- Chọn số xylanh và cỏch bố trớ cỏc xylanh.
3.1.1. Khỏi quỏt về hệ thống phun xăng điện tử
ạ Lịch sử phỏt triển
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Phỏp - ụng Stevan - đó nghĩ ra cỏch phun nhiờn liệu cho một mỏy nộn khớ. Sau đú một thời gian, một người Đức đó cho phun nhiờn liệu vào buồng chỏy nhưng khụng mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ 20, người Đức ỏp dụng hệ thống phun nhiờn liệu trong động cơ 4 thỡ tĩnh tại (nhiờn liệu dựng trờn động cơ này là dầu hỏa nờn hay bị kớch nổ và hiệu suất rất thấp). Tuy nhiờn, sau đú sỏng kiến này đó được ứng dụng thành cụng trong việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiờn liệu cho mỏy bay ở Đức. Đến năm 1966, hóng BOSCH đó thành cụng trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khớ. Trong hệ thống phun xăng này, nhiờn liệu được phun liờn tục vào trước supap nạp nờn cú tờn gọi là K – Jetronic (K- Konstant – liờn tục, Jetronic –
phun). K – Jetronic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trờn cỏc xe của hóng Mercedes và một số xe khỏc, là nền tảng cho việc phỏt triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE –Jetronic, Mono-Jetronic, L-Jetronic, Motronic…
Tờn tiếng Anh của K-Jetronic là CIS (continuous injection system) đặc trưng cho cỏc hóng xe Chõu õu và cú 4 loại cơ bản cho CIS là: K – Jetronic, K –Jetronic – với cảm biến oxy và KE –
Jetronic (cú kết hợp điều khiển bằng điện tử) hoặc KE – Motronic (kốm điều khiển gúc đỏnh lửa
sớm). Do hệ thống phun cơ khớ cũn nhiều nhược điểm nờn đầu những năm 80, BOSCH đó cho ra đời hệ thống phun sử dụng vũi phun điều khiển bằng điện. Cú hai loại: hệ thống L-Jetronic
(lượng nhiờn liệu được xỏc định nhờ cảm biến đo lưu lượng khớ nạp) và D-Jetronic (lượng nhiờn liệu được xỏc định dựa vào ỏp suất trờn đường ống nạp).
Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đó ứng dụng hệ thống phun xăng L-
Jetronic và D-Jetronic trờn cỏc xe của hóng Toyota (dựng với động cơ 4A – ELU). Đến năm
1987, hóng Nissan dựng L – Jetronic thay cho bộ chế hũa khớ của xe Nissan Sunnỵ
Song song, với sự phỏt triển của hệ thống phun xăng, hệ thống điều khiển đỏnh lửa theo chương trỡnh (ESA – electronic spark advance) cũng được đưa vào sử dụng vào những năm đầu thập kỷ 80. Sau đú, vào đầu những năm 90, hệ thống đỏnh lửa trực tiếp (DIS – direct ignition system) ra đời, cho phộp khụng sử dụng delco và hệ thống này đó cú mặt trờn hầu hết cỏc xe thế hệ mớị Ngày nay, gần như tất cả cỏc ụtụ đều được trang bị hệ thống điều khiển động cơ cả xăng và diesel theo chương trỡnh, giỳp động cơ đỏp ứng được cỏc yờu cầu gắt gao về khớ xả và tớnh tiết kiệm nhiờn liệụ Thờm vào đú, cụng suất động cơ cũng được cải thiện rừ rệt.
Những năm gần đõy, một thế hệ mới của động cơ phun xăng đó ra đờị Đú là động cơ phun trực tiếp: GDI (gasoline direct injection). Trong tương lai gần, chắc chắn GDI sẽ được sử dụng rộng róị
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 3.1: Sơđồ hệ thống phun xăng điện tử b. Phõn loại và ưu nhược điểm
* Phõn loại
Hệ thống phun nhiờn liệu cú thể được phõn loại theo nhiều kiểụ Nếu phõn biệt theo cấu tạo vũi phun, ta cú 2 loại:
+ Loại CIS (continuous injection system)
Đõy là kiểu sử dụng vũi phun cơ khớ, gồm 4 loại cơ bản:
- Hệ thống K – Jetronic: việc phun nhiờn liệu được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khớ. - Hệ thống K – Jetronic cú cảm biến khớ thải: cú thờm một cảm biến oxỵ
- Hệ thống KE – Jetronic: hệ thống K-Jetronic với mạch điều chỉnh ỏp lực phun bằng điện tử. - Hệ thống KE – Motronic: kết hợp với việc điều khiển đỏnh lửa bằng điện tử.
Cỏc hệ thống vừa nờu sử dụng trờn cỏc xe chõu õu model trước 1987. Do chỳng đó lỗi thời nờn quyển sỏch này sẽ khụng đề cập đến.
