Tài liệu Hệ thống phun xăng KFZ - P2 ppt

31 + Cảm biến lưu lượng khí nạp. + Cảm biến nhiệt độ khí nạp. + Cảm biến nhiệt độ máy. + Cảm biến tốc độ. + Cảm biến vị trí bướm ga. + Rơle nhiệt thời gian. + Thiết bị bổ sung không khí đốt nóng bằng dòng điện. 2.2.2.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp Thiết bị đo lưu lượng của các hệ thống phun xăng điện tử KFZ-2001D thuộc loại lưu lượng kế thể tích. Cảm biến đo gió được sử dụng trên hệ thống phun xăng điện tử KFZ-2001D để nhận biết lưu lượng không khí nạp vào. Nó là một trong những cảm biến quan trọng nhất. Tín hiệu lưu lượng gió được sử dụng để tính toán lượng xăng phun cơ Hình 2.11. Cảm biến lưu lượng không khí nạp lắp ráp trong hệ thống hút không khí: 1- Bướm ga; 2- Bộ cảm biến dòng khí nạp; 3- Tín hiệu của bộ cảm biến nhiệt độ không khí nạp cung cấp cho ECU; 4- ECU; 5- Tín hiệu của bộ cảm biến lưu lượng dòng khí nạp cung cấp cho ECU; 6- Bầu lọc không khí Q l - Khối lượng không khí nạp; α- Góc xoay của mâm đo. HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 32 bản và góc đánh lửa sớm của Buji. Hoạt động của nó dựa vào nguyên lý dùng điện áp kế có điện trở thay đổi kiểu trượt. Có cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp gồm có: cánh đo gió được giữ bằng một lò xo hoàn lực, cánh giảm chấn, buồng giảm chấn, vít chỉnh cầm chừng, mạch rẽ phụ trợ. Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh trượt được gắn đồng trục với rơle bơm xăng. Lượng gió vào động cơ nhiều hay ít là phụ thuộc vào vị trí mở bướm ga và tốc độ của động cơ. Khi gió nạp đi qua bộ đo gió từ lọc gió nó sẽ mở dần cánh đo chống lại sức căng của lò xo. Khi gió vào cân bằng với lực lò xo thì cánh đo sẽ cân bằng. Cánh đo và áp kế được gắn đồng trục nhằm mục đích để góc mở cánh đo sẽ được chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ điện áp kế. Chuyển động của dòng khí qua lưu lượng kế sẽ tác dụng một lực tỉ lệ với lưu lượng không khí lên cửa đo, làm cửa này quay đi một góc  cho đến khi cân bằng với lực của lò xo xoắn lắp trên trục quay. Kết cấu của thiết bị đo tạo ra một quan hệ dạng lôgarit giữa góc quay của cửa đo và thể tích không khí, nhằm mục đích đạt được độ nhạy cao ngay cả khi lưu lượng nhỏ. Trong thực tế, do quá trình nạp ở động cơ không liên tục nên tồn tại các sóng áp suất trong đường nạp. Cửa bù trừ có Hình 2.12. Cảm biến lưu lượng khí nạp 1. Cánh đo 2. Cửa bù trừ 3. Buồng giảm chấn 4. Điện kế kiểu trư ợt 5. Cảm biến nhiệt độ không khí nạp 6. Mạch không khí tắt 7. Vít điều chỉnh HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 33 tác dụng ổn định vị trí của thiết bị đo, vì các sóng áp suất sẽ tác dụng đồng đều lên cả hai cửa và lực tác dụng sẽ bù trừ lẫn nhau, không làm ảnh hưởng đến phép đo. Thể tích phía sau cửa bù trừ cũng có tác dụng giảm chấn, giữ ổn định vị trí góc  trước các xung động áp suất. Hình 2.14. Mặt bên phía nạp không khí của bộ cảm biến lưu lượng không khí. 1- Cửa bù trừ 2-Buồng giảm chấn 3- Mạch không khí tắt 4- Cửa đo dòng khí nạp 5-Vít chỉnh hỗn hợp không tải Hình 2.13. Mặt bên phía lắp ráp mạch điện của bộ cảm biến lưu lượng không khí 1- Bánh răng cuốn lò xo 2- Lò xo hồi 3- Khe hướng dẫn 4- Tấm sứ gắn biến trở 5- Cần gạt; 6- Chổi tiếp xúc 7- Đĩa công tắc HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 34  Cánh đo của cảm biến đo lưu lượng không khí Lượng khí nạp được hút vào trong xilanh được xác định bằng độ mở của bướm ga và tốc độ động cơ. Khí nạp hút qua cảm biến lưu lượng gió thắng lực căng của lò xo mở tấm đo. Tấm đo và biến trở có cùng một trục quay nên góc mở của tấm đo được biến chuyển thành điện áp. ECU sẽ nhận tín hiệu điện áp này (V s ) và do đó nhận biết góc mở của tấm đo từ biến trở, cánh đo và đường đặc tính như hình 2.14.  