Mỗi kim phun được phun một lần cho mỗi chu kỳ làm việc của động cơ. Việc phun được định theo thời điểm đánh lửa và thứ tự đánh lửa.
Tín hiệu đánh lửa sơ cấp cũng được sử dụng để xác định thời điểm phun. ECU sẽ nhận tín hiệu đánh lửa sơ cấp và biến đổi nó thành một xung. Ở động cơ 4 xy lanh có một tín hiệu phun cho mỗi 1 lần tín hiệu đánh lửa.
Hình 3.23. Sơ đồ tín hiệu phun 3.3.7. Điều khiển lượng phun
Từ tín hiệu sơ cấp đánh lửa của các cuộn dây, ECU tính ra được tốc độ động cơ. Tín hiệu tốc độ và tín hiệu gió nạp từ bộ đo gió sẽ tính ra đựơc lượng phun cơ bản.
Lượng phun cơ bản = k∗Lượng khí nạp
Tốc độ động cơ k: hệ số
Nếu tốc độ động cơ không đổi. Lượng phun cơ bản sẽ tăng theo lượng khí nạp vào.
Nếu lượng khí nạp không đổi, tốc độ động cơ tăng, lượng phun cơ bản giảm.
Từ lượng phun cơ bản ECU tính toán thêm từ tín hiệu các cảm biến để hiệu chỉnh để cho ra lượng phun thực tế.
Sự hiệu chỉnh là theo các chế độ làm việc của động cơ.
3.3.8. Các chế độ làm việc
a)Làm đậm trong và sau khi khởi động
Quá trình làm đậm này sẽ tăng lượng phun phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát.
Lượng phun sẽ lớn khi nhiệt độ nước làm mát thấp để nâng cao khả năng khởi động và cải thiện tính ổn định hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định sau khi động cơ đã khởi động. Lượng phun sẽ giảm dần đến lượng phun cơ bản.
b)Chạy ấm máy
Trong suất quá trình làm ấm, động cơ nhận thêm nhiều xăng hơn, quá trình làm ấm sẽ tiếp theo sau quá trình khởi động lạnh. Trong quá trình này động cơ cần một lượng hỗn hợp tương đối giàu xăng, vì khi đó vách thành xylanh còn lạnh và xăng còn ngưng tụ chưa bay hơi hết. Quá trình cấp xăng chạy ấm máy được chia thành hai thời kỳ:
Thời kỳ đầu: việc làm giàu xăng khi chạy ấm máy sẽ phụ thuộc vào thời gian được gọi là làm giàu xăng khi khởi động, thời kỳ này được kéo dài 30s và tuỳ thuộc động cơ mà cung cấp thêm khoảng 30 - 60 % lượng xăng.
Thời kỳ sau : động cơ cần hỗn hợp loãng hơn, phần này được điều khiển theo nhiệt độ động cơ.
Đồ thị cho ta liên hệ giữa đường cong làm giàu xăng lý tưởng tính theo thời gian khởi động 200C.
Hình 3.24. Đồ thị làm giàu xăng
Khi động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường thì cảm biến nhiệt độ gửi nhiệt độ đến ECU, từ đó ECU sẽ ngừng quá trình chạy ấm máy.
c)Thích ứng theo điều kiện tải
Các mức tải khác nhau sẽ cần thành phần hỗn hợp khác nhau, đường cong về lượng xăng cần thiết được xác định từ đường cong của bộ đo gió trong từng điều kiện hoạt động của từng động cơ riêng.
Không tải:
Khi không tải vì hỗn hợp xăng - không khí quá loãng có thể dẫn đến không tải không ổn định hoặc thậm chí động cơ không nổ. Vì vậy cần phải có hỗn hợp giàu xăng cho điều kiện này.
Một phần tải:
Một phần thời gian động cơ sẽ hoạt động ở chế độ một phần tải. ECU sẽ lập trình đường cong lượng xăng cần thiết và quyết định lượng xăng cung cấp. Đường cong được thiết lập sao cho ở chế độ một phần tải sẽ lợi xăng nhất.
