Đồ án khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA GSL2

ECM dùng các cảm biến để nhận biết tình trạng hoạt động của động cơ, điều kiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu thông tin quan trọng nhất đó là lưu lượng không kh

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU

1 Đặc điểm cung cấp nhiên liệu ớ động cơ xăng

1,1 NMỊC (ẨÍCẰ, < << << 5< << 96 0996 864

1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy của động cơ xăng

1.2.1 Yêu cầu nhiên liệu

1.2.2 Tỷ lệ hỗn hợp

1.3 Phân loại hệ thong nhiên liệu

1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng bộ chế hòa khí

1.4 Nguyên lý hoạt động cúa hệ thống nhiên liệu trong động cơ xăng 1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu dùng Bộ chế hòa khi 11 1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng 24 1.5 So sánh hệ thong nhiên liệu xăng dùng phun xăng điện tử so với dùng bộ

1.5.3 Các chế độ lái xe và tỷ lệ khí nhiên liệu .27

1.5.4 So với bộ chế hoà khí thì EFI có những ưu điểm sau .28

2.2 Đặc điễm tong quát của động cơ G6EA-GSL2.7 32 2.2.1 Cấu tạo một số chỉ tiết và cơ cấu chính 33

3.1.2 Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp xăng 47 3.2 Hệ thống cung cấp không khí động cơ G6EA-GSL2.7 52

3.2.4 Bộ phận thay đổi lưu lượng khí nạp theo chế độ hoạt động của động cơ

5 — 53 3.3 Khao sat hệ thông điều khiến phun xăng điện tử ở động cơ G6EA-GSL2.7

3.3.1 Sơ đô chung hệ thông phun xăng điện tử 34 3.3.2 Nguyen 1n an 54

3.3.3 Các cảm biến: TE1.QỢ TH ghe 56

3.3.4 Hệ thông điêu khiên điện tr ECM lap trén xe Santa Fe cua hang

72 74 -4

4 Tính toán thời gian phun

$ Chuẩn đoán hư hóng của hệ thông phun xăng điện tử:

%.1 Hệ thông nhiên liệu

3.1.3 Kiêm tra sửa chữa các ông dán nhiên liệu 75

75

~77

77 78 -79 79 woe OL

81 83 86 -Error! Bookmark not defined

5.1.4 Kiém tra va sita chira hé thong

5.2 Hé thong nap khi

5.2.1 B6 do gio:

5.2.2 Công tắt cánh bướm ga

5.3.Hệ thông điều khiến điện tứ ECM lắp trên xe Sanfa Fe

5.3.1 Kiểm tra sửa chữa các cảm biến

5.4 Phương pháp kiếm tra chấn đoán hư hỏng

5.4.1 Chuẩn đoán bằng mã lỗi -

5.4.2 Cách khắc phục hư hỏng thông thường

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của ngành điện tử thì trong công nghệ ôtô cũng có những thay đổi mạnh mẽ Hàng loạt các linh kiện bán dẫn, thiết bị điện tử được trang bị trên động cơ ôtô nhằm mục đích giúp tăng công suất động cơ, giảm suất tiêu hao nhiên liệu và đặc biệt là giảm được mức ô nhiễm môi trường do khí thải tạo

ra Và hàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho

công nghệ chế tạo ôtô hiện nay

Việc khảo sát cụ thể hệ thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này Đặc biệt trong thời gian thực tập tốt

nghiệp tại công ty Hyundai-Vinamotor Đà Nẵng em đã được tìm hiểu tài liệu đồng thời được trực tiếp tham gia bảo dưỡng, sửa chữa cũng như chuẩn đoán và điều chỉnh xe trong đó chủ yêu là các ôtô của hãng Hyundai Đây cũng là lý do mà em chọn đề tài khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa

Fe của hãng Hyundai đề làm đề tài tốt nghiệp, với mong muốn bồ sung và tìm hiểu sâu hơn những kiến thức về hệ thống phun xăng điều khiển điện tử

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô chỉ bảo đề đồ án của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn PSG.TS Trần Văn Nam, các thầy cô giáo trong khoa, cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng ngày 28 tháng 05 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Trần Đại Quốc

1 Đặc điểm cung cấp nhiên liệu ớ động cơ xăng

1.1 Mục đích

Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ, đảm báo số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu luôn phù hợp với

chế độ làm việc của động cơ

Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng Đối với hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử còn có ống phân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ giảm chân

