiếu; 4.Mạch điện tử; 5 Tấm vỉ; 6 Bộ phân dòng; 7.Bộ cảm biến; 8.Xoáy lốc

Karman.

Hình 1.17 Cấu tạo và hoạt động của

cảm biến đo lưu lượng khí nạp dòng

xoáy lốc Karman kiểu sóng siêu âm.

1.Máy phát sóng siêu âm; 2.Bộ thu

sóng; 3.Bộ khuếch đại biến đổi

xung; 4.Tấm ổn định dòng xoáy;

5.Tấm vỉ; 6.Bộ phân dòng; 7.Truyền

sóng siêu âm; 8 Đến ống góp hút;

9.Xoáy lốc Karman; 10 Biến đổi

thành xung vuông; 11.Đến ECU; 12.

ống dẫn không khí băng ngang; 13.

Không khí vào.

c Loại đo áp suất tuyệt đối trong ống góp hút MAP

Cảm biến này được bố trí trên ống góp hút, thông với độ chân không bêntrông ống góp hút vùng phía sau bướm ga Nó theo giõi, ghi nhận sự thay đổichân không liên tục trong ống góp biến đổi thành tín hiệu điện áp cung cấp choECU ECU tổng hợp tín hiệu này với tín hiệu cảm biến của bộ cảm biến vị tríbướm ga để xác định khối lượng khí nạp vào động cơ

* Cấu tạo

Cảm biến áp suất tuyệt đối có cấu tạo như hình 1.18 Chi tiết chính là phần tử

áp điện bao gồm màng mỏng silicon (1) Trên hai mặt có phủ vật liệu đặc biệt,khi có lực tác dụng lên bề mặt sẽ phát sinh dòng điện, lực tác dụng càng lớn thìđiện áp sinh ra càng lớn Một mặt của màng silicon tiếp xúc với chân khôngtrong ống góp hút mặt còn lại tiếp xúc với chân không trong ngăn chân khôngmẫu

Hình 1.18 Cấu tạo của cảm biến độchân

không tuyệt đối trong ống góp hút

1.Điện trở bán dẫn; 2 Ngăn chân

không mẫu; 3 Giắc cắm nối điện;

4 Chi tiết lọc khí; 5 Chân không

bên trong ống hút.

Hình 1.19 Nguyên lý kết cấu và hoạt động của cảm biến chân không tuyệt đối trong ống góp hút

1 Mảng dẻo; 2 Ngăn chân không bịt kín; 3 áp suất trong ống góp hút

Hình 1.20 Mối q uan hệ giữa điện áp - áp suất

* Nguyên lý làm việc

ở các chế độ làm việc khác nhau của động cơ thì lượng gió đươc hút vàocũng khác nhau do đó áp suất trong ống góp hút cũng thay đổi Độ chân khôngnày tạo ra một áp lực tác dụng lên bề mặt của phần tử áp điện, phần tử áp điện sẽtạo ra một điện áp Tín hiệu điện áp này sẽ được khuếch đại và gửi về ECU Quatín hiệu đó ECU tính được lượng khí đang nạp vào động cơ Tương quan điện ápphát ra và áp suất chân không được thể hiện như hình vẽ 1.20

1.3.3.Cảm biến tốc độ động cơ (Hình 1.21)

Hình 1.21Cảm biến tốc độ động cơ cung cấp tín hiệu cho bộ điều khiển điện tử để dùngcho nhiều chức năng Cảm biến vị trí nói ở trên cũng có thể được dùng để đo tốc

độ động cơ Cảm biến loại điện từ được dùng trong trường hợp này, tuy nhiênbất cứ phương pháp đo vị trí nào khác cũng có thể được sử dụng Như được biểuthị ở hình 1.22 bốn vấu sẽ lần lượt đi ngang qua cuộn cảm với mỗi vòng quaytrục khuỷu Vì vậy, nếu chúng ta đếm xung điện áp từ cuộn cảm trong một phút

và chia cho bốn thì sẽ biết được tốc độ vòng/phút (RPM) của động cơ

Hình 1.22 Sóng điện áp từ cuộn cảm biến vị trí trục khuỷu loại điện từViệc này được thực hiện dễ dàng bằng mạch số Mạch định thời chính xácgiống như loại được dùng trong các đồng hồ điện tử, có thể khởi động một mạchđếm để đếm xung cho đến khi mạch định thời dừng nó lại Bộ đếm có thể cóchức năng chia bốn hoặc là một mạch chia độc lập Trong nhiều trường hợp, đĩacảm biến tốc độ động cơ được gắn gần bánh đà và có nhiều hơn bốn răng, trongnhững trường hợp như vậy, bộ đếm không thực sự đếm trong một phút trước khitốc độ được tính nhưng kết quả thì như nhau.

Trên các HTPX thường thấy hai loại cảm biến vị trí bướm ga

- Cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm

- Cảm biến vị trí bướm ga kiểu cần gạt

1.3.4 1 Cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm

Có cấu tạo như hình 1.24 Cảm biến loại này chỉ cung cấp thông tin choECU về vị trí bướm ga ở chế độ toàn tải và chế độ không tải Đĩa cam 2 vớinhiều nấc khi xoay thì đóng tiếp điểm 1 ứng vói vị trí bướm ga mở to nhất( toàntải) hay đóng tiếp điểm 4 khi bướm ga ở vị trí không tải Động tác đóng mở nàygiúp cảm biến gửi tín hiệu về ECU

Hình 1.24 giới thiệu mạch điện cảm biên vị trí bướm ga

Hình 1.24 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm.