Toàn tải:
Động cơ phát ra công suất cực đại, tín hiệu toàn tải được cảm biến vị trí bướm ga gửi đến ECU, mức độ giàu xăng được định sẵn chương trình trong ECU.
Tăng tốc:
Khi ECU nhận thấy xe đang tăng tốc bằng tín hiệu từ các cảm biến, nó tăng lượng phun để nâng cao tính năng tăng tốc. Giá trị hiệu chỉnh ban đầu được xác định bằng nhiệt độ nước làm mát và mức độ tăng tốc. Lượng phun tăng dần tính từ thời điểm này.
d)Thích ứng theo nhiệt độ khí nạp
Lượng xăng phun sẽ thích hợp với nhiệt độ gió. Lượng gió cần thiết cho quá trình cháy sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt độ gió hút vào, không khí lạnh sẽ đặc hơn, điều này có nghĩa là với cùng một vị trí cánh bướm ga thì hệ số dung tích gió trong xylanh sẽ giảm, khi nhiệt độ tăng, thông tin ghi nhận nhờ cảm biến nhiệt độ không khí nạp tại bộ đo gió gửi về ECU. ECU xem nhiệt độ ở 200C là mức chuẩn.
Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 200c lượng xăng phun tăng. Nếu nhiệt độ lớn hơn 200c lượng xăng phun giảm.
e)Giới hạn tốc độ động cơ
Thực hiện nhờ một mạch giới hạn trong ECU. Tín hiệu tốc độ động cơ được so sánh với một giới hạn cố định. Nếu vượt quá ECU điều khiển việc hạn chế phun hoặc ngưng phun. Việc này đảm bảo an toàn cho động cơ.
f) Giảm tốc
Khi ECU động cơ nhận thấy động cơ đang giảm tốc, nó giảm lượng phun để tránh cho hỗn hợp quá đậm trong khi giảm tốc.
Các tín hiệu điều khiển: lượng khí nạp, tốc độ động cơ, vị trí bướm ga, nhiệt độ nước làm mát.
g)Điều khiển tốc độ không tải
Khi động cơ chạy ở tốc độ không tải ECU nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khi đó ECU tự động điều khiển bướm ga đến vị trí tối ưu nhất. Tại vị trí này động cơ nổ với tốc độ thấp nhất và lượng nhiên liệu phun vào thấp.
3.3.9. Tính toán lượng phun
Lượng phun nhiên liệu cung cấp cho động cơ được kiểm soát bỡi thời gian phun tinj là thời gian kim phun mở. Như vậy lượng nhiên liệu phun vào một xy lanh động cơ phụ thuộc vào lượng không khí.
mf = st a L m = Z n m L a st 2 ' 1 [3.1] Trong đó:
ma: khối lượng không khí m’a: lưu lượng không khí Z: Số xy lanh
Lst=14,66
Lượng nhiên liệu phun ra mf tỉ lệ với thời gian mở kim phun tinf và độ chênh lệch áp suất ∆P trên kim và dưới kim (áp suất đường ống nạp).
Trong trường hợp phun trực tiếp, áp suất dưới kim là áp suất trong buồng cháy. mf = .A . 2. Ptinf t eff t [3.2] Trong đó: t : tỉ trọng nhiên liệu eff
A : tiết diện lỗ kim
Ở kiểu phun trên đường ống nạp ∆P ≈ 5bar. Trong động cơ phun trực tiếp ∆P ≈ 400bar đối với động cơ xăng và ∆P ≈ 2000bar đối với động cơ Diesel.
