LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh mang lại lợi ích rất to lớn cho con người cả về vật chất lẫn tinh thần Để nâng cao đời sông của nhân dân và hòa nhập với sự phát triển chung của đất nước trong khu vực khác trên thế giới Nhà nước ta đây mạnh công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Một trong những mục tiêu đặt ra là phát triển ngành công nghiệp cơ khí ôtô Ngành công nghiệp cơ khí ôtô đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của
toàn xã hội về giải quyết việc làm, thúc đây nên kinh tế quốc dân Trong những thập niên gần đây sự phát triển mạnh mẽ của nên kinh tế, nhu cầu vận chuyển
hàng hóa và nhu cầu đi lại ngày càng cao Mạng lưới giao thông phát triển nhanh phương tiện giao thông đi lại bằng ôtô ngày càng chiếm vị trí quan trọng và
không thê thiếu được đối với xã hội
Là sinh viên của Khoa Công Nghệ Ơtơ chúng em được trang bị những kiến thức cơ bản về ngành cơ khí ôtô Mặc dù còn một năm nữa chúng em mới ra trường nhưng khi được nhận đồ án về chuyên ngành mình theo học, tập thể lớp cũng như cá nhân em cảm thấy rất vui Nó sẽ trang bị thêm và bỗ trợ những kiến
thức chung em vừa được học dé tiép tục cố gang hơn nữa trong học tập sau này
ra trường đóng góp cho sự phát triển ngành công nghiệp ôtô nước nhà, cho bản thân cho gia đình và cho toàn xã hội
Em nhận được đề tài: Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI ` Đây là
Trang 2lý thuyết trên lớp và thực hành xưởng và là nền táng quan trong để năm sau em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hy vọng dưới sự chỉ đạo của thầy giáo hướng dẫn giúp em nắm vững về hệ thống này cũng như hoàn thành tốt đồ án
Chương lI Tông quan về hệ thông phun xăng
điện tử EFI
I Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tir EFI I.1 EFI 1a gi
Chữ EFI ở phía sau thân của các ôtô đời mới và trên động cơ là chữ viết tắt của Electronic Fuel Injection, có nghĩa là hệ thông điều khiển bằng điện tử Hệ thống này cung cấp hỗn hợp khí cho động cơ một cách hoàn háo Tuy nhiên, tùy
theo chế độ làm việc của ôtô, EFI thay đổi tỷ lệ khí — nhiên liệu để luôn cung cấp cho động cơ một hỗn hợp khí tối ưu Cụ thê ở chế độ khởi động trong thời tiết
lạnh giá, hỗn hợp khí được cung cấp giàu xăng, sau khi động cơ đã được nhiệt độ vận hành, hỗn hợp khí sẽ nghèo xăng hơn Ở chế độ cao tốc lại được cung cấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại
Ơtơ sử dụng một trong hai thiết bị hay hệ thống để cung cấp hỗn hợp khí-nhiên liệu với một tỷ lệ chính xác đến các xylanh của động cơ tại tất cả các dải tốc độ; một bộ chế hòa khí hay hệ thống EFI (phun xăng điện tử) Cả hai hệ thông đo
Trang 3cung cấp một tỷ lệ nhiên liệu và không thích hợp đến các xylanh phụ thuộc vào
lượng khí nạp
Do kết câu của hòa khí khá đơn giản, nó đã được sử dụng trên hầu hết các động cơ xăng trước đây Mặc dù vậy, để đáp ứng các nhu cầu hiện nay về khí xả sạch
hơn, tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, cải thiện khả năng tải , bộ chế hòa khí
ngày nay phải được lắp đặt các thiết bị hiệu chỉnh khác nhau, làm cho nó trở
thành một hệ thống phức tạp hơn
Trang 4| ;
— | ry ; Cam hiến vi tri bué
am ben Vi tri DUG ga ¬ or
| Ac quy a = , g EFI ECU — — ay C—Th Máy khởi động | i 31 | = — ` EE eS eS — ; vã Tf Dém chain ga s1? | Cam bién nhiét | I = k | i if Ỹ Ú } ———_ 5 ———————————-——-x>— ! i =o | ‡ ZA độ khí nạp = L— | = ‘t + | _ Khoang — TT > ì BỊ _ | c+== na: —= a Sn, Ƒ nạp khí
I< aT} Cảm biến 1 Van khí | fe Ti | Vai phun
>SII + lưu lượng | TT.“ : — =————— l.hí nạp Loe gid | khởi động oH lanh ¬ F— ị Ị fie [7W phun | | củ foe | = i iy - , } % : Fe Ề a z Role mo iCudn danh lita PO ae ESS PR | mach Ỉ | ——| iy | : > iy | | Bom xing ee ea ẮẦ YF] wo =, —_- Cam biénnong 2) 1 | h„ | dé oxy — Hà —— P to đai ` i ie aa SS | ase f Công tác định thời vòi “A aa ga xà ~~ Cam bien nhiét dé Cầm biên nhiệt độ nước — Bình nhiên liêu TS ; 7 "phun khởi động lạnh Hình 1.1 Hệ thống EFI điển hình 1.2 Lịch sử phát triển
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ- ông Stevan-đã nghĩ ra cách phun nhiên
