4.3.1 Tổng quan về hệ thống nhiên liệu:
Hệ thống nhiên liệu cung cấp nhiên liệu đến động cơ. Ngoài ra, nó còn có chức năng loại bỏ những chất bẩn và bụi cũng như điều chỉnh việc cung cấp nhiên liệu.
Hình 3.1 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu
Nhiên liệu được bơm ra khỏi bình bằng bơm nhiên liệu đi qua lọc nhiên liệu, sau đó được đưa đến các vòi phun. Áp suất nhiên liệu tại các vòi phun được duy trì lớn hơn áp suất ở đường ống nạp một giá trị không đổi (2.9 kgf/cm2 hay 2.55 kgf/cm2 tùy theo loại động cơ ). Khi nhiên liệu phun ra, áp suất trên đường ống nhiên liệu thay đổi một chút. Một vài động cơ có trang bị bộ giảm rung động để tránh xảy ra hiện tượng này.
Một vòi phun được lắp ở phía trước của mỗi xy lanh ( trừ trường hợp dùng vòi phun đơn được dùng trong động cơ 1S-i), và lượng nhiên liệu được điều khiển bằng độ dài khoảng thời gian dòng điện chạy qua vòi phun.
Một vòi phun khởi động lạnh được lắp trong khoang nạp khí để nâng cao khả năng khởi động ở thời tiết lạnh. (Loại hệ thống này không có trong một số động cơ). Khoảng thời gian của vòi phun khởi động lạnh được điều khiển bằng công tắc định thời vòi phun khởi động ( trong một số động cơ, nó được điều khiển bằng cả ECU và công tắc định thời).
Hình 3.2 – Sơ đồ cấu trúc hệ thống nhiên liệu
Hình 3.3 – Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu
4.3.2 Bơm nhiên liệu:
Bơm nhiên liệu được đặt bên trong hoặc bên ngoài thùng nhiên liệu, nó được sử dụng rộng rãi là kiểu rotor con lăn hoặc kiểu tuốc bin. Bơm được dẫn động bằng động cơ điện một chiều 12 vôn.
Khi bơm quay, nó sẽ hút nhiên liệu từ thùng xăng và cung cấp dưới một áp suất nhất định đến lọc nhiên liệu, đi qua bộ dập dao động để vào ống phân phối.
Áp suất nhiên liệu do bơm cung cấp rất lớn vào khoảng 3,5 đến 6,0 kg/cm2, nhưng áp suất nhiên liệu trong hệ thống khoảng 2,7 đến 3,1 kg/cm2 do sự khống chế bởi bộ điều áp.
4.3.2.1 Phân loại:
4.3.2.1.1 Bơm cánh quạt:
Bơm được đặt trong bình xăng. So với loại trên đường ống, loại này có độ ồn thấp. Một bơm tuabin, với đặc điểm là độ rung động nhiên liệu khi bơm nhỏ, được sử dụng. Loại này bao gồm môtơ bơm, với một van một chiều, van an toàn và bộ lọc gắn liền thành một khối.
Hình 3.4 – Cấu tạo bơm cánh quạt
Kiểu bơm này được đặt bên trong thùng nhiên liệu, nó gồm một hoặc hai cánh bơm . Khi rotor của động cơ điện quay làm cho các cánh bơm quay theo, các cánh nhỏ bố trí ở mép ngoài sẽ đẩy nhiên liệu từ mạch hút ra mạch thoát của bơm. Lượng nhiên liệu cung cấp đi qua kẻ hở của rotor và stator đẩy van một chiều mở để cung cấp nhiên liệu vào hệ thống. Bên trong bơm cũng có bố trí một van an toàn để giảm áp lực cho bơm xăng. Van an toàn mở khi áp suất bơm ra đạt xấp xỉ 3.5 – 6 kgf/cm3. Và nhiên liệu có áp suất cao quay trở lại bình xăng. Van an toàn ngăn không cho áp suất
nhiên liệu vượt quá mức này.Bơm bố trí bên trong thùng nhiên liệu có ưu điểm là cách âm tốt, luôn được làm mát bởi nhiên liệu nhưng có khuyết điểm là bảo dưỡng và thay thế rất khó khăn.
