IV. NGUYEĐN LÝ PHUN XAÍNG TREĐN ĐƯỜNG ÔNG NÁP
B Heơ thông đieơn đieău khieơn
Heơ thông đieău khieơn đieơn tử bao goăm các cạm biên, tín hieơu, ECU và các boơ tác đoơng. Sô lượng các cạm biên được sử dúng tùy theo từng lối đoơng cơ.
Các cạm biên được bô trí xung quanh đeơ xác định tình tráng làm vieơc cụa đoơng cơ. Tín hieơu từ các cạm biên được ECU tiêp nhaơn và tính toán đeơ đieău khieơn các boơ tác đoơng hốt đoơng sao cho đoơng cơ làm vieơc tôt nhât.
Heơ thông L – Jetronic là heơ thông phun xaíng đieơn tử được phát minh đaău tieđn vào đaău thaơp nieđn 80. Vào thời kỳ này người ta nghieđn cứu heơ thông phun xaíng đeơ
khaĩc phúc các nhược đieơm cụa đoơng cơ sử dúng boơ chê hòa khí.
Nhieđn lieơu vào
Cuoơn dađy Van Thanh lưỡng kim Dađy lưỡng kim Thanh lưỡng kim
Hình 11.56. Câu trúc cụa kim phun khởi đoơng lánh (a) và cođng taĩc nhieơt thời gian (b).a) b)
Tín hieơu vào ECU Tín hieơu ra
Theo sơ đoă tređn các tín hieơu đaău vào bao goăm: Boơ đo lưu lượng khođng khí náp, cạm biên vị trí bướm ga, tín hieơu sô vòng quay, cạm biên nhieơt đoơ nước làm mát và tín hieơu từ cođng taĩc máy. ECU tiêp nhaơn các tín hieơu và đieău khieơn lưu lượng phun cụa các kim phun.
1) Boơ đo lưu lượng khođng khí náp
Vieơc kieơm tra lưu lượng khođng khí nhaỉm xác định tât cạ các thay đoơi veă chê đoơ làm vieơc cụa đoơng cơ. Lượng khođng khí náp phại được kieơm tra qua boơ đo lưu lượng khođng khí trước khi vào đoơng cơ đeơ táo ra thành phaăn hoên hợp tức thời, chính xác ở mĩi chê đoơ làm vieơc.
Boơ đo lưu lượng khođng khí náp là moơt trong các cạm biên quan trĩng trong heơ thông phun xaíng. Nó dùng đeơ tính toán và xác định thời gian phun cơ bạn. Có rât nhieău kieơu boơ đo gió, tuỳ theo đời xe và kieơu xe nó có các dáng sau.
- Boơ đo gió kieơu van trượt. - Boơ đo gió kieơu Karman. - Boơ đo gió kieơu dađy nhieơt.
- Boơ đo gió sử dúng cạm biên chađn khođng.
Trong các kieơu tređn thì boơ đo gió kieơu van trượt và cạm biên chađn khođng được sử dúng roơng rãi và phoơ biên nhât trong heơ thông EFI.
Boơ đo gió van trượt
Boơ đo gió van trượt hay còn gĩi là boơ đo gió cánh trượt được sử dúng ở các xe cụa hãng Nissan, Toyota, Mercedes, BMW,...
Câu trúc cơ bạn cụa boơ đo gió bao goăm moơt tâm cạm biên (van trượt) đaịt tređn đường di chuyeơn cụa khođng khí, lò xo xoaĩn hoàn lực và moơt đieơn áp kê. Ngoài ra tređn boơ đo gió còn bô trí vít đieău chưnh tỷ leơ hoên hợp caăm chừng (vít CO), cạm biên nhieơt đoơ khođng khí náp, cođng taĩc đieău khieơn bơm nhieđn lieơu, buoăng giạm dao đoơng và cánh cađn baỉng.