áp suất nhiên liệu, hệ thống điều khiển kim phun, ECM động cơ

1.2 Các yêu cầu hỗn hợp cháy cúa động cơ xăng

1.2.1 Yêu cẩu nhiên liệu

e _ Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ

e _ Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh

e _ Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá)

e_ Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường

và nhiệt độ động cơ

e _ Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt 1.3 Phân loại hệ thong nhiên liệu

1.3.1 Phân loại theo hệ thống dùng bộ chế hòa khi

e Hệ thống phun chính giảm độ chân không sau ziclơ chính

e _ Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở họng

e _ Hệ thống có ziclơ bổ sung

e _ Hệ thống điều chỉnh tiết diện ziclơ chính kết hợp với hệ thống không tải 1.3.2 Phân loại theo hệ thống phun xăng

1.3.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng

a) Hệ thống phun xăng nhiều điểm

Mỗi xylanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt Xăng được phun vào đường ống nạp ở gần sát xupap nạp Phun xăng nhiều điểm có thể là kiểu phun liên tục hay phun theo chu kỳ thời gian Hệ thống phun xăng nhiều điểm thường dùng cho xe du lịch cao cấp có dung tích xylanh lớn (trên 1600cm))

Hệ thống phun xăng nhiều điểm cung cấp tỷ lệ xăng không khí tốt hơn so với kiểu phun xăng một điểm do tỷ lệ khí hỗn hợp cung cấp cho các xylanh hoàn toàn đồng nhất Ưu điểm này giúp tiết kiệm nhiên liệu, tăng hiệu suất cho động cơ và giảm hơi

Không khí nhiên liệu

Hệ thống này được sử dụng khá phố biến trên động cơ các loại xe công suất nhỏ do cấu tạo tương đối đơn giãn và giá thành không quá cao Đo độ chân không

trong đường ống nạp và cảm nhận lượng khí nạp bằng mật độ của nó Hệ thống

phun xăng này có thể phun kiểu liên tục hay phun theo chu kỳ thời gian

Hình 1-2 Đường ống bố trí vòi phun một điểm

1 :Vòi phun 2:Hỗn hợp không khí nhiên liệu

3: Bướm ga 4:Ong phan phôi

€) Hệ thống phun xăng hai điểm

Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun xăng một điểm trong đó

sử dụng thêm một vòi phun thứ hai đặt bên dưới bướm ga nhằm cải thiện chất lượng

quá trình tạo hỗn hợp

1.3.2.2 Phân loại theo biện pháp điều khiến phun xăng

a) Hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khi

Cảm biến lưu lượng không khí (air - flow sensor) được dùng để đo lượng không khí và động cơ hút vào ở bất kỳ chế độ tải nào

Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng để hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đi qua bộ tích năng, qua lọc nhiên liệu đến bộ định phân nhiên liệu

Ngoài ra hệ thống cung cấp nhiên liệu còn có nhiệm vụ làm cho nhiên liệu có một áp suất lớn, đủ khả năng hoà trộn với không khí, tạo ra một hỗn hợp có thành phan thích hợp nhất.

* Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí

Hình 1-3 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng cơ khí

1: Bình xăng; 2: Bơm xăng điện; 3: Lọc xăng; 4: Vòi phun; 5: Xupap 6: Đường ống

nạp ; 7: Pittông ; §: Xylanh; 9: Bướm ga ; 10: Đường không tả; I1: Lọc không khí ; 12: Đường ống thải ; 13: Bộ ổn định áp suất ; 14: Bộ tích tụ xăng ; I5: Vòi phun

khởi động lạnh ; 16: Bộ phân phối định lượng xăng ; 17: Van điều chỉnh áp suất ; 18: Trục khuỷu ; 19: Lưu lượng kế không khí ; 20: Bộ tiết chế sưởi nóng động cơ ;

