MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU
1 Đặc điểm cung cấp nhiên liệu ớ động cơ xăng 1,1 NMỊC (ẨÍCẰ, < << << 5< << 96 0996 864 1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy của động cơ xăng
1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu
1.2.2 Tỷ lệ hỗn hợp
1.3 Phân loại hệ thong nhiên liệu
1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng bộ chế hòa khí
1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng, "
1.4 Nguyên lý hoạt động cúa hệ thống nhiên liệu trong động cơ xăng 1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu dùng Bộ chế hòa khi 11 1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng 24 1.5 So sánh hệ thong nhiên liệu xăng dùng phun xăng điện tử so với dùng bộ
chế hoà khí 27
1.5.1 Cấu tạo 27
1.5.2 Cách tạo hỗn hợp khí nhiên liệu 27
1.5.3 Các chế độ lái xe và tỷ lệ khí nhiên liệu .27
1.5.4 So với bộ chế hoà khí thì EFI có những ưu điểm sau .28
2 Giới thiệu động cơ G6EA-GSL2.7 .31
2.1 Giới thiệu chung vé xe Santa Fe 31
2.2 Đặc điễm tong quát của động cơ G6EA-GSL2.7 32 2.2.1 Cấu tạo một số chỉ tiết và cơ cấu chính 33
2.2.2 Hé thong nhiên liệu 39
2.2.3 Hé théng kiém soat khi xa 4] 2.2.4 Hệ thống xả khí 42 2.2.5 Hệ thống làm mát 43 2.2.6 Hệ thống bôi trơn 43 2.2.7 Hệ thống đánh lửa 44 2.2.8 Hệ thống khởi động 45
3 Cau tao, nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2 1 .46 3.1 Hệ thong cung cấp xăng động cơ G64 — ŒSL2.7 -« « « 46 3.1.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp xăng động cơ G6EA —
c2 46
3.1.2 Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp xăng 47 3.2 Hệ thống cung cấp không khí động cơ G6EA-GSL2.7 52
3.2.1 Bau lọc không khi 92
3.2.2 Cơ cầu bướm ga =)
3.2.3 Ông góp hút và đường Ô ống nạp: 53
3.2.4 Bộ phận thay đổi lưu lượng khí nạp theo chế độ hoạt động của động cơ 5 — 53 3.3 Khao sat hệ thông điều khiến phun xăng điện tử ở động cơ G6EA-GSL2.7
lắp trên xe Sanfa Fe cúa hãng Hyundai - 54
Trang 23.3.3 Các cảm biến: TE1.QỢ TH ghe 56
3.3.4 Hệ thông điêu khiên điện tr ECM lap trén xe Santa Fe cua hang Hyundai .64 72 74 -4
4 Tính toán thời gian phun
$ Chuẩn đoán hư hóng của hệ thông phun xăng điện tử: %.1 Hệ thông nhiên liệu 5.1.1 Lọc nhiên liệu 74
3.1.2 Sửa chữa thùng chứa nhiên liệu .75
3.1.3 Kiêm tra sửa chữa các ông dán nhiên liệu 75 75 ~77 77 78 -79 79 woe OL 81 83 86 -Error! Bookmark not defined
5.1.4 Kiém tra va sita chira hé thong
5.2 Hé thong nap khi 5.2.1 B6 do gio:
5.2.2 Công tắt cánh bướm ga
5.3.Hệ thông điều khiến điện tứ ECM lắp trên xe Sanfa Fe 5.3.1 Kiểm tra sửa chữa các cảm biến
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của ngành điện tử thì trong công nghệ ôtô cũng có những thay đổi mạnh mẽ Hàng loạt các linh kiện bán dẫn, thiết bị điện tử được trang bị trên động cơ ôtô nhằm mục đích giúp tăng công suất động cơ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu và đặc biệt là giảm được mức ô nhiễm môi trường do khí thải tạo
ra Và hàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho
công nghệ chế tạo ôtô hiện nay
Việc khảo sát cụ thể hệ thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đặc biệt trong thời gian thực tập tốt
nghiệp tại công ty Hyundai-Vinamotor Đà Nẵng em đã được tìm hiểu tài liệu đồng thời được trực tiếp tham gia bảo dưỡng, sửa chữa cũng như chuẩn đoán và điều chỉnh xe trong đó chủ yêu là các ôtô của hãng Hyundai Đây cũng là lý do mà em chọn đề tài khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe của hãng Hyundai đề làm đề tài tốt nghiệp, với mong muốn bồ sung và tìm hiểu sâu hơn những kiến thức về hệ thống phun xăng điều khiển điện tử
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô chỉ bảo đề đồ án của em được hoàn thiện hơn
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn PSG.TS Trần Văn Nam, các thầy cô giáo trong khoa, cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này
Đà Nẵng ngày 28 tháng 05 năm 2009
Sinh viên thực hiện
Trang 41 Đặc điểm cung cấp nhiên liệu ớ động cơ xăng 1.1 Mục đích
Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ, đảm báo số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu luôn phù hợp với
chế độ làm việc của động cơ
Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng Đối với hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử còn có ống phân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ giảm chân áp suất nhiên liệu, hệ thống điều khiển kim phun, ECM động cơ
1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy cúa động cơ xăng
1.2.1 Yêu cẩu nhiên liệu e Có tính bay hơi tốt e Hạt phải nhỏ va phần lớn ở dạng hơi e_ Tính lưu động ở nhiệt độ thấp tốt e Tính chống cháy kích nỗ cao 1.2.2 Tỷ lệ hỗn hợp
e _ Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ e _ Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh e _ Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá)
e_ Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường
và nhiệt độ động cơ
e _ Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt 1.3 Phân loại hệ thong nhiên liệu
1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng bộ chế hòa khi
e Hệ thống phun chính giảm độ chân không sau ziclơ chính e _ Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở họng
e _ Hệ thống có ziclơ bổ sung
e _ Hệ thống điều chỉnh tiết diện ziclơ chính kết hợp với hệ thống không tải 1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng
Trang 5Mỗi xylanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt Xăng được phun vào đường ống nạp ở gần sát xupap nạp Phun xăng nhiều điểm có thể là kiểu phun liên tục hay phun theo chu kỳ thời gian Hệ thống phun xăng nhiều điểm thường dùng cho xe du lịch cao cấp có dung tích xylanh lớn (trên 1600cm)) Hệ thống phun xăng nhiều điểm cung cấp tỷ lệ xăng không khí tốt hơn so với kiểu phun xăng một điểm do tỷ lệ khí hỗn hợp cung cấp cho các xylanh hoàn toàn đồng nhất Ưu điểm này giúp tiết kiệm nhiên liệu, tăng hiệu suất cho động cơ và giảm hơi