Nguyeđn lý cụa boơ đo dựa vào cơ sở kieơm tra hợp lực cụa dòng khođng khí náp tác dúng leđn cánh cạm biên. Tâm cạm biên được giữ baỉng moơt lò xo, lò xo luođn có khuynh hướng chông lái sự tác đoơng cụa khođng khí. Khi khôi lượng khođng khí náp gia taíng, tâm cạm biên sẽ di chuyeơn nhieău và tiêt dieơn mở cụa nó sẽ lớn. Khi vị trí cụa tâm cạm biên thay đoơi thì tiêt dieơn lưu thođng cụa boơ đo cũng thay đoơi theo. Như vaơy có sự quan heơ giữa góc vách cụa tâm cạm biên và lưu lượng khođng khí náp.
Bướm ga Boơ đo gió ECU
Lĩc gió
Cánh cađn baỉng Buoăng giạm dao đoơng
Cánh cạm biên Vít CO
Boơ đo gió dùng cạm biên chađn khođng (Vacuum Senser)
Cạm biên chađn khođng hay còn gĩi là cạm biên áp suât tređn đường ông náp MAP (Manifold Air Pressure), thường được sử dúng cho hãng HonDa, Toyota,...Đađy là lối xác định lưu lượng khí náp baỉng cách kieơm tra đoơ chađn khođng trong đường ông náp. Cạm biên được bô trí beđn ngoài đường ông náp, có câu trúc gĩn nhé, khođng làm cạn trở chuyeơn đoơng dòng khođng khí náp như các cạm biên khác.
Chúng ta đã biêt, raỉng đoơ chađn khođng trong đường ông náp có môi quan heơ với lưu lượng khođng khí náp. Khi lượng khođng khí náp giạm thì đoơ chađn khođng trong đường ông náp taíng và ngược lái. Đoơ chađn khođng trong đường ông náp được chuyeơn thành tín hieơu đieơn áp và gởi veă ECU đeơ xác định lưu lượng khođng khí náp.
Phaăn chính cụa cạm biên là moơt IC được bô trí beđn trong cạm biên. Cạm biên sẽ gởi tín hieơu áp suât trong đường ông náp đên ECU từ cĩc PIM, từ đó ECU sẽ xác định thời gian phun cơ bạn.
Cạm biên goăm moơt màng silicon có beă dày ở ngoài rìa mép khoạng 0,25mm và ở trung tađm khoạng 0,025mm, kêt hợp với buoăng chađn khođng là moơt IC. Moơt maịt cụa màng silicon bô trí tiêp xúc với đoơ chađn khođng trong đường ông náp và maịt khác cụa nó bô trí ở trong buoăng chađn khođng được duy trì moơt áp thâp cô định naỉm trong cạm biên.
Khi áp suât trong đường ông náp thay đoơi sẽ làm cho hình dáng cụa màng silicon thay đoơi theo và trị sô đieơn trở cụa nó sẽ thay đoơi. Khi đieơn trở thay đoơi, tín hieơu đieơn áp từ IC gởi veă ECU thay đoơi theo áp suât trong đường ông náp. Đieơn áp từ ECU luođn cung câp cho IC khođng đoơi là 5 vođn. Khi áp suât trong đường ông náp càng lớn thì tín hieơu đieơn áp từ cĩc PIM gởi veă ECU càng cao và ngược lái.
2) Cạm biên sô vòng quay
Trong đoơng cơ phun xaíng, lưu lượng khođng khí náp và sô vòng quay cụa đoơng cơ là hai thođng
sô đeơ xác định lưu lượng phun cơ bạn. Lượng nhieđn lieơu phun tỷ leơ thuaơn với lưu lượng khođng khí náp
và tỷ leơ nghịch với sô vòng quay cụa trúc khuỷu đoơng cơ.
