7. Kết cấu luận văn
3.2. Một số thành phần của hệ thống phun xăng điện tử
- Nhiệm vụ: Cung cấp xăng cho hệ thống với lưu lượng và ỏp suất quy định.
- Cấu tạo:
Hỡnh 12. Bơm xăng điện.
1. Đường xăng vào; 2. Van an toàn; 3. Bơm phiến gạt; 4. Roto động cơ điện; 5. Van một chiều; 6. Đường xăng ra.
- Nguyờn lớ làm việc:
Đõy là bơm điện kiểu phiến gạt. Động cơ điện và bơm làm thành một khối. Khi động cơ điện làm việc, roto động cơ điện (4) quay, roto của bơm xăng (3) quay theo. Cỏc phiến gạt thực chất là cỏc con lăn, dưới tỏc dụng của lực li tõm sẽ ộp sỏt vào mặt trong của vỏ bơm và đẩy xăng từ khoang hỳt sang khoang thoỏt rồi theo ống dẫn tới bầu lọc xăng. Đường xăng (1) là đường xăng vào và (6) là đường xăng ra tới bầu lọc. Van an toàn (2) cú tỏc dụng ổn định ỏp suất xăng do bơm cung cấp cũn van (5) ngăn xăng chảy ngược về thựng chứa. Lưu lượng xăng do bơm cung cấp luụn lớn hơn yờu cầu để tạo ra ỏp suất dư trong mạch nhiờn liệu.
Bơm xăng điện cú thể lắp bờn ngoài hoặc nhỳng hẳn bờn trong thựng xăng. Bộ điều khiển chỉ huy rơle bơm xăng, cho phộp bơm làm việc hoặc ngừng hoạt động. Vỡ lớ do an toàn, bơm sẽ ngừng hoạt động khi động cơ khụng làm việc ngay cả khi khúa điện vẫn mở.
3.2.2. Bộ điều chỉnh ỏp suất
- Nhiệm vụ: Duy trỡ độ chờnh ỏp suất xăng cung cấp cho vũi phun và ỏp suất trờn đường ống nạp ở một giỏ trị ổn định. Nhờ đú lượng xăng phun ra ở vũi phun điện tử chỉ phụ thuộc vào thời gian mở kim phun, đơn giản húa việc tớnh toỏn lượng xăng cung cấp cho chu trỡnh bởi bộ điều khiển trung tõm.
- Cấu tạo:
Hỡnh 13. Bộ điều chỉnh ỏp suất xăng.
1. Đường xăng vào; 2. Đường hồi xăng về bỡnh chứa; 3. Van hồi xăng; 4. Thõn van; 5. Màng; 6. Lũ xo nộn; 7. Nối với đường nạp của động cơ.
- Nguyờn lớ làm việc: Thiết bị này được lắp rỏp ở một đầu của giàn phõn phối xăng, cú hai buồng ngăn cỏch bởi màng (5). Áp suất xăng cung cấp được
xăng vượt quỏ mức quy định, thõn van (4) cựng màng ngăn (5) đi xuống ộp lũ xo (6) lại, van (3) mở ra để một phần xăng theo đường (2) trở về thựng chứa làm ỏp suất xăng trong mạch nhiờn liệu giảm xuống. Buồng lũ xo được thụng với đường nạp ở phớa sau bướm ga bởi đường ống (7), tạo sự liờn hệ thường xuyờn giữa ỏp suất xăng với ỏp suất tuyệt đối trong đường nạp. Vỡ vậy độ chờnh ỏp suất vũi phun luụn được ổn định với mọi vị trớ của bướm ga.
3.2.3. Vũi phun xăng
3.2.3.1. Vũi phun điện từ trong hệ thống phun xăng nhiều điểm
- Nhiệm vụ: Phun vào đường nạp tại khu vực gần xupap một lượng xăng nhất định, vào thời điểm xỏc định.