1.Tiếp điểm toàn tải 2 Đĩa cam 3 Trục bướm ga tiếp điểm không tải 4 Giắc nối dây

điện

Hình 1.25 Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

1.3.4.2 Cảm biến vị trí bướm ga kiểu cần gạt

Cảm biến loại này không chỉ cung cấp cho ECU về vị trí bướm ga ở chế độkhông tải, toàn tải mà ở mọi vị trí bướm ga Thực chất đây là một loại biến trở.Gồm một cuộn dây hình bán nguyệt, một đầu nối mát, đầu kia đấu với nguồnđiện 5V từ ECU

Cảm biến bướm ga

Hình1.26 Sơ đồ cảm biến vị trí bướm ga loại cánh gạt

bướm ga có diện tích tiếp xúc

trượt tiếp xúc trên dây điện trở

Khi vị trí bướm ga thay đổi thì

cần gạt sẽ di trượt tương ứng trên

điện trở ở vị trí bướm ga đóng cần gạt sẽ nằm ở vị trí đầu nối mát của điện trở.Điện áp gửi về ECU rất bé Khi bướm ga xoay về vị trí lớn, cần gạt sẽ di chuyển

về đầu nối điện 5V của cuộn điện trở Khi đó ECU nhân được thông tin về điên

áp tăng dần Nhờ vậy ECU biết được chính xác vị trí của bướm ga

1.3.5 Cảm biến bàn đạp ga

Hình 1.27.Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Có hai kiểu cảm biến bàn đạp ga :

- Cảm biến vị trí bàn đạp ga, nó tạo thành một cụm cùng với bàn đạp ga.Cảm biến này là loại có một phần tử Hall, nó phát hiện góc mở của bàn bàn đạp

ga Một điện áp tương ứng với góc mở của bàn đạp ga có thể phát hiện được tạicực tín hiện ra

- Cảm biến vị trí bướm ga, nó được đặt tại họng khuyếch tán và là loại sử dụngmột biến trở

Hình 1.28 : Cảm biến vị trí bướm ga

1.3.6.Cảm biến tỷ lệ không khí nhiên liệu

Giống như cảm biến oxy, cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu phát hiện nồng

độ oxy trong khí xả Các cảm biến oxy thông thường phải làm sao cho điện ápđầu ra có xu hướng thay đổi mạnh tại giới hạn của tỷ lệ không khí - nhiên liệu lýthuyết Khi so sánh, cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu đặt một điện áp khôngthay đổi để nhận được một điện áp gần như tỷ lệ thuận với nồng độ của oxy.Điều này làm tăng độ chính xác của việc phát hiện tỷ lệ không khí-nhiên liệu

Hình minh họa trình bày một cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu đượchiển thị trong máy chẩn đoán cầm tay Một mạch duy trì điện áp không đổi ở cáccực AF+ và AF- của ECU động cơ gắn trong đó Vì vậy, vôn kế không thể pháthiện tình trạng đầu ra của cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu Hãy sử dụng máychẩn đoán này Các đặc điểm đầu ra của cảm biến tỷ lệ không khí-nhiên liệu làm

nó có thể hiệu chỉnh ngay khi có sự thay đổi về tỷ lệ không khí-nhiên liệu, làmcho việc hiệu chỉnh tín hiệu phản hồi tỷ lệ không khí-nhiên liệu nhanh hơn và

chính xác hơn.Giống như cảm biến oxy, cảm biến tỷ lệ không khí nhiên liệucũng có một bộ sấy để duy trì hiệu suất phát hiện khi nhiệt độ khí xả thấp Tuynhiên bộ sấy của cảm biến tỷ lệ không khí - nhiên liệu cần nhiều điện hơn các bộsấy trong các cảm biến oxy

1.3.7 Cảm biến tốc độ xe

Cảm biến này truyền tín hiệu SPD và ECU động cơ sử dụng tín hiệu nàychủ yếu để điều khiển hệ thống ISC và tỷ lệ không khí-nhiên liệu trong lúc tăngtốc hoặc giảm tốc cũng như các sử dụng khác

LoạiMRE

Cảm biến này được lắp trong hộp số, hoặc hộp số phụ, và được dẫn động bằngbánh răng chủ động của trục thứ cấp Như được thể hiện trong hình minh họa,cảm biến này được gắn vào và gồm có một HIC (Mạch tích hợp lai) có mộtMRE và các vòng từ tính

Điện trở MRE sẽ thay đổi theo chiều của lực từ đặt vào MRE Khi chiều của lực

từ thay đổi theo vòng quay của nam châm gắn vào vòng từ tính này, đầu ra củaMRE sẽ có một dạng sóng AC nh* thể hiện ở hình minh họa Bộ so trong cảmbiến này biến đổi dạng sóng AC này thành tín hiệu số và truyền nó đi Tần sốcủa dạng sóng này được xác định bằng số cực của các nam châm gắn vào vòng

từ tính Có 2 loại vòng từ tính, loại 20 cực và loại 4 cực, tuỳ theo kiểu xe Loại

20 cực sinh ra một dạng sóng 20 chu kỳ (nói khác đi, 20 xung trong mỗi vòngquay của vòng từ tính này), và loại 4 cực sinh ra dạng sóng 4 chu kỳ Trong một

số kiểu xe, tín hiệu từ cảm biến tốc độ đi đồng hồ táp lô trước khi đến ECU động

cơ, và trong các kiểu xe khác, tín hiệu từ cảm biến tốc độ này đến thẳng ECUcủa động cơ Các mạch ra của cảm biến tốc độ gồm có loại điện áp ra và loạibiến trở

Hình 1.29 Cảm biến tốc độ xe

1.3.8 Bộ báo tín hiệu G và N e

Tín hiệu G và NE được tạo ra bởi cuộn nhận tính hiệu, bao gồm một cảmbiến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu, và đĩa tín hiệu hoặc rôto tínhiệu Thông tin từ hai tín hiệu này được kết hợp bởiECU động cơ để phát hiệnđầy đủ góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ.