liệu cho một máy khí nén Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buông cháy nhưng không mang lại hiệu quả Đầu thế kỷ 20, người
Trang 5này nhiên liệu được phun trực tiếp vào trước supap hút nên có tên gọi là K-
Jetronic (K-Konstan- liên tục, Jetronic- phun) K-Jetronic được đưa vào sản xuất
và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho
việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE-Jetronic, Mono-Jetronic, L-Jetronic, Motronic
Do hệ thống phun xăng cơ khí còn nhiêu nhược điểm nên đầu những năm 80,
BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiến bằng điện Có hai loại: hệ thống L- Jetromc ( lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp ) và D-Jetronic ( lượng nhiên liệu được xác định dựa
vào áp suất trên đường ống nạp)
Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ
thống phun xăng L-Jetronic và D-Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ 4A-ELU) Đến những năm 1987, hãng Nissan dùng L-Jetronic thay bộ chế hòa khí của xe Nissan Sunny
Việc điều khiến EFI co thé được chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về phương pháp dùng đề xác định lượng nhiên liệu phun
Một là loại mạch tương tự, loại này diéu kién lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp và phóng một tụ điện Loại khác là loại điều khiển bằng vi xử lý,
loại này sử dụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó Loại điều khiến bằng vi
xử lý được bắt đầu sử dụng vào năm 1983
Loại hệ thống EFI điều khiến bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe của
TOYOTA goi la TCCS ( TOYOTA Computer Controled System- Hé thong diéu khiển bằng máy tính của TOYOTA), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn bao gồm ESA ( Electronic Spark Advance- Đánh lửa sớm điện tử ) để điều
Trang 6) và các hệ thông điều khiến khác cũng như chức năng chuẩn đoán và dự phòng Hai hệ thống này có thê được phân loại như sau: EFTI (loại mạch tương tự) _| EFI (loại điều khiển bằng bộ vi xử lý) EHVTKHUHHE HÍ ESA điêu khiên động cơ F† IS€ “| Tees _| Chân đoán Dự phòng = | Hệ thống khác II Khái quát về hệ thống phun xăng dién tir EFI IL1I Khái nệm
Hệ thống phun xăng điện tử là hệ thống cung cấp xăng dung vòi phun xăng phun cưỡng bức bằng thiết bị điều khiên điện tử ( EFI- Electronic Fuel Injection
) Hệ thống phun xăng điện tử EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng khác nhau của động cơ và điều kiện chạy xe Và ECU động cơ tính
Trang 7Cảm biến — 1 ID áp suất đường? : : _ Ong nap =i_=4 a § Cảm biến lưu lượng khíinạp — Vòi phun Cảm biến vị trí trục cam II Cảm biến
Oxy Cam bien
N oxy Cảm biến nhiệt độ nước Cảm biến vị trí trục khuỷu I2 Ưu, nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử EFI 11.2.1 Uu diém
Hệ thống phun xăng có nhiều ưu điểm hơn bộ chế hòa khí là:
1) Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức nhỏ
2) Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu
hướng kích nỗ bởi hòa khí loãng hơn
3) Động cơ chạy không tải êm dịa hơn
4) Tiết kiệm nhiên liệu nhờ đều khiến được lượng xăng chính xác, bốc hơi
tốt, phân phối xăng đồng đều
53) Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí lỗng
6) Mơmen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, xây
Trang 87) Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không khí có họng
khuếch tán gây cản trở như động cơ chế hòa khí
8) Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến cánh
bướm gió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh
9) Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơn tốt hơn lại được phun vào xylanh
tận nơi
10) Đạt được tỷ lệ hòa khí dễ dàng và tỷ lệ hòa khí tối ưu cho động cơ 11) Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều
kiện vận hành
12) Giảm bớt được các hệ thông chỗng ô nhiễm môi trường
I.2.1 nhược điểm
Nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử so với chế hòa khí là: để hoạt
động bình thường, EEI cần rất nhiều thông số như góc quay và tốc độ trục