21: Óng góp nạp ; 22: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Bộ định phân nhiên liệu có nhiệm vụ định ra một lượng thích hợp với điều kiện

hoạt động của xe Ngoài ra nó có nhiệm vụ phân phối nhiên liệu cho các kim phun của từng xylanh Chính vì vậy khi Việt hoá danh từ này chúng ta kết hợp theo hai

chức năng này đề gọi tên “ Bộ định phân nhiên liệu ” Lượng không khí nhận biết

bằng cảm biến đo lưu lượng (thông qua vị trí tắm cảm biến lưu lượng gió) được hút vào động cơ chính là tiêu chuân để định lượng nhiên liệu đến các xylanh Có thể hiểu rằng lượng không khí hút vào động cơ quay lại điều khiển sự định lượng nhiên liệu đơn thuần chỉ bằng cơ khí

b) Hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử

Ở các loại hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động

cơ cho một thiết bị tính toán thường được gọi là bộ vi sử lý và điều khiển trung tâm Sau khi sử lý các thông tin này, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần

cung cấp cho động cơ theo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạt động của các vòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun)

#

Hình 1-4 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử

Nhiên liệu xăng được cung cấp bằng một bơm tiếp vận dẫn động bằng điện đề tăng tới áp lực phun Nhiên liệu được phun nhờ sự mở van của các kim phun, bên trong kim phun có các van được điều khiển đóng mở nhờ một cuộn dây tạo ra một nam châm điện (solenoid)

ECM điều khiển kim phun, cấp cho các kim phun một xung điện vuông, có

chiều đài xung thay đổi Dựa vào chiều dài của xung này, kim phun sẽ mở lâu hay ngắn, lượng nhiên liệu sẽ được phun nhiều hay ít

ECM dùng các cảm biến để nhận biết tình trạng hoạt động của động cơ, điều

kiện môi trường, từ đó điều khiển thời gian phun nhiên liệu ( thông tin quan trọng nhất đó là lưu lượng không khí được hút vào động co)

1.3.2.3 Phân loại theo cách xác định lượng khi nạp

a) Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế: loại L

e _ Hệ thống phun xăng loại này được trang bị thiết bị đo lưu lượng cho phép

đo trực tiếp thê tích hay khối lượng không khí lưu thông trong đường nạp Thông tin

về lưu lượng khí được cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện

để làm cơ sở tính toán thời gian phun

e _ Lưu lượng thê tích: thiết bị này làm việc theo nguyên tắc đo lực của dòng khí tác động lên một cửa đo quay quanh một trục lắp trên đường nạp Góc quay của

cửa phụ thuộc lưu lượng khí nạp và được xác định bởi một điện thế kế Như vậy,

thiết bị sẽ cung cấp một tín hiệu điện tỷ lệ với lưu lượng khí cho bộ điều khiển trung tâm Để tăng độ chính xác phép đo, người ta thường dùng thêm một nhiệt kế để đo nhiệt độ không khí trong quá trình nạp

e© Lưu lượng kế khối lượng kiểu dây đốt nóng: một sợi dây kim loại rất mãnh được căng ở một vị trí đo trong đường nạp Khi lưu lượng khí thay đôi thi

nhiệt độ và điện trở của dây cũng thay đồi theo Một mạch điện tử cho phép điều

chỉnh tự động dòng điện đốt nóng dây Dòng điện này sẽ tỷ lệ với lưu lượng khí Theo nguyên tắt này, việc đo nhiệt độ dòng khí sẽ không cần thiết nữa vì lưu lượng khối lượng được đo trực tiếp nên độ chính xác phép đo không bị ảnh hưởng bởi những dao động của nhiệt độ khí như phương pháp trên

e _ Lưu lượng kế khối lượng kiều tắm đốt nóng: hệ thống này hoạt động theo nguyên lý tương tự như hệ thống trên Việc thay thế dây kim loại bằng hai tắm kim loại gốm mỏng cho phép tăng độ bền vững của thiết bị đo và hạn chế ảnh hưởng do

bụi bặm hoặc rung động Hai tắm kim loại này có điện trở phụ thuộc nhiệt độ được mắc thành cầu điện trở, một để đo lưu lượng, một đề đo nhiệt độ khí

« _ Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm sử dụng hiệu ứng Karman - Vortex

Một cơ cấu đặt biệt được lắp trên đường nạp nhằm tạo ra các chuyền động xoáy lốc của dòng không khí ở một vị trí xác định Số lượng xoáy lốc sẽ tỷ lệ với

lưu lượng thể tích Một nguồn sóng siêu âm đặt trên đường ống nạp, phát sóng có tần số xác định theo hướng vuông góc với dòng chảy không khí Tốc độ lan truyền của sóng siêu âm xuyên qua dòng khí phụ thuộc vào lượng khí chuyền động xoáy