1.3.8.1 Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G)

Trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các răng

Số răng là 1, 3 hoặc một số khác tuỳ theo kiểu động cơ (Trong hình vẽ có 3răng) Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam vàcảm biến này sẽ thay đổi Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhậntín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G Tín hiệu G này đượcchuyển đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kếthợp nó với tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu để xác định TDC (điểmchết trên) kỳ nén của mỗi xi lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay của trụckhuỷu ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thờiđiểm đánh lửa

Trong điều khiển động cơ bằng điện tử, người ta thường xác định vị trígóc quay động cơ so với một điểm cụ thể của chu trình Trong trường hợp này,việc xác định vị trí trục cam cũng rất cần thiết Xác định vị trí động cơ thông quacảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu (dùng để phân phối nhiên liệu và đánhlửa) Thường thì chỉ cần biết vị trí trục cam ở một điểm nào đó Vị trí trục camđược xác định một cách dễ dàng nhờ một cảm biến điện từ tương tự như cảmbiến vị trí trục khuỷu ở phần trên

Cảm biến này sẽ tìm điểm so vị trí góc quay trên trục cam để xác địnhđiểm bắt đầu của một chu trình động cơ Khi điểm này được tìm ra, cảm biến vịtrí trục khuỷu sẽ cung cấp thông tin hiệu quả cho việc định thời gian phun nhiênliệu và đánh lửa

Trên hình, cảm biến điện từ loại nam châm cố định được gắn gần với một đĩa sắt

từ trên trục cam Đĩa này có một vết lõm (hoặc một răng nhô ra) được vẽ ở hình1.30 Vết lõm này làm tăng từ trở yếu (một đường sức mạnh) khi đối diện vớitrục cảm biến Khi đó, từ trở của mạch từ tăng lên do độ từ thẫm của không khí

ở chỗ lõm thấp hơn độ từ thẫm của đĩa thép Từ trở khá cao làm cho từ thônggiảm và làm sinh ra điện áp của cảm biến

Khi cam quay, vết lõm đi qua cảm biến một lần trong hai vòng quay trụckhuỷu Từ thông tăng đột ngột sau đó giảm khi vết lõm rời cảm biến Nó phát ramột xung điện áp dùng cho định thời điểm trong hệ thống điều khiển điện tử.

Cảm biến vị trí loại hiệu ứng Hall

Như đã được đề cập, một nhược điểm chính của cảm biến điện từ làkhông có tín hiệu ra khi động cơ không hoạt động Một cảm biến vị trí trụckhuỷu tránh được khuyết điểm này là cảm biến vị trí loại hiệu ứng Hall Cảmbiến này có thể được dùng để đo vị trí trục cam hoặc trục khuỷu

Một cảm biến vị trí dùng hiệu ứng Hall được thể hiện ở hình 1.31 Cảmbiến này tương tự như cảm biến điện từ ở việc dùng một đĩa thép có các răngnhô ra và một nam châm cho việc kết nối đĩa với phần cảm Một điểm giốngnhau nữa là đĩa thép làm thay đổi từ trở của dòng từ khi các răng đi qua giữa cáccực của nam châm

Hình 1.31 Cảm biến vị trí hiệu ứng Hall

Hiệu ứng Hall

Phần tử Hall là một miếng vật liệu bán dẫn nhỏ, nhẵn và mỏng Khi có

một dòng I từ mạch ngoài đi qua, một điện áp sẽ sinh ra trên miếng bán dẫn có

phương vuông góc với phương của dòng điện và chiều của từ trường Điện ápnày tỉ lệ với cả cường độ dòng điện và cường độ từ trường Hiệu ứng này gọi là

hiệu ứng Hall (sự phát sinh điện áp phụ thuộc vào từ trường).Ở hình b dòng I là

dòng các hạt điện tử chạy từ bên trái qua phải Từ thông chạy dọc theo các châncủa nam châm và vuông góc với bề mặt phần tử Hall Khi các điện tử di chuyển

Một xung điện áp trên mỗi vòng dây

Cảm biếnKhe

Bánh dập dao động

Phần nối dài của trục khuỷu

Hình 1.30 Cảm biến vị trí trục khuỷu

qua từ trường thì một lực (gọi là lực Lorentz) tỉ lệ với tốc độ các hạt điện tử vàcường độ từ trường tác dụng lên các điện tử Chiều của lực này vuông góc vớichiều của dòng điện di chuyển Ở hình 1.32 chiều của lực Lorentz sẽ làm lệchcác hạt điện tử xuống phía điện cực dưới, vì vậy, điện cực này sẽ âm hơn điệncực trên và một điện áp sẽ xuất hiện giữa các cực.

