4.1.5.1 Phương pháp tạo hỗn hợp:
Động cơ sử dụng bộ chế hoà khí, ở tốc độ chậm người ta lợi dụng độ chân không lớn ở sau cánh bướm ga để hút nhiên liệu đi ra khỏi bộ chế hòa khí từ lỗ cầm chừng và lỗ chạy chậm. Còn ở chế độ một phần tải và tải lớn, người ta lợi dụng tốc độ dòng khí đi qua họng bộ chế hòa khí để hút nhiên liệu ra khỏi mạch chính.
Ở hệ thống phun xăng điện tử, lượng không khí nạp vào động cơ di chuyển độc lập với hệ thống nhiên liệu. Lượng không khí trước khi nạp vào động cơ được kiểm tra bởi bộ đo lưu lượng không khí, tín hiệu này được ECU tiếp nhận và ECU sẽ điều khiển thời gian mở kim phun phù hợp với lượng không khí nạp và số vòng quay của động cơ.
4.1.5.2 Khi khởi động:
Khi khởi động lạnh, ở động cơ bộ chế hoà khí người ta sử dụng cơ cấu điều khiển bướm gió. Khi động cơ lạnh bướm gió đóng hòan toàn, lượng nhiên liệu được cung cấp từ mạch chạy chậm và mạch chính để làm giàu hỗn hợp. Sau khởi động, cơ cấu điều khiển bướm gió mở một phần sẽ điều khiển bướm gió hé mở.
Ở động cơ phun xăng, lượng nhiên liệu phun khi khởi động được căn cứ vào tín hiệu khởi động từ contact máy (ST), cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến nhiệt độ
không khí nạp và điện áp của ắc quy. Ngoài ra ở một số động cơ người ta còn dùng kim phun khởi động để cung cấp thêm nhiên liệu cho động cơ.
Sau khởi động sự làm giàu hỗn hợp được căn cứ vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát, ECU dùng tín hiệu này để làm giàu hỗn hợp.
4.1.5.3 Khi tăng tốc:
Khi cánh bướm ga mở rộng đột ngột, lượng không khí nạp sẽ gia tăng tức thời. Nhưng ở bộ chế hoà khí do nhiên liệu có độ nhớt và do quán tính của dòng nhiên liệu nên lượng nhiên liệu cung cấp không kịp thời. Để khắc phục, người ta dùng bơm tăng tốc.
Ở động cơ phun xăng, lượng không khí nạp khi tăng tốc được kiểm tra trực tiếp bởi bộ đo gió. ECU dùng tín hiệu lưu lượng không khí nạp và cảm biến vị trí bướm ga để thực hiện làm giàu hỗn hợp khi tăng tốc.
4.1.5.4 Ở chế độ tải lớn:
Muốn cho động cơ phát ra mô men cực đại hoặc công suất cực đại thì phải làm giàu hỗn hợp khi cánh bướm ga mở lớn. Ở động cơ dùng bộ chế hòa khí người ta dùng mạch làm đậm để hổ trợ thêm nhiên liệu cho mạch chính.
biến vị trí bướm ga để xác định chế độ tải. ECU sử dụng tín hiệu này để làm giàu hỗn hợp cho động cơ.
4.1.6 Ưu điểm hệ thống phun xăng :
4.1.6.1 Khởi động động dễ dàng và nhanh chóng:
• Trong quá trình khởi động lượng nhiên liệu phun cơ bản căn cứ vào tín hiệu khởi động STA từ contact máy và cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Lượng phun hiệu chỉnh thêm nhiên liệu được lấy từ cảm biến nhiệt độ không khí nạp và điện áp của ắc quy. • Thời điểm đánh lửa sớm ứng với chế độ khởi động.
• Van ISC mở tối đa để khởi động dễ dàng.
4.1.6.2 Có thể cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh:
Do mỗi một xylanh đều có vòi phun của mình và do lượng phun được điều khiển chính xác bằng ECU theo sự thay đổi về tốc độ động cơ và tải trọng, nên có thể phân phối đều nhiên liệu đến từng xylanh. Hơn nữa, tỷ lệ khí – nhiên liệu có thể điều khiển vô cấp nhờ ECU bằng việc thay đổi thời gian mở của vòi phun. Vì vậy, hỗn hợp khí – nhiên liệu được phân phối đều đến tất cả các xylanh và tạo ra được tỷ lệ tối ưu. Chúng có ưu điểm về khía cạnh kiểm soát khí xả và lẫn tính năng về công suất.