Thời gian phun ở một chế độ hoạt động nào đó của động cơ là:
tinj Z n m'a 2 1 [3.3]
Ở một chế độ hoạt động mà động cơ hoạt động với tỉ lệ hòa khí lựa chọn
0
lượng xăng phun:
t0 Z n m'a 2 1 0 [3.4]
Ở những chế độ khác với 0, thời gian phun sẽ là:
tinj 0 0 t [3.5]
Thời gian phun theo một chu trình cháy phụ thuộc vào các thông số sau: - Lưu lượng không khí nạp tính bằng khối lượng m’a: ta có thể đo trực tiếp (trong L-EFI) hoặc gián tiếp (trong D-EFI). Ngoại trừ hệ thống phun nhiên liệu với cảm biến đo gió kiểu dây nhiệt, các hệ thống phun nhiên liệu khác phải kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp và áp suất khí trời để xác định lưu lượng khí nạp.
- Lượng không khí theo kì ma: được tính toán và nạp vào EEPROM theo chương trình đã lập trước.
- Tỉ lệ hòa khí lựa chọn 0: tùy theo kiểu động cơ, chẳng hạn tỉ lệ lý tưởng. Một bảng giá trị có thể chứa các giá trị 0= f(m’a,n) cũng có thể đưa vào EEPROM.
- Tỉ lệ hòa khí thực tế : phụ thuộc vào các thông số như nhiệt độ động cơ trong quá trình làm nóng hoặc hiệu chỉnh để tăng đặc tính động học (tăng tốc, giảm tốc, tải lớn,không tải). Trong động cơ Diesel, luôn > 1,3.
- Điện áp Ắcquy: ảnh hưởng đến thời điểm nhất kim phun. Vì vậy, để bù trừ thời gian phun sẽ phải cộng thêm một khoảng thời gian tùy theo điện áp ắc quy:
tinj + T Ua
Trong D-Jetronic (sử dụng cảm biến áp suất) lượng khí nạp tính bằng khối lượng có thể suy ra từ áp suất đường ống nạp pm hoặc góc mở bướm ga
t
. Lưu lượng không khí nạp vào xy lanh cũng phụ thuộc vào các thay đổi áp suất trên đường ống nạp P’m.
a
m' = f(pm , p’m , n) [3.6] Lượng khí nạp trong một chu trình:
Hệ số nạp tương đối a(a= ath a m m ) ở tốc độ thấp có thể được tăng nhờ cộng hưởng âm trên đường ống nạp đến mỗi xy lanh, các cộng hưởng phát xuất từ việc đóng mở xupap. Dạng hình học của ống nạp được thiết kế cho tốc độ thấp, sao cho áp suất cực đại cho cộng hưởng xảy ra ở xupap hút đúng khi nó mở. Như vậy, có nhiều không khí đi vào buồng đốt và tăng hệ số nạp cũng như công suất động cơ. Tần số cộng hưởng thường nằm giữa 2000(vòng/phút) và 3000(vòng/phút). Tần số càng thấp thì kích thước ống nạp càng lớn. Tần số dao động của dòng khí là Fp = 2 .Z n [3.7]
Do không khí đi vào xy lanh một lần trong 2 vòng quay.
Khối lượng khí nạp theo xy lanh có thể được tính trong một chu trình:
ma = m dt tb ta a ' [3.8] tb – ta = fp 1 = Z n. 2 Suy ra: ma = m dt fp a 1 0 ' [3.9]
CHƯƠNG 4: BẢNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
4.1. Bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử
4.1.1. Kiểm tra bơm
Bước 1: Sử dụng máy chẩn đoán để kiểm tra + Kết nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.
+ Bật khóa điện và bật máy chẩn đoán sang ON. Chú ý: không khởi động động cơ.
Bước 2: Kiểm tra hệ thống nhiên liệu, đảm bảo nhiên liệu không bị rò rỉ sau khi tiến hành bảo dưỡng
4.1.2. Kiểm tra vòi phun nhiên liệu
Bước 1: Kiểm tra điện trở
+ Dùng ôm kế để đo điện trở giữa 2 cực của vòi phun. Giá trị điện trở quy định nằm trong khoảng (từ 11,6 đến 12,4 ) tại 20℃.
+ Nếu kết quả đo được không nằm trong khoảng trên, ta phải thay thế vòi phun.
