Nghiên cứu hệ thống phun xăng gián tiếp EFI

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 sống của nhân dân và hòa nhập với sự phát triển chung của đất nước trong khu vực khác trên thế giới. Nhà nước ta đẩy 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 đẩy nền kinh tế quốc dân. Trong những thập niên gần đây sự phát triển mạnh mẽ của nền 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 thể thiếu được đối với xã hội. Là sinh viên của Khoa Kỹ thuật Ôtô và Máy động lực, chúng em được trang bị những kiến thức cơ bản về ngành cơ khí động lực. 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 bổ trợ những kiến thức chung em vừa được học để tiếp tục cố gắng 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 gián tiếp EFI `. Đây là một đề tài bổ ích mang tính thiết thực, giúp em hoàn thiện hơn trong việc kết hợp lý thuyết trên lớp và thực hành xưởng và là nền tảng 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.

Mục lục Lời nói đầu Tổng quan hệ thồng phun xăng điện tử EFI .11 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử động 1TR-FE 21 1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống đồng hồ đo xăng bơm; 4:Lọc Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trí trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17:Ống phân phối nhiên liệu; 18:Vòi phun; 19:Cảm biến kích nổ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy .21 Nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng điện tử 21 23 Hình 2.3: Kết cấu bơm xăng điện .23 1:Van chiều; 2:Van an toàn; 3:Chổi than; 4:Rôto; 5:Stato; 6,8:Vỏ bơm; 23 7,9:Cánh bơm; 10:Cửa xăng ra; 11:Cửa xăng vào .23 Nguyên lý làm việc: 23 Rôto (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc cánh bơm gạt nhiên liệu từ cửa vào (11) đến cửa (10) bơm, tạo độ chân không cửa vào nên hút nhiên liệu vào tạo áp suất cửa để đẩy nhiên liệu 23 Van an toàn (2) mở áp suất vượt áp suất giới hạn cho phép (khoảng kG/cm2) 23 Van chiều (1) có tác dụng động ngừng hoạt động Van chiều kết hợp với ổn định áp suất trì áp suất dư đường ống nhiên liệu động ngừng chạy, dễ dàng khởi động lại Nếu áp suất dư nhiên liệu dễ dàng bị hoá nhiệt độ cao gây khó khăn khởi động lại động 23 Ðiều khiển bơm nhiên liệu: 23 Bơm nhiên liệu hoạt động động chạy Ðiều tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động trường hợp khóa điện bật ON động chưa chạy Hiện có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu 23 Khi động quay khởi động 23 Dòng điện chạy qua cực ST2 khóa điện đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu ST) dòng diện chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA) 23 Khi tín hiệu STA tín hiệu NE truyền đến ECU, transitor công suất bật ON, dòng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (C/OPN), rơle mở mạch bật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu bơm hoạt động 24 Khi động khởi động 24 Sau động khởi động, khóa điện trở vị trí ON (cực IG2) từ vị trí Start cực (ST), tín hiệu NE phát (động nổ máy), ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu trì hoạt động 24 Khi động ngừng 24 Khi động ngừng, tín hiệu NE đến ECU động bị tắt Nó tắt Transistor, cắt dòng điện chạy đến cuộn dây rơle mở mạch Kết là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu 24 Hình 2.4: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu 24 1:Cầu chì dòng cao; 2,6,8,9:Cầu chì; 3,4,10:Rơ le; 5:Bơm; .24 7:Khóa điện; 11:Máy khởi động .24 Lọc nhiên liệu lọc tất chất bẩn tạp chất khác khỏi nhiên liệu Nó lắp phía có áp suất cao bơm nhiên liệu 25 Ưu điểm loại lọc thấm kiểu dùng giấy giá rẻ, lọc Tuy nhiên loại lọc có nhược điểm tuổi thọ thấp, chu kỳ thay trung bình khoảng 4500km 25 25 Hình 2.6: Kết cấu lọc nhiên liệu 25 1:Thân lọc nhiên liệu; 2:Lõi lọc; 3:Tấm lọc; 25 4:Cửa xăng ra; 5:Tấm đỡ; 6:Cửa xăng vào 25 Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa (6) lọc, sau xăng qua phần tử lọc (2) Lõi lọc làm giấy, độ xốp lõi giấy khoảng 10µm Các tạp chất có kích thước lớn 10µm giữ lại Sau xăng qua lọc (3) tạp chất nhỏ 10µm