khuỷu, lưu lượng khí nạp, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, tỷ lệ hỗn hợp, nồng độ oxy ở khí thai Nhitmg số liệu này được thu thập từ các cảm biến
đặt khắp nơi trong động cơ Chẳng hạn như cảm biến phát hiện nồng độ oxy dư trong khí thải quá lớn, bộ điều khiến trung tâm (ECU) sẽ ra lệnh cho hệ thông bươm xăng ít đi, để sao cho nhiên liệu luôn cháy hết Do cân quá nhiều thông số
để tôi ưu hóa quá trình phưn nhiên liệu nên EFEI rất dễ gặp sự cố Chỉ cần một
cảm biến nào đó hoạt động không bình thường, gửi sai thông tin sẽ ảnh hưởng
tới toàn bộ hệ thống Nếu cảm biến “chết” hoặc thiết bị nào đó hỏng, thông số mà nó chịu trách nhiệm sẽ không tồn tại và ECU sẽ báo lỗi lên đồng hồ “ check
Trang 9Ngoài ra trong quá trình phun, nếu chất lượng nhiên liệu không tốt, bộ lọc làm
việc không hiệu quả sẽ rất dễ dẫn tới kim phun bị tắc, đống cặn Khi kim bị tắc,
lượong xăng cung cấp không đủ theo nhu cầu thực tế nên xe yếu và thường xuyên chết máy Những yếu tố khác ảnh hưởng tới hoạt động của kim phun con có thể dòng điện không đáp ứng yêu câu
I.2.3 Biện pháp khắc phục nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử EEI
Đề cho hệ thống phun xăng điện tử hoạt động có hiệu quả cần có những biện pháp sau đây: thứ nhất là phải kiểm tra các cảm biến của hệ thống thường xuyên
như cảm biến nhiệt độ, cảm biến vị trí bướm ga, bảo đảm cho các cảm biến này vẫn còn hoạt động bình thường và không bị lỗi Và khi phát hiện một bộ phận
cảm biến nào đó bị hỏng thì cần phải đem ngay đến trạm bảo dưỡng để kịp thời giải quyết cũng nhằm tránh những tai nạn đáng tiếc xảy ra
Thứ hai là với điều kiện tiêu chuẩn nhiên liệu xăng ở việt nam vẫn còn thập nên việc sử dụng xe cộ dùng hệ thông phun xăng điện tử gặp rất nhiều khó khăn và
hay bị hư hỏng Chất lượng xăng ở việt nam còn rất nhiều cặn dẫn đến trong quá
trình phun xăng bộ lọc làm không tốt hiệu quả sẽ dẫn đến kim phun bị tắc và đồng cặn Làm cho hiệu suất động cơ thấp, không hiệu quá và ảnh hưởng tới tốn
nhiên liệu cũng như làm sản sinh ra công cho động cơ kém
Chương II Sơ đô cấu tạo và nguyên lý hoạt
Trang 10Hệ thống phun xăng điện tử EFEI có thể được chia thành ba hệ thống: hệ thống nhiên liệu, hệ thống nạp khí và hệ thống điều khiển điện tử EFI cũng có
thể được chia thành điều khiển phun nhiên liệu cơ bản và điều khiển hiệu chỉnh
Ba hệ thống này sẽ được mô tá chỉ tiết sau đây He thong dieu He thong Hệ thống F1 = ", a - + ˆ + 1 TT] em + 3 - ¬1 eT 5 ˆ a i= a5 | khiên điệntử |' ' nhiên liêu || nap khi | | | | Ld I - | |
| Công tắc định thổi vai ta bị |
phun khởi động lạnh | | Nhiền liệu | | Loe gid |
| |
3 a nhị |
| |
| i ae ‘ 7 : | | | | tl tee » i th |
cam men Ï 3Ì lB8äiahMiiliu | ¡ |Cämbiển lưu lương giỏ |
| Cẩm hiến nhiệt độ nước ee i bo
| Cảm biến nhiệt độ khímp | | | 1 | |
| Cẩm hiến pect vị trí butém ga ae i | Ẽ Ị : Ị
| Tín hiệu khởi động |1 ee SỐ | | [C8 hong gis |
| Tín hiệu cẩm biến ơxy () | đị |Pgenimenien | | Van khí phu| | | | | | I | | | I I | | 1 | [1 Ị | [Tin bigu dint Iva] ! | *-/¥oi phun khéi déng lanh d = Khoang nap khi}-#—— | | bộ SỐ oor ! | 1 t | | oe ae | ! | | | 1
| = ECU Tin bith Các vải ee `.` - EP |
! Điễu khiển Lượng ea Lata stems ee Si iPhrta te = - “ee :
| ụ hun nhiên liệu : {*) Chỉ sử dung đ một s6 ôtô * 5 ots Ct33¿IšRH | i | | | | | | Cam bién lin luting khi ik Cảm nhắn lượng khí nạn | I Diéu khién phun co ban
Các thiết bị phun cơ bản duy trì một tỷ lệ tối ưu (gọi là tý lệ lý thuyết) của không khí và nhiên liệu hút vào trong các xylanh Để thực hiện được điều đó,
nếu có sự gia tăng lượng khí nạp, lượng nhiên liệu phun vào cũng phải gia tăng
tỷ lệ hoặc là nếu lượng khí nạp giảm xuống, lượng nhiên liệu phun ra cũng giảm
Trang 11loc aid Cam hiến lượng khi Cam nhä n lượng khỉ nap J ECU Biều khiển lượng phun co ban Tin biéu phun | Tắc đỏ động cơ
I.1 Dong không khí
Khi bướm ga mở ra, đòng không khí từ lọc gió đến các xylanh sẽ qua cảm biến lưu lượng gió, bướm ga và đường ống nạp Khi dòng không khí đi qua cảm biến
lưu lượng gió, nó sẽ ấn mở tâm do Lượng không khí được cảm nhận bằng độ