Bước 2: Kiểm tra hoạt động của vòi phun
+ Kiểm tra ở nơi thoáng mát, tránh xa các nguồn nhiệt.
+ Kết nối nhiên liệu SST với ống nối kiểm tra SST, sau đó nối trực tiếp với đường ống cấp nhiên liệu.
+ Lắp giăng chữ O mới vào vòi phun.
+ Lắp SST vào vòi phun và giữ vòi phun cùng cút nối bằng SST (kẹp). + Lắp vào đầu vòi phun một ống nhựa phù hợp nhằm ngăn xăng bắn ra.
+ Đặt vòi phun vào ống thủy tinh có chia độ để theo dõi mức nhiên liệu trong ống.
+ Cho bơm hoạt động.
+ Kết nối SST (dây điện) với vòi phun và ắc quy trong 15 giây và đo lượng nhiên liệu đã phun vòi trong ống đo có chia độ.
Lượng vòi phun nằm trong khoảng 47 đến 58 𝑐𝑚3với thời gian là 15 giây. Bước 3: Kiểm tra rò rỉ nhiên liệu
Với các điều kiện trên ta có thể ngắt nguồn điện từ ắc quy tới vòi phun và kiểm tra sự rò rỉ của vòi phun. Rò rỉ cho phép là một giọt hoặc ít hơn trong mỗi khoảng thời gian khoảng 12 phút.
4.1.3. Kiểm tra điện áp tại các đầu nối ECU động cơ
Kí hiệu đầu nối Mô tả cực nối Điều kiện Giá trị
BATT(A21-20)- E1(C20-104)
Đo điện áp ắc quy và điện áp cấp cho ECU
Mọi điều kiện. 11V – 14V
+BM(A21-3)- ME01(C20-43)
Nguồn cấp cho môtơ điều khiển bướm ga
Mọi điều kiện. 11V – 14V
+B(A21-2)- E1(C20-104)
Nguồn của ECU Khóa điện ON 11V – 14V
+B2(A21-10- E1(C20-104)
Nguồn của ECU Khóa điện ON 11V – 14V
MREL(A21-44)- E1(C20-104)
Rơle EFI Khóa điện ON 11V – 14V
VG(C20-118)- E2G(C20-116)
Cảm biến lưu lượng khí nạp
Ở tốc độ không tải, A/C tắt
THA(C20-65)- ETHA(C20-88) Cảm biến nhiệt độ khí nạp Ở tốc độ không tải, tại 20℃ 0,5V – 3,4V THW(C20-97)- ETHW(C20-88) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Ở tốc độ không tải, tại 80℃ 0,2V – 1V VCTA(C20-67)- ETA(C20-91)
Nguồn của cảm biến Khóa điện ON 4,5V – 5,5V
VTA1(C20- 115)-ETA(C20- 91)
Cảm biến vị trí bướm ga (cho điều khiển động cơ)
Khóa điện ON, bướm ga đóng hoàn toàn
0,5V – 1,1V
Khóa điện ON, bướm ga mở hết 3,3V – 4,9V VTA2(C20- 114)-ETA(C20- 91) Cảm biến vị trí bướm ga (để phát hiện hư hỏng của cảm biến)
Khóa điện ON, bướm ga đóng hoàn toàn
2,1V – 3,1V
Khóa điện ON, bướm ga mở hết
4,6V – 5V
VPA(A21-55)- EPA(A21-59)
Cảm biến vị trí bàn đạp (cho điều khiển động cơ)
Khóa điện ON, nhả bàn đạp ga
0,5V– 1,1V
Khóa điện ON, đạp hết bàn đạp ga 2,6V– 4,5V VPA2(A21-56)- EPA2(A21-60) Cảm biến vị trí bàn đạp (để phát hiện
Khóa điện ON, nhả bàn đạp ga
những hư hỏng của cảm biến)
Khóa điện ON, đạp hết bàn đạp ga
3,4V– 5,5V
4.1.4. Kiểm tra cụm bàn đạp ga
+ Nối máy chẩn đoán vào giắc DLC3
+ Bật khóa điện và máy chẩn đoán sang ON
+ Chọn theo thứ tự danh mục như sau: Powertrain/Engine and ECT/Data list/Accelerator Pedal/Posittion No.1 and Accelerator Pedal Posittion No.2
+ Đạp hay nhả bàn đạp ga, kiểm tra rằng các giá trị vị trí chân ga số 1 và số 2 nằm trong phạm vi tiêu chuẩn
Điện áp tiêu chuẩn của bàn đạp ga No.1
Điều kiện Giá trị tiêu chuẩn
Nhả bàn đạp ga 0,5V đến 1,1V
Đạp bàn đạp ga 2,6V đến 4,5V
Điện áp tiêu chuẩn của bàn đạp ga No.2
Điều kiện Giá trị tiêu chuẩn
Nhả bàn đạp ga 1,2V đến 2,0V
Đạp bàn đạp ga 3,4V đến 5,0V
Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, kiểm tra bàn đạp ga, dây điện hay ECU.