Một van một chiều được bố trí ở đường ra của bơm, nó dùng để tạo một áp suất dư trong hệ thống khi động cơ dừng. Điều này sẽ làm cho động cơ khởi động dễ dàng và nhanh chóng. Trong trường hợp dừng động cơ khi động cơ nóng, nhiệt độ nhiên liệu trong đường ống bố trí xung quanh ôtô sẽ gia tăng, áp suất dư trong hệ thống sẽ ngăn ngừa được sự tạo bọt trong nhiên liệu.
4.3.2.1.2 Bơm con lăn:
Hình 3.5 – Cấu tạo bơm con lăn
Khi có dòng điện 12 vôn cung cấp cho động cơ điện sẽ làm cho rotor của động cơ điện quay.Khi rotor quay làm cho đĩa bơm quay theo làm cho các con lăn văng ra ép sát vào vỏ bơm vàlàm kín khoảng không gian giữa các con lăn. Khoảng không gian giữa hai con lăn khi quay có thể tích tăng dần là mạch hút của bơm, khoảng không gian có thể tích giảm dần là mạch thoát của bơm.
Lượng nhiên liệu từ bơm cung cấp sẽ qua kẽ hở giữa rotor và stator của động cơ điện, dưới tác dụng của áp suất nhiên liệu làm van một chiều mở và nhiên liệu được cung cấp vào hệ thống. Van an toàn bố trí bên trong bơm có chức năng khống chế áp suất cung cấp của bơm nhằm kéo dài tuổi thọ của bơm xăng.
Bơm phun dùng để nạp nhiên liệu khi thùng nhiên liệu được chia làm hai ngăn. Lượng nhiên liệu thừa từ bộ điều áp sẽ đi qua một lỗ tiết lưu trước khi về thùng chứa. Khi nhiên liệu đi qua lỗ tiết lưu sẽ làm cho tốc độ nhiên liệu gia tăng mạnh và độ chân không tại đây được hình thành. Độ chân không này sẽ hút nhiên liệu từ buồng B để cung cấp cho buồng A trong thùng nhiên liệu.
Hình 3.6 –Bơm phun
4.3.2.2.Điều khiển bơm nhiên liệu:
4.3.2.2.1 Điều khiển bật-tắt (bằng công tắc bơm nhiên liệu):
Bơm nhiên liệu trong xe được trang bị động cơ EFI chỉ hoạt động khi đông cơ đang chạy. Điều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khoá điện bật ON nhưng động cơ không chạy.
Hình 3.7 - Mạch điều khiển bật- tắt bằng công tắc bơm nhiên liệu + Khi động cơ quay khởi động:
Khi động cơ khởi động, dòng điện chạy qua cực IG của khoá điện đến L1 của rơle chính, làm rơle bật ON. Tại thời điểm đó, dòng từ ST của khoá điện đến L3 của rơ le mở mạch, bật rơ le làm cho bơm hoạt động.
Sau khi động cơ khởi động, các xi lanh bắt đầu hút khí vào, làm cho tấm đo gió bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp mở ra. Làm cho công tắc bơm nhiên liệu bật (công tắc được nối với cánh đo gió) và dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Khi động cơ đã khởi động:
Sau khi động cơ đã khởi động và khoá điện đã được trả về vị trí ON (Cực IG) từ vị trí START (Cực ST) dòng điện chạy đến cuộn dây L3 của rơle mở mạch bị cắt. Tuy nhiên dòng điện tiếp tục chạy đến cuộn dây L2 trong khi động cơ đang chạy. Do công tắc bơm nhiên liệu bên trong cảm biến đo lưu lượng gió vẫn bật. Kết quả là, rơle mở mạch vẫn bật ON, cho phép bơm nhiên liệu tiếp tục hoạt động.