- Cấu tạo:
Hỡnh 14. Vũi phun điện từ trong hệ thống phun xăng nhiều điểm. 1. Lọc xăng; 2. Đầu nối điện; 3. Cuộn đõy kớch từ; 4. Lừi từ tớnh;
5. Kim phun; 6. Đầu kim phun.
- Nguyờn lớ làm việc: Tớn hiệu điều khiển qua điện cực (2) tới cuộn dõy (3) của nam chõm điện. Khi chưa cú dũng điện chạy qua cuộn dõy (3), lũ xo sẽ ộp
qua cuộn dõy (3), nam chõm điện sẽ hỳt lừi từ (4) và do vậy kim phun (5) được nõng lờn khỏi đế khoảng 0,1mm. Lũ xo bị nộn lại, nhiờn liệu từ giàn phõn phối vào vũi phun được lọc một lần nữa bởi lọc xăng (1) rồi được phun ra một tiết diện hỡnh vành khuyờn ở đầu vũi phun. Quỏn tớnh của kim phun (thời gian mở và đúng) chỉ khoảng 1 1,5 ms.
3.2.3.2. Vũi phun điện từ trong hệ thống phun xăng một điểm Mono - Jetronic Jetronic
- Nhiệm vụ: Phun vào đường nạp hoặc trước bướm ga một lượng xăng nhất định vào thời điểm xỏc định.
- Cấu tạo:
Hỡnh 15. Vũi phun điện từ trong hệ thống phun xăng một điểm Mono-Jetronic 1. Đầu nối dõy điện; 2. Cuộn dõy; 3. Van bi; 4. Lỗ nghiờng;
- Nguyờn lớ làm việc: Tớn hiệu điều khiển từ bộ điều khiển trung tõm thụng qua đầu nối (1) chạy vào cuộn dõy (2). Nguyờn lớ làm việc cũng như vũi phun điện từ trờn. Điểm khỏc là xăng cung cấp cho vũi phun chỉ với ỏp suất 1 bar, thấp hơn ở hệ thống phun xăng nhiều điểm. Điểm khỏc thứ hai là việc mở lỗ phun bằng van bi (3) (khụng cú kim phun) và xăng theo lỗ nghiờng (4) rồi được phun ra dưới dạng một vành cụn nhờ kết cấu đặc biệt của vũi phun (cú lỗ nghiờng và vành cụn ở miệng vũi phun), đường xăng vào ra (5) ở bờn thõn vũi phun.
3.2.3.3. Vũi phun cơ khớ trong hệ thống phun xăng cơ khớ K - Jetronic
- Nhiệm vụ: Phun vào đường nạp tại khu vực gần xupap một lượng xăng nhất định, vào thời điểm xỏc định.
- Cấu tạo:
Hỡnh 16. Vũi phun cơ khớ a. Đúng; b. Mở.
1. Thõn vũi phun; 2. Lọc cao ỏp; 3. Van kim; 4. Lũ xo.
- Nguyờn lớ làm việc: Áp suất mở van kim vào khoảng 4 bar, được điều chỉnh bằng lũ xo theo cựng nguyờn tắc như vũi phun ở động cơ diezen. Khi khụng cú xăng từ bộ định lượng - phõn phối đến, lũ xo sẽ đẩy van kim (3) rồi
3.2.3.4. Vũi phun khởi động lạnh và cụng tắc nhiệt
- Nhiệm vụ của vũi phun khởi động: Phun một lượng xăng bổ sung để làm đậm hỗn hợp khi động cơ khởi động ở trạng thỏi lạnh.
- Cấu tạo:
Hỡnh 17. a. Vũi phun khởi động lạnh; b. Cụng tắc nhiệt thời gian. 1. Cuộn dõy; 2. Điện cực; 3. Bộ phận lọc; 4. Cuộn dõy; 5. Van; 6. Đế van;
7. Miệng phun; 8. Lũ xo.
- Nguyờn lớ làm việc:
+ Vũi phun khởi động lạnh: Ở một số hệ thống phun xăng cú trang bị thờm vũi phun khởi động lạnh lắp trờn đường ống nạp, phớa sau bướm ga. Vũi phun
điện cực (2) vào cuộn dõy (4), van (5) được hỳt lờn, rời khỏi đế van (6), lũ xo (8) bị nộn lại, xăng theo đường vào (1) qua bộ phận lọc (3), qua van tới miệng vũi phun (7) theo hướng tiếp tuyến qua một lỗ nhỏ, tạo thành dũng chuyển động xoỏy trong miệng phun nờn xăng được phun ra rất tơi.
