Chương I: Tổng Quan Về Hệ Thống Điều Khiển Động Cơ Xăng
Chương 4. Những Công Nghệ Mới Được ứng Dụng Trong Hệ Thống Điều Khiển Động Cơ Hiện Nay Trên Xe Toyota Yaris 2011
1.2 Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp
1.2.1 Mô tả chung
Hình 39 Gasoline Direct Injection Engine
T O ÁC ẹ O Ä O ÂT O Â T A ấN G
O N O N
O F F O F F
T O ÁC ẹ O Ä O ÂT O Â G IA ÛM
Hiện nay thách thức quan trọng nhấtcủacác nhà sản xuất ô tô đối mặt là phải cung cấp những chiếc xe hoạt động với công suất cao và hiệu suất nhiên liệu tối ưu trong khi vẫn đảm bảo thải sạch và sự thoải mái cho người ngồi trên xe. Nhận thức được tình trạng ấm lên của trái đất là mối đe dọa thật sự cho chúng ta càng thử thách các nhà sản xuất. Để ngăn chặn nguy cơ này chúng ta c ần giảm lượng khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính và để giảm khí CO2 sinh ra chúng ta cần nhanh chóng chế tạo ra những động cơ thải ra ít CO2 h ơn những động cơ truyền thống.
Động cơ GDI được chế tạo đảm bảo thân thiện với môi trường bằng cách giải quyết vấn đề thường đi kèm với những động cơ trước đây như là những giới hạn về công xuất, giá cả và thiết kế của nó. Công nghệ
GDI giúp cải thiện 10-30% hiệu suất tiêu hao nhiênliệu so với những động cơ phun xăng truy ền thống.
Bên trong động cơ GDI, nhiên liệu được phun trực tiếp vào xi lanh. Giúp loại trừ những hạn chế trước đây trong việc kiểm soát sự cháy chẳng hạn như là không thể nạp đủ nhiên liệu sau khi van hút đóng. Để điều khiển sự cháy một cách chính xác, GDI đảm bảo phối hợp giữa tiết kiệm nhiên liệu và tăng công xuất. Trong những động cơ xăng truyền thống nhiên liệu và không khí được trộn bên ngoài xi lanh.
Điều này làm gây ra hao phí nhiên liệu cùng với sự sai lệch thời điểm phun. Vấn đề này được giải quyết với động cơ D-4 của Toyota. Nhi ên liệu được phun trực tiếpvào xi lanh đúng thời điểm làm tăng hiệu suất nhiên liệu và giảm hao phí.
Trong nhiều năm qua, nh ững kỹsư thấy rằng nếu ta có th ể chế tạo ra một loại động cơ xăng hoạt động giống như một động cơ diesel. Với động cơ xăng này nhiên liệu được phun trực tiếpvào xi lanh với hỗn hợp nghèo và hỗn hợp giàu xung quanh bugi được đánh lửa, như vậy chúng ta có được một động cơ đạt được hiệu suất nhiên liệu của động cơ diesel và đồng thời cũng đạt được công suất cao như các động cơ phun xăng truyền thống.
Để đốt cháyđược xăng thì xăng và không khí phải được hoà trộn để hình thành ra hỗn hợp nhiên liệu đúng và cùng với sự chính xác về thời điểm phun thì hỗn hợp nhiênliệu sẽ được nén lại giữa các cực củabugi đúng thời điểm đánh lửa. Động cơ phun xăng trực tiếp GDI đạt được công nghệ này giúp điều khiển chính xác hỗn hợp nhi ên liệu.
1.2.2 Tổng quát
Hệ thống điện điều khiển bao gồm các cảm biến để xác định tình trạng làm việc của động cơ, ECU tính toán thời điểm vàthời gian phun cho phù hợp với tín hiệu từ các cảm biến, và các bộ tác động điều khiển lượng nhiên liệu phun cơ bản dựa vào các tín hiệu từ ECU.
Các cảm biến xác định lưu lượng không khí nạp, số vòng quay của động cơ , tải động cơ, nhiệt độ nước làm mát và sự tăng tốc -giảm tốc.
Các cảm biến gởi tín hiệu về ECU, sau đó ECU sẽ hiệu chỉnh thời gian phun và gởi tín hiệu đến các kim phun thông qua bộ biến đổi điện áp EDU, các kim phun s ẽ phun nhiên liệu vào đường ống nạp, l ượng nhiên liệu phun tuỳ thuộc vào thời gian tín hiệu từ ECU.
Hình 40 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều khiển động cơ GDI
Kết cấu piston có nhiều điểm khác so với các động cơ trước đây, đường ống nạp cũng có nhiều thay đổi để ph ù hợp với hệ thống.
Hình 41 Cấu tạo đỉnh piston của động cơ GDI
Phần lớn động cơ sử dụng hệ thông GDI đều đánh lửa trực tiếp bobin đơn, bướm ga thông minh, cảm biến bàn đạp ga. Có thể nói động cơ GDI thích hợp nhiều công nghệ mới nhất của thế giới trong lĩnh vực ôtô