Đối với hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp điều khiển điện tử, quá trình phun đối với từng vịi phun là liên tục và mỗi lần phun tổng số nhiên liệu đã được ECM tính tốn sẵn để vịi phun phun nhiên liệu vào khơng gian của từng buồng cháy. Tuy nhiên, về mặt nguyên tắc phải tuân thủ những điều kiện sau:
- Khi tốc độ động cơ nhỏ, thời gian mở vịi phun sẽ lâu hơn, khi đĩ áp suất nhiên liệu cuối kỳ phun sẽ nhỏ và cĩ thể bằng giá trị áp lực trong bình tích áp nhiên liệu.
- Ngược lại, khi yêu cầu sức tải của động cơ cao hơn, tốc độ động cơ được nâng lên. Khi đĩ thời gian để mở vịi phun sẽ nhỏ lại và áp lực nhiên liệu cuối kỳ phun sẽ cao hơn áp lực nhiên liệu trong bình tích áp.
Việc tính tốn sự làm việc của hệ thống các vịi phun thực chất là việc xác định 3 thơng số sau:
+ Áp suất phun (được xác định bởi phần nhiên liệu cao áp trong bình tích áp nhiên liệu).
+ Lưu lượng phun (được quy định bởi thời gian mở vịi phun). + Thời điểm bắt đầu phun.
Với sự tính tốn và đưa ra một hàm số biểu thị mối tương quan của 3 thơng số đặc
trưng trên, các nhà chế tạo đã
đưa ra đồ thị 3 chiều nhằm xác
định một điểm làm việc tương
Hình III-14: Đồ thị đặc tính chuẩn của hệ thống vịi phun
X: Áp suất nhiên liệu. Y: Tốc độ động cơ. Z: Lưu lượng phun:
Z = f(X,Y)
Bộ điều khiển ECM sẽ lưu trữ các đường đặc tính chuẩn này trong bộ nhớ của nĩ kèm với một số đường đặc tính chuẩn khác như:
+ Đặc tính tăng tốc. + Đặc tính tồn tải. + Đặc tính áp suất thấp. + Đặc tính luân hồi khí xả. + Đặc tính giới hạn khí xả.
III.4.2. Vai trị của các đường đặc tính chuẩn.
1) Đặc tính tăng tốc:
Những thơng số chuẩn của đường đặc tính này được lưu trữ trong bộ nhớ của ECM nhằm tránh một sự thay đổi quá rộng của lưu lượng dịng nhiên liệu được phun ra khi tải bên ngồi thay đổi đồng thời việc đưa đường đặc tính này vào điều khiển quá trình vịi
phun nhiên liệu đã được xem như một bước cải tiến về tính năng hoạt động ổn định của động cơ và đã gĩp phần cho việc tiết kiệm nhiên liệu.
2) Đặc tính tồn tải:
Đường cong tồn tải được dùng làm chỉ tiêu quyết định chỉ số giới hạn cao nhất của phần nhiên liệu được phun ra ở các chế độ tải khác nhau. Đồng thời nĩ cũng đảm nhận vai trị cắt giảm bớt tốc độ động cơ khi mức yêu cầu nhiên liệu của động cơ vượt quá mức cho phép (khi tốc độ quay vượt quá 110% số vịng quay định mức).
3) Đặc tính áp suất thấp:
Đường đặc tính này được tính tốn để gĩp phần điều khiển cho bộ turbo nạp khí, nĩ đảm nhận vai trị quyết định phần khơng khí cần thiết cho bộ turbo cung cấp ứng với tổng số nhiên liệu phun vào buồng cháy.
4) Đặc tính luân hồi khí xả:
Dựa vào đặc tính này, ECM sẽ tính tốn một tỷ lệ chính xác phần khí xả
được hồi lưu trở lại đường nạp. Sự tính tốn này thu được từ việc tổng hợp các thơng số như:
- Tổng số nhiên liệu được phun. - Áp suất khơng khí nạp.
- Tổng số khơng khí đi vào động cơ.
5) Đặc tính giới hạn khí xả.
Như đã nĩi ở trên, đối với các động cơ thế hệ sau năm 2000, lượng khí xả phát thải ra mơi trường là chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng hàng đầu mà các nhà chế tạo động cơ phải tính tới. Với đường đặc tính này, các thơng số được nhập vào bộ nhớ của ECM sẽ quyết
định giới hạn phần khí thải phát ra và nĩ được sử dụng trong tất cả các dãy tốc độ của động cơ. Chẳng hạn một số trường hợp như yêu cầu thay đổi đột ngột tốc độ động cơ hoặc tỷ lệ khơng thích hợp giữa nhiên liệu và khơng khí trong một khoảng thời gian khơng dài nào đĩ.
Vai trị của đường đặc tính giới hạn khí xả là điều khiển lưu lượng dịng nhiên liệu thích ứng chính xác với từng yêu cầu tốc độ động cơ khác nhau nhằm giới hạn tối thiểu lượng khí xả phát thải ra bên ngồi.
III.4.3. Nguyên lý hoạt động:
Bộ điều khiển ECM xác định tổng số nhiên liệu được phun ra sau khi tổng hợp các thơng tin thu nhận được từ các cảm biến vị trí tay ga và điểm hoạt động của động cơ như tốc độ động cơ, nhiệt độ và áp suất nhiên liệu. Sau khi xác định được lượng nhiên liệu này, ECM sẽ tính tốn và đưa ra giá trị áp lực nhiên liệu cần thiết trong bình tích áp nhiên liệu cho lần phun này cũng như xác định thời điểm phun và thời gian mở vịi phun.
III.4.4. Tính tốn lượng nhiên liệu được phun.
1) Nguyên lý chung:
Tổng số lượng nhiên liệu phun ra được tính tốn dựa trên cơ sở xác định vị trí của tay ga, tuy nhiên để gĩp phần xác định chính xác hơn lượng nhiên liệu này, bộ điều khiển ECM sẽ tổng hợp một số dữ liệu cần thiết khác và so sánh với các đường đặc tính chuẩn được lưu trữ trong bộ nhớ, cụ thể như những đường đặc tính sau:
* Đặc tính giới hạn khí xả. * Đặc tính tồn tải.
* Đặc tính dự trữ.
Với sự tổng hợp từ nhiều nguồn thơng tin như vậy, mỗi một đường đặc tính chuẩn sẽ đưa ra một lượng nhiên liệu cần thiết tối ưu. Khi đĩ, bộ điều khiển điện tử ECM sẽ lựa chọn và xác định một lượng nhiên liệu sẽ được phun ra phù hợp với mức điều chỉnh mà ECM cho là tối ưu ứng với yêu cầu của chế độ tải. Tuy nhiên, dù ECM tính tốn lượng nhiên liệu cĩ giá trị như thế nào đi nữa thì lượng nhiên liệu được phun ra khơng bao giờ được vượt quá giới hạn nhiên liệu mà đường đặc tính tồn tải và đặc tính giới hạn khí xả quy định. Như vậy cĩ thể khẳng định đặc tính tồn tải và đặc tính giới hạn khí xả là 2 đường đặc tính chuẩn được ưu tiên hàng đầu mà ECM căn cứ vào đĩ để xác định lượng nhiên liệu cần phun. Tổng số nhiên liệu được tính tốn sẽ bao gồm phần nhiên liệu được phun trong một chu kỳ làm việc của từng xylanh, cụ thể là giai đoạn phun trước và giai đoạn phun chính.