a.Phần tử Hall b Sự phát ra điện áp Hall

Hình 1.32 Hiệu ứng HallKhi cường độ từ trường tăng, càng có nhiều điện tử bị lệch xuống dưới

hơn Nếu dòng I được giữ cố định thì điện áp V o tỉ lệ với từ thông mà từ thôngnày lại tỉ lệ với vị trí các răng Điện áp ra tương đối yếu, vì vậy, nó được khuếchđại (xem hình 1.32)

Dạng xung ra

Như đã đề cập trong phần cảm biến vị trí trục khuỷu dạng điện từ, từthông phụ thuộc vào vị trí của các răng Từ thông lớn nhất khi một trong cácrăng đối xứng với các cực của nam châm và điểm này tương ứng với điểm chết

trên của một trong các xy lanh Dạng xung điện áp ra V o được tạo ra bởi phần tử

Hall trong cảm biến ở hình 1.31 được minh họa ở hình 1.32 Do V o tỉ lệ với từthông nên nó đạt giá trị cực đại khi bất kì răng nào ở vị trí nằm giữa các cực củanam châm (tương ứng với điểm chết trên của một xylanh) Nếu đĩa được dẫnđộng bằng trục cam thì đĩa phải có số răng bằng số xy lanh động cơ Do đó, đĩatrên hình dùng cho một động cơ bốn xy lanh Cần nhớ rằng điện áp ra tương ứngvới góc khuỷu sẽ không phụ thuộc vào tốc độ động cơ Vì vậy, cảm biến này cóthể được dùng để xác định các thời điểm (phun xăng và đánh lửa) của động cơngay cả khi động cơ không hoạt động (ví dụ như khi động cơ được chạy rà ởcuối dây chuyền lắp ráp)

Hình 1.33 Dạng điện áp ra của phần tử Hall trong cảm biến vị trí hình 132

Góc khuỷu

1.3.8.2 Cảm biến vị trí của trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE)

Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và tốc

độ của động cơ ECU động cơ dùng tín hiệu NE và tín hiệu G để tính toán thờigian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản

Đối với tín hiệu G, tín hiệu NE được tạo ra bởi khe không khí giữa cảm biến vịtrí trục khuỷu và các răng trên chu vi của rôto tín hiệu NE được lắp trên trụckhuỷu Hình minh họa trình bày một bộ tạo tín hiệu có 34 răng ở chu vi của rôtotín hiệu NE và một khu vực có 2 răng khuyết Khu vực có 2 răng khuyết này cóthể được sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu, nhưng nó không thể xác địnhxem đó là TDC của chu kỳ nén hoặc TDC của kỳ xả ECU động cơ kết hợp tínhiệu NE và tín hiệu G để xác định đầy đủ và chính xác góc của trục khuỷu.Ngoài loại này, một số bộ phát tín hiệu có 12, 24 hoặc một răng khác, nhưng độchính xác của việc phát hiện góc của trục khuỷu sẽ thay đổi theo số răng Ví dụ,Loại có 12 răng có độ chính xác về phát hiện góc của trục khuỷu là 30°CA

Hình 1.34.Cảm biến vị trí hiệu ứng Hall dạng chắn mạch từ

Cảm biến Hall dạng chắn

Hình 1.34 giới thiệu một cảm biến Hall khác Trong kiểu này, phần tửHall được nhận một từ trường và phát một điện áp ra Khi một trong các răng đivào giữa nam châm và phần tử cảm biến, từ trở thấp của đĩa và răng cung cấpmột đường dẫn cho dòng từ không đi qua phần tử Hall và điện áp ra từ cảm biếngiảm xuống không Chú ý dạng sóng ở hình 1.34 b sẽ ngược với ở hình 1.32

Cảm biến vị trí trục khuỷu dùng hiệu ứng quang

Trong môi trường đủ sạch thì vị trí của một trục có thể được xác địnhbằng cách sử dụng các kỹ thuật quang học Hình 1.34 minh họa hệ thống này.Một lần nữa, giống như hệ thống sử dụng từ, một đĩa được gắn liền với trụckhuỷu Ở đây, đĩa có nhiều lỗ bên trong tương ứng với số vấu trong hệ thống sửdụng cảm biến điện từ Trên hai mặt đĩa là các sợi cáp quang Lỗ trên đĩa chophép truyền ánh sáng xuyên qua sợi cáp quang từ nguồn ánh sáng do diode phát

ra (LED) vì thế transitor quang được sử dụng giống như một cảm biến nhận ánhsáng Ánh sáng sẽ không được truyền từ nguồn đến cảm biến khi không có lỗbởi đĩa kim loại sẽ cản ánh sáng Như đã được trình bày ở hình 1.35, xung ánhsáng được tiếp nhận bởi các transitor quang và được nối với một bộ khuếch đại

để thu được mức tín hiệu thích hợp Mức xung điện áp ra có thể dễ dàng đưa vềcác mức logic với +2,4 (V) đối với mức cao và +0,8 (V) đối với mức thấp Cácxung này có thể dễ dàng xử lí ở các vi mạch số

Một trong các hạn chế của các cảm biến quang là chúng phải được bảo vệtránh khỏi bụi và dầu; nếu không, nó sẽ làm việc không chính xác Ưu điểm của

nó là có thể xác định vị trí mà không cần động cơ hoạt động và biên độ xungkhông đổi theo tốc độ động cơ

Hình 1.35 Cảm biến vị trí loại quang

1.3.9 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và Cảm biến nhiệt độ khí nạp

1.3.9.1 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ

Cảm biến này lắp đặt ngập vào trong áo nước của động cơ, có công dụngtheo dõi nhiệt độ nước của động cơ và báo về ECU

Hình 1.36 Cảm biến nhiệt độ nướ

1.Đầu nối dây điện.