+ Cụng tắc nhiệt thời gian: Thời gian phun được điều chỉnh thụng qua nhiệt độ nhờ một cụng tắc nhiệt - thời gian. Thời gian làm việc (đúng) của cụng tắc phụ thuộc vào mức độ đốt núng từ hai nguồn: Nhiệt truyền từ động cơ và dũng điện nội tại qua điện trở (4).
Khi động cơ lạnh, thanh lưỡng kim (3) chỉ bị nung núng bởi dũng điện nội tại, chưa gión nở nhiều, tiếp điểm (5) đúng, vũi phun khởi động lạnh phun nhiờn liệu. Khi động cơ núng, nhiệt từ động cơ truyền sang lớn, thanh lưỡng kim gión nở nhiều, bị cong về phớa trỏi làm tiếp điểm (5) mở và phun khởi động khụng làm việc.
3.2.4. Cỏc cảm biến
3.2.4.1. Cảm biến lưu lượng khớ nạp
Là một trong những cảm biến quan trọng nhất vỡ nú được sử dụng để phỏt hiện khối lượng và thể tớch khụng khớ nạp. Tớn hiệu của khối lượng hoặc thể tớch của khụng khớ nạp được dựng để tớnh thời gian phun cơ bản và gúc đỏnh lửa sớm cơ bản.
Cảm biến lưu lượng khớ nạp chủ yếu được chia thành hai loại: Cảm biến để phỏt hiện khối lượng khụng khớ nạp và cảm biến đo thể tớch khụng khớ nạp.
Cảm biến đo khối lượng và cảm biến đo lưu lượng khụng khớ nạp cú cỏc loại sau: Kiểu dõy sấy, kiểu cỏnh và kiểu giú xoỏy quang học Karman.
Hỡnh 18. Cảm biến lưu lượng khớ nạp kiểu dõy sấy
Cảm biến lưu lượng khớ gọn và nhẹ, ở bờn trỏi là loại cắm phớch được đặt vào buồng khụng khớ và làm cho phần khụng khớ nạp chạy qua khu vực phỏt hiện.
Một dõy núng và nhiệt điện trở được sử dụng như một cảm biến, được lắp vào khu vực phỏt hiện.
Bằng cỏch đo trực tiếp khối lượng khụng khớ nạp, độ chớnh xỏc phỏt hiện được tăng lờn và hầu như khụng cú sức cản của khụng khớ.
Hỡnh 19. Cảm biến lưu lượng khớ nạp kiểu cỏnh.
Khi khụng khớ đi qua cảm biến lưu lượng khớ nạp này từ bộ lọc khớ, đẩy tấm đo mở ra cho đến khi lực tỏc động vào tấm đo cõn bằng với lũ xo phản hồi.
Chiết ỏp được nối đồng trục với tấm đo này sẽ biến đổi thể tớch khụng khớ nạp thành một tớn hiệu điện ỏp (tớn hiệu VS) được truyền đến ECU động cơ.
Kiểu dũng xoỏy Karman quang học
Kiểu cảm biến lưu lượng khớ nạp này trực tiếp cảm nhận thể tớch khớ nạp bằng quang học, so với loại cảm biến lưu lượng khớ nạp kiểu cỏnh nú cú thể làm nhỏ hơn, nhẹ hơn về trọng lượng. Cấu tạo đơn giản của đường khụng khớ cũng làm giảm sức cản của khụng khớ nạp.
Hỡnh 20. Cảm biến lưu lượng khớ nạp kiểu dũng xoỏy Karman quang học.
Một trụ “bộ tạo dũng xoỏy” được đặt ở giữa một luồng khụng khớ đồng đều tạo ra dũng xoỏy được gọi là “giú xoỏy Karman” ở hạ lưu của trụ này. Vỡ tần số Karman được tạo tỉ lệ thuận với tốc độ của luồng khụng khớ, thể tớch của luồng khụng khớ cú thể tớch được tớnh bằng cỏch đo tần số của giú xoỏy này.
Cỏc luồng giú xoỏy được phỏt hiện bằng cỏch bắt bề mặt của một tấm kim loại mỏng (được gọi là “gương”) chịu ỏp suất của cỏc giú xoỏy và phỏt hiện độ rung của gương bằng quang học bởi một cặp quang điện (một Led kết hợp với một Tranzito quang).
Tớn hiệu của khớ nạp là một tớn hiệu xung. Khi thể tớch khớ nạp nhỏ, tớn hiệu này cú tần số thấp. Khi thể tớch khớ nạp lớn tớn hiệu này cú tần số cao.
Được lắp trờn cổ họng giú. Cảm biến này biến đổi gúc mở của bướm ga thành điện ỏp, được truyền đến ECU động cơ như tớn hiệu mở bướm ga. Hiện nay thường sử dụng hai loại: Tuyến tớnh và loại cú phần tử Hall.
Loại phần tử Hall
Hỡnh 21. Cảm biến vị trớ bướm ga loại phần tử Hall.
Cảm biến vị trớ bướm ga loại phần tử Hall gồm cỏc mạch IC Hall làm bằng cỏc phần tử Hall và cỏc nam chõm quay quanh chỳng. Cỏc nam chõm được lắp ở trờn trục bướm ga và quay cựng với bướm ga.
Khi bướm ga mở, cỏc nam chõm quay cựng một lỳc, cỏc nam chõm này thay đổi vị trớ của chỳng. Vào lỳc đú IC Hall phỏt hiện sự thay đổi từ thụng gõy ra bởi sự thay đổi của vị trớ nam chõm và tạo ra điện ỏp của hiệu ứng Hall từ cỏc cực VTA1 và VTA2 theo mức thay đổi này. Tớn hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tớn hiệu mở bướm ga.
Loại tuyến tớnh
Hỡnh 22. Cảm biến vị trớ bướm ga loại tuyến tớnh.
Cảm biến gồm hai con trượt và một điện trở, cỏc tiếp điểm cho cỏc tớn hiệu IDL và VTA được cung cấp ở cỏc đầu của mỗi tiếp điểm.
Khi cỏc tiếp điểm này trượt dọc theo điện trở đồng thời với gúc mở của bướm ga, điện ỏp này được đặt vào cực VTA theo tỉ lệ thuận với gúc mở của bướm ga. Khi bướm ga đúng lại hoàn toàn, tiếp điểm của tớn hiệu IDL được nối với cực IDL và E2.
3.2.4.3. Cảm biến ỏp suất đường ống nạp
Bằng cỏch gắn một IC vào cảm biến này, cảm biến ỏp suất đường ống nạp cảm nhận được ỏp suất đường ống nạp như một tớn hiệu PIM. Sau đú ECU động cơ xỏc định được thời gian phun cơ bản và gúc đỏnh lửa sớm cơ bản trờn cơ sở của tớn hiệu PIM này.
Một chớp Silic kết hợp với một buồng chõn khụng được duy trỡ ở độ chõn khụng định trước, được gắn vào bộ cảm biến này. Một phớa của chip này được lộ
ra với ỏp suất của đường ống nạp và phớa bờn kia thụng với buồng chõn khụng bờn trong.
Do vậy khụng phải hiệu chỉnh mức bự cho độ cao lớn vỡ ỏp suất của đường ống nạp cú thể đo được chớnh xỏc ngay cả khi độ cao này thay đổi.
Hỡnh 23. Cảm biến ỏp suất đường ống nạp.
3.2.4.4. Cảm biến vị trớ trục khuỷu, trục cam
Cảm biến vị trớ trục khuỷu (bộ tạo tớn hiệu NE)
Tớn hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phỏt hiện gúc của trục khuỷu và tốc độ của động cơ. ECU động cơ dựng tớn hiệu NE và tớn hiệu G để tớnh toỏn thời gian phun cơ bản và gúc đỏnh lửa sớm cơ bản.
Tớn hiệu NE được tạo ra bởi khe khụng khớ giữa trục khuỷu và cỏc răng trờn chu vi của roto tớn hiệu NE được lắp trờn trục khuỷu.
Hỡnh 24. Cảm biến vị trớ trục khuỷu.
Trờn trục cam đối diện với cảm biến vị trớ trục cam là đưa tớn hiệu G cú cỏc răng. Khi trục cam quay, khe hở giữa cỏc vấu nhụ ra trờn trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện ỏp trong cuộn nhận tớn hiệu được gắn vào cảm biến này sinh ra tớn hiệu.