Tín hieơu IG
Tín hieơu IG được lây từ cực ađm cụa bođbin hoaịc Igniter và ECU dùng tín hieơu này đeơ xác định sô vòng quay cụa trúc khuỷu đoơng cơ. Trong heơ thông L – Jetronic tín hieơu IG dùng đeơ xác định thời đieơm phun, đieău khieơn lượng phun cơ bạn và dùng đeơ caĩt nhieđn lieơu.
Khi dòng sơ câp cụa heơ thông đánh lửa bị ngaĩt, đieơn áp lớn hơn 150 vođn từ cực ađm bođbin được ECU xác định đeơ nhaơn biêt sô vòng quay cụa đoơng cơ.
Cạm biên Cyl – TDC (Cylinder – Top Dead Center)
Rieđng hãng Honda khođng sử dúng tín hieơu IG mà sử dúng cạm biên xylanh (Cyl) và cạm biên đieơm chêt tređn (TDC), hai cạm biên này được sử dúng là kieơu cạm biên từ.
Cạm biên Cyl xác định vị trí cụa xylanh sô 1, nó được dùng đeơ đieău khieơn các kim phun phun theo thứ tự cođng tác. Cạm biên bao goăm moơt cuoơn dađy đeơ táo tín hieơu và moơt rotor chư có moơt raíng.
Cạm biên TDC: Goăm moơt cuoơn dađy và moơt rotor có 4 raíng (đoơng cơ 4 xylanh). Cạm biên sẽ táo ra 4 xung xoay chieău trong
hai vòng quay cụa trúc khuỷu và ECU dùng tín hieơu này đeơ đieău khieơn thời đieơm phun.
3) Cạm biên nhieơt đoơ khođng khí náp (THA hoaịc TA)
Cạm biên nhieơt đoơ khođng khí náp dùng đeơ xác định nhieơt đoơ cụa khođng khí náp vào đoơng cơ. Bởi maơt đoơ cụa khođng khí sẽ thay đoơi theo nhieơt đoơ neđn khôi lượng khođng khí náp vào đoơng cơ phú thuoơc vào nhieơt đoơ cụa nó. Nêu đoơng cơ sử dúng boơ đo gió kieơu van trượt, Karman, dađy nhieơt thì cạm biên được bô trí ở boơ đo gió. Nêu đoơng cơ sử dúng cạm biên chađn khođng thì nó được bô trí tređn đường ông náp hoaịc phía sau lĩc gió.
Cạm biên bao goăm moơt đieơn trở nhieơt có trị sô nhieơt đieơn trở ađm, ECU dùng nhieơt đoơ cơ bạn là 20oC đeơ giạm lượng nhieđn lieơu phun khi nhieơt đoơ khođng khí náp taíng cao và sẽ gia taíng lượng nhieđn lieơu khi nhieơt đoơ khođng khí bé hơn 20oC. Đieău này có nghĩa là cạm biên nhieơt đoơ khođng khí là cạm biên dùng đeơ hieơu chưnh lưu lượng phun khi nhieơt đoơ cụa mođi trường thay đoơi.
Theo sơ đoă mách đieơn (hình 11.61) chúng ta thây raỉng khi đieơn trở cụa cạm biên thay đoơi thì đieơn áp tín hieơu tái cực THA cụa ECU cũng thay đoơi theo và ECU dùng tín hieơu này đeơ hieơu chưnh lưu
lượng phun theo nhieơt đoơ khođng khí náp.
4) Cạm biên nhieơt đoơ nước làm mát (THW hoaịc TW)
Cạm biên nhieơt đoơ nước làm mát thường được bô trí tređn naĩp xylanh, dùng đeơ xác định nhieơt đoơ cụa nước làm mát baỉng moơt đieơn trở nhieơt có trị sô nhieơt đieơn trở ađm bô trí beđn trong cạm biên (hình 11.62). Do nhieđn lieơu rât khó bôc hơi ở nhieơt đoơ thâp, vì thê vieơc làm giàu hoên hợp ở nhieơt đoơ thâp là rât caăn thiêt.