độc trong khí thải Bộ phun
Không khí nhiên liệu
Hinh 1-1 Sơ đồ bố trí vòi phun nhiều điểm b) Hệ thống phun xăng một điểm
Gồm một hay hai vòi phun Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu - không khí được tiễn hành ở một vị trí tương tự như trường hợp bộ chế hoà khí, sử dụng vòi phun duy nhất Xăng được phun vào đường nạp, bên trên bướm ga Hỗn hợp được tạo thành trên dường nạp
Hệ thống này được sử dụng khá phố biến trên động cơ các loại xe công suất nhỏ do cấu tạo tương đối đơn giãn và giá thành không quá cao Đo độ chân không
trong đường ống nạp và cảm nhận lượng khí nạp bằng mật độ của nó Hệ thống
Trang 6Hình 1-2 Đường ống bố trí vòi phun một điểm 1 :Vòi phun 2:Hỗn hợp không khí nhiên liệu 3: Bướm ga
4:Ong phan phôi €) Hệ thống phun xăng hai điểm
Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun xăng một điểm trong đó
sử dụng thêm một vòi phun thứ hai đặt bên dưới bướm ga nhằm cải thiện chất lượng
quá trình tạo hỗn hợp
1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiến phun xăng a) Hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khi
* Nguyên lý làm việc
Dùng trên động cơ xăng: Sự phân phối nhiên liệu được dẫn động bằng cơ khí Bơm nhiên liệu được dẫn động bằng điện Kiểu điều khiến này được người Đức gọi là K-Jectronic (đây là hệ thống phun nhiên liệu liên tục được dẫn động bằng cơ khí) K-Iectronie gồm có cảm biến lưu lượng không khí, hệ thống cung cấp nhiên liệu, cảm biến và bộ phận phân nhiên liệu
Cảm biến lưu lượng không khí (air - flow sensor) được dùng để đo lượng không khí và động cơ hút vào ở bất kỳ chế độ tải nào
Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đi qua bộ tích năng, qua lọc nhiên liệu đến bộ định phân nhiên liệu
Trang 7* Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí Tr
Hình 1-3 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí
1: Bình xăng; 2: Bơm xăng điện; 3: Lọc xăng; 4: Vòi phun; 5: Xupap 6: Đường ống
nạp ; 7: Pittơng ; §: Xylanh; 9: Bướm ga ; 10: Đường không tả; I1: Lọc không khí ; 12: Đường ống thải ; 13: Bộ ổn định áp suất ; 14: Bộ tích tụ xăng ; I5: Vòi phun
khởi động lạnh ; 16: Bộ phân phối định lượng xăng ; 17: Van điều chỉnh áp suất ; 18: Trục khuỷu ; 19: Lưu lượng kế không khí ; 20: Bộ tiết chế sưởi nóng động cơ ;
21: Óng góp nạp ; 22: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Bộ định phân nhiên liệu có nhiệm vụ định ra một lượng thích hợp với điều kiện
hoạt động của xe Ngoài ra nó có nhiệm vụ phân phối nhiên liệu cho các kim phun của từng xylanh Chính vì vậy khi Việt hoá danh từ này chúng ta kết hợp theo hai
chức năng này đề gọi tên “ Bộ định phân nhiên liệu ” Lượng không khí nhận biết
bằng cảm biến đo lưu lượng (thông qua vị trí tắm cảm biến lưu lượng gió) được hút vào động cơ chính là tiêu chuân để định lượng nhiên liệu đến các xylanh Có thể hiểu rằng lượng không khí hút vào động cơ quay lại điều khiển sự định lượng nhiên liệu đơn thuần chỉ bằng cơ khí
b) Hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử
Ở các loại hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động
Trang 8cung cấp cho động cơ theo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạt động của các vòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun) # N Ly
Hình 1-4 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử
Nhiên liệu xăng được cung cấp bằng một bơm tiếp vận dẫn động bằng điện đề tăng tới áp lực phun Nhiên liệu được phun nhờ sự mở van của các kim phun, bên trong kim phun có các van được điều khiển đóng mở nhờ một cuộn dây tạo ra một nam châm điện (solenoid)
ECM điều khiển kim phun, cấp cho các kim phun một xung điện vuông, có
chiều đài xung thay đổi Dựa vào chiều dài của xung này, kim phun sẽ mở lâu hay ngắn, lượng nhiên liệu sẽ được phun nhiều hay ít
ECM dùng các cảm biến để nhận biết tình trạng hoạt động của động cơ, điều
kiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu ( thông tin quan trọng nhất đó là lưu lượng không khí được hút vào động co)
1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khi nạp
a) Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế: loại L
e _ Hệ thống phun xăng loại này được trang bị thiết bị đo lưu lượng cho phép đo trực tiếp thê tích hay khối lượng không khí lưu thông trong đường nạp Thông tin về lưu lượng khí được cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện để làm cơ sở tính toán thời gian phun
e _ Lưu lượng thê tích: thiết bị này làm việc theo nguyên tắc đo lực của dòng khí tác động lên một cửa đo quay quanh một trục lắp trên đường nạp Góc quay của
Trang 9thiết bị sẽ cung cấp một tín hiệu điện tỷ lệ với lưu lượng khí cho bộ điều khiển trung tâm Để tăng độ chính xác phép đo, người ta thường dùng thêm một nhiệt kế để đo nhiệt độ không khí trong quá trình nạp
e© Lưu lượng kế khối lượng kiểu dây đốt nóng: một sợi dây kim loại rất mãnh được căng ở một vị trí đo trong đường nạp Khi lưu lượng khí thay đôi thi
nhiệt độ và điện trở của dây cũng thay đồi theo Một mạch điện tử cho phép điều
chỉnh tự động dòng điện đốt nóng dây Dòng điện này sẽ tỷ lệ với lưu lượng khí Theo nguyên tắt này, việc đo nhiệt độ dòng khí sẽ không cần thiết nữa vì lưu lượng khối lượng được đo trực tiếp nên độ chính xác phép đo không bị ảnh hưởng bởi những dao động của nhiệt độ khí như phương pháp trên
e _ Lưu lượng kế khối lượng kiều tắm đốt nóng: hệ thống này hoạt động theo nguyên lý tương tự như hệ thống trên Việc thay thế dây kim loại bằng hai tắm kim loại gốm mỏng cho phép tăng độ bền vững của thiết bị đo và hạn chế ảnh hưởng do
bụi bặm hoặc rung động Hai tắm kim loại này có điện trở phụ thuộc nhiệt độ được mắc thành cầu điện trở, một để đo lưu lượng, một đề đo nhiệt độ khí
« _ Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm sử dụng hiệu ứng Karman - Vortex
Một cơ cấu đặt biệt được lắp trên đường nạp nhằm tạo ra các chuyền động xoáy lốc của dòng không khí ở một vị trí xác định Số lượng xoáy lốc sẽ tỷ lệ với