giữ lại xăng qua cửa (5) lọc xăng tương đối cung cấp trình nạp cho động 25 Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu cấp đến vòi phun phụ thuộc vào áp suất đường ống nạp Lượng nhiên liệu điều khiển thời gian tín hiệu phun, nên để lượng nhiên liệu phun xác mức chênh áp xăng cung cấp đến vòi phun không gian đầu vòi phun phải luôn giữ mức 2,9 kG/cm2 điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm 27 27 Hình 2.8 Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạp .27 ổn định áp suất 27 28 Hình 2.9 : Kết cấu ổn định áp suất .28 1:Khoang thông với đường nạp khí; 2:Lò xo; 3:Van; 4:Màng; 28 5: Khoang thông với dàn ống xăng; 6:Ðường xăng hồi thùng xăng 28 Nguyên lý làm việc ổn định 28 Nhiên liệu có áp suất từ dàn ống phân phối ấn màng (4) làm mở van (3) Một phần nhiên liệu chạy ngược trở lại thùng chứa qua đường nhiên liệu trở thùng (6) Lượng nhiên liệu trở phụ thuộc vào độ căng lò xo màng, áp suất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng nhiên liệu hồi Ðộ chân không đường ống nạp dẫn vào buồng phía chứa lò xo làm giảm sức căng lò xo tăng lượng nhiên liệu hồi, làm giảm áp suất nhiên liệu Nói tóm lại, độ chân không đường ống nạp tăng lên (giảm áp), áp suất nhiên liệu giảm tương ứng với giảm áp suất Vì áp suất nhiên liệu A độ chân không đường nạp B trì không đổi Khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động, lò xo (2) ấn van (3) đóng lại Kết van chiều bên nhiên liệu van bên điều áp trì áp suất dư đường ống nhiên liệu 28 a) Vòi phun 28 Vòi phun động 1TR-FE loại vòi phun đầu dài, thân vòi phun có cao su cách nhiệt giảm rung cho vòi phun, ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun nối giắc nối nhanh .28 Vòi phun hoạt động điện từ, lượng phun thời điểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU Vòi phun lắp vào nắp quy lát gần cửa nạp xy lanh qua đệm cách nhiệt bắt chặt vào ống phân phối xăng 29 Kết cấu nguyên lý hoạt động vòi phun 29 Khi cuộn dây (4) nhận tín hiệu từ ECU, piston (7) bị kéo lên thắng sức căng lò xo Do van kim piston khối nên van bị kéo lên tách khỏi đế van nhiên liệu phun .29 29 1:Thân vòi phun ;2:Giắc cắm; 3:Đầu vào; 4:Gioăng chữ O; 5:Cuộn dây; 29 6:Lò xo; 7:Piston ; 8:Đệm cao su; 9:Van kim 29 Hình 2.10: Kết cấu vòi phun nhiên liệu 29 Lượng phun điều khiển khoảng thời gian phát tín hiệu ECU Do độ mở van giữ cố định khoảng thời gian ECU phát tín hiệu, lượng nhiên liệu phun phụ thuộc vào thời gian ECU phát tín hiệu .29 Mạch điện điều khiển vòi phun: 29 Hiện có loại vòi phun, loại có điện trở thấp1,5-3Ω loại có điện trở cao13,8Ω, mạch điện hai loại vòi phun giống Điện áp ắc quy cung cấp trực tiếp đến vòi phun qua khóa điện Các vòi phun mắt song song 29 Động 2TR-FE với kiểu phun độc lập nên vòi phun có transitor điều khiển phun .29 30 Hình 2.11: Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động 1TR-FE 30 1:Ắc quy; 2:Cầu chì dòng cao; 3:Khóa điện; 4:Cầu chì; 5:Vòi phun 30 Do yêu cầu bảo vệ môi trường ngày khắt khe, xăng tạo trong thùng chứa xe đại không thải mà đưa trở lại đường nạp động .31 32 Hình 2.13: Hệ thống kiểm soát nhiên liệu .32 1:Bướm ga; 2:Van điện từ; 3:Van chiều; 4:Thùng xăng; .32 5:Van chân không nắp bình xăng; 6:Bộ lọc than hoạt tính 32 Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu, qua van chiều (3) vào lọc than hoạt tính(6) Than hấp thụ nhiên liệu Lượng hấp thụ hút từ cửa lọc cổ họng gió vào xy lanh để đốt cháy động hoạt động ECU điều khiển dòng khí cách điều chỉnh độ mở van điện từ 32 Van chân không (5) nắp bình nhiên liệu mở để hút không khí từ bên vào bình nhiên liệu thùng có áp suất chân không .32 33 Hình 2.15: Sơ đồ kết cấu điều khiển .33 cảm biến đo lưu lượng không khí .33 1:Bộ khuyếch đại; 2:Ra(nhiệt điện trở); 3:Ra(bộ sấy) 33 Cảm biến lưu lượng khí nạp có dây sấy ghép vào mạch cầu Mạch cầu có đặc tính điện điểm A B tích điện trở theo đường chéo (Ra + R3)*R1=Rh*R2 33 Khi dây sấy (Rh) làm mát không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến hình thành độ chênh điện điểm A B Một khuyếch đại xử lý phát chênh