4.16.3 Tỉ lệ hỗn hợp được đáp ứng tối ưu ở mọi chế độ làm việc của động cơ:
Vòi phun đơn của chế hòa khí không thể điều khiển chính xác tỷ lệ khí – nhiên liệu ở tất cả các dải tốc độ, nên việc điều khiển chia thành các dải tốc độ chậm, tốc độ cao thứ nhất, tốc độ cao thứ hai…và hỗn hợp phải được làm đậm khi chuyển từ một hệ thống sang hệ thống khác. Vì lý do đó, nếu hỗn hợp khí – nhiên liệu không được làm đậm hơn một chút thì các hiện tượng không bình thường (nổ trong ống nạp và nghẹt) rất dễ xảy ra khi chuyển đổi.
Cũng như có sự không đều khá lớn trong việc phân phối hỗn hợp khí nhiên liệu giữa từng xylanh nên hỗn hợp phải được duy trì đậm hơn một chút. Mặc dù vậy, với hệ thống phun xăng điện tử một hỗn hợp khí – nhiên liệu chính xác và liên tục được cung cấp tại bất kỳ chế độ tốc độ và tải trọng nào của động cơ. Đây là một ưu điểm ở khí cạnh kiểm soát khí xả và kinh tế nhiên liệu.
4.1.6.4 Nạp hỗn hợp khí nhiên liệu có hiệu quả:
Do không sử dụng độ chân không để hút nhiên liệu như bộ chế hoà khí. Do vậy người ta tăng đường kính và chiều dài của đường ống nạp để làm giảm sức cản và tận dụng quán tính lớn của dòng khí để nạp đầy. Ngoài ra, người ta còn dùng các phương án như thay đổi chiều dài đường ống nạp hoặc dùng hai đường ống nạp cho mỗi xy lanh để tăng hiệu quả nạp cho động cơ.
4.1.6.5 Ở chế độ cầm chừng nhanh:
Tốc độ cầm chừng của động cơ được điều khiển từ van không khí hoặc van điều khiển tốc độ cầm chừng, nên tốc độ cầm chừng nhanh thay đổi đều và rất ổn định theo nhiệt độ của nước làm mát.
4.1.6.6 Sự hình thành hỗn hợp đạt hiệu quả cao:
Nhiên liệu được cung cấp qua kim phun ở dạng sương dưới một góc độ phun hợp lý nên sự hình thành hỗn hợp đạt hiệu quả cao hơn bộ chế hoà khí.
4.1.6.7 Điều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc:
Trong quá trình giảm tốc, động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm ga đóng kín. Do vậy, lượng khí nạp vào trong xylanh giảm xuống và độ chân không trong đường ống nạp trở nên rất lớn. Ở động cơ sử dụng chế hòa khí, xăng bám trên thành của đường ống nạp sẽ bay hơi và vào trong xylanh do độ chân không trong đường ống nạp tăng đột ngột. Kết quả là hỗn hợp quá đậm, quá trình cháy không hoàn toàn và làm tăng lượng xăng cháy không hết (HC) trong khí xả. Ở hệ thống phun xăng điện tử, việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm ga đóng và tốc độ động cơ cao hơn một giá trị nhất định, do đó nồng độ HC (hydro cacbon) trong khí xả giảm xuống và giảm tiêu hao nhiên liệu.
4.1.6.8 Hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun chính xác theo lượng khí thải được kiểm tra.
Từ các ưu điểm trên nên ở động cơ phun xăng người ta nâng cao được công suất, hiệu suất, tỉ số nén của động cơ và giải quyết đượcphần lớn vấn đề ô nhiểm môi sinh.
4.2 Hệ thống nạp không khí:
Hệ thống nạp cung cấp một lượng không khí sạch cần thiết cho động cơ. • Dùng để lọc sạch không khí nạp và cung cấp hỗn hợp không khí và nhiên liệu. • Hộp cộng hưởng dùng để giảm tiếng ồn của không khí nạp. Nó có thể được thiết kế riêng biệt hoặc một phần của cụm nạp.
Hình 2.1 – Hệ thống nạp không khí
1. Lọc khí; 2. Cổ họng gió; 3. Đường ống nạp
4.2.2 Bộ lọc khí:
Lọc khí có chứa phần tử lọc để loại bỏ bụi và các tạp chất khác ra khỏi không khí trong khi đưa không khí bên ngoài vào trong động cơ.
Phần tử lọc phải được làm sạch hay thay thế theo chu kỳ.
Hình 2.2 – Bộ lọc khí 1.Phần tử lọc khí; 2.Vỏ lọc khí
THAM KHẢO:
Được làm sạch hay thay thế theo chu kỳ.