2 Vỏ.

3.Nhiệt điện trở

* Nguyên lý làm việc

Cảm biến này rất nhạy với sự thay đổi của nhiệt độ nước làm mát Khi nhiệt

độ nước làm mát thấp thì giá trị điện trở của cảm biến sẽ cao, tín hiệu điện ápgửi về ECU thấp, ECU biết động cơ đang nguội lạnh và điều khiển vòi phunphun thêm Còn khi nhiệt độ của động cơ cao thì điện trở giảm xuống, tín hiệugửi về ECU cao, ECU biết được động cơ đã nóng và điều khiển vòi phun giảmlượng phun xuống

1.3.9.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp có chức năng cung cấp cho ECU thông tin vềnhịêt độ không khí để ECU điều chỉnh lượng phun chính xác đảm bảo tỷ lệ xăng

– không khí tối ưu Nó được lắp cùng với cảm biến lưu lượng khí nạp (đối với

loại cánh van) hoặc trên vỏ lọc không khí (đối với loại cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu đo áp suất đường nạp) Kết cấu và nguyên lý làm việc của nó giống

như cảm biến nước làm mát

ECU lấy tín hiệu điện áp gửi về ở nhiệt độ 200C làm chuẩn Nếu nhiệt độnhỏ hơn 200C thì ECU điều khiển tăng lương phun ra, còn nhiệt độ cao hơn

200C thì ECU điều khiển giảm lượng phun ra

Hình 1.37 Giới thiệu kết cấu của cảm biến lưu lượng khí nạp

Chi tiết chính là nhiệt điện trở có hệ số

điện trở âm NTC, có nghĩa là với loại

điện trở này thì 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

1.3.10.Cảm biến ôxy trong khí thải

Cảm biến này được lắp đặt trong ống thoát khí thải Chức năng là theo dõi,ghi nhận lương ôxy còn xót trong khí thải để báo cho ECU Qua đó ECU biếthỗn hợp nghèo xăng hay giàu xăng để tăng hay giảm lương phun cho phù hợp

Hình 1.38 Vị trí lắp đặt cảm biến Hình 1.39 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến

khí xả.

1.Phần tử ZrO 2 2.Điện cực Platin 3.Tiếp điểm 4.Tiếp điểm với vỏ bọc 5.ống xả 6.Vỏ cảm biến

* Cấu tạo

Chi tiết chính là ống sứ được chế tạo từ zirconium dioxyde ( ZrO2) Mặttrong và ngoài của ống sứ được phủ lớp platine mỏng cấu trúc rỗng cho phép khíthẩm thấu qua Mặt ngoài của ống sứ tiếp xúc với khí thải tạo ra điện cực âm.Mặt trong tiếp xúc không khí tạo thành điện cực dương

Hình1.40 Cấu tạo cảm biến ôxy trong khí xả

1 Bộ phận tiếp xúc 2 Gốm bảo vệ 3 Gốm Zr02

4 Ống bảo vệ 5 Đầu tín hiệu ra 6.Lò xo 7 Vỏ

8 Thân 9 Điện cực âm 10 Điện cực dương

* Nguyên lý làm việc

Nguyên lý hoạt động của cảm biến ôxy căn cứ trên sự so sánh lương ôxyxót trong khí thải với lượng ôxy trong không khí

Khi ống sứ được nung nóng đến 3000C nó sẽ trở nên dẫn điện Mỗi khi có

sự chênh lệch về nồng độ ôxy giữa mặt trong và ngoài ống sự thì giữa hai điêncực sẽ có một điện áp Nếu lượng ôxy trong khí thải ít (do hỗn hợp giàu xăng)thì tín hiệu điện tạo ra khoảng 600 – 900 mV, còn ngược lại trong khí thải nhiềuôxy ( do hỗn hợp nghèo xăng) thì ống sứ sẽ phát tín hiệu tương đối thấp (khoảng 100 – 400 mV)

Hình 1.42 cho ta thấy mối quan hệ giữa tín hiệu điện áp của cảm biến với hệ số

dư lượng không khí

Các cảm biến nồng độ ôxy chỉ hoạt động khí nhiệt độ đã cao khoảng 300oC Do

đó để giảm thời gian chờ hoạt động thì trên cảm biến còn bố trí phần tử nungnóng – thực chất là một điện trở để giúp cho cảm biến nhanh chóng đạt đếnnhiệt độ làm việc Hình 1.43 giới thiệu kết cấu của cảm biến này

Hình 1.43 Cấu tạo của cảm biến Ôxy loại nung nóng

1 Vỏ; 2 ống sứ bảo vệ; 3 Nối điện; 4 ống che có khe hở;

5 Phần sứ tác động cảm biến; 6 Phần tử tiếp điện;7 ống bọc;

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

Hình 1.42 Đường đặc tính điện áp của cảm biến Lambda ở nhiệt độ

6000C ( Nhiệt độ khí thải)

