Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô: hệ thống phun xăng điện tử EFI

Lời Nói Đầu Ngày nay khi ngành công nghiệp ôtô trên thếgiới và trong nước đang ngày càng đi lên và đạt được nhiều thành tích đáng kểthì vấn đềnghiên cứu và học tập vềngành động lực nói chung cũng nhưôtô nói riêng trởnên rất cần thiết. Việc khảo sát cụthểhệ thống phun xăng điều khiển điện tửgiúp em có một cái nhìn cụthểhơn, sâu sắc hơn về vấn đềnày. Đây cũng là lý do mà đã khiến em chọn đềtài này làm đềtài đồán với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn vềhệthống cung cấp nhiên liệu trên động cơxăng, đểtừ đó có thể đưa ra được các giải pháp vềcác vấn đềhưhỏng thường gặp ởhệthống cung cấp nhiên liệu động cơnày. Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồán bộmôn của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộmôn chỉbảo để đồán của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn “Chu Đức Hùng”, các thầy cô giáo trong khoa Động lực cùng tất cảcác bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồán này.

Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ơtơ http://www.ebook.edu.vn Lời Nói Đầu Ngày ngành cơng nghiệp ôtô giới nước ngày lên đạt nhiều thành tích đáng kể vấn đề nghiên cứu học tập ngành động lực nói chung ơtơ nói riêng trở nên cần thiết Việc khảo sát cụ thể hệ thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có nhìn cụ thể hơn, sâu sắc vấn đề Đây lý mà khiến em chọn đề tài làm đề tài đồ án với mong muốn góp phần nghiên cứu sâu hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng, để từ đưa giải pháp vấn đề hư hỏng thường gặp hệ thống cung cấp nhiên liệu động Do kiến thức nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo cịn điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án môn em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô giáo môn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn “Chu Đức Hùng”, thầy cô giáo khoa Động lực tất bạn sinh viên giúp em hoàn thành đồ án GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án môn học tính tốn thiết kế ơtơ http://www.ebook.edu.vn Chương Tổng quan hệ thống phun xăng điện tử EFI Lịch phát triển hệ thống phun xăng điển tử: 1.1 Khái niệm phun xăng điển tử: Chữ EFI phía sau thân ơtơ đời động chữ viết tắt Electronic fuel injection, có nghĩa hệ thống phun xăng điều khiển điện tử hệ thống cung cấp xăng hỗn hợp khí cách hồn hảo Tuy nhiên, tùy theo chế độ làm việc ô tô mà EFI thay đổi tỷ lệ khí nhiên liệu để luôn cung cấp cho động hỗn hợp khí tối ưu Cụ thể chế độ khởi động thời tiết giá lạnh hỗn hợp khí cung cấp giàu xăng hơn, sau động đủ nhiệt độ vận hành hỗn hợp khí nghèo xăng chế độ cao tốc lại cung cấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại Ơtơ sử dụng hai thiết bị hay hệ thống để cung cấp hỗn hợp khi- nhiên liệu với tỷ lệ định đến xylanh động tất dải tốc độ; chế hịa khí hay hệ thống phun xăng điển tử hai hệ thống đo lường khí nạp mà thay đổi theo góc mở bướm ga tốc độ động cơ, cung cấp tỷ lệ nhiên liệu khơng khí thích hợp đến xylanh phụ thuộc vào lượng khí nạp Do kết cấu chế hịa khí đơn giản, sử dụng hầu hết động xăng trước Mặc dù vậy, để đáp ứng nhu cầu khí xả hơn, tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, cải thiện khả tải… , chế hịa khí ngày phải lắp đặt thiết bị hiệu chỉnh khác, làm cho trở nên phức tạp nhiều Do vậy, hệ thống EFI sử dụng thay cho chế hịa khí, đảm bảo tỷ lệ khí – nhiên liệu thích hợp cho động việc phun nhiên liệu điển tử theo chế độ lái xe khac GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ôtô http://www.ebook.edu.vn Hình vẽ: hệ thống EFI điển hình 1.2 lịch sử phát triển: Vào kỷ 19, kỹ sư người mỹ ông Stenvan nghĩ cách phun nhiên liệu cho máy nén khí Sau thời gian, người Đức cho phun nhiên liệu vào buồng cháy không mang lại hiệu Đầu kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu động kỳ tĩnh ( nhiên liệu dùng động dầu hỏa nên hay bị kích nổ hiệu thấp ) Tuy nhiên, sau sáng kiến thành công việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu khí Trong hệ thống phun xăng nhiên liệu phun trực tiếp vào trước xupap hút nên có tên goi K - Jetronic K - Jetronic đưa vào sản xuất ứng dụng xe hãng Mercedes số xe khác, tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng hệ sau KE - Jetronic, Mono – Jetronic, L – Jetronic, Motronic… GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ôtô http://www.ebook.edu.vn 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 điều khiển điện, có hai loại : hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp ) D – Jetronic (lượng nhiên liệu xác định dựa vào áp suất đường ống nạp) Đến năm 1984, người Nhật mua quyền BOSCH ứng dụng hệ thống phun xăng L – Jetronic D – Jetronic xe hãng Toyota (dung với động 4A – ELU) Đến năm 1987 , hãng Nissan dung L – Jetronic thay chế hịa khí xe Sunny Việc điều khiển EFI chia làm hai loại, dựa khác phương pháp dung để xác định lượng nhiên liệu phun Một loại mạch tương tự, loại điều khiển lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp phóng vào tụ điện Loại khác loại điều khiển vi xử lý,loại sử dụng liệu lưu nhớ để xác định lượng phun Loại hệ thống EFI điều khiển mạch tương tự loại Toyota sử dụng lần hệ thống EFI Loại điều khiển vi xử lý bắt đầu sử dụng vào năm 1983 Loại hệ thống EFI điều khiển bôn vi xử lý sử dụng xe Toyota gọi TCCS (Toyota computer controlled system – hệ thống điều khiển máy tính Toyota), khơng điều khiển lượng phun mà cịn bao gồm ESA (Electronic Spark advance – đánh lửa sớm điển tự) để điều khiển thời điểm đánh lửa ; ISC (Idle speed control – điều khiển tốc độ không tải) hệ thống điều khiển khác chức chẩn đốn dự phịng Hai hệ thống phân loại sau: GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ơtơ http://www.ebook.edu.vn Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điển tử Loại EFI mạch tương tự vi điều khiển vi xử lý giống nhau, nhận thấy vài điểm khác lĩnh vực điều khiển độ xác 1.3 Phân loại hệ thống phun xăng: Hệ thống phun nhiên liệu phân loại theo nhiều kiểu phân biệt theo cấu tạo kim phun, ta có loại: 1.3.1 loại CIS : GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ôtô http://www.ebook.edu.vn Đây hệ thống kiểu sử dụng kim phun khí, dụng số động cơ, phun mở lien tục, thay đổi áp suất nhiên liệu làm thay đổi lượng nhiên liệu phun Gồm bốn loại sau: • Hệ thống K – Jectronic: Đây hệ thống phun nhiên liệu điều khiển hoàn toàn khí thủy lực sau cải thiện thành hệ thống KE – Jectronic với hệ thống ECM mạnh Là hệ thống phun xăng kiểu phun xăng điển tự ngày Nó có đặc điểm không cần cấu dẫn động động cơ, có nghĩa động tác điều chỉnh xăng phun độ chân khơng ống hút điều khiển.xăng phun lien tục cà xác định tùy theo khối lượng khơng khí nạp Được sử dụng cho xe Audi : coupe, Quattro, 80, 90, 100, 200 xe BMW: 318, 520… • Hệ thống K – Jectronic có cảm biến khí thải: Có thêm cảm biến oxy • Hệ thống KE – Jectronic: Là hệ thống phát triển từ hệ thống K – Jectronic với mạch điều chỉnh áp lực phun điện tử 1.3.2 Loại AFC: Đây hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển điện Hệ thống phun xăng với kim phun điện chia làm loại chính: • L – Jectronic (xuất phát từ chữ Luft tiếng Đức khơng khí): hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển điện tử xăng phun vào cửa nạp xylanh động theo lúc không phun lien tục Quá trình phun xăng định lượng nhiên liệu thực theo hai tín hiệu gốc: tín hiệu khối lượng khơng khí nạp vào tín hiệu vận tốc trục khuỷu động Chức L – Jectronic cung cấp cho xylanh động lượng xăng đáp ứng nhiều chế độ tải khác động Một hệ thống cảm biến ghi nhận thông tin chế độ làm việc ơtơ, tình trạng thực tế động cơ, chuyển đổi thơng tin thành tín hiệu điện ECU xử lý, phân tích thơng tin nhận tính tốn xác lượng xăng cần phun Lưu lượng phun xăng phun ấn định thời lượng mở van béc phun xăng GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ơtơ http://www.ebook.edu.vn • D – Jectronic: Với lượng xăng phun xác định áp suất sau cánh bướm ga cảm biến MAP Nếu phân biệt theo vị trí lắp đặt kim phun , ta chia hệ thống phun xăng thành hai loại: Loại TBI(throttle body injection): Phun xăng đơn điểm, gồm hai béc phun xăng phun trực tiếp vào cánh bướm ga đầu họng hút Loại MPI(multi points injection): Phun xăng đa điểm, hệ thống phun xăng động có xy lanh có kim phun béc phun xăng Béc bố trí xịt xăng vào cửa hút gần sát xu páp hút Hệ thống phun xăng điển tử đa điểm hệ thống định lượng điều khiển đại hiên nay, tối ưu hai q trình phun xăng đánh lửa động Hệ thống MPI Hệ thống TBI Hệ thống phun xăng điện tử EFI: GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG Đồ án mơn học tính tốn thiết kế ơtơ http://www.ebook.edu.vn 2.1 Thành phần hịa khí: Thành phần hịa khí thể tỷ lệ hịa trộn xăng khơng khí hịa khí, đặc trưng hệ số dư khơng khí α (hoặc λ) hệ số tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu m – tỷ số lượng khơng khí Gk số lượng xăng Gx chứa hịa khí (m= ) Với m= 14,7:1 – đủ khơng khí, ta có α=1 có hịa khí chuẩn (lý tưởng) Với m >14,7:1 – dư khơng khí, ta có α >1 có hịa khí nhạt (nghèo xăng) Với m