Vít chỉnh hỗn hợp không tải Vít điều chỉnh hỗn hợp không tải: cảm biến lưu lượng khí nạp có hai mạch gió, mạch gió chính đi qua cánh đo gió và mạch gió rẽ đi qua vít điều chỉnh. Lượng gió hút vào động cơ quyết định bởi độ mở bướm ga. Nếu lượng gió qua mạch rẽ tăng thì sẽ làm giảm lượng gió qua đường gió chính tức qua cánh đo gió vì thế góc mở bướm ga sẽ nhỏ lại. Ngược lại nếu lượng gió qua mạch rẽ giảm sẽ làm tăng lượng gió qua cánh đo gió, góc mở cánh đo sẽ lớn lên. Vì lượng xăng phun cơ bản phụ thuộc vào góc mở cánh đo, nên tỷ lệ xăng – gió có thể thay đổi bằng cách chỉnh lượng gió qua mạch rẽ. Hình 2.15. Cánh đo và đường đặc tính của cảm biến lưu lượng không khí HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 35 Trên hình 2.16 là cảm biến lưu lượng không khí có hai đường khí, đường khí chính, khí nạp được hút qua đó và đường khí phụ. Lượng khí đi qua đường khí phụ có thể điều chỉnh bằng vít chỉnh hỗn hợp không tải. Lượng khí hút vào trong động cơ được xác định bằng độ mở của bướm ga. Nếu lượng khí đi qua đường khí phụ tăng lên, thì không khí đi qua tấm đo giảm xuống và góc mở của tấm đo sẽ nhỏ hơn. Ngược lại, nếu lượng khí đi qua đường khí phụ giảm xuống, lượng khí đi qua tấm đo sẽ tăng lên và góc mở sẽ lớn hơn. Do lượng phun cơ bản được quyết định qua góc mở của tấm đo gió, nên tỷ lệ không khí- nhiên liệu tại chế độ không tải với vít điều chỉnh hỗn hợp không tải, có thể điều chỉnh được tỷ lệ nồng độ CO trong khí xả. Mặc dù vậy, điều này chỉ có tác dụng tại tốc độ không tải bởi vì nếu tấm đo mở rộng thì lượng khí đi qua đường khí phụ sẽ nhỏ hơn nhiều so với đường khí chính  Khoang giảm chấn và tấm chống rung Khoang giảm chấn và tấm chống rung giúp làm việc ổn định chuyển động của tấm đo. Nếu lượng khí nạp chỉ được đo bằng tấm đo, sự thay đổi lượng khí sẽ làm cho tấm đo bị rung động. Nhưng khi tấm chống rung được gắn vào sao cho nó Hình 2.16. Cấu tạo vít chỉnh hỗn hợp không tải. HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 36 chuyển động cùng với tấm đo, nó sẽ hấp thụ các rung động và làm ổn định chuyển động của tấm đo. Để ngăn ngừa dao động người ta thiết kế một cánh giảm chấn liền với cánh đo để tiếp nhận rung động – Dao động do áp lực hút sẽ tác động đồng thời và bằng nhau lên cả hai cánh. Kết quả là mômen lực tác dụng lên hai cánh. Mặt khác, cánh giảm chấn ép khí trong buồng giảm chấn có tác dụng như một bộ giảm dao động.  