Hình 1.41 Mạch điện cảm biến khí xả

1.3.12 Cảm biến kích nổ

Trường hợp xăng sử dụng có chỉ số octan thấp, hoặc động cơ qua nóng sẽxảy ra hiện tượng kích nổ, làm giảm tuổi thọ của động cơ Để hạn chế hiệntượng này thì trên các động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử được bố trícảm biến kích nổ Cảm biến này được đặt tại thân động cơ hoặc trên nắp máy, cóchức năng tiếp nhận các xung kích nổ phát ra từ buồng đốt và gửi tín hiệu nàytới ECU

Chi tiết chính là tinh thể thạnh anh Khi có kích nổ tinh thể này sẽ phát ramột điện áp Nhờ điện áp này ECU nhận biết được có hiện tượng kích nổ vàđiều khiển giảm bớt góc độ đánh lửa sớm để giảm kích nổ Khi đã hết kích nổECU lại tăng góc đánh lửa sớm như trước Hình 1.44 giới thiệu vị trí lắp đặt vàcấu tạo của loại cảm biến này

Hệ thống tự chẩn đoán

Bằng phương pháp này chúng ta có thể nắm bắt được cách truy xuất mã hỏnghóc , cách xóa mã hỏng hóc , căn cứ vào mã hỏng hóc để tìm vùng hỏng hóc

 Kiểm tra đèn báo

Khi xoay công tắc máy sang vị trí ON nhưng không khởi động động cơ,đèn báo kiểm tra động cơ sẽ sáng lên

Hình 1.45 – Đèn báo kiểm tra hệ thống phun xăng điện tử

Hình 1.44 Vị trí lắp đặt và kết cấu cảm

biến kích nổ

1 Tinh thể thạch anh 2.Giắc nối điện

Khi khởi động nổ máy, đèn báo sẽ tắt Nếu đèn báo vẫn tiếp tục sáng chứng tỏ

có sự bất thường trong hệ thống

 Cách truy xuất mã hỏng hóc

Để có được các mã hỏng hóc, thao tác như sau:

a Kiểm tra điện áp ắcquy trên 11V

b Xoay công tắc máy sang vị trí ON, không khởi động động cơ

c Nối tắt đầu dây T và E1 của giắc kiểm tra (diagnosis)

d Đọc số lần chớp của đèn báo sẽ có được mã hỏng hóc

* Mã hỏng hóc

Trong trường hợp có sự cố trong hệ thống, đèn báo sẽ chớp như sau:

- Mã hỏng hóc bao gồm hai số, số hàng chục và số hàng đơn vị, các lần chớpcho một số cách nhau 0,5s Sau khi chớp cho số hàng chục nghỉ 1,5s rồi chớpcho số hàng đơn vị

- Nếu có hai hay nhiều mã hỏng hóc trở lên thì khoảng cách giữa các mã là 2,5s

- Sau khi tất cả các mã hỏng hóc đã truy xuất ra hết, đèn báo sẽ nghỉ 4,5s sau đóchớp lại như ban đầu

Ví dụ cho mã 12 (Cảm biến NE) và mã 31 (cảm biến MAP)

Xóa mã hỏng hóc

Sau khi khắc phục vùng hỏng hóc phải xóa bỏ mã hỏng hóc lưu giử trong bộnhớ của ECU

Thao tác xóa code như sau:

- Công tắc máy OFF, tháo cầu chì EFI 15A hoặc tháo cực âm ắcquy trong 10s

- Sau khi xóa code, cho động cơ chạy thử sau đó kiểm tra lại nếu mã hỏng hócvẫn xuất hiện chứng tỏ chưa khắc phục được hết hư hỏng

Start

1 Chu kỳON

OFF

1 1.Mạch chia điện

2 2.Đầu chia điện 3.Mạch tín hiệu khởi động

2.Bộ đánh lửa 3.ECU

21 Tín hiệu cảmbiến ôxi Tín hiệu phátgiảm 1 Mạch bộ cảmbiến ôxy

1.Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát 2.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

3.ECU

24 Tín hiệu cảmbiến nhiệt độ

không khí nạp

Hở mạch hay chập mạch bộ cảm biến nhiệt độ không khí nạp THA

1.Mạch cảm biến nhiệt độ không khí nạp 2.Cảm biến nhiệt độ không khí nạp

25 Tín hiệu nghèoxăng Tín hiệu cảm biếnôxy tiếp tục cho

biết tình trạng nghèo xăng

1.Vòi phun 2.Thíêt bị đo khí nạp

3.Cảm biến nhiệt độ động cơ 4.Cảm biến nhiệt độ khí nạp 5.Cảm biến ôxy

E 2 chập mạch trong VC

1.Thiết bị đo lượng khí nạp 2.Thiết bị đo khí nạp

3.ECU

cảm biến vị trí bướm ga

Hở mạch hay chập mạch

1.Mạch cảm biến vi trí bướm ga

2.Bộ cảm biến vị trí bướm ga 3.ECU

42 Tín hiệu cảmbiến tốc độ ô

tô

Vân tốc trục khuỷu 2000 :

5500 V/p Nhiệt độ nước làm mát Thời lượng phun xăng cơ bản

1.Mạch cảm biến tốc độ xe 2.Bộ cảm biến tốc độ xe

3.ECU

động

Không có tín hiệu STA đến ECU khi xe ngừng và động cơ ở 800 V/P

1 Mạch rơ le khởi động

2 Mạch công tắc khởi động

3 ECU

51 Tín hiệu công

tắc

- Khi kiểm tra chẩn đoán phải đặt công tắc máy lạnh ON, công tắc cầm chừng OFF.