lưu lượng thể tích Một nguồn sóng siêu âm đặt trên đường ống nạp, phát sóng có tần số xác định theo hướng vuông góc với dòng chảy không khí Tốc độ lan truyền của sóng siêu âm xuyên qua dòng khí phụ thuộc vào lượng khí chuyền động xoáy
Một thiết bị nhận sóng siêu âm sẽ đo tốc độ này và gửi tín hiệu điện đến bộ điều
khiển trung tâm
b) Hệ thống phun xăng có thiết bị đo lưu lượng kiểu áp suất : loại D Ở hệ thống phun xăng loại này, lượng khí nạp được xác định thông qua áp
suất tuyệt đối trong ống nạp và chế độ tốc độ của động cơ, dựa vào các tham số hay đặc tính chuẩn đã được xác định từ trước, có tính đến biến thiên áp suất trong quá
trình nạp Các đầu đo được sử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu áp điện - điện
trở kết hợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyền động Trong thực tế, khi khởi động động cơ, do nhiệt độ thấp nên mật độ không khí tăng, ở cùng một áp suất thì lưu
Trang 10¢ Uudiém:
o_ Kết cấu, bảo dưỡng đơn giãn, dễ lắp đặt điều chỉnh, giá thành hạ
o_ Ít gây sức cản khí động phụ trên đường nạp e® Nhược:
o_ Khơng đo trực tiếp lưu lượng không khí
o_ Nhạy cảm với dao động áp suất và nhiệt độ trên đường nạp 1.3.2.4 Phân loại theo chu kỳ phun:
a) Hệ thống phun xăng liên tục
* So do hé thong phun xang lién tuc (k-Jetronic)
18 ©
Hinh 1-5 So dé hé théng phun xăng liên tuc (K-Jetronic)
1 Thùng xăng ; 2 Bơm xăng điện ; 3 Bộ tích tụ xăng ; 4 Lọc xăng ; 5 Bộ thiết chế
sưởi nóng động cơ ; 6 Vòi phun xăng ; 7 Ống góp hút; 8 Vòi phun khởi động lạnh ; 9 Bộ phân phối xăng ; 10 Bộ cảm biến dòng không khí nạp ; 11 Van thời điểm ; 12 Bộ cảm biến lambda ; 13 Công tắc nhiệt- thời gian 14 Đầu chia lửa ; 15 Cơ cấu cung cấp không khí phụ trội ; 16 Công tắc vị trí bướm ga ; 17 ECM ; 18 Công tắc máy và khởi động ; 19 Ac quy
* Nguyên lý chung
+ Xăng được cho phun ra liên tục vào ống nạp và được định lượng tuỳ theo khối lượng không khí nạp
+ Điều chỉnh lượng xăng phun ra do chính độ chân không trong ống hút điều khiển, không cần những cơ cấu dẫn động của động cơ
Trang 11+ Lưu lượng xăng phun ra được ấn định do áp suất tác động phun xăng Kiểu phun xăng liên tục có thể là loại phun nhiều điểm hay phun một điểm
b) Hệ (hồng phun xăng theo chu kỳ thời gian
Cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp chạy qua đường ống nạp bằng mmột cảm biến đo lưu lượng kế Vòi xịt xăng ra theo chu kỳ thời gian quy định được lập trình sẵn trong máy tính ECU động cơ ca Các cảm biến 3 4 5 6
Hình I-6 Sơ đồ hệ thống phun xăng theo chu kỳ thời gian (L-Jectronic)
1 Lọc khí; 2 Lọc tinh nhiên liệu; 3 Thùng nhiên liệu; 4 Bơm xăng điện; 5 Cảm
biến vị trí trục khuỷu; 6 Hệ thống khí xả; 7 Ác quy; 8 Khóa điện; 9 Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 10 Ống góp nạp; 11 Bộ điều áp; 12 Bướm ga; 13 Cảm biến
trục cam; 14 Cảm biến lưu lượng khí nạp
1.4 Nguyên lý hoạt động cúa hệ thống nhiên liệu trong động cơ xăng 1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thong nhiên liệu dùng Bộ chế hòa khí
Trên các động cơ xăng cổ điền việc tạo hỗn hợp nhiên liệu khơng khí đều ở bên ngồi động cơ một cách thích hợp trong một thiết bị riêng trước khi đưa vào buồng cháy động cơ gọi là bộ chế hoà khí Các bộ chế hoà khí hiện nay được chia ra làm ba loại sau
¢ Loai béc hơi e Loai phun e Loai hut:
Loại hút đơn giản
Trang 121.4.1.1 Chế hoà khí bốc hơi
Chế hoà khí bốc hơi chỉ dùng cho loại xăng đễ bốc hơi Nguyên lý hoạt
động của nó như sau: Sơ đồ nguyên lý: 1 3
Hình 1-7: Sơ đơ bộ chế hồ khí bốc hơi 1 Họng; 2 Bầu xăng; 3 Ống nạp; 4 Bướm ga
Xăng được đưa từ thùng chứa đến bầu xăng (2) của bộ chế hoà khí Trong hành trình hút của động cơ không khí theo đường ống (1) lướt qua mặt xăng của bầu xăng (2), ở đây không khí hòa trộn với hơi xăng tạo thành hỗn hợp giữa hơi xăng và không khí Sau đó hỗn hợp đi qua đường ống nạp (3), bướm ga (4) và được hút vào động cơ Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng để điều chỉnh lượng hòa khí nạp vào động
cơ Muốn điều chỉnh nồng độ của khí hỗn hợp tức là điều chỉnh thành phần hơi
nhiên liệu chứa trong hỗn hợp phải thay đổi thể tích phần không gian bên trên giữa mặt xăng và thành của bầu xăng (2)
Ưu điểm chính của loại chế hoà khí bốc hơi là hơi xăng và hỗn hợp không khí hỗn hợp với nhau rất đều Nhưng loại này lại có rất nhiều khuyết điểm, rat cong kénh, dé sinh hoa hoan, rất nhạy cảm với mọi thay đổi của điều kiện khí trời, lúc động cơ chạy phải luôn điều chỉnh vì vậy hiện nay không dùng nữa
Trang 131.4.1.2 Chế hoà khí phun Sơ đồ nguyên lý: l 1 2 345 67 8 9 WS), AZ > a 11 ue Hinh 1-8 Sơ đồ bộ chế hoà khí phun
1:Họng; 2:Buồng chứa không khí áp suất cao; 3:Màng mỏng; 4:Buồng chứa không khí áp suất thấp; 5:Buồng chứa nhiên liệu áp suất thấp;
6:Màng mỏng; 7:Buồng chứa nhiên liệu áp suất cao; 8:Can van; 9:Van nhiên liệu; 10:Ziclơ; 11:Vòi phun; 12:Bướm ga; 13:Đường ống
Nguyên lý làm việc của chế hoà khí phun là dùng áp lực đề phun nhiên liệu vào không gian hỗn hợp
Buồng không khí (2) ăn thông với đường ống nạp động cơ nhờ đường ống
(13) Miệng của đường ống (13) đặt đối diện với chiều lưu động của dòng khí vì vậy
Trang 14Các bộ chế hoà khí phun làm việc chính xác, ồn định dù động cơ đặt ở bất kỳ vị trí nào nhưng việc bảo dưỡng, điều chỉnh phức tạp
1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản Sơ đồ nguyên lý:
{Co
Ả Hình 1-9 Sơ đồ bộ chế hoà khí đơn giản
1:Vòi phun; 2:Họng; 3:Bướm ga; 4:Jiclo;
5:Phao xăng; 6:Buồng phao; 7:Van kim; §:Ĩng xăng; 9:Lỗ thơng;
I— xăng; II- không khí; III— hòa khí
Bộ chế hòa khí đơn giản còn được gọi là bộ chế hòa khí một vòi phun và một
Jiclơ gồm có: buồng phao 6, jiclơ 4, vòi phun I, họng 2, không gian hòa trộn và bướm ga 3 Nguyên tắc hoạt động: xăng từ thùng chứa, do tự chảy hoặc nhờ bơm xăng đi qua ống § vào buồng phao 6 Nếu mức xăng trong buồng phao hạ thấp, phao 5 sẽ đi xuống mở đường thông qua van kim 7 cho nhiên liệu đi vào buồng phao, nhờ đó xăng trong buồng phao được giữ ở mức hầu như không đổi Lỗ 9 nói thông buồng phao với áp suất khí trời pạ,
Không khí từ ngoài trời qua miệng vào rồi qua họng 2 (nơi có tiết diện lưu thông bị thắt lại) của bộ chế hòa khí làm tăng tốc độ và giảm áp suất tại hong pp, Nhờ chênh áp A pị - po_ pạ: xăng từ buồng phao được hút qua vòi phun | vao hong 2 Lưu lượng qua vòi phunl, phụ thuộc chên áp A pạ , đường kính và hệ số lưu thông của jiclơ 4 Miệng vòi phun thường được đặt tại tâm họng Ra khỏi vòi phun xăng được không khí đi qua họng xé tơi và hòa trộn đều trong dòng không khí qua
Trang 15hong Không gian giữa họng 2 và bướm ga 3 được gọi là không gian hòa trộn, ở đây một phần xăng được bay hơi và hòa trộn đều với không khí tạo nên hòa khí Số lượng hòa khí đi vào động cơ phụ thuộc độ mở bướm ga 3 Vì vậy bướm ga là cơ
cấu điều khiển hoạt động của động cơ
1.4.1.3.1 Đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản:
Đặc tính của bộ chế hòa khí là hàm số thể hiện mối liên hệ giữa hệ số dư lượng không khí ơ của hòa khí với một trong các thông số đặc trưng cho lưu lượng của hòa khí được bộ chế hòa khí chuẩn bị và cấp cho động cơ (có thể là lưu lượng không khí G, độ chân không ở họng Ap„ hoặc công suất động cơ N ) Theo định nghĩa về hệ số dư lượng không khi a, ta cd: G, Ly Œ Gặ trong d6: G,, Ga — lưu lượng không khí và nhiên liệu qua bộ chế hòa khí (kg/s); Lạ — Lượng không khí lý thuyết dùng đề đốt Ikg nhiên liệu (kg/kg nhiên liệu)
Xác định Gự qua bộ chế hòa khí đơn giản:
Do động cơ hoạt động có tính chu kỳ nên lưu động của dòng khí qua họng và xăng qua vòi phun của bộ chế hòa khí có tính đao động rõ rệt, về thực chất đó là các dòng chảy không dừng Chuyên từ động cơ bốn kỳ sang động cơ hai kỳ hoặc tăng số xilanh nối với bộ chế hòa khí sẽ giảm bớt tính đao động của dòng chảy Nếu bốn xilanh của động cơ bốn kỳ hoặc hai xilanh của động cơ hai kỳ nối với bộ chế hòa khí sẽ không thấy rõ tính giao động của dòng chảy Vì vậy có thê coi dòng chảy của xăng và không khí trong bộ chế hòa khí như một dòng chảy dừng Mặt khác độ chân không tại họng bộ chế hòa khí Ap; thường không quá 20 kPa khi
động cơ hoạt động hoạt động ở tốc độ cực đại và mở hết bướm ga Như vậy voi Ap, biến động từ 0 đến 20kPa có thê bỏ qua tính chịu nén của không khí và coi lưu động của không khí như của chất lỏng không chịu nén Với một dòng chảy dừng của một lưu chất không chịu nén, qua mặt cắt 0-0 và H — H, có thể viết phương trình
Trang 16
Hình 1-10 Sơ đồ tính tốc độ không khí đi qua họng W¡
Po _ Pu, Wye Wi
Po Po 2 2
Trong đó: pạ—áp suất khí trời
Trang 17Sau khi đi qua tiết diện hẹp nhất của hong fh mins tiết diện thực tế của dòng khí f2 mạ bị bóp nhỏ (f2 mị;< Í mịn), hiện tượng trên được thê hiện qua hệ số bóp dòng Íàmn ) Savin Tich sé cua @, va Op duge goi la hé sé luu lvong py, cua họng: Hụ= Op Op ty (0y= Như vậy lưu lượng của dòng khí qua hong Gy sé 1a: Gy = Oy fia min» Wh - Po, kg/s Thay W,, vao trên lay, fh = fy min Va Hh = Op 0p được: Gx = Hn-fi/2Ap,.2, Xác dinh G,, trong bd chế hòa khí đơn giản: a (|
Hình 1-12 Sơ đồ xăng trong bộ chế hòa khí đơn giản
Hình (1.6) là sơ đồ tính G,) Jiclơ có thể đặt ở địa điểm bất kỳ trên đường từ bau phao tới miệng ra của vòi phun Miệng ra của vòi phun đặt cao hơn mặt thoáng của xăng trong bầu phao một khoảng 5 — 8mm nhằm tránh không cho xăng qua đó trào ra ngoài do mao dẫn hoặc do bộ chế hòa khí ở vị trí nằm nghiêng khi động cơ ngừng hoạt động Viết phương trình Bernoullie cho dòng chảy đi qua các mặt o — o và d — đ, sẽ được: 2 Way Gho + Po igh, +Pey Đại Pri 2 Trong đó: họ, hạ —- khoảng cách thắng đứng từ mặt o — o và d — d tới mặt chuẩn a-a
pạ — khối lượng riêng của xăng;
Do› DaT— áp suất tĩnh tại mặt o — o và d — đ;
'Ww, — tốc độ lý thuyết của dòng xăng đi qua mặt d — d (qua jiclơ)
Trang 18Xac dinh duge Wu:
Wa= ae (hy —h,) +? Poa, al Ap suất tĩnh pg tai tiét dién d-d duoc tinh qua áp suất p, như sau: Pa = Pn † 8- Pai(họ - hạ + Ah) trong đó: Ah = h; — họ (h;- chiêu cao mặt p-p, mặt ra của vòi phun so với mặt chuẩn a-a) Thay gia tri pg vao biểu thức Wạ,, ta sẽ được: “` ¬ ˆ Pu
Nếu gq — 1a hệ số tốc độ của jiclơ, đánh giá tổn that tốc độ của dòng chảy đi qua jiclo, sé tim duoc tốc độ thực tế của dòng xăng qua jiclo:
2 Ap, ~ g.Ah.p„ ,
al War = Pa Wat = Pa-
Néu ag 1a hé số bóp dòng của xăng khi qua tiết diện f¿ của jiclơ, sẽ tính được lưu lượng xăng qua jiclơ Gị :
Gui = Wa a fa Pot = Ha fa VJ2(Ap, — g.AN.Ø/,)Ø„ ï
Trang 19Gx, Gni.Lo a ơ inl.Lo 1,3 0,04 out 1D Gk 1 1 0,03 1,0 0,9 0,02 0,8 0,01 | 0 100 300 500 700 mm HO
Hinh1-13 Dac tinh bé ché hoa khí đơn giản
Do đó, hệ số dư lượng không khí ơ của hòa khí trong bộ chế hòa khí đơn giản sẽ giảm dần (tức hòa khí đậm dần lên) khi tăng độ chân không ở họng hoặc tăng lưu lượng không khí qua họng Trên thực tế, mật độ không khí giảm dần khi tăng Ap» trong khi đó pạ hầu như không thay đổi, đó là lý do chính làm cho hòa khí đậm dần khi tang Ap
1.4.1.3.2 Đặc tính bộ chế hòa khí lý tưởng:
Bộ chế hòa khí lý tưởng cần đảm bảo cho hòa khí có thành phần tối ưu theo điều kiện hoạt động của động cơ Quy luật thay đổi thành phần tối ưu của hòa khí được xác định qua đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí, thể hiện sự biến thiên của các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ theo hệ số dư lượng không khí ơ khi giữ không đổi tốc độ động cơ và vị trí bướm ga (hình 1-14)
Các đường I-I' là kết quả khảo nghiệm khi mở 100% bướm ga; còn các đường II-II và III-III? tương ứng với các vị trí bướm ga nhỏ dan
Qua đồ thị ta thấy rằng: với n = const, ở mỗi vị trí bướm ga giá trị của œ tương ứng với công suất cực đại (các điểm 1, 2, 3) đều nhỏ hơn so với những điểm
có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (các điểm 5, 6, 7 của duong I’, II’, III’ hoac 8,
9, 10 của các đường I, II, IID
Ở mọi vị trí bướm ga các điểm đạt công suất cực đại đều có ơ< 1
Càng đóng nhỏ bướm ga, ơ của điểm công suất cực đại càng giám