Hình 2.3 – Các loại phần tử lọc khí 1. Loại giấy ;2. Loại vải ;3. Loại cốc dầu.
+ Loại giấy:
Loại này được sử dụng rộng rãi trên ôtô. + Loại vải:
Loại này bao gồm phần tử bằng vải sợi có thể rửa được. + Loại cốc dầu:
Là loại ướt có chứa một cốc dầu
b.Các loại lọc khí
1. Lọc khí sơ bộ
Dùng lực ly tâm của không khí tạo ra bằng chuyển động quay của các cánh để tách bụi ra khỏi không khí.
Hình 2.4 – Lọc khí sơ bộ
2.Lọc khí loại bể dầu:
Không khí đi qua phần tử lọc khí chế tạo bằng sợi kim loại, được ngâm trong dầu tích trữ bên dưới của vỏ lọc khí.
Hình 2.5 – Lọc khí loại bể dầu
3.Lọc khí loại xoáy:
Loại bỏ các hạt như cát thông qua lực ly tâm của dòng xoáy không khí tạo ra bằng các cánh và giữ lấy các hạt bụi nhỏ bằng phần tử lọc khí bằng giấy.
Hình 2.6 – Lọc khí loại xoáy
4.2.3 Cổ họng gió:
4.2.3.1 Đối với động cơ không có van ISC:
Cổ họng gió bao gồm bướm ga, nó điều khiển lượng khí nạp trong quá trình động cơ hoạt động bình thường, và một khoang khí phụ, cho phép một lượng không khí nhỏ đi qua trong khi chạy không tải. Một cảm biến vị trí bướm ga cũng được lắp trên trục của bướm ga.
Một số loại cổ họng gió cũng được lắp một van khí phụ loại nhiệt hay một bộ đệm bướm ga để làm cho bướm ga không đóng đột ngột hay một van khí phụ loại sáp. Nước làm mát được dẫn qua cổ họng gió để ngăn không cho nó bị đóng băng tại thời tiết lạnh.
Trong quá trình chạy không tải, bướm ga đóng hoàn toàn. Kết quả là, khí nạp đi qua đường khí tắt vào van nạp khí.
Tốc độ không tải của động cơ có thể được điều chỉnh được bằng vít chỉnh tốc độ không tải, nó cho phép gia tăng hay giảm lượng khí đi qua đường khí tắt.
Hình 2.7 – Kết cấu cổ họng gió
4.2.3.2 Đối với động cơ có van ISC:
Bướm ga dùng một dây cáp để hoạt động thống nhất với bàn đạp ga đặt bên trong xe, để điều khiển lượng hỗn hợp không khí - nhiên liệu hút vào trong xylanh.
Khi đạp chân ga, bướm ga mở ra để hút một lượng lớn không khí và nhiên liệu, kết quả là công suất phát ra của động cơ tăng lên.
Có một ISCV (van điều khiển tốc độ không tải) để điều khiển lượng khí nạp trong quá trình chạy không tải hay khi động cơ lạnh.
Hình 2.8 –Đối với động cơ có van ISC
THAM KHẢO:
ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử - Thông minh)
Hệ thống ETCS-i biến chuyển động của bàn đạp ga thành tín hiệu điện, dùng ECU (bộ
điều khiển điện tử) để điều khiển việc đóng và mở bướm ga bằng cách kích hoạt môtơ tương ứng với các chế độ lái xe.
Do đó, nó không có cáp bướm ga để nối giữa bàn đạp ga với bướm ga.
Hình 2.9 - Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh ETCS-i. 1.Môtơ điều khiển bướm ga; 2.Bướm ga;
3.Cảm biến vị trí bàn đạp ga;4.Cảm biến vị trí bướm ga
4.2.4 Vít chỉnh tốc độ không tải:
Trong hệ thống phun xăng kiểu cũ, người ta sử dụng vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng bố trí trên thân bướm ga để điều chỉnh tốc độ cầm chừng của động cơ.
Ở tốc độ cầm chừng cánh bướm ga hầu như đóng kín, lượng không khí nạp đi qua mạch tắt và được điều chỉnh bởi một con vít gọi là vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng.
Tốc độ cầm chừng được điều chỉnh khi động cơ đã đạt được nhiệt độ bình thường. Khi chúng ta vặn vít đi vào thì lượng không khí đi tắt giảm, nên lượng không khí đi qua bộ đo gió cũng giảm theo, tín hiệu này được gởi về ECU và ECU sẽ điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun theo lượng không khí nạp làm cho tốc độ động cơ giảm. Ngược lại, khi vặn vít đi ra thì lượng không khí đi qua mạch tắt sẽ gia tăng
làm tăng tốc độ cầm chừng của động cơ.