ECU Cyl
TDC
Hình 11.60. Cạm biên Cyl và cạm biên TDC.
Nhieơt đieơn trở
Khi nhieơt đoơ nước làm mát thâp thì trị sô đieơn trở cụa cạm biên cao và tín hieơu đieơn áp cao từ cĩc THW được gởi veă ECU. Dựa tređn cơ sở này ECU sẽ đieău khieơn gia taíng lượng nhieđn lieơu cung câp trong suôt quá trình đoơng cơ hốt đoơng lánh.
Ngược lái, khi nhieơt đoơ đoơng cơ cao thì đieơn trở cụa cạm biên sẽ bé, tín hieơu đieơn áp từ cĩc THW bé được gởi veă ECU và ECU sẽ đieău khieơn giạm lượng nhieđn lieơu phun.
ECU dùng nhieơt đoơ cơ bạn là 80oC đeơ taíng lượng nhieđn lieơu phun, khi nhieơt đoơ nước làm mát thâp hơn 80oC. Caăn lưu ý raỉng lượng nhieđn lieơu phun thay đoơi theo nhieơt đoơ nước làm mát là rât lớn.
5) Cạm biên vị trí bướm ga
Cạm biên vị trí bướm ga được bô trí tređn thađn bướm ga và được đieău khieơn bởi trúc cụa bướm ga, nó chuyeơn góc mở cụa cánh bướm ga thành tín hieơu đieơn áp và gởi veă ECU. Cạm biên bướm ga có các chức naíng sau.
- Đieău chưnh tỷ leơ hoên hợp theo tại cụa đoơng cơ. - Caĩt nhieđn lieơu khi giạm tôc.
- Làm giàu hoên hợp khi taíng tôc.
Cạm biên vị trí bướm ga thường sử dúng là kieơu hai tiêp đieơm. Đađy là kieơu đieău khieơn ON – OFF, khi trúc bướm ga xoay sẽ làm cho cam trong cạm biên xoay theo, tiêp đieơm di đoơng di chuyeơn dĩc theo rãnh cam đeơ xác định vị trí tại cụa đoơng cơ và tín hieơu này được gởi veă ECU.
Vị trí IDL dùng đeơ xác định chê đoơ caăm chừng và PSW dùng đeơ xác định chê đoơ tại lớn.
Khi đoơng cơ hốt đoơng ở chê đoơ caăm chừng thì tiêp đieơm trung gian TL được nôi với IDL. Ở trường hợp này đieơn áp tái cực IDL là 12 vođn và tín hieơu này được ECU xác định. Tín hieơu caăm chừng dùng đeơ.
- Đieău chưnh tỷ leơ hoên hợp caăm
chừng.
- Caĩt nhieđn lieơu khi giạm tôc. - Làm giàu hoên hợp khi taíng tôc.
IDL TL PS W
Hình 11.63. Cạm biên vị trí bướm ga kieơu tiêp đieơm.
Nhieơt đieơn trở
Hình 11.62. Cạm biên nhieơt đoơ nước làm mát.
Khi cánh bướm ga mở lớn thì tiêp đieơm trung gian TL được nôi với tiêp đieơm đaăy tại PSW. Đieơn áp tái cực PSW cụa ECU là 12 vođn, tín hieơu này được ECU xác định đeơ làm giàu hoên hợp giúp cho đoơng cơ phát ra cođng suât lớn.
Ở chê đoơ tại trung bình thì tiêp đieơm trung gian TL khođng nôi với tiêp đieơm caăm chừng IDL và tiêp đieơm đaăy tại PSW. Đieơn áp tái cực IDL và PSW cụa ECU trong trường hợp này là 0 vođn, ECU dùng tín hieơu này đeơ đieău khieơn tỷ leơ hoên hợp sao cho heơ sô khođng khíα = 1 khi nhieơt đoơ đoơng cơ đát giá trị bình thường.
6) Cạm biên áp suât náp PA (HAC)
Cạm biên áp suât náp PA còn gĩi là cạm biên bù đoơ cao HAC ( Hight – Altitude Compensation), dùng đeơ xác định sự thay đoơi áp suât cụa mođi trường mà đoơng cơ đang hốt đoơng. Câu trúc và nguyeđn lý hốt đoơng cụa cạm biên này giông như MAP sensor.
Cạm biên được bô trí beđn trong khoang hành lý, tređn boơ đo gió ( Karman), beđn trong ECU cụa đoơng cơ,...Khi xe hốt đoơng ở vùng cao, do áp suât cụa mođi trường thâp neđn maơt đoơ khođng khí náp giạm. Nguyeđn nhađn này sẽ làm cho hoên hợp sẽ giàu xaíng, ECU sử dúng tín hieơu cụa cạm biên áp suât náp đeơ hieơu chưnh lái lượng nhieđn lieơu cung câp cho phù hợp.
7) Cạm biên ođxy
Cạm biên ođxy hay còn gĩi là cạm biênλ, nó có nhieơm vú làm sách khí thại. Cạm biên ođxy chư được trang bị ở moơt sô xe có sử dúng boơ lĩc khí thại. Cạm biên chư đieău chưnh tỷ leơ hoên hợp thay đoơi trong moơt phám vi hép so với tỷ leơ theo lý thuyêt.
Cạm biên được bô trí tređn đường ông thại. Thành phaăn chính cụa cạm biên là hợp chât Zirconium diođxyt (ZrO2). Maịt trong và maịt ngoài cụa chât ZrO2 được phụ moơt lớp mỏng platin. Khođng khí từ mođi trường được cung câp vào maịt trong cụa cạm biên và maịt ngoài cụa cạm biên tiêp xúc với khí thại qua trung gian cụa moơt lưới bạo veơ.
Nêu beă maịt beđn trong cụa chât ZrO2 có noăng đoơ ođxy cheđnh leơch lớn hơn beă maịt beđn ngoài ở nhieơt đoơ từ 400oC thì chât ZrO2 sẽ sinh ra moơt đieơn áp. Nêu hoên hợp khođng khí và nhieđn lieơu có trong buoăng đôt nghèo thì lượng ođxy có rât nhieău trong khí thại, do vaơy sự cheđnh leơch hàm lượng ođxy giữa maịt trong và maịt ngoài cụa cạm biên bé neđn đieơn áp sinh ra từ
hợp chât ZrO2 cũng bé. Ngược lái, nêu hoên hợp trong buoăng đôt giàu thì lượng ođxy có trong khí thại haău như khođng có và đieơn áp sinh ra ở chât ZrO2 lớn ( xâp xư 1 vođn).
ECU dùng tín hieơu cụa cạm biên ođxy đeơ taíng hoaịc giạm lượng nhieđn lieơu phun nhaỉm giữ cho tỷ sô khođng khí và nhieđn lieơu có giá trị lý tưởng (λ = 1). Thực nghieơm cho thây, khi heơ sô dư lượng
Khí trời
Platin ZrO2
Platin
Khí thại Giàu hơn Nghèo hơn
λ = 1 Đie ơn a ùp ra ( V) 1 0
khođng khíλ = 1 thì đieơn áp phát ra từ cạm biên ođxy là 0,45 vođn. Nêu đieơn áp phát ra cao hơn 0,45 vođn thì hoên hợp giàu nhieđn lieơu. Nêu đieơn áp từ cạm biên bé hơn 0,45 vođn thì hoên hợp trong buoăng đôt nghèo.
8) Tín hieơu khởi đoơng (STA)
Khi khởi đoơng, tín hieơu từ cực ST cụa cođng taĩc máy được gởi veă cực STA cụa ECU đoơng cơ. Tín hieơu STA dùng đeơ đieău khieơn làm giàu hoên hợp khi khởi đoơng và sau khởi đoơng.