4.1.5. Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam
Ta dùng một ôm kế đo điện trở giữa hai cực của cảm biến, giá trị tiêu chuẩn:
Cảm biến Điều kiện đo Giá trị tiêu chuẩn
Cảm biến vị trí trục khuỷu Lạnh 985 đến 1600 Nóng 1265 đến 1890 Cảm biến vị trí trục cam Lạnh 1630 đến 2740 Nóng 2065 đến 3225
Khái niệm nóng hay lạnh là nhiệt độ của các cuộn dây, lạnh có nghĩa là khoảng 10℃ đến 50℃. Nóng có nghĩa là khoảng 50℃ đến 100℃.
Nếu điện trở đo được không như quy định ta thay các cảm biến.
4.1.6. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Nội dung cực đo Điều kiện đo Giá trị tiêu chuẩn
1-2 20℃ 2,32k đến 2,59k
1-2 80℃ 0,31k đến 0,326k
4.1.7. Kiểm tra cảm biến oxy
Nội dung cực đo Điều kiện đo Giá trị tiêu chuẩn
HT1B-(+B) 20℃ 11 đến 16
HT1B-E1 Mọi điều
kiện
10k trở lên
4.2. Những hư hỏng thường gặp của động cơ hệ thống phun xăng điện tử
Hệ thống phun xăng điện tử rất phức tạp nên khi những hư hỏng không thể xác định được thông qua kiểm tra cơ bản. Cần tiến hành công việc chuẩn đoán theo trình tự ưu tiên:
4.2.1. Động cơ không khởi động
Hệ thống Chi tiết thành phần Loại hư hỏng có thể xảy ra
Hệ thống cấp nguồn
Ắc quy Tình trạng ắc quy kém, các cực ắc quy bị ăn mòn….
Khóa điện Tiếp xúc kém
Rơle EFI chính Không bật
Hệ thống nhiên liệu
Cuộn điện trở Hở mạch
Các vòi phun Không phun hay phun liên tục.
Bơm nhiên liệu Không hoạt động
Bộ ổn định áp suất Áp suât không dùng (thấp) Bộ lọc và đường ống nhiên liệu. Tắc Rơ le mạch hở Không bật Hệ thống điều khiển điện tử
Cuộn đánh lửa Không phát tín hiệu IG Mạch ra của VC Hở mạch.
4.2.2. Không có đánh lửa ban đầu
Hệ thống Chi tiết thành phần Loại hư hỏng có thể xảy ra
Hệ thống điều khiển
Mạch cấp nguồn cho ECU Hở mạch
Mạch ra của VC Hở mạch
Cảm biến trục khuỷu Không có tín hiệu
ECU Bị hỏng
Cảm biến vị trí trục cam Không có tín hiệu
Hệ thống nhiên liệu
Cuộn đánh lửa Không có tín hiệu Mạch điều khiển bơm nhiên