lệch làm tăng điện áp đặt vào mạch (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy) Khi thực việc này, nhiệt độ dây sấy lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng điện trở điện điểm A B trở nên (các điện áp điểm A B trở nên cao hơn) Bằng cách sử dụng đặc tính loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp đo khối lượng khí nạp cách phát điện áp điểm B 33 Trong hệ thống nhiệt độ dây sấy (Rh) trì liên tục nhiệt độ không đổi cao nhiệt độ không khí nạp, cách sử dụng nhiệt điện trở (Ra) Do đo khối lượng khí nạp cách xác nhiệt độ khí nạp thay đổi, ECU động không cần phải hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu nhiệt độ không khí nạp 34 Ngoài nhiệt độ không khí giảm độ cao lớn, khả làm ngưội không khí giảm xuống so với thể tích khí nạp mức nước biển Do mức làm nguội cho dây sấy giảm xuống Vì khối khí nạp phát giảm xuống, nên không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn 34 Khi ECU phát thấy cảm biến lưu lượng bị hỏng mã đó, ECU chuyển vào chế độ dự phòng Khi chế độ dự phòng, thời điểm đánh lửa tính toán ECU, dựa vào tốc độ động vị trí bướm ga Chế độ dự phòng tiếp tục hư hỏng sửa chữa 34 Hình 2.17 Cảm biến vị trí bướm ga 35 1:Các IC Hall; 2:Các nam châm; 3:Bướm ga 35 b) Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga 35 Hình 2.18: Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga 36 1:Các IC Hall; 2:Các nam châm .36 Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên cảm biến lưu lượng khí nạp theo dõi nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng nhiệt điện trở - điện trở thay đổi theo nhiệt độ khí nạp, có đặc điểm điện trở giảm nhiệt độ khí nạp tăng Sự thay đổi điện trở thông tin gửi đến ECU thay đổi điện áp 37 1:Nhiệt điện trở; 2:Vỏ cảm biến .37 b) Mạch điện cảm biến đo nhiệt độ khí: 37 Hình 2.21: Sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp 38 1:Khối cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3:ECU; 4: Điện trở giới hạn dòng 38 Cảm biến nhiệt độ khí nạp có nhiệt điện trở mắc nối tiếp với điện trở gắn ECU động cho điện áp tín hiệu phát bỡi ECU động thay đổi theo thay đổi nhiệt điện trở này, nhiệt độ khí nạp thấp, điện trở nhiệt điện trở lớn tạo nên tín hiệu điện áp cao tín hiệu THA 38 Hình 2.23: Kết cấu cảm biến ôxy 39 1: Nắp; 2:Phần tử Zirconia; 3:Bộ sấy; 4:Không khí; 5: Phần tử Platin 39 Hình 2.24: Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy có sấy 40 Hình 2.26: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .41 1:Điện trở; 2:Thân cảm biến; 3:Lớp cách điện; 4:Giắc cắm dây 41 Hình 2.27: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát 42 1:Khối cảm biến; 2:Điện trở nhiệt; 3:Khối điều khiển;4:Khối điện trở giới hạn dòng .42 Hình 2.28:Cảm biến vị trí trục cam 42 1:Cuộn dây; 2: Thân cảm biến ; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm 42 Hình 2.29: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam 43 1:Rôto tín hiệu ; 2:Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam 43 2.3.1.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu .43 a) Kết cấu nguyên lý hoạt động 43 Hình 2.30: Cảm biến vị trí trục khuỷu .43 1:Cuộn dây; 2: Thân cảm biến ; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm 44 Hình 2.31 : Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu .44 1:Rôto tín hiệu ; 2:Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam 44 2.3.1.8 Cảm biến kích nổ: .44 a Kết cấu nguyên lý hoạt động: 44 Hình 2.32: Kết cấu cảm biến kích nổ 45 1:Thân cảm biến; 2:Phần tử áp điện; 3: Điện trở phát hở mạch 45 Hình 2.33: Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ 45 1:phần tử áp điện; 2:điện trở .45 2.3.1.9 Cảm biến vị trí bàn đạp ga: 45 a Kết cấu nguyên lý hoạt động 45 Hình 2.34: Kết cấu cảm biến vị trí bàn đạp ga 46 1:Mạch IC Hall; 2:Nam châm 46 b.Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 46 Hình 2.35: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 46 1: Mạch IC Hall; 2: Nam châm 46 2.4.3 Các thông số hoạt động ECU .48 a Các thông số .48 Là tốc độ động lượng gió nạp Các thông số thước đo trực tiếp tình trạng tải động 48 b.Các thông số thích nghi 48 Điều kiện hoạt động động thay đổi tỷ lệ hoà khí phải thích ứng theo Chúng ta đề cập đến điều kiện hoạt động sau: 48 Khởi động .48 Làm ấm 48 Thích ứng tải 48 Đối với khởi động làm ấm ECU tính toán xử lý tín hiệu cảm biến nhiệt độ động Đối với tình trạng thay đổi tải mức tải không tải, phần tải, toàn tải chuyển tín hiêu đến ECU nhờ cảm biến vị trí bướm ga 48 c Các thông số xác 48 Để đạt chế độ vận hành tối ưu ECU xem thêm yếu tố ảnh hưởng: .48 Trạng thái chuyển tiếp gia tốc .48 Sự giới hạn tốc độ tối đa 48 Sự giảm tốc .48 Những yếu tố xác định từ cảm biến nêu, có quan hệ tác động tín hiệu điều khiển đến kim phun cách tương ứng .48 ECU tính toán thông số thay đổi với nhau, mục đích cung cấp cho động lượng xăng cần thiết theo thời điểm .48 a Làm đậm sau khởi động 49 Hình 2.36: Đồ thị làm giàu xăng .49 c.Thích ứng theo điều kiện tải: 49 d.Thích ứng theo nhiệt độ khí nạp 50 e Giới hạn tốc độ động .50 f Giảm tốc 50 g Điều khiển tốc độ không tải: 51 Hình 2.19: Sơ đồ khối hệ thống nạp 52 Hình 2.20: Kết cấu cổ họng gió 53 1:Môtơ bước; 2:Bướm ga; 3:Các nam châm; 53 4:Các bánh giảm tốc; 5:IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga) .53 Nguyên lý làm việc: 53 ECU động điều khiển độ lớn hướng dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, mở đóng bướm ga qua cụm bánh giảm tốc Góc mở bướm ga thực tế phát cảm biến vị trí bướm ga, thông số phản hồi ECU động 53 Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi mở bướm ga đến vị trí cố định (khoảng 70) Tuy nhiên, chế độ không tải bướm ga đóng lại nhỏ so với vị trí cố định 53 Khi ECU động phát thấy có hư hỏng, bật đèn báo hư hỏng đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguuồn đến môtơ, bướm ga giữ góc mở khoảng 70, xe chạy đến nơi an toàn 53 2.5.4 Ống góp hút đường ống nạp: .53 Ống góp hút đường ống nạp chế tạo nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng truyền nhiệt đến nắp qui lát 53 53 Hình 2.21: Ống góp hút đường ống nạp .53 1:Ống góp hút; 2:Đường ống nạp .53 Chương Các hư hỏng thường gặp chẩn đoán .54 Tài liệu tham khảo 59 Tài liệu tham khảo LỜI NÓI ĐẦU Hiện khoa học kỹ thuật phát triển nhanh mang lại lợi ích to lớn cho người vật chất lẫn tinh thần Để nâng cao đời sống nhân dân hòa nhập với phát triển chung đất nước khu vực khác giới Nhà nước ta đẩy mạnh công nghiệp hóa đại hóa đất nước Một mục tiêu đặt phát triển ngành công nghiệp khí ôtô Ngành công nghiệp khí ôtô đóng vai trò quan trọng phát triển chung toàn xã hội giải việc làm, thúc đẩy kinh tế quốc dân Trong thập niên gần phát triển mạnh mẽ kinh tế, nhu cầu vận chuyển hàng hóa nhu cầu lại ngày cao Mạng lưới giao thông phát triển nhanh phương tiện giao thông lại ôtô ngày chiếm vị trí quan trọng thiếu xã hội Là sinh viên Khoa Kỹ thuật Ôtô Máy động lực, chúng em trang bị kiến thức ngành khí động lực Mặc dù năm chúng em trường nhận đồ án chuyên ngành theo học, tập thể lớp cá nhân em cảm thấy vui Nó trang bị thêm bổ trợ kiến thức chung em vừa học để tiếp tục cố gắng học tập sau trường đóng góp cho phát triển ngành công nghiệp ôtô nước nhà, cho thân cho gia đình cho toàn xã hội Em nhận đề tài: ‘ Nghiên cứu hệ thống phun xăng gián tiếp EFI ` Đây đề tài bổ ích mang tính thiết thực, giúp em hoàn thiện việc kết hợp lý thuyết lớp thực hành xưởng tảng quan để năm sau em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hy vọng đạo thầy giáo hướng dẫn giúp em nắm vững hệ thống hoàn thành tốt đồ án 10 Cảm biến kích nổ động loại phẳng (không cộng hưởng) có cấu tạo để phát rung động phạm vi từ 6- 15khz Bên cảm biến có điện trở phát hở mạch Hình 2.32: Kết cấu cảm biến kích nổ 1:Thân cảm biến; 2:Phần tử áp điện; 3: Điện trở phát hở mạch Cảm biến kích nổ gắn vào thân máy truyền tín hiệu KNK tới ECU động phát tiếng nổ động ECU động nhận tín hiệu KNK làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm tiếng nổ Cảm biến có phần tử áp điện tạo điện áp AC tiếng gõ gây rung động thân máy làm biến dạng phần tử b.Mạch