Tớn hiệu G này được chuyển đi như một thụng tin về gúc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nú với tớn hiệu NE từ cảm biến vị trớ trục khuỷu để xỏc định điểm chết trờn kỡ nộn của mỗi xilanh để đỏnh lửa và phỏt hiện gúc quay của trục khuỷu. ECU động cơ dựng thụng tin này để xỏc định thời gian phun và thời điểm đỏnh lửa.
3.2.4.5. Cảm biến kớch nổ
Nú được lắp trờn thõn xilanh hoặc nắp mỏy để cảm nhận xung kớch nổ phỏt sinh trong động cơ và gửi tớn hiệu này đến ECU động cơ, làm trễ thời điểm đỏnh lửa nhằm ngăn chặn hiện tượng kớch nổ.
Hỡnh 26. Cấu tạo cảm biến kớch nổ.
Thành phần ỏp điện trong cảm biến kớch nổ được chế tạo bằng tinh thể thạch anh là vật liệu khi cú ỏp lực sẽ sinh ra điện ỏp. Phần tử ỏp điện được thiết kế cú kớch thước với tần số riờng trựng với tần số rung của động cơ khi cú hiện tượng kớch nổ để xảy ra hiệu ứng cộng hưởng.
Như vậy khi cú kớch nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu ỏp lực lớn nhất và sinh ra một điện ỏp. Tớn hiệu điện ỏp này cú giỏ trị nhỏ hơn 2,4 V. Nhờ tớn hiệu này,
ECU động cơ nhận biết hiện tượng kớch nổ và điều chỉnh giảm gúc đỏnh lửa cho đến khi khụng cũn kớch nổ, ECU cú thể điều chỉnh thời điểm đỏnh lửa sớm trở lại.
PHẦN 3: KẾT LUẬN
Trong quỏ trỡnh tiến hành, tỡm hiểu, nghiờn cứu cỏc tài liệu tham khảo, thu thập cỏc bỏo cỏo, thảo luận chuyờn mụn và tỡm hiểu thực tế, chỳng tụi đó hoàn thành nhiệm vụ đặt ra ở phần đầu, xõy dựng khỏi quỏt một hệ thống kiến thức chớnh xỏc, khoa học về nồng độ hỗn hợp trong động cơ xăng, hệ thống phun xăng điện tử trờn động cơ thế hệ mới và một số vấn đề liờn quan khỏc.
Qua cỏc phần đó trỡnh bày trong khúa luận, cỏc phõn tớch lớ thuyết, cỏc kết quả tỡm hiểu thực tế cũng như cỏc điều tra thử nghiệm tụi cú kết luận sau:
- Nồng độ hỗn hợp nhiờn liệu thớch ứng với từng chế độ làm việc của động cơ làm cho động cơ đạt được cụng suất tối đa và giảm ụ nhiễm mụi trường.
- Đối với động cơ dựng bộ chế hũa khớ, khả năng thớch ứng với từng chế độ khụng cao, khụng kinh tế, ụ nhiếm mụi trường.
- Hệ thống phun xăng điện tử cú nhiều ưu điểm vượt trội và đó thay thế hoàn toàn bộ chế hũa khớ.
- Thành phần cơ bản của hệ thống phun xăng điện tử là cảm biến. Tuy nhiờn cỏc cảm biến chỉ thực hiện được một số chức năng. Do đú để hệ thống hoàn hảo cần nghiờn cứu bổ sung cỏc chức năng khỏc.
Tuy nhiờn do thời gian cú hạn và điều kiện nghiờn cứu cũn gặp nhiều khú khăn nờn đề tài này chưa đi sõu, đi rộng mà mới chỉ dừng lại ở việc tỡm hiểu thành phần cấu tạo, tớnh kinh tế và ụ nhiễm mụi trường của hệ thống phun xăng điện tử.
Lần đầu làm quen với việc nghiờn cứu đề tài khoa học nờn khụng trỏnh khỏi những thiếu sút, tụi rất mong được thầy cụ và cỏc bạn đúng gúp ý kiến để