Trang 12Cảm biến Hình IIL2 Sơ đồ dòng không khí I2 Dòng nhiên liệu
Nhiên liệu được nén lại nhờ bơm nhiên liệu chạy bằng điện và chảy đến các vòi
phun qua bộ lọc Mỗi xylanh có một vòi phun, nhiên liệu được phun ra khi van điện từ của nó mở ngắt quãng Do bộ ồn định áp suất giữ cho áp suất nhiên liệu
không đôi nên lượng nhiên liệu phun ra được điều khiển bằng cách thay đôi
Trang 13Binh nhién liệu Loc nhién liéu —+ % t zt Bom nhiền liệu Ie le Vòi phun TA * Ï i ) nd -h Bộ ổ áp suất n dinh Hình II3 Sơ đồ dòng nhiên liệu L3 Cảm nhận khí nạp
Bướm ga điều khiển lượng khí nạp vào động cơ Bướm ga mở lớn thì lượng khí
lớn hơn sẽ được nạp vào các xylanh Khi tốc độ thấp, đòng khí nạp sẽ nhỏ và tâm đo chỉ mở ra một chút Vậy tốc độ cao và dải tải nặng, dòng khí sẽ lớn hơn và
Trang 14Tốc độ cao hay tải nặng IV Tốc độ thấp Hình II4 Lượng khí nạp ở các chế độ
I4 Điều khiến lượng phun cơ bản
Lượng không khí cảm nhận tại cảm biến đo lưu lượng gió được chuyển hóa
thành điện áp, điện áp này được gửi đến ECU như một tín hiệu
Tín hiệu đánh lửa sơ cấp theo số vòng quay động cơ cũng được gửi đến ECU từ
cuộn dây đánh lửa ECU sau đó tính toán bao nhiêu nhiên liệu cần cho lượng khí
đó và thông báo cho mỗi vòi phun băng thời gian mở van điện Khi van điện của
Trang 15Cam biển lưu lượng khí te Các vòi phun ¡Xã a? ~~ : " HN : —_ ofS a Se 9 if ee c _ - if | a cỗ đ—=“^——^ —* ST Luong khi na ap fpr +s “ L “EFI EC 'Ư Ta —m- a my i ĐI Bi coh eo a” ^ ^ 4 sini Hees vở = Tốc độ động cơ = Ext ? 1 ñ k3 io gar Yan “ h TY Cuốn đánh lứa kế
Hình I.Š ECU nhận các tín hiệu
L5 Thời điểm và khoảng thời gian phun
Tín hiệu từ cuộn đánh lửa chỉ thị số vòng quay của động cơ và làm cho tất cả các vòi phun sẽ đồng thời phun nhiên liệu tại mỗi vòng quay của trục khuýu
Động cơ bốn kỳ sẽ thực hiện các kỳ nạp, nén, nỗ, xả trong mỗi vòng quay của
Trang 16+ + = Khoảng thời gian cần thiết pn dạ nhân - “_ 8E Lf | soo ch Và † Ũ | Nén NO " Xu Nap | pox Một chu kỳ: >I
Hình II.6 Thời điểm và thời gian phun
Khoảng thời gian của mỗi lần phun chỉ cần một nửa yêu câu, đo vậy nỗ phun hai
lần để cung cấp một lượng nhiên liệu chính xác cho quá trình cháy củ một chu
trình
Kết luận
Tùy theo tốc độ cơ và lượng khí nạp đo được tại cảm biến lưu lượng khí ECU
sẽ thông báo cho các vòi phun bao nhiêu nhiên liệu cần phun và hỗn hợp khí — nhiên liệu được tạo ra bên trong đường ống nạp Khái niệm “ lượng phun co
Trang 17Lọc mhiên liệu Bình x , Bộ On Bom lưu lượng |r> Vòi phun Lọc gió \- điện 1 ACCU [ EFI ECU i
Cuộn đănh lửa
Hình II7 Sơ đồ tông quát
II Điều khiển hiệu chỉnh
Như vậy, hoạt động cơ bản của các thiết bị cần cho việc tạo ra hỗn hợp khí-
nhiên liệu lý thuyết đã được mô tả Tuy nhiên, động cơ sẽ không hoạt động tốt
chỉ với lượng phun cơ bản Đó là bởi vì động cơ phải vận hành dưới nhiều chế độ và do đó nó cần có một vài thiết bị hiệu chỉnh đề tỷ lệ khí-nhiên liệu tùy theo
chế độ khác nhau này Ví dụ, khi động cơ còn năng dưới tải nặng, cần có hỗn
Trang 18phun Phương pháp khác là các thiết bị phụ trợ sẽ thực hiện cùng một chức năng
mà không liên quan tới ECU IILI Hiệu chỉnh
Rất nhiều thông tin về các chế độ hoạt động của động cơ ( ví dụ: nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp ) được chuyển đến ECU từ các cảm biến để thêm vào thông tin về lượng khí nạp từ cảm biến lưu lượng khí và tốc độ động cơ từ cuộn đánh lửa ECU sẽ tăng lượng nhiện liệu dựa trên các thong tin này Nói một cách khác, thậm chí lượng khí nạp không đổi, thì lượng nhiên liệu do các vòi
Trang 19Mục đích của vòi phun khởi động lạnh là cải tiến tính năng khởi động động co
lạnh Khởi động một động cơ lạnh cần có nhiều nhiên liệu và hỗn hợp đậm hơn
Đó chỉ là khi động cơ còn lạnh và đang quay bởi máy khởi động, khi đó vòi phun
khởi động lạnh sẽ phun nhiên liệu dé lam đậm hỗn hợp Nói theo một cách khác, trong khi khởi động động cơ lạnh, nhiên liệu được cung cấp bằng cả vòi phun chính và vòi phun khởi động lạnh
Theo cách này, tỷ lệ nhiên liệu so với không khí tăng lên nhờ vào lượng phun
nhiên liệu từ vòi phun khởi động lạnh, tạo nên hỗn hợp đậm hơn Vòi phun khởi
động lạnh là một van điện tử sử dụng nguồn năng lượng cua accu dé mở và đóng van bên trong và phun nhiên liệu Để tránh cho hỗn hợp quá đậm, khoảng thời
gian phun được điều khiến băng một công tắc định thời gian bao gồm một phần
Trang 20F—~ “ Nhiên liệu Vòi phun khởi động lạnh SE 7 FT an \ Công tắc định thời =t — } 3
Vai oh vòi phun khởi động ¬— OF Pe Vòi phun khởi ni ¬ te Ặ động lạnh — _: pS Yan khi phu ake \ wm ¬ o v 7 = Đ & ĐỘNG CƠ LẠNH Kế: — ra | EFI ECU »> Oo 2 3 F—~S© Nhiên liệu “_ Vòi phun — DONG CO NONG Hình II.9 Hoạt động của vòi phun khởi động lạnh Van khí phụ
Khi nhiệt độ còn thấp van khí phụ sẽ tăng tốc độ không tải của động cơ đến chế độ không tải nhanh Khi động cơ còn lạnh, thậm chí nếu bướm ga dong, khong
khí nạp vào động cơ qua van khí phụ Lượng không khí đi qua van khí phụ sẽ
thay đổi theo nhiệt độ Khi nhiệt độ thấp, van khí phụ mở hoàn toàn cho phép
Trang 21Cảm biến lưu lượng khí Cắm biến lưu lượng khí | — Bướm øa | \ Bướm øa i ` i ) Van mo Van dong Nước làm mát Nước làm mất ĐỘNG CƠ LẠNH ĐỘNG CƠ NÓNG
Hình III0 Hoạt động của van khí phụ
Khi nhiệt độ tăng lên, van sẽ đóng dân lại cho đến khi động cơ đạt được nhiệt độ hoạt động bình thường, nó sẽ đóng hoàn toàn dé cat dong khi Tốc độ không tải nhanh tỷ lệ lượng khí đi qua van khí phụ Nó sẽ cao khi nhiệt độ thấp và giảm đến tốc độ không tải khi nhiệt độ tăng lên
Việc đóng và mở van khí phụ được điều chỉnh ở bên trong bằng một van giãn
nở nhiệt tùy theo nhiệt đọ nước làm mát động cơ
Chương II phân tích đặc điểm kết câu của hệ
thông phun xang dién tu EFI
I Hé thong nhién liéu
Trang 22Bình nhiễn liệu
Bé giam rung déng
=
Ông phân phối 1
Vài phun at!
ae, es wee ee Leer Boi nhién liéu
Vài phún khởi động lạnh
Bộ ổn định áp suất Lọc nhiên liệu
Hình HILI VỊ trí các bộ phận của hệ thông nhiên liệu trên ôtô L1.1 Bình nhiên liệu
Đây là nơi dùng đê chứa nhiên liệu, nó có nhiêu ngăn khác nhau và cũng là nơi
đặt bơm nhiên liệu 1.1.2 Bơm nhiên liệu
Có hai loại bơm nhiên liệu, loại trong bình và loại trên đường ống Hai loại bơm nhiên liệu này cũng được gọi là loại ướt, do môtơ được gan liền với bơm và phần bên trong của bơm được điền đây nhiên liêu Ở đây ta đi tìm hiểu loại bơm
Trang 23Van an toàn Van an toan Chéi than Roto _RÊN- ` Mô tơ ——m” ——: tra mỉm mm Stato= Cánh bơm ——._ i x- 4 oi ht - —i by te 4 St oe 2 ae” _ be see ree ho, F — ' Fae wes Ww sae oe Aa as oat Ẳ E Lj Pee Vo bươin Lưới lọc z° Nap bom Hình IIIL2 Bơm nhiên liệu loại trong bình 1.1.2.1 Kết cầu bơm
Bơm được lắp bên trong bình xăng So với loại bơm trên đường ống, loại này
có độ ôn thấp Một bơm tuabin, với đặc điểm là độ rung động nhiên liệu khi bơm nhỏ được sử dụng
Loại bơm này bao gdm môtơ và bơm, với một van một chiều, van an toàn va cũng có bộ lọc gắn liền thành một khối
Trang 24rR She! of Seats ) fa i ự i ae TẾ xả N ì is Cua ra / SY Fy ee : ⁄ | Lusi loc Canh bom
Hình HIL3 Bom tuabin
Bơm tuabin bao gồm một hoặc hai cánh được dẫn động bằng môtơ, vỏ và nắp
bơm tạo thành bộ bơm Khi môtơ quay, các cánh bơm sẽ quay cùng với nó Các cánh gạt bố trí dọc chu vi bên ngoài của cánh bơm dé đưa nhiên liệu từ cửa vào đến cửa ra
Nhiên liệu bơm từ cửa ra đi qua môtơ và được bơm ra từ bơm qua van một
chiều
Van an toàn
Van an toàn mở khi ấp suất bơm ra đạt sap xi 3,5 — 6 Kef/cem’, và nhiên liệu có
áp suất cao quay trở về bình xăng Van an tồn ngăn khơng cho áp suất nhiên
liệu vượt quá mức này
Van một chiều
Van một chiều đóng khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động Van một chiêu và bộ
ôn áp đều làm việc để duy trì áp suất dư trong hệ thống nhiên liệu khi động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại
Nếu không có áp suất dư, khóa hơi có thể dễ dàng xỷa ra tại nhiệt độ cao, gây
khó khăn khi khởi động lại động cơ
1.1.3 Ông dẫn nhiên liệu
Ông dẫn nhiên liệu được dùng để nối tất cả các thiết bị của hệ thông nhiên liệu
lại với nhau, khi hệ thống nhiên liệu hoạt động thì nhiên liệu sẽ chạy trong ỗng
Trang 25Lọc nhiên liệu lọc tât cả các chât bân và tạp chât ra khỏi nhiên liệu Nó được
lắp tại phía có áp suât cao của bơm nhiên liệu
Ra
Tt
Vao
Hinh III.4 Bộ lọc nhiên liệu I.1.5 Bộ giảm rung động # @ Tit bom nhiên liệu +
Hình IIH.S Bộ giảm rung động
Ap suat nhiên liệu được duy trì tại 2,55 hoặc 2,9 Kgfcm” tùy theo độ chân
Trang 26nhỏ trong áp suất đường ống do phun nhiên liệu Bộ giảm rung động có tác dụng hấp thụ các đao động băng một lớp màng
1.1.6 Ong phan phéi
Ong phân phối nhiên liệu là nơi đặt bộ giảm rung, bd ồn định áp suất và các vòi phun Tại đây nhiên liệu được phân phối đến từng vòi phun
I.1.7.a Vòi phun khởi động
Vòi phun khởi động lạnh được lắp ở trung tâm của khoang nạp khí và có chức
năng cải thiện tính khơi động của động cơ lạnh Lò xo SP mm Z TT | |“nhiên Phun ° m1 eget AM os A es — f7; liệu Pi(tông Lưới lọc
Hình II6 Cấu tạo của vòi phun khởi động lạnh
Vòi phun chỉ hoạt động khi đang quay động cơ ( khởi động) tại nhiệt độ nước
làm mát thấp Thêm vào đó, khoảng thời gian phun cực đại bị giới hạn băng công tắc định thời vòi phun khởi động đề ngăn hiện tượng ngẹt xăng (các bugi bị ướt) do sự phun liên tục của vòi phun khởi động gây ra
Khi khóa điện bật đến vị trí ST, dòng điện chạy qua cuộn dây và kéo pittông chống lại lực lò xo Do vậy, van sẽ mở và nhiên liệu sẽ chảy qua p1ttông đến đầu vòi phun
I.1.7.b Vòi phun chính
Vòi phun là một vòi phun hoạt động bằng điện tử, nó phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU Vòi phun được lắp vào đường ông nạp hay nap quy lat gan công nap cua nắp quy lát qua một tâm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối
Trang 27Khi cuộn dây nhận được tín hiệu từ ECU, quả van sẽ bị kéo lên chống lại sự
căng của lò xo Do van kim và quả van là cùng một khối nên van cũng bị kéo lên
tách khỏi đề của nó và nhiên liệu được phun ra theo hướng mũi tên như hình vẽ Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu Do hành trình của van kim là cỗ định, việc phun nhiên liệu diễn ra liên tục khi van kim không mở riặc nối Van kim = : i = - : ae TT pecan Voi phun Cuon day Hình HII.7 Hoạt động vòi phun 1.1.8 Xylanh
Xylanh là nơi tiếp nhận lượng nhiên liệu do các vòi phun phưn vào, sau đó tại
đây sẽ thực hiện các chu kỳ tiếp theo L1.9 Bộ ôn định á áp suất
Bộ ồn định áp suất là ôn định áp suất nhiên liệu đến các vòi phun Lượng phun nhiên liệu được điều khiển bằng chu kỳ của tín hiệu cung cấp đến các vòi phun Mặc dù vậy, do sự thay đổi độ chân không trong đường ông nạp, lượng phun nhiên liệu sẽ thay đôi một chút thậm chí nếu tín hiệu phun va ap suất không đôi Do đó, đề đạt được lượng nhiên liệu chính xác, tổng áp suất nhiên liệu A và độ chân không đường ô ông nạp B phải được duy trì tại 2,55 hay 2,9 Kgfcnổ
Nhiên liệu có áp suất từ ống phân phối sẽ ấn vào màng mở van Một phần nhiên liệu sẽ chảy ngược trở lại bình chứa qua đường ống hồi Lượng nhiên liệu
Trang 28Độ chân không của đường ống nạp được dẫn vào buông phía lò xo màng, làm giảm sức căng của lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi làm giảm áp suat Noi tom
lại, khi độ chân không của đường ông nạp tăng lên ( giảm áp), áp suất nhiên liệu
chỉ giảm tương ứng với sự giám áp suất đó Vì vậy tổng áp suất của nhiên liệu A và độ chân không đường nạp B được duy trì không đi Đến bình nhiên liệu | 2 Lo xo Áp suất nhiên liệu 2.55 or or 2.9 kgf/cmi2 em2 Áp suất đường nạp Đó chân không đường nạp Hình II.§ Bộ ỗn định áp suất
Van đóng lại bằng lò xo khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động Kết quá là van một chiều bên trong bơm nhiên liệu và van bên trong bộ ồn định áp suất duy trì áp suất dư trên đường ống nhiên liệu
1.1.10 Ong hồi nhiên liệu
Nhiên liệu thừa từ bộ ôn định áp suất sẽ theo ống này trở lại bình chứa
Trang 29x l.Bình xăng |,) 2.BomNL |,) 3 ng NL |,| 4.Loc NL L„| 5.Bộ giảm rung Ậ Ỳ 6.Ống phân phối 10.Ong hdi |, 9.Bộ ổn định áp suất |, Ỳ Ỳ Áp suất cao ` 7b.Các vòi phun 7a Vòi phun khởi động Áp suất thấp „ 6.Xylanh
Hình II.9 Sơ đồ khối của hệ thống nhiên liệu trên ôtô
Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm và đưa (đưới áp suất) qua lọc
nhiên liệu đến các vòi phun và vòi phun khởi động lạnh Bộ ồn định áp suất, điều
khiến áp suất của đường nhiên liệu (phía có áp suất cao) Nhiên liệu thừa được
đưa trở lại bình xăng qua ống ngoài
Bộ giảm rung động cơ có tác dụng hấp thụ các dao động nhỏ của áp suất nhiên liệu do sự phun nhiên liệu gây ra
Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào đường ỗng nạp tùy theo các tín hiệu phun
được bộ vi xử lý tính toán
Vòi phun khởi động lạnh nâng cao tính năng khởi động bằng cách phun nhiên
liệu vào khoang nạp khí chỉ khi nhiệt độ nước làm mát thấp II Hệ thống nạp khí
Trang 30Khoang khí nạp Am _ (Đường ống nạp) ae a: ⁄ Cổ họng gió a Ỉ ¡ (Van khí phụ) vo ‘ : j Jự ¬ Ống nối | \ i Ậ Cam biến đo lưu ; lượng khí
Hình III.I0 VỊ trí các bộ phận của hệ thống nạp khí trên ôtô
II.1.1 Loc gid
Loc gié sé loc cac bui ban trong khong khi bang lép màng lưới Gió sau khi
qua lọc sẽ đến bộ cảm biến đo lưu lượng khí IL.1.2 Cảm biến lưu lượng khí
Để xác định lượng khí nạp (lượng gió) đi vào xylanh, người ta sử dụng các loại cảm biến khác nhau, nhưng có thé phan lam hai loai: do luu lugng voi thé tich
dòng khí (cánh trượt, Karman ) và đo lưu lượng bằng khối lượng dòng khí (dây
nhiệt) Mục đích đề tài này là tìm hiểu một trong các loại đó là: cảm biến đo gi
dạng xoáy lốc — Karman Trong loại cảm biến này có hai loại là: Loại Karman quang và Karman siêu âm Trong phân này ta sẽ đi tìm hiểu loại Karman kiểu quang
Cau tao va nguyên lý hoạt động
Cảm biến karman quang có cầu tạo như trình bày trên hình vẽ dưới đây, bao
gồm một trụ đứng vai trò của bộ tạo dòng xoáy, được đặt ở giữa dòng khí nạp Khi dòng khí đi qua, sự xoáy lỗc sẽ được hình thành phía sau bộ tạo xoáy còn
Trang 311 Photo - transistor 3 | ` ETT 2 Đèn led Sg hen ` 5Š Gương (được trắng nhôm) mẽ SAS SN, sch 4 Mạch đếm dòng xoáy ig Sẽ a wii Š, Lưới ổn định | J ao }
6, Vat tao xoay 22212
7 Cẩm biến áp suất khí trời x
Š Dòng xoáy + `6 `1 h
5
Hình II.11 Bộ đo gió kiểu Karman quang
Các dòng xoáy Karman đi theo rãnh hướng làm rung một tâm gương mỏng được phủ nhôm làm thay đỗi hướng phản chiếu từ đèn LED đến photo-transistor Nhu vậy, tần số đóng mở của transistor sẽ thay đôi theo lưu lượng khí nạp Tần số ƒ được xác định theo công thức sau:
SV
Ia
V: van téc dong khi
d: đường kính ống
S: số Struhall (S=0.2 đôi với cảm biến này )
Căn cứ vào tần số ƒ ECU sẽ xác định thể tích không khí đi vào các xylanh, từ đó tính ra lượng xăng phun cần thiết
Khi lượng gió vào Ít, tâm gương rung ít và photo-transIstor sẽ đóng mở ở tần số
Trang 32Photo-Transistor
Pha Gương Gió vào Ít Lưu lượng gió Gió vào Bee, trung binh nhiéu Bộ tạo xoáy Hình II.12 Cấu tạo và dạng xung loại Karman IL.1.3 Ống nối
Ông nối dùng để nỗi giữa bộ cảm biến vị trí bướm ga với cô họng gió Ông nỗi
được làm bằng cao su
Trang 34Hình III.13 Kết cấu cô họng gió
Cô họng gid bao gdm bướm ga, nó điều khiển lượng khí nạp trong qua trình động cơ hoạt động bình thường và một khoang khí phụ, cho phép một lượng không khí nhỏ đi qua trong khi chạy không tải Một cảm biến vị trí bướm ga
cũng được lắp một van khí phụ loại nhiệt hay một bộ đệm bướm ga để làm cho
bướm ga không đóng đột ngột Nước làm mát được dẫn qua cô họng gió để ngăn không cho nó bị đóng băng tại thời tiết lạnh
Bướm ga đóng hoàn tồn khi chạy khơng tải Kết quả là dòng khí nạp vào sẽ đi qua khoang khí phụ vào trong khoang khí nạp Tốc độ không tái của động cơ có thé được điều chỉnh băng vít điều chỉnh lựong khí nạp đi qua khoang khí phụ:
xoay vít chỉnh tốc độ không tải (theo chiều kim đồng hô) sẽ làm giám dòng khí
phụ và làm giảm tốc độ không tải của động cơ, nớt lỏng vít chỉnh (xoay nó ngược chiều kim đồng hò) sẽ làm tăng lượng khí đi qua khoang khí phụ và tăng tốc độ không tải của động cơ
II.I.4.b Van khí phụ
Có hai loại van khí phụ để điều chỉnh tốc độ không tải khi động cơ còn lạnh Một là loại có thanh lưỡng kim, nó hoạt động bằng thanh lưỡng kim và cuộn dây say, còn loại kia là loại sáp, hoạt động bằng sự thay đôi của nhiệt độ làm mát Van khí phụ — {= { a Bướm ga Vít chỉnh tốc độ không tải Hình III.14 Cấu tạo van khí phụ