+ Khi động cơ ngừng
Khi động cơ ngừng, cánh đo gió đóng hoàn toàn và công tắc bơm nhiên liệu tắt, cắt dòng điện chạy đến L2 của rơle mở mạch. Kết quả là rơle mở mạch tắt. Ngừng bơm nhiên liệu.
Tóm lại:
Bơm xăng chỉ quay khi: • Contact máy ở vị trí ST.
• Contact máy On và contact điều khiển bơm xăng On. • Contact máy On và cực +B nối với Fp ở đầu kiểm tra.
4.3.2.2.2 Điều khiển bật tắt cùng với điều khiển tốc độ ( bằng ECU động cơ, rơle và điện trở điều khiển bơm nhiên liệu)
Hoạt động cơ bản của hệ thống này giống hệ thống điều khiển bơm nhiên liệuloại bật tắt đã mô tả ở trên, nhưng trong hệ thống này ECU sẽ thay đổi tốc độ của bơm nhiên liệu theo 2 cấp tương ứng với lượng nhiên liệu cần cho động cơ . Với hệ thống này, tiêu thụ điện giảm và độ bền của bơm tăng.
+ Tại tốc độ thấp
Khi động cơ đang chạy không tải hay dưới chế độ tải bình thường (có nghĩa là, chỉ cần một lượng nhiên liệu nhỏ) ECU động cơ bật rơle điều khiển bơm nhiên liệu. Tiếp điểm của nó tiếp xúc với tiếp điểm B và dòng điện đến bơm chạy qua một điện trở làm cho bơm chạy tại tốc độ thấp.
Hình 3.8 - Mạch điều khiển bật- tắt ở tốc độ thấp + Khi tốc độ cao:
Khi động cơ hoạt động tại tốc độ cao hay tải nặng Ecu đôngj cơ tắt, rơle điều khiển. Tiếp điểm của rơle này tiếp xúc với tiếp điểm A và dòng điện chạy trực tiếp đến bơm mà không qua điện trở, làm cho bơm chạy với tốc độ cao. Bơm nhiên liệu cũng chạy với tốc độ cao khi động cơ khởi động.
Hình 3.9 - Mạch điều khiển bật- tắt ở tốc độ cao 4.3.2.2.3 Điều khiển bật - tắt ( bằng ECU động cơ):
Hình 3.10 - Mạch điều khiển bật- tắt bằng ECU động cơ + Khi động cơ quay khởi động:
Khi động cơ khởi động, dòng điện chạy qua cực IG của khoá điện đến L1 của rơle chính, làm rơle bật ON. Tại thời điểm đó, dòng từ ST của khoá điện đến L3 của rơ le mở mạch, bật rơ le làm cho bơm hoạt động.
Sau đó máy khởi động hoạt động và động cơ bắt đầu quay, lúc này ECU động cơ sẽ nhận được tín hiệu NE. Tín hiệu này làm cho Transitor trong ECU bật ON và do đó dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch.
+ Khi động cơ đã khởi động:
Sau khi động cơ đã khởi động và khoá điện đã được trả về vị trí ON (Cực IG ) từ vị trí START (cực ST) dòng điện chạy đến cuộn dây L3 của rơle mở mạch bị cắt. Tuy nhiên dòng điện tiếp tục chạy đến cuộn dây L2 khi động cơ đang chạy do transitor trong ECU động cơ bật ON, cho phép bơm nhiên liệu tiếp tục hoạt động.
+ Khi động cơ ngừng:
đó nó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch. Kết quả là rơle mở mạch ngắt bơm ngừng bơm nhiên liệu.
4.3.2.2.4 Điều khiển bật tắt với điều khiển tốc độ ( bằng ECU động cơ và ECU bơm):
Hoạt động cơ bản của hệ thống này giống với hệ thống đã mô tả ở trên. Tuy nhiên trong hệ thống này, điều khiển bật tắt và tốc độ được thực hiện hoàn toàn bằng ECU bơm nhiên liệu dựa trên các tín hiệu từ ECU động cơ.