+ Loại AFC (air flow controlled fuel injection)
Sử dụng vũi phun điều khiển bằng điện. Hệ thống phun xăng với vũi phun điện cú thể chia làm 2 loại chớnh:
− D-Jetronic (xuất phỏt từ chữ Druck trong tiếng Đức là ỏp suất):với lượng xăng phun được xỏc định bởi ỏp suất sau cỏnh bướm ga bằng cảm biến MAP (manifold absolute pressure sensor). − L-Jetronic (xuất phỏt từ chữ Luft trong tiếng Đức là khụng khớ):với lượng xăng phun được tớnh toỏn dựa vào lưu lượng khớ nạp lấy từ cảm biến đo giú loại cỏnh trượt. Sau đú cú cỏc phiờn bản: LH – Jetronic với cảm biến đo giú dõy nhiệt, LU – Jetronic với cảm biến giú kiểu siờu õm… Nếu phõn biệt theo vị trớ lắp đặt vũi phun, hệ thống phun xăng AFC được chia làm 2 loại:
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hệ thống này cũn cú cỏc tờn gọi khỏc như: SPI (single point injection), CI (central injection),
Mono – Jetronic. Đõy là loại phun trung tõm. Vũi phun được bố trớ phớa trờn cỏnh bướm ga và
nhiờn liệu được phun bằng một hay hai vũi phun. Nhược điểm của hệ thống này là tốc độ dịch chuyển của hũa khớ tương đối thấp do nhiờn liệu được phun ở vị trớ xa supap hỳt và khả năng thất thoỏt trờn đường ống nạp.
+ Loại MPI (Multi Point Fuel Injection) -phun đa điểm
Đõy là hệ thống phun nhiờn liệu đa điểm, với mỗi vũi phun cho từng xylanh được bố trớ gần supap hỳt (cỏch khoảng 10 – 15 mm). ống gúp hỳt được thiết kế sao cho đường đi của khụng khớ từ bướm ga đến xylanh khỏ dài, nhờ vậy, nhiờn liệu phun ra được hũa trộn tốt với khụng khớ nhờ xoỏy lốc. Nhiờn liệu cũng khụng cũn thất thoỏt trờn đường ống nạp. Hệ thống phun xăng đa điểm ra đời đó khắc phục được cỏc nhược điểm cơ bản của hệ thống phun xăng đơn điểm. Tựy theo cỏch điều khiển vũi phun, hệ thống này cú thể chia làm 3 loại chớnh: phun độc lập hay phun từng kim (independent injection), phun nhúm (group injection) hoặc phun đồng loạt (simultaneous injection).
Nếu căn cứ vào đối tượng điều khiển theo chương trỡnh, người ta chia hệ thống điều khiển động cơ ra 3 loại chớnh: chỉđiều khiển phun xăng (EFI - electronic fuel injection theo tiếng Anh hoặc
Jetronic theo tiếng Đức), chỉđiều khiển đỏnh lửa (ESA - electronic spark advance) và loại tớch hợp tức điều khiển cả phun xăng và đỏnh lửa (hệ thống này cú nhiều tờn gọi khỏc nhau: Bosch đặt tờn là Motronic, Toyota cú tờn (TCCS - Toyota Computer Control System), Nissan gọi tờn là (ECCS - Electronic Concentrated Control System…) Nhờ tốc độ xử lý của CPU khỏ cao, cỏc hộp điều khiển động cơ đốt trong ngày nay thường gồm cả chức năng điều khiển hộp số tự động và quạt làm mỏt động cơ.
Nếu phõn biệt theo kỹ thuật điều khiển ta cú thể chia hệ thống điều khiển động cơ làm 2 loại:
analog và digital.
ở những thế hệ đầu tiờn xuất hiện từ 1979 đến 1986, kỹ thuật điều khiển chủ yếu dựa trờn cỏc mạch tương tự (analog). ở cỏc hệ thống này, tớn hiệu đỏnh lửa lấy từ õm bobine được đưa về hộp điều khiển để, từ đú, hỡnh thành xung điều khiển vũi phun. Sau đú, đa số cỏc hệ thống điều khiển động cơ đều được thiết kế, chế tạo trờn nền tảng của cỏc bộ vi xử lý (digital).
* Ưu điểm của hệ thống phun xăng
− Cú thể cấp hỗn hợp khớ nhiờn liệu đồng đều đến từng xylanh.
− Cú thể đạt được tỉ lệ khớ nhiờn liệu chớnh xỏc với tất cả cỏc dải tốc độ động cơ. − Đỏp ứng kịp thời với sự thay đổi gúc mở bướm gạ
− Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khớ nhiờn liệu dễ dàng: cú thể làm đậm hỗn hợp khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiờn liệu khi giảm tốc.
− Hiệu suất nạp hỗn hợp khụng khớ – nhiờn liệu caọ
− Do vũi phun được bố trớ gần supap hỳt nờn dũng khớ nạp trờn ống gúp hỳt cú khối lượng thấp (chưa trộn với nhiờn liệu) sẽ đạt tốc độ xoỏy lốc cao, nhờ vậy, nhiờn liệu sẽ khụng cũn thất thoỏt trờn đường ống nạp và hũa khớ sẽ được trộn tốt hơn.
3.2. Cấu trỳc hệ thống phun xăng điện tử3.2.1 Sơđồ cấu trỳc và cỏc khối chức năng