điện cảm biến kích nổ ECU 5V KNK1 EKNK Hình 2.33: Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ 1:phần tử áp điện; 2:điện trở 2.3.1.9 Cảm biến vị trí bàn đạp ga: a Kết cấu nguyên lý hoạt động 45 Hình 2.34: Kết cấu cảm biến vị trí bàn đạp ga 1:Mạch IC Hall; 2:Nam châm Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall: có cấu tạo nguyên lý hoạt động giống cảm biến vị trí bướm ga loại phàn tử Hall Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall gồm có mạch IC Hall làm phần tử Hall nam châm quay quanh chúng Các nam châm lắp trục bàn đạp chân ga quay trục bàn đạp chân ga Khi đạp chân ga nam châm quay lúc nam châm thay đổi vị trí chúng Vào lúc IC Hall phát thay đổi từ thông gây thay đổi vị trí nam châm tạo điện áp hiệu ứng Hall từ cực VPA VPA2 theo mức thay đổi Tín hiệu truyền đến ECU động tín hiệu đạp chân ga b.Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga Hình 2.35: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga 1: Mạch IC Hall; 2: Nam châm Trong cảm biến vị trí bàn đạp ga, điện áp cấp đến cực VPA VPA2 ECU, thay đổi từ 0-5V tỷ lệ với góc bàn đạp ga VPA tín hiệu góc 46 mở bàn đạp thực tế dùng để điều khiển động VPA2 thường dùng để phát hư hỏng cảm biến ECU kiểm soát góc bàn đạp ga từ tín hiệu VPA VPA2 phát điều khiển môtơ bướm ga theo tín hiệu 2.4 Hệ thống điều khiển điển tử ECU: Bộ điều khiển điện tử đảm nhiện nhiều chức khác tùy theo loại nhà chế tạo Chung tổng hợp vi mạch phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trử thông tin, tính toán, định chức hoạt động gửi tín hiệu thích hợp Những phận phụ hỗ trợ cho ổn áp, điện trở hạn chế dòng Vì lí điều khiển có nhiều tên gọi khác tùy theo nhà chế tạo Trong đồ án ta thường dùng ECU để chung cho điều khiển điện tử ECU tiếp nhận thông tin chế độ hoạt động động hệ thống cảm biến cung cấp ECU xử lý thông tin định phát tín hiệu điều khiển mở béc phun xăng, lượng xăng phun nhiều hay tùy thuộc vào độ dài thời gian mở van kim béc xăng, có nghĩa tùy thuộc vào thời lượng mở van phun xăng Trên ôtô, hộp ECU động hệ thống phun xăng điển tử EFI hộp kim loại lắp đặt vào nơi thoáng mát, không bị ảnh hưởng nhiệt độ động Thông tin vận tốc trục khuỷu thông tin khối lượng không khí nạp hai yếu tố định độ dài thời gian mở van béc phun xăng 2.4.1 Chức ECU: ECU có hai chức chính: - Điều khiển thời điểm phun: định theo thời điểm đánh lửa - Điều khiển lượng xăng phun: tức xác định thời điểm phun, thời gian định theo: + Tín hiệu phun bản: xác định theo tín hiệu tốc độ động tín hiệu lượng gió nạp + Tín hiệu hiệu chỉnh: xác định từ cảm biến (nhiệt độ, vị trí, mức độ tải, thành phần khí thải từ điều kiện động như: điện áp bình) 47 2.4.2 Các phận ECU: ECU đặt vỏ kim loại để tránh nước văng Nó đặt nơi bị ảnh hưởng nhiệt độ Các linh kiện điện tử ECU xếp mạch kín Các linh kiện công suất tầng cuối bắt liền với khung kim loại ECU mục đích để tản nhiệt tốt Vì dùng IC linh kiện tổ hợp nên ECU gọn, tổ hợp nhóm chức IC (bộ tạo xung, chia xung, dao động đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao Một đầu ghim đa chấu dùng nối ECU với hệ thống điện xe, với kim phun cảm biến 2.4.3 Các thông số hoạt động ECU a Các thông số Là tốc độ động lượng gió nạp Các thông số thước đo trực tiếp tình trạng tải động b.Các thông số thích nghi Điều kiện hoạt động động thay đổi tỷ lệ hoà khí phải thích ứng theo Chúng ta đề cập đến điều kiện hoạt động sau: Khởi động Làm ấm Thích ứng tải Đối với khởi động làm ấm ECU tính toán xử lý tín hiệu cảm biến nhiệt độ động Đối với tình trạng thay đổi tải mức tải không tải, phần tải, toàn tải chuyển tín hiêu đến ECU nhờ cảm biến vị trí bướm ga c Các thông số xác Để đạt chế độ vận hành tối ưu ECU xem thêm yếu tố ảnh hưởng: Trạng thái chuyển tiếp gia tốc Sự giới hạn tốc độ tối đa Sự giảm tốc Những yếu tố xác định từ cảm biến nêu, có quan hệ tác động tín hiệu điều khiển đến kim phun cách tương ứng ECU tính toán thông số thay đổi với nhau, mục đích cung cấp cho động lượng xăng cần thiết theo thời điểm 48 2.4.4 Các chế độ làm việc: a Làm đậm sau khởi