Khi mở 100% bướm øa, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất xuất hiện tại œ = 1,1 Càng đóng nhỏ bướm ga vi tri xuất hiện emin Càng chuyền về hướng giảm của
Trang 20Như vậy khi đóng bướm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại cũng như muốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất đều phải làm cho hòa khí đậm lên Đường
a, b thể hiện sự biến thiên của thành phần hòa khí của công suất cực đại (đường a)
và của suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (b) khi mở dần bướm ga Khu vực giữa hai đường a, b là khu vực có thành phần hòa khí tương đối tốt, cải thiện tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ Khu vực bên ngoài hai đường a,b sẽ làm giảm công suât và tăng suất tiêu hao nhiên liệu động cơ, không được để động cơ hoạt động ở các khu
vực này
Tùy theo công dụng và điều kiện hoạt động của động cơ mà thực hiện điều
chỉnh để Ne và g biến thiên theo thành phần hòa khí œ được sát với đường a hoặc đường b Điểm 4 thể hiện thành phần hòa khí khi động cơ chạy không tải Ne% —— FTR I 80 D— 60 2 40 of 20 x10 II atl 60 04 06 08 1,0 1,2 a Hình 1-14 Các đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí
Trang 21khi mở hoàn toàn bướm ga) ở chế độ công suất cực đại (đường 2) và suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (đường 3) a |p Ị po N 10 att \ 3 om 4 1 ~“ 0,8 a | — | — ZO 0,6 2 0,4 20 30 40 50 60 70 80 90 Gn%
Hinh 1-15 Dac tính của bộ chế hòa khí lý tưởng
Trong thực tế sử dụng, người ta chỉ đòi hỏi công suất cực đại khi mở 100% bướm ga, còn lại tất cả các vị trí đóng nhỏ bướm ga cần điều chỉnh để động cơ hoạt động với thành phần hòa khí đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu Vì vậy mối quan hệ lý tưởng nhất giữa ơ và G sẽ là đường 4, đó chính là đặc tính của bộ chế hòa khí lý
tưởng khi chạy ở một số vòng quay nhất định
So sánh đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản (hình 1-13) va bd ché hoa khi lý tưởng thay rằng: bộ chế hòa khí đơn giản không thể chuẩn bị hòa khí cho động cơ với thành phần tốt nhất ở mọi chế độ hoạt động Do đó muốn hiệu chỉnh để được hình dạng sát với đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng, thì trên cơ sở bộ chế hòa khí
đơn giản cần bổ sung thêm một số cơ cấu và hệ thông đảm bảo thỏa mãn các yêu
cầu sau:
- Ở chế độ không tải, muốn động cơ chạy ồn định cần có hòa khí đậm (ơ ~ 0,4 + 0,8), và phải tạo điều kiện để xăng được phun tơi, phân bố đều và dễ bay hơi trong dòng khí nạp - Khi bướm ga mở tương đối rộng cần cung cấp hòa khí tương đối loang (a = 1,07 + 1,15) - Để đạt công suất cực đại khi mở 100% bướm ga cần đảm bao a ~ 0,75 + 0,9 Ngoài ra còn có các yêu cầu phụ, đảm bảo động cơ hoạt động tốt trong các chế độ làm việc sau: - Khi khởi động lạnh ở tốc độ thấp cần hòa khí đậm (œ ~ 0,3 + 0,4 hoặc đậm hơn) để dễ khởi động
Trang 22nhạt (do quán tính của xăng nhỏ hơn nhiều so với không khí làm cho tốc độ xăng đi vào động cơ chậm hơn) Vì vậy khi mở nhanh bướm ga cần có biện pháp tức thời phun thêm xăng tới mức cần thiết để làm hòa khí khỏi nhạt, qua đó rút ngắn thời gian bắt đầu lăn bánh cũng như thời gian tăng tốc độ của ôtô
Những yêu cầu trên yêu cầu trên được thực hiện trong các hệ thống phun chính và hệ thống phụ của bộ chế hòa khí
1.4.1.4 Bộ chế hoà khí điển hình
Bộ chế hoà khí hút đơn giản, khi đáp ứng được yêu cầu làm việc của động cơ ở chế độ không tải và tải nhỏ thì khi động cơ làm việc ở chế độ tải ồn định và toàn tải thì hỗn hợp lại quá đậm, động cơ không thể làm việc được Ngược lại, khi động cơ làm việc tốt ở chế độ tải lớn thì khi ở tải nhỏ và không tải thì hỗn hợp lại quá loãng Vì vậy ở những bộ ché hoà khí hiện đại thì chúng được trang bị thêm những hệ thống hỗ trợ như : hệ thống phun chính, hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăng tốc.v.v Sau đây giới thiệu bộ chế hoà khí điển hình là K126r: 6 7 8 9 [ Ị 3 6 2 al ï * 3 Hinh1-16 Sơ đồ bộ chế hòa khí K126r
1 Thanh kéo 2 Bơm tăng tốc 3 Piston làm đậm 4,16 jiclơ không khí
5 vòi phun 6 Bướm gió
Trang 23Nguyên lý hệ thống phun chính:
Khi bắt đầu mở bớm ga (động cơ có tải) với lực hút của động cơ đã tạo nên
độ chân không ở họng bộ chế hoà khí nên nhiên liệu được hút từ buồng phao qua
jiclơ chính đi vào vòi phun 5 và phun vào họng bộ chế hoà khí Khi bớm ga mở to thì xăng được hút qua jiclơ chính vào vòi phun và không khí qua jiclơ không khí
vào hoà trộn với nhiên liệu tạo thành bọt xăng rồi phun vào họng bộ chế hoà khí
Nguyên lý hệ thống không tải:
Khi động cơ chạy ở chế độ không tải thì bơm ga hầu như đóng kín, độ chân không ở họng nhỏ nên không thê hút xăng ra khỏi vòi phun chính Đề đảm bảo cho
động cơ vẫn làm việc ta phải lợi dụng độ chân không sâu bớm ga hút nhiên liệu từ bầu phao qua jiclơ chính vào đường ống không tải đồng thời không khí qua jiclo khơng khí vào hồ trọn với nhiên liệu tạo thành hỗn hợp đưa đến lỗ không tải phun vào đường nạp của động cơ Vít không tải dùng để điều chỉnh lượng hỗn hợp đưa
vào động cơ
Nguyên lý hệ thống làm đậm :
Khi động cơ phát công suất cực đại thì mở hết bớm ga thông qua các thanh đòn kéo thanh kéo dẫn động đi xuống, thông qua đòn ngang kéo piston làm đậm đồng thơì đi xuống nén nhiên liệu trong xilanh cho đến khi áp suất nhiên liệu thắng
được lò xo của van một chiều thì nhiên liệu được đây vào đường ống làm đậm đi
đến lỗ phun
Nguyên lý hệ thống tăng tốc:
Khi tăng ga đột ngột, bớm ga mở rất nhanh lượng không khí tràng vào khơng gian hồ trọn nhiều nhưng do quán tính của nhiên liệu lớn hơn rất nhiều so với không khí nên nhiên liệu phun vào không kịp thời làm cho hỗn hợp bị loãng, động cơ không thê tăng tốc được nên phải đùng bơm tăng tốc đề phun nhiên liệu bổ sung Khi bớm ga mở nhanh thông qua các thanh đòn kéo thanh kéo dẫn động đi xuống, thông qua đòn ngang kéo piston tăng tốc đồng thơì đi xuống nhanh chóng đầy nhiên liệu vào đường ống tăng tốc đến vòi phun, kịp thời bổ sung nhiên liệu cho động cơ
1.4.1.5 Bộ chế hoà khí điện tử:
Bộ chế hòa khí điện tử là một tổng thành phức tạp gồm các cơ cầu đảm bảo
cho các chế độ hoạt động của động cơ được điều chỉnh chính xác và linh hoạt hơn
nhờ bộ điều khiển điện tử ECM giống như ở hệ thống phun xăng điện tử, ngoài ra
Trang 24Chăng hạn ở loại có hai không gian hỗn hợp giống nhau cùng hoạt động có nhược điểm làm tăng hiện tượng dao động của dòng khí và dòng xoáy trong mỗi
không gian, không có lợi cho điều kiện làm việc ôn định của động cơ, ngoài ra tốc
độ trung bình của dòng khí trong mỗi không gian đều nhỏ khi chạy ở chế độ thấp về
tải và tốc độ, xăng khó được xé tơi
Đồng thời kết cấu của bộ chế hòa khí điện tử rất phức tạp khó bảo quản và sữa chữa Vì vậy người ta nghĩ đến một hệ thống cung cấp xăng hoàn hảo hơn đó là hệ thống phun xăng điện tử thay cho bộ chế hòa khí
1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng 1.4.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khi Sơ đồ nguyên lý: Không khí Xăng Bơm xăng điện Bộ tích tụ xăng Bộ lọc không khí Bộ lọc xăng Đo lưu lượng Điều chính hỗn Định lượng khí hợp phân phối Bướm ga Vòi phun Đường ống nạp trước xupáp nạp
Buồng cháy động cơ
Hình 1-17 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng cơ khí Có thể chia các cơ cấu của hệ thống này thành 3 bộ phận:
e _ Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm: bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụ
xăng, bộ lọc xăng
Trang 25e - Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp và bộ phận lọc khí e Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí và thiết bị định lượng nhiên liệu
Lượng không khí nạp vào xy lanh được xác định bởi lưu lượng kế Căn cứ
vào lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ huy việc định lượng nhiên liệu cung
cấp cho động cơ Nhiên liệu được phun vào qua các vòi phun vào đường ông nạp ở ngay trên xupáp nạp Lượng hỗn hợp nạp vào xylanh được điều khiến bởi bướm ga
Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì áp suất trong mạch nhiên liệu sau khi động cơ đã ngừng hoạt động đề tạo điều kiện khởi động dễ dàng và làm giảm bớt dao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống do việc sử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt
1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử
Hệ thống phun xăng điện tử thực chất là một hệ thống điều khiền tích hợp cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ Hệ thống bao gồm ba khối
thiết bị sau:
e_ Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận các thông số hoạt động của động cơ
(lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nông độ ôxi trong khí thải, ) e _ Bộ sử lý và điều khiển trung tâm: tiếp nhận và sử lý các thông tin do các
cảm biến cung cấp Tín hiệu điện đưa đến từ các cảm biến sẽ được chuyền đổi thành tín hiệu số rồi được sử lý theo một chương trình đã vạch sẵn Những số liệu cần thiết khác cho việc tính toán đã được ghi nhớ sẵn trong bộ nhớ của máy tính dưới
dạng các thông số vận hành hay đặc tính chuẩn
Trang 271.5 So sánh hệ thong nhiên liệu xăng dùng phun xăng điện tử so với dùng bộ
chế hoà khí
Mặc dù mục đích của bộ chế hoà khí và hệ thống phun xăng điện tử là giống nhau, nhưng cấu tạo, phương pháp mà chúng nhận biết lượng khí nạp và cung cấp
nhiên liệu là khác nhau 1.5.1 Cầu tao
*- Bộ chế hoà khí: Bao gồm ống khuếch tán, vòi phun chính, cánh bướm ga, phao * Hệ thống phun nhiên liệu: Bao gồm các bộ phận của hệ thống nạp không khí (bướm ga ), Các bộ phận của hệ thống phun nhiên liệu (các kim phun) Các bô
phận của hệ thống điều khiển (ECM và các cảm biến)
1.5.2 Cách tạo hỗn hợp khi nhiên liệu
* Chế hoà khí
Tại tốc độ không tải, lượng khí nạp được đo dựa vào sự thay đổi áp suất (độ chân không) xung quanh lồ tốc độ chậm và lỗ không tải ở gần vi tri đống của bướm øa,
một lượng nhỏ nhiên liệu được hút vào cả hai lỗ O1, O2
Trong khoảng hoạt động bình thường, lượng khí nạp được đo bằng độ chân không trong họng khuếch tán và một lượng nhiên liệu được hút vào qua vòi phun chính
* EFT
Trong hệ thống EFI, cơ cấu dùng để đo lượng khí nạp được tách rời khỏi cơ câu phun nhiên liệu , lượng khí nạp được đo bằng cảm biến lưu lượng không khí, nó gửi tín hiệu phản hồi về ECM (Bộ điều khiến điện tử)
Dựa vào tín hiệu lượng khí nạp và tín hiệu quay của động cơ ECM sẽ Truyền tín hiệu tới vòi phun, vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu phù hợp với từng xylanh
1.5.3 Các chế độ lái xe và tỷ lệ khí nhiên liệu
1.5.3.1 Khi khởi động
* Bộ chế hoà khí
Trong chế độ khởi động, bướm gió đóng hoàn toàn để giúp đạt được hỗn hợp đủ đậm Mặc dù vậy trên bướm gió có bố trí một van khí nhằm tránh hỗn hợp quá đậm
* EFI
Hệ thống sẽ nhận biết động cơ đang quay nhờ vào tín hiệu máy khởi động và cung cấp một hỗn hợp đậm hơn trong khi mô tơ khởi động đang quay Nó có thêm
một vòi phun khởi động lạnh, nó hoạt động khi nhiệt độ động cơ thấp 1.5.3.2 Khi động cơ còn lạnh
Trang 28Hệ thống bướm gió của bộ chế hoà khí thực hiện chức năng này Khi nhiệt độ thấp bướm gió có thể vận hành bằng tay hay tự động đóng vào đề cung cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đậm hơn Khi nhiệt độ động cơ ấm lên bướm gió được mở ra
* EFI
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nhận biết nhiệt độ nước làm mát còn thấp và gửi tín hiệu điện về ECM, nó sẽ làm hỗn hợp khí nhiên liệu đậm lên
1.5.3.3 Khi tăng tốc
* Bộ chế hoà khí
Để tránh cho hỗn hợp khí nhiên liệu quá nhạt khi tăng tốc, trong bộ chế hoà khí có
trang bị mạch tăng tốc Khi tăng tốc một lượng nhiên liệu được phun vào họng bộ
chế hoà khí qua vòi phun tăng tốc đề bù lại sự chậm trễ trong việc cung cấp nhiên liệu qua vòi phun chính
* EFI
Ngược lại hệ thống EFI không thực hiện bat ky hiéu chinh dac biét nao trong khi tăng tốc Do bọ chế hoà khí hút nhiên liệu vào bằng độ chân không, còn hệ thống
EFI phun trực tiếp nhiên liệu có áp suất cao tỷ lệ với lượng thay đôi của lượng khí nạp do vậy không có sự chậm trễ trong việc cung cấp nhiên liệu
1.5.3.4 Khi phát huy công suất cao
Trong chế độ này cần hỗn hợp đậm (tỷ lệ khí nhiên liệu toàn tải) để đảm bảo đủ công suất
* Bộ chế hoà khí
Trong bộ chế hoà khí có mạch toàn tải (mạch tiết kiệm) * EFI
Trong hé thống phun xăng điện tử EFI co cam biến vị trí bướm ga Cảm biến này sẽ nhận biết vị trí bướm ga rồi báo về ECM đề điều khiển lượng phun thích hợp Khi bướm ga mở lớn thì lượng phun tăng lên và ngược lại
1.5.4 So với bộ chế hoà khí thì EFI có những ru điểm sau
+ Cé thé cấp nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh Do mỗi xylanh đều có vòi phun riêng và lượng phun được điều chỉnh chính xác bằng điện tử theo sự thay đôi tốc độ động cơ và tải trọng
+ Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với các dải tốc độ của động cơ
Hỗn hợp không khí nhiên liệu thích hợp được cung cấp một cách chính xác và liên
tục tại bat ky chế độ tốc độ và tải trọng của động cơ Đây là một ưu điểm ở khía cạnh kiểm soát khí xã và kinh tế nhiên liệu
Trang 29xylanh giảm xuống và độ chân không trong ống nạp trở nên rất lớn Ở bộ chế hoà khí, xăng bám trên thành của đường ống nạp sẽ bay hơi, kết quả là hỗn hợp đậm Còn ở động cơ có EFI, việc phun nhiên liệu sẽ ngừng khi bướm ga đóng và động cơ
tại tốc độ lớn hơn một giá trị nhất định
+ Hiệu chỉnh hỗn hợp không khí nhiên liệu * Bù tại tốc độ thấp
Khả năng tải tại tốc độ thấp được nâng cao do dạng nhiên liệu ở dạng sương mù tốt được phun ra bằng vòi phun khởi động lạnh khi động cơ khởi động Cũng như đo lượng không khí đầy đủ được hút vào qua van khí phụ khả năng tải tốt được duy trì ngay lập tức sau khi khởi động
* Cắt nhiên liệu khi giảm tốc :
Trong quá trình giảm tốc động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm ga đóng kín Do vậy lượng khí nạp vào xi lanh giảm xuống và độ chân không trong đường nạp trở nên rat lớn Ở chế độ hòa khí xăng bám trên thành đường ống nạp sẽ bay hơi và vào trong xi lanh do độ chân không đường ống nạp tăng đột ngột, kết quả là hỗn hợp quá đậm quá trình cháy khơng hồn tồn và làm tăng lượng xăng
cháy không hết (HC) trong khí xả Ở động cơ EFI việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm ga đóng và động cơ chạy tại tốc độ lớn hơn một giá trị, do vậy nồng độ
HC trong khí xả giảm xuống và làm giảm tiêu hao nhiên liệu * Nạp hỗn hợp không khí nhiên liệu có hiệu quả :
Ở chế hòa khí dòng không khí bị thu hẹp lại bằng họng khuếch tán đề tăng tốc độ dòng khí, tạo nên độ chân không bên dưới họng khuếch tán Đó là nguyên nhân hỗn hợp không khí nhiên liệu hút vào trong xi lanh trong hành trình đi xuống của pittông Tuy nhiên họng khuếch tán làm hẹp làm cản trở đòng khí nạp và đó là
nhược điểm của động cơ Mặt khác ở EFI một áp suất xấp xỉ 2+3 kg/cm? luôn được
cung cấp đến động cơ đề nâng cao khả năng phun sương của hỗn hợp không khí nhiên liệu do vậy không cần có họng khuếch tán Cũng như có thể làm đường ống nạp nhỏ hơn nên có thể lợi dụng quán tính của đòng khí nạp hỗn hợp không khí
nhiên liệu tốt hơn
Có thể tóm gọn như sau: Ưu điểm:
Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ hơn vì đảm bảo chính xác hệ số dư lượng
Trang 30Công suất lít cao hơn với hệ số nạp lớn hơn: luôn đảm bảo góc đánh lửa và
thành phần hòa khí tối ưu
Ở các chế độ chuyển tiếp động cơ hoạt động tốt hơn, đảm bảo chạy không tải ồn định hơn
Khí thải ít độc hơn vì thành phần hòa khí được đảm bảo chính xác tối ưu đối với mọi chế độ hoạt động, chất lượng cháy tốt hơn kết hợp với sử lý khí thải trên đường thải
Hoạt động tốt trong mọi mọi điều kiện thời tiết, địa hình hoạt động, không phụ thuộc vào tư thế của xe
Có khả năng sử dụng các hệ thống và thiết bị tự chan dodn Nhược điểm:
Cấu tạo phức tạp, có yêu cầu khắt khe về chất lượng lọc sạch nhiên liệu và
không khí Bảo dưỡng sửa chữa cần có trình độ chuyên môn cao
Giá thành cao
Trang 312 Giới thiệu động cơ G6EA-GSL2.7 2.1 Giới thiéu chung vé xe Santa Fe
Ơ tơ Santa Fe (hình 2.1) là xe dòng xe du lịch 7 chỗ, có nhiều phiên bản cho người sử dụng lựa chọn như: Santa Fe được trang bị động cơ diesel 4 xi-lanh, dong xe trang bị động cơ xăng Vó, phiên bản Hybrid cua Santa Fe Ngoài ra người dùng còn có thể lựa chọn giữa phiên bản số tự động hay số sàn, một cầu chủ động hay bốn bánh dẫn động toàn thời gian
Hình 2.1 Hình dáng ngồi của ơ tơ Santafe
Bảng 2.1 Các thông số chung của xe
Thông số kỹ thuật của xe Santafe 2.7 phun xăng điện tử: Loại xe 2 câu, 4 cửa bên và | cura nang phía sau Dx Rx C (toan bd) Mm 4.650 x 1.890 x 1.725 Dx Rx C (néi that) Mm 2.750 x 1.555 x 1.200 Chiêu dài cơ sở Mm | 2.700 Khoảng sáng gâm xe Mm |203
Khoảng cách giữa 2 vêt bánh xe | Mm 1.615 / 1.620 (Trước/sau) Bán kính quay vòng tôi thiêu M 5.45
Khả năng lội sâu Mm 500
Trọng lượng không tải Kg 1.996
Trọng lượng toàn tải Kg 2.496
Trang 32
Hệ thông treo Trước | Kiêu Mcpherson với thanh cân băng Sau Thanh xoắn ETA với thanh cân bằng Hệ thông phanh Trước | Đĩa tự làm mát 16”
Sau Dia 11”
ABS 4 cảm biên Bocsh ABS voi EDB
2.2 Đặc điểm tổng quát của động cơ G6EA-GSL2.7
Động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe của hãng Hyundai là động cơ xăng thế hệ mới, gồm 6 xylanh hình chữ V, dung tích xylanh 2.7 lít, sử dụng trục cam kép DOHC 24 xupáp dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ
thống van nạp biến thiên thông minh CVVT
Động cơ có công suất cực đại đạt 185/6.000 vòng phút, hệ thống đánh lửa điều khiển trực tiếp bằng điện tử và hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng ECM
Bảng 2.2 Các thông số của động cơ G6EA-GSL2.7 Động cơ Kiểu V DOHC Sô xilanh 6 Thứ tự làm việc 2-3-4-5-6-1
Dung tich xy lanh (cc) 2.6555
Duong kinh xy lanh (mm) 96
Hành trình của piston (mm) 75
Đường kính pistion 96
Ty so nén 10.4
Tiêu chuân khí xả Euro 2
Công suât lớn nhât (HP/Vph) 185/6.000 Mômen xoăn lớn nhât (Kgm/vph) 25,3/4000
Trang 33Thời đểm | Nạp Đóng 60°~ 0° phối khí Mở 46° Xa Dong 10° Hình 2-2 Dong co G6EA-GSL2.7
2.2.1 Cdu tao mét số chỉ tiết và cơ cấu chính
Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm Than máy có cấu tạo như những động cơ cô điền, lốc máy đước đúc bằng hợp kim cứng có gân tăng cứng nhằm tăng độ cứng vửng của động cơ
Pitons được chế tạo bằng hợp kim nhôm, đỉnh piton cấu tạo có dạng lõm Đường kính tiêu chuẩn 87®° [mm] Chốt piston có đường kính 21@ %9 mm
Xécmăng: có 3 xécmăng loại có ứng suât thâp xecmăng khí sô 1, secmang khí số 2 được mạ crôm và Sécmăng dầu
Trang 34
Hình 2-3 Một số chỉ tiết động cơ G6EA-GSL2.7 1 Xecmăng; 2 Piston; 3 Chốt piston; 4 Thanh truyén
Trang 35
Hình 2-4 kết cấu pitons động cơ G6EA-GSL2.7_
Đỉnh piston có dạng lõm, động cơ làm việc đâu piston nhận phân lớn nhiệt lượng do khí cháy truyền cho nó (khoảng 70 + 80%) và nhiệt lượng này truyền vào xécmăng thông qua rãnh xécmăng, rồi đến nước làm mát động cơ Ngoài ra trong quá trình làm việc piston còn được làm mát bằng cách phun dầu vào phía dưới đỉnh piston
Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh,
là nơi chịu lực ngang N và là nơi đề bố trí bệ chốt piston Trên bệ chốt có các gân
để tăng độ cứng vững
Chân piston có dạng vành đai đề tăng độ cứng vững cho piston Trên chân piston người ta cắt bỏ một phần khối lượng nhằm giảm lực quán tính cho piston nhưng không ảnh hưởng đến độ cứng vững của nó
Chốt pIston là chi tiết ding dé nối pIston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền lực khí thể từ piston qua thanh truyền dé lam quay trục khuỷu Trong quá trình làm
việc chốt piston chiu luc khi thé va luc quan tinh rất lớn, các lực này thay đổi theo
chu kỳ và có tính chất va đập mạnh Đường kính chốt piston có dạng hình trụ rỗng Chốt piston được lắp với piston và đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp tự do Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thanh truyền và trên bệ chót piston có lỗ đề đưa dầu vào bôi trơn chốt piston
Xécmăng khí được lắp trên đầu piston có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy từ buồng cháy lọt xuống cácte Trong động cơ, khí cháy có thể lọt xuống cácte theo ba đường : Qua khe hở giữa mặt xylanh và mặt công tác (mặt lưng xécmăng) ; qua khe hở giữa xécmăng và rãnh xécmăng; qua khe hở phần miệng xécmăng Xécmăng dâu có nhiệm vụ ngăn dâu bôi trơn sục lên buông cháy,
Trang 36và gạt dầu bám trên vách xylanh trở về cácte, ngoài ra khi gạt dầu xécmăng dầu cũng phân bó đều trên bề mặt xylanh một lớp dầu mỏng Điều kiện làm việc của
xécmăng rất khắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao, ma sát mài mòn nhiều và
chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu nhờn
Thanh truyền được đúc bằng thép hợp kim có đường kính đầu to G629 [mm]; đường kớnh u nh đ4Đ'*' [mm]
Hình 2-5 Đầu to thanh truyền động cơ G6EA-GSL2.7
Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to được chia thành hai nửa,
nhằm giảm kích thước đầu to thanh truyền mà vẫn tăng được đường kính chốt
khuỷu, nửa trên đúc liền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh
truyền Hai nửa này được liên kết với nhau bằng bulông thanh truyền
Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu, bạc lót đầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa, khi bạc lót bị mòn thì được thay thế bằng bạc lót mới Trên bạc lót có lỗ và rãnh đề dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay, khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to
Thanh truyền làm bằng thép có độ bền cao, giữa hai nắp thanh truyền có chốt định vị để tăng tính ồn định khi lắp ráp
Bạc thanh truyền chế tạo bằng nhôm, trên bạc có vấu định vị tăng tính ồn định khi lắp ráp
Trục khuỷu động cơ G6EA-GSL2.7 là dạng trục khuyu dành cho động cơ 6 xylanh theo kiểu V Có kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ chính xác rất cao Đường kính cổ biên ®58'° 2° [mm]; đường kính cổ khuỷyu ®64“'“Š [mm]
Trang 37
Hình 2-6 Trục khuyu động cơ G6EA-GSL2.7
1: Phớt dầu, 2: Vỏ bọc phớt, 3,5: Bạc, 4: Má khuỷu 6: Đề cổ trục
Cơ cấu phân phối khí của động cơ G6EA-GSL2.7 được điều khiển bằng những tín hiệu gởi về ECM
Trang 392.2.2 Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7 là hệ thống phun nhiên liệu có
sự điều khiển của khối điện tử ECM Hệ thống nhiên liệu của động cơ kết hợp với
hệ thống đánh lửa đề tạo cho hỗn hợp cháy trong động cơ được tối ưu hơn
Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử của động cơ G6EA-GSL2.7 là hệ thống phun xăng loại L_Jectronic với chế độ phun đa điểm
Hệ thống phun xăng cấu tạo từ các nhóm cơ bản, mỗi nhóm có nhiệm vụ khác nhau như: 6 Hệ thống cung cấp o_ Hệ thống xả khí o_ Hệ thống điều khiển cấp nhiên liệu bằng sự điều chỉnh của khối vi mạch
Hệ thống cung cấp làm nhiệm vụ hút, lọc không khí và nhiên liệu vào đường nạp của động cơ, bao gồm: hệ thống cung cấp không khí và hệ thông cung cấp nhiên liệu
Hệ thống xả khí có nhiệm vụ dẫn khí cháy thải ra ngoài, làm giảm tiếng ồn do động cơ gây ra và kiểm soát nồng độ ôxy có trong khí xả đồng thời làm giảm mức độ ô nhiễm của khí xả gây ra bằng bộ xúc tác ba chức năng
Trang 402
—~—
OUTPUT | INPUT
6
Hinh 2-8 So dé nguyén lý hệ thống cung cấp và điều khiển của động G6EA-GSL2.7 1 Rơle bơm nhiên liệu; 2 Các tín hiệu vào ECM; 3 Bộ ồn định áp suất; 4 Bơm nhiên liệu; 5 Bình xăng; 6 Bộ xúc tác khí thải; 7 Cảm biến trục khuyu; 8 Bugi; 9
Kim phun; 10 Bobin đánh lửa; I1 Chìa khóa khởi động; 12 Rơle chính; 13 Cảm biến áp suất khí nạp; 14 Môtơ; 15 Lọc khí; 16 Lọc nhiên liệu; 17 Cảm biến trục cam; 18 Cảm biến Oxi; 19 Cảm biến kích nổ; 20 Hộp kim loại; 21 Van 2 chiều;
22 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp * Nguyên lý hoạt động:
Khi bật chìa khóa để khởi động động cơ, dòng điện tác động đến công tắc nhiệt (Main Relay) Lúc này trong mạch có dòng điện cấp từ ắcquy đến ECM ECM nhận tín hiệu điện áp này gởi tới bơm, lúc này bơm sẽ hoạt động Hệ thống nạp gid
của động cơ sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến này hoạt động dựa trên