Hình 2.10 – Vít chỉnh hỗn hợp không tải
Ở những động cơ ngày nay, người ta sử dụng van điều khiển tốc độ cầm chừng
(Van ISC). Chức năng của van này là dùng để điều khiển tự động tốc độ cầm chừng
của động cơ khi tải thay đổi. Do vậy, vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng đã được chỉnh sẵn và được đậy kín hoặc không sử dụng.
4.2.5 Van không khí (van khí phụ):
Van khí phụ điều khiển tốc độ không tải của động cơ khi nó còn lạnh. Một số động cơ có lắp van ISC không có van khí phụ.
4.2.5.1 Van không khí kiểu Wax:
Van không khí kiểu wax được bố trí bên dưới thân bướm ga. Nó được điều khiển bởi nhiệt độ nước làm mát. Kết cấu của van gọn và dễ bố trí.
Van không khí kiểu wax là kiểu van nhiệt. Nó bao gồm một van nhiệt, lò xo ngoài, lò xo trong. Van nhiệt được bố trí ở bên trong van không khí và nó sẽ dãn nở theo nhiệt độ của nước làm mát.
Khi nhiệt độ động cơ thấp thì van nhiệt thu lại làm cho lực đàn hồi của lò xo trong yếu, lò xo ngoài đẩy van mở để cho một lượng không khí đi tắt qua cánh bướm ga làm cho tốc độ cầm chừng của động cơ được gia tăng.
Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng, van nhiệt dãn nở làm tăng lực đàn hồi của lò xo trong nên van khép lại và lượng không khí đi tắt qua cánh bướm ga giảm, tốc độ cầm chừng của động cơ giảm theo.
Khi nhiệt độ nước làm mát đạt 800C, van đóng hẳn và động cơ hoạt động ổn định ở số vòng quay thấp nhất, gọi là tốc độ cầm chừng. Khi nhiệt độ nước làm mát gia tăng thì van càng đóng chặt lại.
4.2.5.2 Van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt:
Van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt được bố trí trên thân máy hoặc nắp máy. Phần chính gồm một thanh lưỡng kim nhiệt và một cuộn dây nhiệt.
Khi động cơ khởi động lạnh, lỗ van mở cho một lượng không khí nạp từ ống nối đi tắt qua cánh bướm ga và đi trực tiếp qua van không khí để vào buồng nạp. Như vậy, ngay cả cánh bướm ga đóng lượng không khí nạp được gia tăng và tốc độ cầm chừng được tăng nhẹ cao hơn bình thường.
Hình 2.12 – Van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt
Sau khi khởi động, dòng điện bắt đầu được cung cấp đến cuộn dây nhiệt. Khi lưỡng kim nhiệt bị nung nóng thì nó sẽ điều khiển van đóng dần và tốc độ động cơ sẽ giảm dần.
Khi khởi động nóng, lượng nhiệt từ động cơ truyền cho lưỡng kim nhiệt làm cho van đóng. Do vậy, không khí không thể đi qua van không khí và chức năng cầm chừng nhanh không còn tác dụng.
Ngoài ra, van không khí còn có loại không tận dụng nhiệt độ của động cơ mà dùng sự tuần hoàn của nước làm mát để điều khiển.
Hình 2.13 –Mạch điện van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt
Trên van không khí có vít để hiệu chỉnh độ mở của van, nhà chế tạo đã hiệu chỉnh và nêm phong bằng sơn màu vàng.
4.2.6 VanISC (Van điều khiển tốc độ không tải):
Van ISC điều khiển lượng khí nạp chạy qua khoang đi tắt bố trí ở bộ phận bướm ga, nhằm thường xuyên điều khiển tốc độ không tải ở mức tối ưu nhất.
Hình 2.14 – Van điều khiển tốc độ không tải ISC 1.Van ISC; 2.Cổ họng gió ; 3.Bướm ga; 4.Khoang đi tắt
4.2.7 Buồng nạp và đường ống nạp:
Do không khí hút vào trong các xylanh bị ngắt quãng nên sẽ xảy ra rung động trong khí nạp. Rung động này sẽ làm cho tấm đo gió của cảm biến đo áp suất chân không dung động. Do vậy, một buồng nạp khí có thể tích lớn được dùng để giảm rung
động không khí này.
Không khí sau khi đi qua thân bướm ga, nó sẽ đi vào buồng nạp. Từ buồng nạp không khí sẽ được phân phối đến các đường ống nạp để đi vào các xy lanh của động