động Quá trình làm đậm tăng lượng phun phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát (lượng phun lớn nhiệt độ nước làm mát thấp) để nâng cao khả khởi động cải thiện tính ổn định hoạt động khoảng thời gian định sau động khởi động Lượng phun giảm dần đến lượng phun b Chạy ấm máy: Trong suất trình làm ấm, động nhận thêm nhiều xăng hơn, trình làm ấm sau trình khởi động lạnh Trong trình động cần lượng hỗn hợp tương đối giàu xăng, vách thành xylanh lạnh xăng ngưng tụ chưa bay hết Quá trình cấp xăng chạy ấm máy chia thành hai thời kỳ:  Thời kỳ đầu: việc làm giàu xăng chạy ấm máy phụ thuộc vào thời gian gọi làm giàu xăng khởi động, thời kỳ kéo dài 30s tuỳ thuộc động mà cung cấp thêm khoảng 30 - 60 % lượng xăng  Thời kỳ sau: động cần hỗn hợp loãng hơn, phần điều khiển theo nhiệt độ động Đồ thị cho ta liên hệ đường cong làm giàu xăng lý tưởng tính theo thời gian khởi động 200C Hình 2.36: Đồ thị làm giàu xăng Khi động đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường cảm biến nhiệt độ gửi nhiệt độ đến ECU, từ ECU ngừng trình chạy ấm máy c.Thích ứng theo điều kiện tải: 49 Các mức tải khác cần thành phần hỗn hợp khác nhau, đường cong lượng xăng cần thiết xác định từ đường cong đo gió điều kiện hoạt động động riêng + Không tải: Khi không tải hỗn hợp xăng - không khí loãng dẫn đến không tải không ổn định chí động không nổ Vì cần phải có hỗn hợp giàu xăng cho điều kiện + Một phần tải: Một phần thời gian động hoạt động chế độ phần tải ECU lập trình đường cong lượng xăng cần thiết định lượng xăng cung cấp Đường cong thiết lập cho chế độ phần tải lợi xăng + Toàn tải: Động phát công suất cực đại, tín hiệu toàn tải cảm biến vị trí bướm ga gửi đến ECU, mức độ giàu xăng định sẵn chương trình ECU + Tăng tốc: Khi ECU nhận thấy xe tăng tốc tín hiệu từ cảm biến, tăng lượng phun để nâng cao tính tăng tốc Giá trị hiệu chỉnh ban đầu xác định nhiệt độ nước làm mát mức độ tăng tốc Lượng phun tăng dần tính từ thời điểm d.Thích ứng theo nhiệt độ khí nạp Lượng xăng phun thích hợp với nhiệt độ gió Lượng gió cần thiết cho trình cháy tuỳ thuộc vào nhiệt độ gió hút vào, không khí lạnh đặc hơn, điều có nghĩa với vị trí cánh bướm ga hệ số dung tích gió xylanh giảm, nhiệt độ tăng, thông tin ghi nhận nhờ cảm biến nhiệt độ không khí nạp đo gió gửi ECU ECU xem nhiệt độ 200C mức chuẩn Nếu nhiệt độ nhỏ 200c lượng xăng phun tăng Nếu nhiệt độ lớn 200c lượng xăng phun giảm e Giới hạn tốc độ động Thực nhờ mạch giới hạn ECU Tín hiệu tốc độ động so sánh với giới hạn cố định Nếu vượt ECU điều khiển việc hạn chế phun ngưng phun Việc đảm bảo an toàn cho động f Giảm tốc Khi ECU động nhận thấy động giảm tốc, giảm lượng phun để tránh cho hỗn hợp đậm giảm tốc 50 Các tín hiệu điều khiển: lượng khí nạp, tốc độ động cơ, vị trí bướm ga, nhiệt độ nước làm mát g Điều khiển tốc độ không tải: Khi động chạy tốc độ không tải ECU nhận tín hiệu từ cảm biến ECU tự động điều khiển bướm ga đến vị trí tối ưu Tại vị trí động nổ với tốc độ thấp lượng nhiên liệu phun vào thấp 51 2.5 Hệ thống cung cấp không khí 2.5.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp không khí: Không khí Các xy lanh Lọc không khí Đường ống nạp Cảm biến lưu lượng khí nạp Ống góp nạp Cổ họng gió Hình 2.19: Sơ đồ khối hệ thống nạp Hệ thống nạp khí cung cấp lượng không khí cần cho cháy đến xylanh động Không khí qua lọc gió, sau đến cảm biến lưu lượng khí nạp, cổ họng gió, qua ống góp nạp đường ống đến xylanh kỳ nạp Các phận hệ thống cung cấp không khí: 2.5.2 Lọc không khí: Lọc không khí nhằm mục đích lọc không khí trước không khí vào động Nó có vai trò quan trọng nhằm làm giảm mài mòn động Trên động 1TR-FE dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc giấy Loại có ưu điểm giá thành không cao, dễ chế tạo Tuy nhược điểm tuổi thọ thấp, chu kỳ thay ngắn 2.5.3 Cổ họng gió: Các phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga phận khác Bướm ga dùng để thay đổi lượng không khí dùng trình hoạt động động cơ, cảm biến vị trí bướm ga lắp trục bướm ga nhằm nhận biết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở đóng bướm ga, lò xo hồi để trả bướm ga trí cố định Môtơ bướm ga ứng dụng môtơ điện chiều (DC) có độ nhạy tốt tiêu thụ lượng 52 Hình 2.20: Kết cấu cổ họng gió 1:Môtơ bước; 2:Bướm ga; 3:Các nam châm; 4:Các bánh giảm tốc; 5:IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga)  Nguyên lý làm việc: ECU động điều khiển độ lớn hướng dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, mở đóng bướm ga qua cụm bánh giảm tốc Góc mở bướm ga thực tế phát cảm biến vị trí bướm ga, thông số phản hồi ECU động Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi mở bướm ga đến vị trí cố định (khoảng 70) Tuy nhiên, chế độ không tải bướm ga đóng lại nhỏ so với vị trí cố định Khi ECU động phát thấy có hư hỏng, bật đèn báo hư hỏng đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguuồn đến môtơ, bướm ga giữ góc mở khoảng 70, xe chạy đến nơi an toàn 2.5.4 Ống góp hút đường ống nạp: Ống góp hút đường ống nạp chế tạo nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng truyền nhiệt đến nắp qui lát Hình 2.21: Ống góp hút đường ống nạp 1:Ống góp hút; 2:Đường ống nạp 53 Chương Các hư hỏng thường gặp chẩn đoán 3.1 Các hư hỏng thường gặp Với hệ thống điều khiển phun phức tạp tinh vi, xảy cố kỹ thuật, (máy không chạy chậm được, kéo tải được, tốc độ không tăng ) không dễ phát cố kỹ thuật xảy Để giúp người sử dụng xe, thợ sửa chữa nhanh chóng phát hư hỏng hệ thống phun xăng, ECU trang bị hệ thống tự chẩn đoán Nó ghi lại toàn cố đa số phận quan trọng hệ thống làm sáng đèn kiểm tra (Check engine lamp), thông báo cho lái xe biết hệ thống có cố Khi thấy đèn báo hiệu cố sáng lái xe ngừng xe để chẩn đoán 3.1.1 Triệu chứng phổ biến máy bơm nhiên liệu bị hỏng hóc a) Động tốc độ cao Các dấu hiệu sớm phổ biến với máy bơm nhiên liệu có lái xe với tốc độ cao phù hợp b) Xe điện tăng tốc Các dấu hiệu sớm phổ biến với máy bơm nhiên liệu có lái xe với tốc độ cao phù hợp c) Xe điện đột ngột xe chịu áp lực Thường xảy leo lên đồi kéo tải Động không khởi động 3.1.2 Triệu chứng điều chỉnh áp suất nhiên liệu xấu a) Bugi đen Tháo bugi kiểm tra lần cuối bồ hóng, dấu hiệu áp suất nhiên liệu xấu bạn tìm thấy bugi tình trạng này, kiểm tra phần lại b) Động không chạy trơn tru Nói hiệu suất động kém, bạn chạy không tải động không hoạt động trơn tru, thay đổi lọc dầu kiểm tra điều chỉnh áp lực bạn để sửa chữa áp suất nhiên liệu xấu 54 c) Ống xả phát khói đen Có khói đen khỏi ống xả xe dấu hiệu chắn có vấn đề với áp suất nhiên liệu xe thay màu sắc bình thường khói bốc từ ống xả có màu trắng màu xám, không đen, bạn thấy sau chắn có vấn đề d) Que thăm có mùi xăng Kiểm tra que thăm dầu xem bạn ngửi thấy mùi nhiên liệu triệu chứng điều chỉnh áp suất nhiên liệu xấu, điều có nghĩa xăng rỉ vào hệ thống dầu e) Động chết máy Nói hiệu suất động kém, bạn chạy không tải động không hoạt động trơn tru, thay đổi lọc dầu kiểm tra điều chỉnh áp lực bạn để sửa chữa áp suất nhiên liệu xấu Nếu động chết máy bạn nhấn xuống bàn đạp ga, kiểm tra áp suất nhiên liệu không nên có dự bạn ấn vào bàn đạp ga g) Xăng ống chân không Loại bỏ ống chân không gắn vào điều chỉnh áp suất nhiên liệu, đảm bảo động không chạy.nếu nhiên liệu dòng, điều chỉnh áp suất nhiên liệu 3.1.3 Các dấu hiệu hư hỏng cảm biến tốc độ động vị trí piston a) Ánh sáng nhấp nháy cảm biến tốc độ động Các triệu chứng đơn giản cảm biến vị trí trục khuỷu không nhấp nháy kiểm tra đông xe bạn xe báo hiệu có biểu tượng nhấp nháy lien hệ với thợ để xem nhanh khắc phục b) Sự cố gây cháy Khi cảm biến vị trí trục khuỷu không bắt đầu, tín hiệu truyền vào máy tính xe bắt đầu yếu dần Nếu giám sát tín hiệu tắt hoàn toàn Điều gây tia lửa phóng làm hư hỏng động Nếu xe gặp vấn đề vị trí cảm biến trục khuỷu hư hỏng 55 Trong mạng điện xe có bố trí giắc hở (được đậy nắp bảo vệ) gọi giắc kiểm tra (check conector) - Normal mode: để tìm chẩn đoán hư hỏng phận xe - Test mode: Dùng để xóa nhớ cũ (code cũ) nạp lại từ đầu (code mới) sau sửa chữa hư hỏng Normal mode: Dùng đoạn dây điện nối tắt đầu giắc kiểm tra: lỗ E1 TE1 Khi check engine chớp theo