Các tín hiệu từ ECU này được dùng để chuyển đổi tốc độ bơm giữa hai chế độ.Ngoài ra, ECU bơm nhiên liệu còn được trang bị chức năng chẩn đoán hệ thống bơm nhiên liệu. Khi phát hiện có hư hỏng, các tín hiệu được gửi đến ECU động cơ từ cực DI.
Hình 3.11 - Mạch điều khiển bật- tắt bằng ECU động cơ và ECU bơm
+ Tốc độ thấp: Sau khi khởi động, nếu động cơ hoạt động ở tốc độ cầm chừng hoặc tải nhỏ, ECU động cơ sẽ cho ra tín hiệu điện áp khoảng 2,5 vôn tới ECU bơm và ECU của bơm nhiên liệu sẽ cung cấp một điện áp khoảng 9 vôn để cho bơm hoạt động ở tốc độ chậm.
+Tốc độ cao: Trong quá trình khởi động hoặc tải lớn, ECU gởi tín hiệu số vòng quay cao vào khoảng 5 vôn tới cực FPC của ECU bơm nhiên liệu. ECU bơm nhiên liệu sẽ cung cấp nguồn 12 vôn cho bơm xăng hoạt động.
Hình 3.12 - Sơ đồ mạch điện điều khiển bật- tắt bằng ECU động cơ và ECU bơm
4.3.2.3 Điều khiển ngắt bơm nhiên liệu:
Ở một số xe có một cơ cấu để điều khiển làm ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu trong các điều kiện sau đây để duy trì an toàn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(1) Khi túi khí nổ.
Khi túi khí SRS của lái xe, của hành khách phía trước phồng lên, việc điều khiển ngắt nhiên liệu lỡm bơm nhiên liệu không hoạt động.
Khi ECU động cơ phát hiện một tín hiệu phồng lên của túi khí từ cụm cảm biến túi khí trung tâm, ECU động cơ sẽ ngắt rơle mở mạch để ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu.
Sau khi điều khiển ngắt bơm nhiên liệu, việc điều khiển này sẽ được loại bỏ bằng cách tắt khoá điện về vị trí OFF, làm cho bơm nhiên liệu làm việc trở lại.
(2) Khi xe bị đâm hoặc bị lật:
Khi xe bị đâm, công tắc quán tính của bơm nhiên liệu sẽ ngắt bơm nhiên liệu để giảm thiểu sự rò rỉ nhiên liệu.
Công tắc quán tính của bơm nhiên liệu được đặt giữa ECU bơm nhiên liệu và ECU động cơ.
Khi viên bi trong công tắc này dịch chuyển vì có va đập, công tắc nỡy bị tách khỏi tiếp điểm để xoay nó về vị trí OFF và ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu.
Sau khi cắt nhiên liệu, đẩy công tắc về vị trí ban đầu để ngừng việc điều khiển cắt nhiên liệu, làm cho bơm nhiên liệu hoạt động trở lại.
Hình 3.13 – Điều khiển ngắt bơm nhiên liệu
4.3.2.4 Kiểm tra bơm nhiên liệu:
Bật khoá điện lên vị trí ON, không khởi động động cơ dung dây chẩn đoán nối cực +B và cực FB của giắc kiểm tra, kẹp đường dầu hồi của bộ ổn định áp suất để kiểm tra xem có áp suất trong đường ống không. Nếu có cảm giác căng mạnh chứng tỏ bơm đang hoạt động .
Nếu không có áp suất nhiên liệu kiểm tra xem liệu ắcquy có cung cấp đến bơm nhiên liệu không.
4.3.3 Lọc nhiên liệu:
Lọc nhiên liệu dùng để gạn lọc các chất bẩn có trong nhiên liệu, để đảm bảo sự làm việc chính xác của hệ thống nhiên liệu. Nhiên liệu sau khi đi ra khỏi lọc sẽ được cung cấp đến bộ dập dao động.
