ĐỘNG CƠ KIA MORNING
2.2 HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐA ĐIỂM
Tổng quan về hệ thống phân phối nhiên liệu đa điểm - MPI
Trên động cơ Kappa 1.0L i3 AT MPI, sử dụng hệ thống phun xăng đa điểm loại D-EFI (một dạng phun xăng điện tử do BOSCH phát minh) được Kia phát triển với tên gọi khác mang bản sắc riêng là MPI (Multi point Injection).
44
Kiểu D – EFI được hãng Kia ứng này sử dụng cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP) để đo sự thay đổi áp suất ở trong đường nạp theo tải và tốc độ của động cơ.
Phun xăng đa điểm (MPI): Là hệ thống phun nhiên liệu điện tử với mỗi xi-lanh có kim phun riêng biệt đặt trước supap nạp của động cơ các kim phun này được ECM điều khiển phun tùy theo từng kiểu điều khiển phun độc lập (theo trình tự).
Phương án này có ưu điểm: Khơng địi hỏi khắt khe trong việc lựa chọn thời điểm phun và phân bố thời gian phun, kết cấu nắp máy đơn giản và dễ sử dụng (bảo dưỡng và sửa chữa).
45
Hệ thống phân phối nhiên liệu bao gồm: Thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng, ống phân phối, kim phun, van điều hòa áp suất và ống dẫn xăng hồi. Xăng được phân phối từ thùng chứa tới kim phun bằng bơm xăng điện, thường được đặt trong hoặc gần thùng xăng. Tạp chất được lọc bởi một bộ lọc xăng dung lượng cao. Trong hầu hết các hệ thống cho đến nay, áp suất nhiên liệu được giữ khơng đổi có liên quan với áp suất đường ống nạp qua van điều hòa áp suất, để giữ lượng xăng phun ở mức độ chính xác dựa trên thời gian mở kim phun. Xăng dư được hồi về thùng chứa, các thiết bị bổ sung như là lọc than hoạt tính được lắp thêm để làm giảm phát thải của nhiên liệu bay hơi thốt vào khơng khí.
Hình 2.27: Sơ đồ các
trúc của hệ thống phân phối nhiên liệu.
- Khối các tín hiệu cảm biến đã được trình mục 2.1.3
Khối cơ cấu chấp hành của hệ thống phân phối nhiên liệu
Nhiên liệu được lấy từ bình chứa nhiên liệu (thùng xăng) bằng bơm nhiên liệu và được phun dưới áp lực cao thông qua kim phun (hay béc phun).
Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải có được điều chỉnh để duy trì q trình phun xăng ổn định, điều đó được kiểm sốt bởi bộ điều áp và bộ giảm rung động trên hệ thống nhiên liệu.
46
Ngày nay, trên hệ thống phun xăng điện tử, đa phần bơm xăng thường được bố trí ngay bên trong thùng chứa xăng để giảm tiếng ồn và rung động khi bơm làm việc. Đồng thời, bơm cũng được làm mát bởi nhiên liệu.
Bơm nhiên liệu: Vận chuyển xăng từ thùng chứa qua bộ lọc xăng để cung cấp cho các kim phun nhiên liệu với lưu lượng và áp suất quy định.
+ Cấu tạo: Bơm nhiên liệu
là bơm điện thuộc loại bơm dùng cánh gạt, bơm và động cơ điện với nam châm vĩnh cửu tạo thành một khối.
Dòng chảy xăng qua bơm có tác dụng làm mát động cơ điện. Trên bơm có lắp các van an tồn, van một chiều tránh cho xăng chảy ngược về bình chứa. Cánh bơm có các lưỡi gạt để chứa xăng.
Loại này có các ưu điểm sau: Tiếng ồn hoạt động thấp, rung động bơm nhiên liệu nhỏ, loại mơ tơ có vịng quay cao và mơ men xoắn thấp cho phép thiết kế gọn và nhẹ. Nó có đặc điểm tuyệt vời để ngăn rò rỉ nhiên liệu và chặn bay hơi và được tích hợp với phao xăng.
Bơm xăng trong thùng xăng cịn gọi là bơm ướt vì mơ-tơ điện nằm chìm trong nhiên liệu xăng, xăng chạy qua hỗ trợ làm mát và bôi trơn mô tơ bơm. Một van an tồn được tích hợp cho trường hợp đường ống cấp bị tắc. Đồng thời, van sẽ mở ra, nếu áp suất xăng vượt quá một giá trị quy định, để dẫn xăng có áp suất cao trở lại phía đầu vào của bơm.
47
Một van một chiều được cài đặt để đóng cửa ra bơm xăng khi không hoạt động. Điều này duy trì áp suất trong đường ống xăng, ngăn ngừa xăng bay hơi. Bên cạnh đó là đảm bảo tốt hơn khả năng khởi động trong lần khởi động tiếp theo.
Một lọc xăng được đặt trong đường ống cấp xăng để ngăn chặn bụi bẩn xâm nhập và làm hư hỏng hoặc làm tắc các kim phun. Nếu lọc xăng tắc làm hạn chế dòng chảy, động cơ sẽ bị rốc, mất cơng suất và có vấn đề khó khởi động. Mặc dù khả năng này rất thấp khi vấn đề bộ lọc bị tắc hồn tồn, nó có thể xảy ra ví dụ do chất lượng nhiên liệu xấu, trong trường hợp này động cơ không thể hoạt động được nữa. Do đó, thực sự cần thiết phải kiểm tra, thay thế định kỳ lọc xăng.
+ Điều khiển bơm xăng: Các hệ thống phun xăng hiện nay hầu hết đều điều khiển bơm xăng qua ECM động cơ.
Vì lý do an toàn, bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ hoạt động. Nếu động cơ ở trạng thái OFF, thì ngay cả khi công tấc máy bật ON, bơm nhiên liệu cũng sẽ không hoạt động. Như sơ mạch điện, hình trên bơm xăng được giám sát với Fuel Pump Relay tại hộp (cầu chì-relay) và chỉ được hoạt động khi có tín hiệu từ ECM.
Khi có tín hiệu ON chìa khóa (IG ON) được cấp đến ECM, hoặc trạng thái mã hóa động cơ đã sẵn sàng. Lúc này, nguồn điện (+) từ Main relay sẽ đi qua cuộn dây Fuel Pump Relay Fuel Pump Relay Control của ECM, ECM cấp mass từ đó tiếp điểm Fuel Pump Relay đóng, cung cấp điện bơm xăng hoạt động.
48
- Khi động cơ hoạt động, tín hiệu từ CKPS gửi đến ECM để ECM tiếp tục điều khiển bơm xăng.
Nguyên tắc, điều khiển bơm xăng này thuận tiện cho việc kiểm tra và cho phép bơm hoạt động độc lập với điều khiển của ECM.
Một số mẫu xe được trang bị hệ thống tự động ngắt cấp xăng. Đây là thiết bị an toàn để ngăn ngừa cháy nổ khi chiếc xe bị tai nạn, nó cắt dịng điện cấp tới bơm xăng nếu cảm biến phát hiện ra va chạm
Nếu chiếc xe bị tai nạn, một viên bi thép được đẩy lên để đẩy "tiếp điểm di chuyển" làm tắt công tắc bơm. Trên mức một va chạm phía trước với tốc độ 15 dặm/giờ, chắc chắn bơm xăng được tắt điện, dưới mức tốc độ 8 dặm/giờ, nó khơng bị tắt. Khoảng 9-14 dặm/giờ là vùng khơng xác định, hoặc có thể bật hoặc tắt, tùy thuộc vào điều kiện va chạm và dung sai sản xuất.
b. Ống phân phối nhiên liệu (hay cịn có tên gọi khác là ống sáo, ống rail)
49
Hệ thống phân phối nhiên liệu loại có đường hồi như hình trên, trong hệ thống này áp suất nhiên liệu được điều tiết bằng van điều hịa áp suất thơng qua áp suất đường ống nạp (môi trường chân không). Xăng thừa sẽ được hồi về thùng chứa, nhiên liệu có áp suất cao được bơm xăng phân phối từ lọc đến ống phân phối (đường ống phân phối nhiên liệu).
Ống phân phối hoạt động như một bình chứa, van điều hịa áp suất được gắn lên thân ống phân phối. Van điều hòa áp suất đặt ở cuối ống phân phối giữ áp suất trong ống duy trì tại một giá trị nhất định cao hơn áp suất đường ống nạp để có một áp lực phun thường xuyên có hiệu quả.
Về cơ bản lưu lượng phụ phụ thuộc vào áp suất, thời gian phun và kích thước của lỗ phun. Kích thước lỗ phun là cố định và áp suất được giữ không đổi so với áp suất đường ống nạp, lượng xăng phun có thể được ECM kiểm sốt chính xác bằng cách thay đổi thời gian mở của kim phun. Nhiên liệu thừa được hồi trả lại thùng chứa qua đường xăng hồi. Cài đặt ban đầu của van điều hòa áp suất được thực hiện dựa trên áp suất khí quyển, nơi mà áp lực được giữ ở 3,35bar.
Điều này, có thể đạt được bằng cách đóng đường xăng hồi về thùng chứa với một van áp lực lò xo, van chỉ mở đường hồi nếu áp lực trên 3,35bar. Lực lị xo đóng kín van thơng qua một màng là một phần của buồng chân không. Buồng chân không này được kết nối với đường ống nạp bằng cách mà các áp suất bên trong của buồng giống như áp suất trong đường ống nạp. Nếu chân khơng có trong đường ống nạp, màng được kéo về chống lại lực lị xo, do đó làm giảm lực đóng của lị xo. Lực đóng van giảm làm giảm áp suất nhiên liệu trong ống phân phối. Bằng cách này, áp suất nhiên liệu luôn được đặt ở mức cao hơn áp suất trong đường ống nạp.
50
Hệ thống phân phối nhiên liệu loại khơng có đường hồi
Hình 2.29: Van điều áp tại bơm xăng và van giảm rung tại ống phân phối nhiên
liệu.
Ngồi ra, hiện nay cịn có hệ thống khơng hồi nhiên liệu (RLFS), khơng có đường hồi nhiên liệu trở về thùng chứa. Lý do của hệ thống này là để giảm bớt nhiên liệu không chỉ bay hơi thốt khỏi đường ống hồi, mà cịn để giảm khả năng bốc hơi cao hơn do thực tế khi nhiên liệu trở về từ van điều hòa đã làm tăng nhiệt độ của nhiên liệu trong thùng và do đó lượng bay hơi cũng tăng.
Hệ thống được phát triển do tăng cường các quy định bay hơi nhiên liệu. Van điều hòa áp suất hiện đang lắp tại các cụm bơm nhiên liệu và được cài đặt ở một giá trị cố định (3.8bar). Do đó áp suất phun hiệu quả hiện nay điều chỉnh thay đổi theo áp suất đường ống nạp. Việc điều chỉnh cần thiết theo áp suất đường ống nạp hiện nay được thực hiện bằng yếu tố bù của thời gian phun.
Bộ giảm rung này dùng một màng ngăn để hấp thụ một lượng nhỏ xung của áp suất nhiên liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và độ nén của bơm nhiên liệu.
Để dập tắt xung động, các van dập tắt dao động áp lực được lắp đặt tại phần cuối của ống phân phối. Van dập tắt dao động áp lực được cài đặt bên trong của đường ống và gồm một ống thép biến dạng.
51
c. Kim phun nhiên liệu
ECM, xác định chính xác thời gian phun và thời điểm phun xăng cần thiết theo mỗi chu kỳ bằng cách nó tiếp nhận thơng tin từ nhiều cảm biến khác nhau. Do đó, ECM gửi tín hiệu điều khiển đến van điện từ (solenoid) bên trong kim phun, theo phương pháp đó, kim phun thực hiện q trình đóng mở và dẫn xăng đi qua nó và vào động cơ (kim phun được đặt trên đường ống nạp trước supap nạp)
Đây là cấu tạo kim phun điển hình của hệ thống phun đa điểm (MPI). Kim này thường có điện trở kháng cao, từ (15±3)Ω.
1. Lò xo hồi vị
2. Đường ống xăng vào + lọc xăng 3. Giấc kết nối tín hiệu điện 4. Van điện từ (solenoid)
5. Phần ứng (piston bơm): 6 van kim
Hoạt động đóng và mở kim phun thông qua cuộn dây điện từ và được điều khiển bởi ECM. Một chân cực (chân số 1 của kim phun nối với chân số 5, sơ đồ mạh điện hình
3.36) của cuộn dây điện từ được cấp nguồn (+) khi công tấc máy IGSW ON. Được
52
Hình 2.30: Sơ đồ mạch điện kim phun nhiên liệu,
Kia Morning.
Chân cực thứ hai của cuộn dây (tức chân số 2 của kim phun nối với chân số 51, 9, 74 của ECM, như hình
3.36) được nối mass qua ECM. Khi ECM bật ON,
dòng điện qua cuộn dây điện từ kim phun được nối mass. Từ trường cuộn dây làm nhấc piston bơm nén lò xo lại và nhiên liệu được phun ra. Khi ECM tắt (không cấp mass chân tín hiệu chân số 51, 9, 74), lực lò xo đóng piston bơm, q trình cấp nhiên liệu kết thúc.
Kim phun đáp ứng các tiêu chuẩn: Tỷ lệ chính xác lưu lượng, độ tuyến tính tốt, phạm vi hoạt động rộng, đặc điểm phun tốt, khơng có rị rỉ, tiếng ồn thấp và độ bền cao.
Có 2 loại mạch điều khiển hiện đang sử dụng trên xe Kia. Cả 2 loại mạch điều khiển làm việc trên nguyên tắc kiểm soát nối mass. Loại đầu tiên, sử dụng 1 điện trở bên ngoài cuộn dây điện từ và kim phun, nó có điện trở thấp (0,6-3)Ω, loại thứ hai sử dụng một địên trở cao (12-17)Ω mà khơng có điện trở riêng biệt.