Loại van khí phụ này là một thiết bị không tải hoạt động bằng thanh lưỡng kim và cuộn dây sây đề nâng cao tốc độ đọng cơ khi nó còn lạnh
Trang 35không tải sẽ cao hơn một chút so với tốc độ bình thường (tốc độ không tải
nhanh)
Cuộn Đến khoang
`
Từ ông nối
Hình III.1S Hoạt động của van khí phụ tại tốc độ thấp
Sau khi động cơ đã khởi dộng, dòng điện bắt đâu chạy qua cuộn dây sây Do
thanh lưỡng kim bỊ nung nóng nên van chăn sẽ từ từ đóng lại và tôc độ động cơ
sẽ giảm xuông
II.1.5 Khoang khi nap
Do không khí hút vào trong các xylanh bị ngắt quãng nên sẽ xảy ra rung động trong khí nạp Rung động này sẽ làm cho tắm đo gió cửa của cảm biến lưu lượng
gid rung dong, két quả là không thể đo chính xác lượng khí nạp Do vậy, một
Trang 36khoang nạp khí
Đường nạp khí
Hình HI.1ó Khoang khí nạp loại liền
IL.1.6 Duong ống nap
Các đường éng nap sẽ dua không khí tới từng xylanh Tất cả những đường ống này được đúc trong một khối thống nhất
II.I.7 Xylanh động cơ
Gió từ các đường ống nạp sẽ vào xylanh, sau đó tại đây sẽ diễn ra quá trình hòa trộn và các quá trình tiếp theo
Sơ đồ về nguyên lý làm việc của hệ thông nạp khí
1 Loc 2.Cảm biến đo 3.Ống 4a.Cổ 5.Khoang Zid *Ì lưu lượng khí "' nối *' họng gió * nạp khí A 4b Van *' khí phụ Ỷ 7.Xylanh iy 6.Đường ống nạp
Hình II.17 Sơ đồ nạp khí trên ôtô
Trang 37Không khí từ lọc gió sẽ qua cảm biến đo lưu lượng gió và đây mở tấm đo gió trước khi vào khoang nạp khí Lượng khí nạp đi vào khoang nạp khí được xác định bằng độ mở của bướm ga Từ khoang nạp khí, không khí sẽ được phân phối đến từng đường ống nạp và hút vào trong buồng cháy Khi động cơ còn lạnh, van khí phụ mở cho phép không khí đi vào khoang nạp khí Không khí sẽ đi vào khoang nạp khí để tăng tốc độ không tải của động cơ (gọi là “tốc độ không tải nhanh”) thậm chí bướm ga con dong
II Hệ thống điều khiến diện tử
IH.I Hệ thông điêu khiên điện tử trên ôtô
Cảm biến vị trí bướm øa EFIECU : xa a : Role m6 mach a / / He "g \ 1 Công tắc định thời vòi phun khởi động " ant f i Ñ
Cam biến lưu ` YO
luong khi Cam biến nhiệt độ nước Role EFT chinh Hình II.1§ Vị trí các bộ phận của hệ thống điều khiến điện tử trên ôtô
Trang 38e Tín hiệu đánh lửa của động cơ (IG) e Role chinh
e Bo ECU
II.1.1 Cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cỗ họng gió (thân bướm ga) Cảm biến này sẽ biến đôi góc mở của bướm ga thành một tín hiệu điện áp và gửi nó đến ECU như là tín hiệu góc mở bướm øa Cực nối T
IDL Tiếp điểm trợ tải
Cực nổi Tiếp điểm động
Is | Tiếp điểm không tải
Trang 39Kết cầu
Cần quay (được bắt chặt với trục của bướm ga)
Cam dẫn hướng (dẫn động bang cam quay)
Tiếp điểm động (di chuyến đọc theo rãnh cam dẫn hướng) Tiếp điểm không tải (cực ra của tín hiệu)
Tiếp điểm trợ tải (cực ra của tín hiệu)
ah
bom
Hoạt động
Khi bướm ga ở vị trí đóng, tiếp điểm động và tiếp điểm không tải tiếp xúc với nhau báo cho ECU biết động cơ ở chế độ không tải Tín hiệu này cũng được dùng cho việc cắt nhiên liệu khi giảm tốc A: Góc mở hoàn toàn B: Góc mở bướm øa | { ' Bướm ga i
Hình III20 Tiếp điểm không tải bật
Tiêp điềm trợ tải
Khi bướm ga mở một góc khoảng 50° hay 60° (tùy theo động cơ) từ vị trí đóng tiếp động và tiếp điểm trợ tải tiếp xúcvới nhau và xác định chế độ trợ
tải
Trang 40ị | ứ L J7 7 —LẢ Bướm ga Bướm ga
Tiếp điểm trợ tải đóng Tiếp điểm trợ tải không đóng
Hình II.21 Tiếp điểm trợ tải đóng và không đóng
II.1.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW)
Cảm biến này nhận biết nhiệt độ của nước làm mát bằng một nhiệt điện trở
ở bên trong
Nhiên liệu sẽ bay hơi kém khi nhiệt độ thấp Vì vậy cần có một hỗn hợp
đậm hơn Vì lý do này, khi nhiệt độ nước làm mát thấp, điện trở của nhiệt
điện trở tăng lên và tín hiệu điện áp THW cao được đưa tới ECU
Dựa vào tín hiệu này, ECU sẽ tăng lượng nhiên liệu phun vào làm cải thiện
khả năng tải trong quá trình hoạt động của động cơ lạnh
Ngược lại, khi nhiệt độ nước làm mát cao, một tín hiệu điện áp THW được