cần số vị trí P và N

1 Công tắc máy lạnh

2 Mạch cảm biến vi trí bướm ga

Hình1.48 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

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

Chú ý:

- Van giới hạn ỏp suất(2): Cú tỏc dụng giữ ỏp suất của bơm xăng ở mức quyđịnh Khi ỏp suất của bơm tạo ra lớn hơn quy định thỡ van (2) sẽ mở cho xăng từđường xăng ra quay về đường xăng hỳt

- Van chặn(5) : Thực chất đõy là van một chiều được bố trớ tại cửa ra củabơm Van sẽ đúng lại khi bơm xăng ngừng hoạt động Nhờ vậy mà trong hệthống luụn tồn tại một ỏp suất nhất định để giỳp động cơ khởi động dễ dàng ởlần khởi động tiếp theo

c Mạch điện

Bơm xăng thường được đặt bờn trong thựng chứa xăng Do đú để đảm bảo

an toàn thỡ bơm xăng thường mắc theo mạch điện sau:

Hình 1.49 Sơ đồ mạch điện bơm xăngKhi khoá điện ở nấc IG2 Có dòng điện chạy như sau:

(+) ắc quy  Cầu chì  AM2  IG2  L1  Mát Dòng điện qua cuộndây L1 của rơ le làm từ hoá lõi thép, hút đóng tiếp điểm của rơ le chính Khépkín mạch điện:

(+) ắc quy  Cầu chì  Công tắc rơ le chính +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 nhưsau:

(+)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 cảmbiến đo lưu lượng gió làm đóng công tắc tại đây Khi đó có dòng điện sau: (+)ắcquy  Cầu chì  L1  +B  L2  FC  Công tắc bơm xăng tại cảm biến đogió  Mát

Dòng điện chạy qua các cuộn dây L2, L3 tạo ra từ trường hút đóng công tắcbơm 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 chạyqua bơm xăng làm bơm xăng hoạt động

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 xăngvẫn 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 lượngkhí nạp Với loại này việc mở mạch bơm xăng được thông qua một rơ le điềukhiển với xung cảm biến của bộ chia điện

Hình 1.50 giới thiệu mạch bơm xăng sử dụng rơ le Nhận thấy rơ le chỉ mởmạch khi có dòng điện từ cọc 15 (hoặc 50) và tín hiệu đánh lửa tới

Hỡnh1.50 Mạch điều khiển bơm xăng sử dụng rơ le

1.5 Bộ điều ỏp xăng

* Cấu tạo

Bơm xăng hoạt động liờn tục ( khi động cơ đó làm việc) cung cấp xăng cho cỏc vũi phun ( lượng xăng nay chứa tại dàn phõn phối ), song lượng xăng động

cơ sử dụng cho mỗi chu kỡ làm việc lại rất ớt và khụng giống nhau ở những chế

độ khỏc nhau Vỡ vậy mà ỏp suất trờn dàn phõn phối sẽ thay đổi lỳc quỏ caohoặc quỏ thấp Để hạn chế điều này hệ thống phun xăng trang bị thờm bộ ổnđịnh ỏp suất

Bộ điều ỏp xăng cú tỏc dụng điều chỉnh ỏp suất xăng tới cỏc vũi phun phựhợp với chế độ làm việc của động cơ

Bộ điều ỏp xăng được lắp với một đầu của dàn phõn phối

Hỡnh 1.48 giới thiệu kết cấu của bộ điều ỏp xăng Bao gồm vỏ kim loại,màng(4) chia vỏ thành hai khoang riờng biệt Khoang trờn (đối chiếu với hỡnhvẽ) chứa lũ (2) luụn cú xu hướng ấn màng (4) đi xuống, thống với đường nạpphớa sau bướm ga Khoang dưới chứa nhiờn liệu xăng, cú đường xăng vào (6) vàđường xăng hồi (7) về thựng chứa nhiờn liệu

Hình 1.51 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 sửdụng cho mỗi chu kì là ít Trong khí đó bơm xăng luôn cung cấp xăng lên dànphân phối, làm áp suất trong dàn tăng lên Khi áp suất vượt quá quy định tiêuchuẩn thì lò xo (2) bị nén lại van (5) mở ra, xăng được hồi về thùng chứa làm ápsuất 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 khôngtrong 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 vàovan (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 xokhông tồn tại, lò xo đẩy màng (4) đi xuống tác dụng vào van (5) bịt kín đườngdầu hồi, giữ áp suất trong dàn phân phối giúp lần khởi động động cơ sau được dễdàng

1.6 Điều khiển nhiên liệu

1.6.1 Nguyên lý điều khiển thành phần hỗn hợp

Nguyên lý điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu của hệ thống phun xăng điện tửdựa vào chế độ của động cơ mỗi chế độ làm việc của động cơ ECU nhận đượccác tín hiệu từ các cảm biến và các tín hiệu khác để điều chỉnh hỗn hợp hợp lý.Điều chỉnh hỗn hợp theo nhiên liệu từng chế độ động cơ dưới đây:

+ Điều chỉnh hỗn hợp ở chế độ khởi động lạnh

+ Điều chỉnh hỗn hợp khi tăng tốc

+ Điều chỉnh hỗn hợp khi sấy nóng động cơ

+ Điều chỉnh hỗn hợp theo nhiệt độ khí nạp

+ Điều chỉnh hỗn hợp khi tăng tốc động cơ lạnh

+ Điều chỉnh hỗn hợp ở chế độ toàn tải ……

1.6.2 Phân tích sự phụ thuộc của lượng nhiên liệu cung cấp theo các chế độ làm việc của động cơ

Lượng nhiên liệu cung cấp phụ thuộc và rất nhiều thông số Những thông sốphụ thuộc cơ bản là tốc độ động cơ nevà lưu lượng khí nạp, những thống số phụthuộc phụ như nhiệt độ động cơ, nhiệt độ khí nạp , áp suất khí nạp, nồng độ khí

xả, vị trí bướm ga , tín hiệu khởi động, điện áp ắc quy ……… Những thông sốnày ảnh hưởng rất lớn đến lượng cung cấp Vậy lượng nhiên liệu cung cấp thực

tế = lượng cung cấp nhiên liệu cơ bản + Lượng cung cấp nhiên liệu hiệu chỉnh Lượng nhiên liệu cung cấp thực tế Gftt ở mỗi chế độ làm việc của động cơ ởmỗi chế độ làm việc của động cơ được xác định bằng công thức sau

Gftt = Gfcb K1 K2 K3 K4

Trong đó:

Gftt – Lượng nhiên liệu cung cấp cơ bản phụ thuộc và số tốc độ động cơ ne

và lượng không khí nạp Gk

K1– Hệ số làm đậm phụ thuộc vào nhiệt độ của động cơ

K2- Hệ số làm đậm phụ thuộc vào nhiệt độ khí nạp

K3- Hệ số làm đậm hỗn hợp phụ thuộc vào vị trí bướm ga

K4– Hệ số làm đậm phụ thuộc vào các yếu tố khác

1.7 C¸c kiÓu phun nhiªn liÖu vµ thêi ®iÓm phun

Một số các kiểu phun nhiên liệu thường gặp có thể là phun theo thứ tự nổ,phun theo nhóm, phun đồng thời

1.7.1 Thực hiện phun xăng đồng thời

Kỳ nạp Đánh lửa Phun nhiên liệu

Góc quay trục khuỷu

Thời điểm phun được xác định dựa vào thời điểm đánh lửa của các xylanh Đểtạo ra 2 lần phun trong một chu trình ( phun 1 lần sau mỗi vòng quay của động

cơ ) đối với động cơ 4 xilanh ECU động cơ tính toán xung để điều khiển đồngthời các vòi phun Như vậy các vòi phun sẽ được mở và đóng đồng thời, và saumỗi vòng quay của động thì một l nửa lượng xăng cần cung cấp sẽ được phun ra

Do phun đồng thời ở tất cả các vòi phun, thời điểm bắt đầu phun không có ýnghĩa quan trọng lắm

1.7.2 Phun xăng đồng thời theo pha làm việc của các xylanh

Quá trình phun xăng ở mỗi vòi phun được tiến hành đồng bộ với chu kỳ làm việccủa các xilanh tương ứng Trong trường hợp này, ngoài các cảm biến tốc độđộng cơ, hệ thống còn được trang bị thêm một hệ thống cảm biến, được lắp ởkhu vực trục cam hoặc bộ phân phối đánh lửa để nhận biết pha làm việc của cácxilanh Thời điểm bắt đầu phun có thể thay đổi tuỳ theo tốc độ quay và số xylanhcủa động cơ dựa trên một chương trình định sẵn Thông thường xăng sẽ đựơcphun vào cuối quá trình nén

Kỳ nạp Đánh lửa Phun nhiệu liệu

Góc quay của trục khuỷu

1.8 Điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu

ECU động cơ làm thay đổi lượng phun nhiên liệu bằng cách thay đổi thời gianphun của vòi phun

Thời gian phun nhiên liệu thực tế được xác định bằng hai yếu tố sau:

1 Khoảng thời gian phun cơ bản (tb), được xác định bằng lượng khí nạp

và tốc độ động cơ

2.Thời gian phun hiệu chỉnh (tc) khác nhau được xác định bằng các cảmbiến khác nhau

1.8.1Điều khiển kim phun khi khởi động

Trong quá trình khởi động, rất khó xác định chính xác lượng khí nạp vào, do có

sự thay đổi lớn về tốc độ động cơ Vì lý do này, ECU động cơ lấy trong bộ nhớthời gian phun cơ bản cho phù hợp với nhiệt độ động cơ, không tính đến lượngkhí nạp vào Sau đó cộng thêm thời gian hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp vàđiện áp acquy để tạo ra thời gian phun thực tế

1.8.2Điều khiển kim phun sau khởi động

Sau thời gian khởi động động cơ, ECU động cơ sẽ xác định thời gian phunbằng cách

tl = tb + tc + tacquy

Trong đó tc chịu ảnh hưởng bởi: nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp,cảmbiến bướm ga, tb chịu ảnh hưởng bởi tín hiệu lượng gió nạp và tốc độ của động

cơ Sự hiệu chỉnh thời gian phun

ECU động cơ luôn được thông báo về điều kiện vận hành của động cơ mọilúc, bằng những tín hiệu từ các cảm biến và hình thành xung hiệu chỉnh khácnhau trong thời gian phun thực tế của động cơ

Hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp

tb

tb

tb Lượng phun cơ bản theonhiệt độ nước làm mát

Lượng phun hiệu chỉnh theolượng nhiệt độ khí nạp

Lượng phun hiệu chỉnh theođiện áp