nhịp phụ thuộc vào tình trạng hệ thống Nếu tình trạng bình thường đèn chớp đặn lần/giây (với loại xe dùng cảm biến đo gió loại cánh, khoảng cách lần đèn sáng đèn tắt khác nhau) Nếu xe có cố phận hệ thống phun xăng báo cố chớp theo chuỗi khác nhau, chuỗi chớp ứng với mã số hư hỏng.Ví dụ: Đối với loại phun xăng có cảm biến đo gió cánh trượt:Đèn chớp hai lần cách 0,5s, nghỉ 1,5s chớp lần (mã 21).Nghỉ 2,5s chớp lần cách 0,5s nghỉ 1,5s chớp lần (mã 32).Nghỉ 4,5s chớp lần cách 0,5s chớp lần (mã 21) Ở số xe TOYOTA, việc chẩn đoán không báo đèn check engine mà báo máy quét mã lỗi (scanner) Khi thực thao tác chẩn đoán hình máy quét báo mã cố số hình Test mode: Dùng đoạn dây điện nối tắt chân E1 TE2 TDCL (Toyota Diagnostic Communication Line) check connector Sau bật công tắc sang ON, quan sát đèn check engine chớp, tắt cho biết hoạt động chế độ test mode Khởi động động lúc nhớ RAM xóa hết mã chẩn đoán ghi vào nhớ mã chẩn đoán Nếu hệ thống chẩn đoán nhận biết động bị hư hỏng đèn check engine sáng Muốn tìm lại mã cố thực lại bước Normal mode sau khắc phục cố, phải xóa nhớ Nếu không xóa, giữ nguyên mã cũ có cố ta nhận thông tin sai Có thể tiến hành xóa nhớ cách đơn giản sau: tháo cầu chì hệ thống phun xăng 10s, sau lắp lại Nếu cầu chì đâu tháo cọc accu khoảng 15s + Chức fail-safe: Khi có cố kỹ thuật hệ thống phun xăng xe hoạt động (mất tín hiệu từ cảm biến) việc điều khiển ổn định xe trở nên khó khăn hơn? Vì thế, chức năng, fail-safe thiết kế để ECU lấy liệu tiêu chuẩn nhớ tiếp tục điều 56 khiển động hoạt động ngừng động cố nguy hiểm nhận biết + Chức Back-up: Chức Back-up thiết kế để có cố kỹ thuật ECU, Back-up IC ECU lấy toàn liệu lưu trữ để trì hoạt động động thời gian ngắn ECU hoạt động chức Back-up điều kiện sau: ECU không gửi tín hiệu điều khiển đánh lửa (IGT) Mất tín hiệu từ cảm biến áp suất đường ống nạp (PIM) Lúc Back-up IC lấy tín hiệu dự trữ để điều khiển thời điểm đánh lửa thời điểm phun nhiên liệu trì hoạt động động Dữ liệu lưu trữ phù hợp với tín hiệu khởi động tín hiệu từ công tắc không tải đồng thời đèn Check-engine báo sáng thông báo cho lái xe 57 Chương 4: Kết Luận Sau thời gian làm đồ án với đề tài “ Nghiên cứu hệ thống phun xăng gián tiếp EFI ” em hoàn thành với giúp đỡ thầy giáo hướng dẫn Trong đồ án em sâu vào kết cấu nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng Phần đầu vào giới thiệu tổng quan hệ thống phun xăng điện tử phần trung tâm đồ án vào nguyên cứu hệ thống phun xăng gián tiếp EFI Tuy nhiên thời gian hạn chế, kiến thức chuyên sâu có hạn, tài liệu tham khảo hạn chế e mong đóng góp ý kiến thầy thầy giáo khoa để đồ án em hoàn thiên Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Kỹ Thuật Ô tô Và Máy Động Lực Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đỗ Tiến Dũng tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án hiểu ý nghĩa hệ thống phun xăng gián tiếp EFI ngành công nghiệp ô tô 58 Tài liệu tham khảo 1, Bài giảng hệ thống phun nhiên liệu Thầy Đỗ Tiến Dũng 2, Sách sửa chữa bảo trì động xăng ( loại xe đời mới) Kỹ Sư : Đức Long Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 3, Sách chẩn đoán bảo dưỡng kỹ thuật ôtô Ngô Khắc Hùng Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 4, Sách giáo trình Kỹ thuật sửa chữa ôtô, máy nổ Nhà Xuất Bản Giáo Dục 5, Trang Web www.oto-hui.com, www.google.com.vn 59 ... vững hệ thống hoàn thành tốt đồ án 10 Chương Tổng quan hệ thồng phun xăng điện tử EFI 1.1Khái niệm phun xăng điện tử: Hệ thống phun xăng điện tử hệ thống cung cấp xăng dùng vòi phun xăng phun. .. rpm có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển điện tử hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển ECU 2.1.2 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phun xăng điện tử 20 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phun xăng. .. triển hệ thống phun xăng hệ sau KE - Jetronic, Mono – Jetronic, L – Jetronic, Motronic… Do hệ thống phun xăng khí có nhiều nhược điểm nên đầu năm 80, BOSCH cho đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun