Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển (Tỷ lệ hiệu dụng) từ ECU động cơ để điều khiển vị trí của van ống và phân phối áp suất dầu cấp đến bộ điều khiển VVT-i để phía làm sớm hay làm muộn. Khi động cơ ngừng hoạt động, thời điểm phối khí xupáp nạp được giữ ở góc muộn tối đa.
Van điều khiển dầu phối khí trục cam chọn đường dầu đến bộ điều khiển VVT-i tương ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ.Bộ điều khiển VVT-i quay trục cam nạp tương ứng với vị trí nơi mà đặp áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí.
ECU động cơ tính tốn thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện hoạt động khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát để điều khiển van điều khiển dầu phối khí trục cam. Hơn nữa, ECU dùng các tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính tốn thời điểm phối khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn.
Hình 2.19:Ngun lí làm sớm thời điểm phối khí
Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam được đặt ở vị trí như trên hình vẽ bằng ECU động cơ, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí để quay trục cam nạp về chiều làm sớm thời điểm phối khí.
Hình 2.20:Ngun lí làm muộn thời điểm phối khí
Khi ECU đặt van điều khiển thời điểm phối khí trục cam ở vị trí như chỉ ra trong hình vẽ, áp suất dầu tác dụng lên khoang cánh gạt phía làm muộn thời điểm phối khí để làm quay trục cam nạp theo chiều quay làm muộn thời điểm phối khí.
Hình 2.21:Ngun lý giữ thời điểm phối khí
ECU động cơ tính tốn góc phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành. Sau khi đặt thời điểm phối khí chuẩn, van điều khiển dầu phối khí trục cam duy trì đường dầu đóng như được chỉ ra trên hình vẽ, để giữ thời điểm phối khí hiện tại.
2.2.3. Hệ thống nhiên liệu a. Bơm nhiên liệu a. Bơm nhiên liệu
Hình 2.22:Bơm nhiên liệu
Bơm cánh quạt: loại này được đặt trong thùng nhiên liệu, so với loại bơm con lăn thì loại này ít gây ra tiếng ồn hơn và không tạo dao động trong mạch nhiên liệu nên nó được sử dụng rộng rãi. Bơm này được cấu tạo bởi các thành phần sau: moto điện, bộ phận bơm, van một chiều, van giảm áp, lọc nhiên liệu.
Cấu tạo:
Motor điện: được cấu tạo như motor điện một chiều, khi có dịng điện tới thì làm cho bơm sẽ quay.
Cánh quạt: khi motor quay cánh quạt sẽ quay quanh với nó, các cánh quạt được bố trí dọc theo chu vi ngồi của cánh bơm. Những cánh quạt sẽ kéo xăng từ của vào đến cửa ra, sau khi đi ra ở cửa ra xăng sẽ đi qua motor điện đến van một chiều.
Van một chiều: van một chiều sẽ đóng khi động cơ ngưng làm việc. Tác dụng của nó để giữ cho áp suất nhiên liệu trong mạch ở một giá trị nhất định (áp suất dư).Điều này giúp động cơ khởi động lại dễ dàng sau khi ngưng hoạt động.
Lọc xăng: lọc tạp chất giúp nhiên liệu sạch hơn, đối với loại này thì lọc được bắt trước bơm xăng.
b. Van điều áp
Hình 2.23:Van điều áp
Kiểu điều áp đặt trongbơm xăng ở trong thùng nhiên liệu.Khi bơm quay, dưới tác dụng của áp suất nhiên liệu làm cho màng của bộ điều áp di chuyên lò xo nén lại, lượng nhiên liệu thừa thoát ra qua cửa van về lại thùng chứa. Kiểu này áp suất nhiên liệu được giữ trong đường ống không đổi (2.7-3.5kg/cm2, giá trị này có thể thay đổi tùy theo kiểu động cơ),nó khơng phụ thuộc vào áp suất trong đường ống nạp. Áp suất nhiên liệu xác định bởi lò xo bên trong van.
c. Bộ dập dao động
- Công dụng dập những dao động trong hệ thống nhiên liệu tạo ra. - Cấu tạo gồm một màng ngăn và lò xo hấp thụ dao động.
d. Kim phun
Hình 2.25:Cấu tạo kim phun
Kim phun bao gồm: thân kim và đót kim được bắt liền với solenoid. Thân kim chứa cuộn solenoid và dẫn hướng cho đót kim. Trong khi cuộn dây chưa có dịng điện thì đót kim ln tì chặt lên trên bệ kim nhờ một lò xo. Khi từ trường sinh ra trong cuộn solenoid đót kim được nhấc lên khoảng 0.1mm, lúc đó xăng được phun qua lỗ vành khuyên định chuẩn. Đót kim được cấu tạo như trục tâm đặc biệt mục đích là tán nhỏ nhiên liệu.
Mỗi kiểu động cơ có một góc phun tối ưu nhất và một khoảng cách chính xác giữa kim phun và xú pap nạp. Các kim phun trên ống phân phối phải đảm bảo cách nhiệt tốt để tránh tạo bọt xăng, hơi trong kim phun và để góp phần vào sự cải thiện của động cơ khi khởi động nóng.
Đầu của kim phun được bố trí trong đường ống nạp qua trung gian của các vòngđệm cao su để cách nhiệt, giảm rung động cho kim phun và khơng cho khí lọt vào trong đường ống nạp. Đi của kim phun được gá vào ống phân phối qua vịng đệm làm kín để tránh sự rị rỉ nhiên liệu.
e. Điềukhiển bơm nhiên liệu
Hình 2.26:Mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy.
Khố điện ở vị trí ON:
Khi bật khố điện ở vị trí IG, relay EFI bật.
Khố điện ở vị trí START:
Khi động cơ quay khởi động, một tín hiệu STA (tín hiệu máy khởi động) được truyền đến ECU động cơ từ cực ST của khố điện. Khi tín hiệu STA được đa vào ECU động cơ, động cơ bật ON transistor này và relay mở mạch được bật ON. Sau đó, dịng điện được chạy vào bơm nhiên liệu để vận hành bơm.
Động cơ quay khởi động - nổ máy
Cùng một lúc khi động cơ quay khởi động, ECU động cơ nhận tín hiệu NE từ cảm biến vị trí của trục khuỷu, làm cho transistor này tiếp tục duy trì hoạt động của bơm nhiên liệu.
Nếu động cơ tắt máy:
Thậm chí khi khố điện bật ON mà động cơ khơng hoạt động, tín hiệu NE sẽ khơng cịn được đưa vào ECU động cơ, nên ECU động cơ sẽ ngắt transistor này, nó ngắt relay mở mạch, làm cho bơm nhiên liệu ngừng lại.
f. Điều khiển kim phun
Hình 2.27:Sơ đồ mạch điều khiển kim phun
Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU ln nhận các tín hiệu đầu vào từ các cảm biến.qua đó ECU sẽ tính tốn thời gian mở kim. Q trình đóng mở kim diễn ra ngắt quãng. ECU gởi tín hiệu đến kim bao lâu tùy thuộc vào bề rộng của xung. Hình dưới đây cho thấy độ rộng của xung thay đổi theo tình trạng làm việc của động cơ. Giả sử cánh bướm ga mở lớn khi tăng tốc cần nhiều nhiên liệu hơn. Do đó ECU sẽ tăng chiều dài bề rộng xung. Nghĩa là ty kim được giữ lâu hơn.
2.2.4. Hệ thống đánh lửa a. Sơ đồ mạch điện đánh lửa a. Sơ đồ mạch điện đánh lửa
Hình 2.29:Sơ đồ mạch điện đánh lửa.
ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G, tín hiệu NE và các tín hiệu từ các cảm biến khác.Khi đã xác định được thời điểm đánh lửa, ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa.Đồng thời, tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ. Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp, ECU động cơ phân phối dòng điện cao áp đến các bugi bằng cách gửi từng tín hiệu IGT đến các IC đánh lửa theo trình tự đánh lửa. Điều này giúp điều chỉnh thời điểm đánh lửa có độ chính xác cao.
b. Tín hiệu IGT và IGF
Tín hiệu IGT
ECU động cơ tính tốn thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính tốn, và sau đó tắt đi. Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa.
Hình 2.30:Tín hiệu IGT và IGF
Tín hiệu IGF
IC đánh lửa gửi một tín hiệu IGF đến ECU động cơ bằng cách dùng lực điện động ngược được tạo ra khi dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt hoặc bằng giá trị dòng điện sơ cấp. Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định rằng việc đánh lửa đã xảy ra (Tuy nhiên điều này khơng có nghĩa là thực sự đã có đánh lửa). Nếu ECU động cơ khơng nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phun nhiên liệu.
Chương 3
THIẾT KẾ-CHẾ TẠO MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ 1SZ-FE 3.1. Địa điểm và Phương tiện thực hiện.
3.1.1. Địa điểm thực hiện:
Xưởng thực hành thí nghiệm ơ tơ, Khoa Cơ khí-Cơng nghệ, trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM.
3.1.2. Phương tiện thực hiện:
Các trang thiết bị ở xưởng:cầu nâng hạ, búa, kiềm, kéo cắt tôn, …
Máy cắt sắt cầm tay.
Máy hàn hồ quang điện.
Máy khoan cầm tay Bosch.
Máy cắt bằng khí nén.
3.2. Thiết kế-chế tạo phần cơ khí cho mơ hình. 3.2.1. Gia công khung gá. 3.2.1. Gia công khung gá.
Tiến hành đo đạc, ghi nhận các kích thước cơ sở của động cơ. Chiều dài cơ sở: 910mm
Chiều cao cơ sở: 570mm Chiều rộng cơ sở: 420mm
a. Gia công phần bệ khung
- Vật liệu: sắt I10.
- Đo đạt, kẻ vạch làm dấu trên vật liệu đúng kích thước hình vẽ. - Cắt sắt theo các vạch có sẵn.
- Mài nhẵn các cạnh sắt và góc nhọn. - Bố trí các thanh sắt vào đúng vị trí. - Hàn điểm tại một góc bất kỳ.
- Tiến hành căn chỉnh đúng hình dạng của khung.
- Tiến hành hàn cố định các thanh lại với nhau, các mối hàn phải đảm bảo chắc chắn.
- Làm sạch mối hàn,mài sạch các sỉ hàn và các mấp mô trên mối hàn.
Hình 3.2:Gia cơng bệ khung b. Gia cơng phần chân gá. b. Gia công phần chân gá.
- Vật liệu: sắt I10, thép tấm dày 8 mm. - Treo động cơ bằng cầu nâng hạ.
- Căn chỉnh sao cho đường trục của động cơ trùng với đường thẳng nối trung điểm hai cạnh ngang của khung.
- Xác định chiều cao từ mặt đất đến động cơ. - Xác định vị trí đặt bát trên động cơ.
- Đo đạc, ghi nhận kích thước chân số 1 và cao su chân máy đến bát 1 trên động cơ.
- Cắt sắt theo kích thước vừa đo được.
- Hàn cố định chân số 1, làm cơ sở để thiết kế các chân còn lại. - Tiếp tục đo, ghi nhận kích thước đo được.
- Đo sắt, kẻ vạch theo kích thước. - Cắt sắt theo đường vạch.
- Hàn các chân cịn lại tương ứng với vị trí các bát trên động cơ. - Các mối hàn phải đảm bảo chắc chắn.
- Làm sạch mối hàn, mài các sỉ hàn và mấp mơ trên mối hàn.
Hình 3.3:Gia cơng chân gá c. Gia công bát bắt két nước và bát táp lô.
- Vật liệu: thép tấm dày 8mm.
- Đo đạc, kẻ vạch trên vật liệu theo kích thước. - Cắt sắt bằng gió nén.
- Mài nhẵn các bề mặt mấp mơ, cạnh sắt và góc nhọn. - Xác định, đánh dấu các vị trí cần khoan.
- Tiến hành khoan lỗ.
- Hàn bát vào khung gá động cơ.
- Các mối hàn phải đảm bảo chắc chắn.
- Làm sạch mối hàn, mài nhẵn các sỉ hàn và các mấp mơ trên mối hàn.
Hình 3.4:Bát gắn khung két nước và táp lô 3.2.2. Gia cơng bình xăng
Hình 3.5:Bình xăng a. Gia cơng thân bình a. Gia cơng thân bình
- Thiết kế hình dạng thân bình với kích thước 150x60x150 mm: - Đầu tiên vạch dấu trên thép với kích thước 150x420.
- Cắt theo đường vạch dấu. - Sau đó vạch dấu như hình vẽ.
- Uốn theo các đường đã vạch để tạo thành hình dạng thân bình. - Tiến hành hàn kín các đường giáp mối.
- Các mối hàn đảm bảo chắc chắc và kín khít tránh lọt xăng ra ngồi. - Tiến hành tạo đồ gá cho nắp bình.
- Cắt sắt theo kích thước.
- Khoan 6 lỗ Ø3.2, Taro lỗ Ø4 để gắn nắp bình bằng vít.
Hình 3.6:thân bình b. Gia cơng nắp bình xăng. b. Gia cơng nắp bình xăng.
- Vật liệu: thép tấm dày 2mm.
- Vạch dấu theo kích thước trên hình vẽ.
- Cắt theo đường vạch dấu.
- Khoan 6 lỗ Ø4 sao chỗ vị trí các lỗ trùng khớp với các lỗ trên thân bình, Taro để gắn với thân bình bằng vít.
- Khoan 1 lỗ Ø25 làm nắp châm xăng, 1 lỗ Ø15 làm đầu ra của bơm xăng.1 lỗ Ø6 để đi dây điện.
- Tại lỗ châm xăng được sử dụng ống đồng Ø 24 có ren ngồi có thể mua tại các của hàn vật liệu xây dựng. dùng đai ốc có cùng biên dạng ren siết chặt 2 đầu, dùng nắp có ren trong cùng bước ren vơi ống để đóng mở châm xăng.
- Tại lỗ đầu ra của bơm xăng sử ống đồng Ø14 có ren ngồi, đùng đai ốc có cùng biên có cùng biên dạng ren siết chặt.
c. Gia cơng bát cố định bình xăng
- Vật liệu: thép tấm dày 2 mm.
- Vạch dấu theo kích thước trên bản vẽ.
Hình 3.8:Bát cố định bình xăng
- Cắt theo đường vạch.
- Khoan lỗ và cắt ở bát ngang để cố định bằng cao su chân máy.
- Bát dọc dùng để chống xoay bình xăng do bị hiện tượng rung khi nổ máy.
3.2.3. Gia công két nước
Hình 3.9:Két nước
a. Gia cơng phần khung ngồi và khung ốp lưới.
- Vật liệu: sắt hộp vuông 40x40, sắt V3. - Đo đạc, vạch dấu theo kích thước hình vẽ.
Hình 3.10:Khung ngồi két nước
- Mài các cạnh sắt và góc nhọn.
- Đặt các thanh sắt hộp vuông dưới sàn phẳng đúng vị trí. - Hàn điểm một góc bất kỳ.
- Căn chỉnh cho đúng biên dạng khung. - Tiến hành hàn chắc khung.
- Đặt các thanh V3 ốp vào mặt trong của khung đúng vị trí. - Căn chỉnh cho hợp lý.
- Hàn chắc phần khung ốp lưới vào khung. - các mối hàn phải đảm bảo chắc chắn.
b. Gia công lưới.
- Vật liệu: lưới dày 1mm, đường kính lỗ 5 mm, khoảng cách tâm 8mm. - Đo đạc, kích thích của lưới phụ thuộc vào kích thước của khung ốp lưới ,
kẻ vạch trên lưới theo đúng kích thước. - Cắt lưới theo đường đã vạch.
- Lưới được lòng từ sau lên trước, sao cho khít với khung ốp lưới và các phần mép lưới được che bởi phần sắt V3.
Hình 3.11:Lưới bảo vệ két nước c. Gia công nẹp chặn lưới. c. Gia cơng nẹp chặn lưới.
Vì lưới có độ dày khơng lớn nên các mối hàn dễ bị bong khi va chạm, duy chuyển. các nẹp có vai trị giữ cho lưới được cố định, không bị bong.
- Vật liệu: thép tấm dày 2mm.
- Đo đạc, kẽ vạch lên vật liệu theo kích thước. - Đặt lần lượt các nệp đè lên lưới.
- Hàn chắc các thanh nệp vào khung ốp lưới. - Các mối hàn phải đảm bảo chắc chắn.
Hình 3.12:Các thanh nẹp lưới d. Gia công bát chân khung két nước. d. Gia công bát chân khung két nước.
- Vật liệu: sắt V4. Thép tấm
- Đo đạc, vạch dấu theo kích thước bản vẽ. - Cắt sắt theo đường vạch.
- Khoan lỗ để bắt bulông.