Công tắc bơm nhiên liệu Trên hình 2.18 là công tắc bơm nhiên liệu được lắp trong biến trở và nó đóng (bật) khi động cơ đang chạy và không khí đi qua công tắc bơm nhiên liệu, sẽ tắt khi động cơ ngừng làm việc (bơm nhiên liệu sẽ ngừng làm việc khi động cơ tắt thậm chí có điện bật ở vị trí ON). Hình 2.17. Kết cấu và đường đặc tính của khoang giảm chấn và tấm đo Hình 2.18. Công tắc bơm nhiên liệu HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 37 Một điện thế kế sẽ tạo ra một tín hiệu điện U s tỉ lệ với góc quay của cửa, có nghĩa là tỉ lệ với lưu lượng thể tích. Tuỳ theo cấu tạo của điện thế kế, tín hiệu này sẽ tỉ lệ thuận hoặc tỉ lệ nghịch với lưu lượng thể tích. Để tránh sai số do sự già hoá hoặc do dao động nhiệt độ của điện thế kế, dẫn đến thay đổi giá trị điện trở của mạch, bộ điều khiển trung tâm sẽ xử lý tỉ lệ giữa các điện trở. Khi lưu lượng nhỏ, cửa đo gần như đóng kín. Vít điều chỉnh cho phép một lượng nhỏ không khí đi vào động cơ không qua cửa đo, nhằm mục đích điều chỉnh hỗn hợp chạy không tải của động cơ. Quan hệ giữa thể tích không khí nạp, góc quay cửa đo , điện thế của tín hiệu đo lưu lượng U s và lượng xăng cung cấp V e . Giả sử có một thể tích không khí nào đó đi vào động cơ. Khi đó lượng nhiên liệu lý thuyết cần thiết sẽ được xác định bởi điểm D. Góc quay của cửa đo sẽ tương ứng với điểm A, và điện áp của tín hiệu đo do điện thế kế phát ra sẽ tương ứng với điểm B. Bộ điều khiển trung tâm sẽ chỉ m 3 /h Hình2.19. Sơ đồ mối quan hệ giữa các đại lượng Ql: Lượng gió nạp vào động cơ α: Góc m ở cánh đo gió Qk: Lượng gió n ạp lý thuyết Us: Tín hiệu điện áp của cảm biến đo Ve: Tín hiệu mở vòi phun chính HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 38 huy các vòi phun cung cấp một lượng xăng (điểm C) đúng bằng lượng xăng xác định lý thuyết. 2.2.2.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt độ khí nạp dùng để xác định nhiệt độ khí nạp. Nó gồm một điện trở gắn trong cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc trên đường nạp. Thể tích và mật độ không khí thay đổi theo nhiệt độ. Nếu nhiệt độ không khí cao thì hàm lượng ôxy trong không khí giảm. Nhiệt độ không khí thấp, hàm lượng ôxy trong không khí tăng. Vì thế, dù lượng không khí được đo bởi bộ đo gió như nhau nhưng tuỳ thuộc vào nhiệt độ của không khí mà lượng xăng được phun ra cũng khác nhau. ECU xem nhiệt độ 20 o c là nhiệt độ chuẩn. Nếu nhiệt độ lớn hơn 20 o c thì sẽ điều khiển giảm lượng xăng phun vào, nếu nhiệt độ không khí nạp vào mà nhỏ hơn 20 o c thì ECU sẽ điều khiển tăng lượng xăng phun vào. Với phương pháp này tỷ lệ hỗn hợp sẽ được đảm bảo theo nhiệt độ môi trường. 2.2.2.3. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (cảm biến nhiệt độ máy) Nhiệm vụ của nó là xác định nhiệt độ của động cơ, có cấu tạo là một điện trở nhiệt hay một Diode. Nguyên lý của cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một phần tử cảm nhận sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ. Nó được làm bằng vật liệu có hệ số nhiệt điện trở âm (NTC). Khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm và ngược lại. Các loại cảm biến Hình 2.20. Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp 1. Giắc nối điện 2. Vỏ 3. Điện trở (TNCII) HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 39 nhiệt độ nước làm mát hoạt động theo cùng một nguyên lý như trên nhưng mức độ hoạt động và sự thay đổi nhiệt độ có khác nhau. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị dòng điện gửi đến động cơ. Khi nhiệt độ của động cơ thấp, giá trị điện trở của cảm biến sẽ cao, tín hiệu điện áp sẽ gửi về ECU thấp, ECU sẽ biết được động cơ đang nguội lạnh. Khi nhiệt độ của động cơ nóng, giá trị điện trở giảm, tín hiệu điện áp gửi về ECU cao, ECU sẽ biết được nhiệt độ của động cơ đang nóng. Nhờ vậy ECU điều khiển đúng lượng xăng cần thiết phun vào các xilanh. Trên động cơ làm mát bằng gió, bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp đặt ngập trong thân máy, với động cơ làm mát bằng nước, cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp đặt ngập trong bọng nước của động cơ. Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường là trụ rỗng có ren ngoài bên trong có gắn một điện trở có hệ số điện trở nhiệt âm. Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, tín hiệu thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh. ECU sẽ tăng lượng xăng phun thiện tính năng hoạt động khi động cơ lạnh. Khi nhiệt độ nước làm mát cao thì ECU sẽ giảm lượng xăng phun. Hình 2.21. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 1. Giắc nối điện 2. Vỏ 3. Điện trở (TNCII) HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology 40 2.2.2.4. Cảm biến tốc độ Cảm biến tốc độ nhận biết tín hiệu của xe đang chạy sau đó gửi tín hiệu về ECU để điều khiển tốc độ cầm chừng và tỷ lệ hoà khí phù hợp khi tăng tốc hoặc giảm tốc độ. Có các loại cảm biến tốc độ sau:  Loại cảm biến từ tính.  Loại cảm biến từ trở.  Loại cảm biến quang.  Loại công tắc từ. Trong trường hợp đơn giản nhất, thông tin về tốc độ quay động cơ được lấy từ tiếp điểm của bộ phân phối đánh lửa. Nếu động cơ được trang bị hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm, tốc độ quay sẽ được xác định qua xung điện cao áp từ đầu ra số 1 của bôbin đánh lửa. Ở nhiều loại HTPX điện tử khác, các thông tin về tốc độ của động cơ, vị trí trục khuỷu hoặc pha làm việc theo hai nguyên tắc từ tính hoặc quang học. Trong mô hình hệ thống phun xăng KFZ-2001D sử dụng loại cảm biến tốc độ kiểu công tắc từ Hình 2.22. Cảm biến tốc n : Số vòng quay (bằng 1/2 vòng quay trục chính) 1. Bộ chia điện 2. IC điều khiển (ECU) 3. Cảm biến tốc độ HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực www.oto-hui.com automotive technology [...]... lực 50 IC điều khiển sẽ định ra thời gian vi chỉnh xăng phun tm Vì điện áp của ắcquy cũng ảnh hưởng đến quá trình phun xăng nên từ tín hiệu điện áp ắcquy thực tế IC điều khiển còn định ra thời gian vi chỉnh xăng phun là ts Do vậy thời gian phun thực tế là ti ti = tp + tm + ts Hình 2.29 Sơ đồ quan hệ giữa các đại lượng từ các cảm biến và lượng xăng phun Ti Trong quá trình động cơ hoạt động thời gian... trong hệ thống Với chức năng này phần lưu giữ thông tin sai hỏng này có thể xoá được khi nguồn bị ngắt Trong ECU (hay IC) cũng còn có các chức năng khác như: - Bộ chuyển đổi tín hiệu từ điện áp thành tín hiệu số - Bộ đếm dùng để đếm xung (tín hiệu vòng quay n) - Bộ nhớ trung gian www.oto-hui.com automotive technology HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực 49 - Bộ khuyếch đại - Bộ... bản là: - Số vòng quay động cơ: n - Lưu lượng gió nạp: Ql Với hai thông số này IC điều khiển định ra được thời gian phun cơ bản là tp Ngoài ra, thông qua các cảm biến tín hiệu khác, IC điều khiển còn nhận được các tín hiệu phụ như: - Nhiệt độ động cơ: NTCII - Nhiệt độ gió nạp: NTCI - Vị trí bướm ga: Pv/Po www.oto-hui.com automotive technology HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động... này, một loại vòi phun khởi động lạnh sẽ được điều khiển bởi rơle nhiệt thời gian Bằng cách đấu nối tiếp tín hiệu điều khiển vòi phun khởi động lạnh với rơle nhiệt thời gian để khống chế sự đóng mở vòi phun khởi động lạnh tuỳ theo nhiệt độ của động cơ Khi động cơ khởi động khi máy còn lạnh vòi phun khởi động lạnh sẽ phun thêm một lượng xăng bổ sung vào đường nạp, ngoài lượng xăng do vòi phun chính đã cung... lượng xăng do vòi phun chính đã cung cấp Rơle nhiệt thời gian gồm có các thành phần chính sau: www.oto-hui.com automotive technology HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực 43 Hình 2.24 Rơle nhiệt thời gian 1- Đầu nối dây 2- Thân 4- Dây đốt tạo nhiệt bằng điên 3- Thanh lưỡng kim 5- Tiếp điểm Đây chính là một công tắc nhiệt, sử dụng thanh lưỡng kim giãn nở bằng nhiệt để đóng ngắt... trí bướm ga Trong mô hình phun xăng KFZ- 2001D sử dụng loại cảm biến vị trí bướm ga kiểu tiếp điểm Cảm biến vị trí bướm ga là một dạng công tắc kép, có tác dụng xác định vị trí bướm ga ở hai trạng thái sau: - Trạng thái không tải (khi tốc độ của xe là nhỏ nhất) - Trạng thái toàn tải (khi xe lên dốc, hay khi xe muốn vượt xe khác) Cảm biến vị trí bướm ga lắp ở hộp bướm ga, có liên hệ cơ khí với trục quay... Hình 2.27 Cấu tạo ECU www.oto-hui.com automotive technology HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực 48 Bộ phận chính của bộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU (Central Processing Unit) Cpu lựa chọn các lệnh và xử lý số liệu, bộ nhớ ROM v RAM à chứa các chương trình, các dữ liệu và ngõ vào ra, điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển dữ liệu đã xử lý đến các cơ cấu... vòi phun khởi động lạnh không làm việc ng Ngược lại, khi động cơ lạnh (hoặc nhiệt độ môi trường quá lạnh) thì chủ yếu là www.oto-hui.com automotive technology HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực 44 dòng điện nội tại đốt nóng thanh l ỡng kim và xác định thời gian đóng mở tiếp ư điểm của rơle nhiệt 2.2.2.7 Thiết bị bổ sung không khí đốt nóng bằng dòng điện Trong mô hình phun xăng. .. khởi động, nếu nhiệt độ động cơ còn thấp thì hỗn hợp sẽ vẫn tiếp tục được làm đậm thêm nhờ phun xăng bổ sung, để bù một phần nhiên liệu bị ngưng tụ ở các thành vách động cơ và khắc phục sự bay hơi kém của xăng ở nhiệt độ thấp Mặt khác, sự làm đậm này còn nhằm mục đích ổn định sự làm việc của động cơ sau khi vòi phun khởi động đã được ngắt Quá trình xấy nóng này ở động cơ được rút ngắn nhờ tăng số v òng... nối bổ sung không khí Hệ số làm đậm hỗn hợp khi chạy ấm máy sẽ giảm theo nhiệt độ của động cơ www.oto-hui.com automotive technology HoChiMinh University of Indusstrial khoa công nghệ động lực 45 Để hoàn thiện quá trình sấy nóng động cơ, HTPX điện tử có thể sử dụng một ) ương trình chạy ấm máy Các bộ thông số chuẩn (Cartographia bổ sung cho ch thông số chuẩn này cho phép xác định hệ số làm đậm khi sấy . của các hệ thống phun xăng điện tử KFZ- 2001D thuộc loại lưu lượng kế thể tích. Cảm biến đo gió được sử dụng trên hệ thống phun xăng điện tử KFZ- 2001D. lượng xăng phun cơ Hình 2.11. Cảm biến lưu lượng không khí nạp lắp ráp trong hệ thống hút không khí: 1- Bướm ga; 2- Bộ cảm biến dòng khí nạp; 3- Tín