Hình 3.14 – Bộ lọc nhiên liệu và lưới lọc bơm nhiên liệu 1.Bộ lọc nhiên liệu
Bộ lọc nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất trong nhiên liệu được bơm lên bởi bơm nhiên liệu.
2. Lưới lọc của bơm nhiên liệu
Lưới lọc của bơm nhiên liệu khử bụi bẩn và các tạp chất ra khỏi nhiên liệu trước khi đi vào bơm nhiên liệu.
Nếu lọc nhiên liệu bị tắc, nó sẽ làm giảm áp suất nhiên liệu đưa vào vòi phun, làm cho việc khởi động động cơ khó khăn hoặc khả năng lái kém.
Gợi ý:
• Một số bơm nhiên liệu được lắp ở bên ngoài bình nhiên liệu.
• Trong một số kiểu xe, một bu lông nối hoặc các loại giắc nối nhanh được sử dụng để nối đường ống nhiên liệu.
THAM KHẢO:
Loại lọc trên đường ống:
Hình 3.16 - Lọc nhiên liệu đặt trên đường ống 1. Phần tử lọc. 2. Vỏ. 3. Lưới đồng.
Lọc xăng được lắp với đường ra của bơm. Thường được sử dụng bằng màng có cỡ lọc khoảng 10µm. Lọc xăng có cấu tạo cho xăng đi theo một chiều nên khi lắp phải theo đúng chiều, nếu không sẽ làm cản trở lượng xăng qua lọc. Phần tử lọc thường được làm bằng giấy, vỏ bằng thép hoặc nhựa. Sau một khoảng thời gian làm việc thì phải thay lọc mới.
Thường xe chạy được từ 33.000 đến 40.000 km thì phải thay lọc mới.
4.3.4 Ống phân phối nhiên liệu:
Dàn phân phối có kết cấu là một ống rỗng, là nơi lắp và cấp xăng cho các vòi phun làm việc, một đầu nối với lọc xăng, đầu còn lại lắp với bộ điều áp xăng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.17 - Ống phân phối nhiên liệu
Trên phần thân của dàn phân phối có những cửa để lắp các vòi phun chính.
Trong dàn luôn giữ một lượng xăng với áp lực xác định để vòi phun làm việc ổn định.
4.3.5 Bộ điều áp:
4.3.5.1 Cấu tạo và hoạt động:
4.3.5.1.1 Loại đặt trên ống phân phối:
Chức năng của nó là dùng để giữ cho áp suất phun của kim phun là không đổi. Chúng ta biết rằng lượng nhiên liệu phun ra khỏi kim phun phụ thuộc vào áp suất nhiên liệu trong ống phân phối và độ chân không trong đường ống nạp. Nếu giữ nguyên áp suất nhiên liệu trong ống phân phối, lượng nhiên liệu phun sẽ phụ thuộc vào độ chân không sau cánh bướm ga.
Cấu trúc bao gồm một màng chia bộ điều áp thành hai phần, buồng trên chứa nhiên liệu và van điều áp, buồng dưới chứa lò xo và được tác động bởi độ chân không sau bướm ga.
Hình 3.18 - Cấu tạo bộ điều áp xăng và biểu đồ điều áp
1. Đường xăng vào; 2. Đường xăng hồi; 3. Màng đóng van 4. Đế màng van 5. Màng dung.6. Lò xo áp lực;. 7. Đường chân không.
Khi động cơ hoạt động, áp suất nhiên liệu cung cấp từ bơm, qua lọc và bộ dập dao động để đi vào ống phân phối. Từ ống phân phối, lượng nhiên liệu thừa sẽ đi vào bộ điều áp, nó tác động lên màng làm màng đi xuống, van điều áp mở và một lượng nhiên liệu thoát qua bộ điều áp trở về thùng nhiên liệu.