Một thiết bị nhận sóng siêu âm sẽ đo tốc độ này và gửi tín hiệu điện đến bộ điều

khiển trung tâm

b) Hệ thống phun xăng có thiết bị đo lưu lượng kiểu áp suất : loại D

Ở hệ thống phun xăng loại này, lượng khí nạp được xác định thông qua áp

suất tuyệt đối trong ống nạp và chế độ tốc độ của động cơ, dựa vào các tham số hay đặc tính chuẩn đã được xác định từ trước, có tính đến biến thiên áp suất trong quá

trình nạp Các đầu đo được sử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu áp điện - điện

trở kết hợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyền động Trong thực tế, khi khởi động động cơ, do nhiệt độ thấp nên mật độ không khí tăng, ở cùng một áp suất thì lưu

lượng khí nạp thực tế sẽ lớn hơn lưu lượng tính toán, dẫn đến hỗn hợp nhạt có thể gây chết máy Dựa trên thông tin về nhiệt độ không khí do cảm biến cung cấp, bộ điều khiển trung tâm sẽ tăng lượng xăng phun ra khi nhiệt độ khí nạp thấp Phép đo lưu lượng kiểu này thường áp dụng cho các hệ thống phun xăng một điểm

¢ Uudiém:

o_ Kết cấu, bảo dưỡng đơn giãn, dễ lắp đặt điều chỉnh, giá thành hạ

o_ Ít gây sức cản khí động phụ trên đường nạp

e® Nhược:

o_ Không đo trực tiếp lưu lượng không khí

o_ Nhạy cảm với dao động áp suất và nhiệt độ trên đường nạp

1.3.2.4 Phân loại theo chu kỳ phun:

a) Hệ thống phun xăng liên tục

* So do hé thong phun xang lién tuc (k-Jetronic)

18 ©

Hinh 1-5 So dé hé théng phun xăng liên tuc (K-Jetronic)

1 Thùng xăng ; 2 Bơm xăng điện ; 3 Bộ tích tụ xăng ; 4 Lọc xăng ; 5 Bộ thiết chế

sưởi nóng động cơ ; 6 Vòi phun xăng ; 7 Ống góp hút; 8 Vòi phun khởi động lạnh

; 9 Bộ phân phối xăng ; 10 Bộ cảm biến dòng không khí nạp ; 11 Van thời điểm ; 12 Bộ cảm biến lambda ; 13 Công tắc nhiệt- thời gian 14 Đầu chia lửa ;

15 Cơ cấu cung cấp không khí phụ trội ; 16 Công tắc vị trí bướm ga ; 17 ECM ;

18 Công tắc máy và khởi động ; 19 Ac quy

+ Lưu lượng xăng phun ra được ấn định do áp suất tác động phun xăng Kiểu phun xăng liên tục có thể là loại phun nhiều điểm hay phun một điểm

b) Hệ (hồng phun xăng theo chu kỳ thời gian

Cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp chạy qua đường ống nạp bằng mmột cảm biến đo lưu lượng kế Vòi xịt xăng ra theo chu kỳ thời gian quy định được lập trình sẵn trong máy tính

Hình I-6 Sơ đồ hệ thống phun xăng theo chu kỳ thời gian (L-Jectronic)

1 Lọc khí; 2 Lọc tinh nhiên liệu; 3 Thùng nhiên liệu; 4 Bơm xăng điện; 5 Cảm

biến vị trí trục khuỷu; 6 Hệ thống khí xả; 7 Ác quy; 8 Khóa điện; 9 Bộ giảm chấn

áp suất nhiên liệu; 10 Ống góp nạp; 11 Bộ điều áp; 12 Bướm ga; 13 Cảm biến

trục cam; 14 Cảm biến lưu lượng khí nạp

1.4 Nguyên lý hoạt động cúa hệ thống nhiên liệu trong động cơ xăng

1.4.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thong nhiên liệu dùng Bộ chế hòa khí

Trên các động cơ xăng cổ điền việc tạo hỗn hợp nhiên liệu không khí đều ở bên ngoài động cơ một cách thích hợp trong một thiết bị riêng trước khi đưa vào buồng cháy động cơ gọi là bộ chế hoà khí Các bộ chế hoà khí hiện nay được chia ra làm ba loại sau

¢ Loai béc hơi

e Loai phun

e Loai hut:

Loại hút đơn giản

Loai hut hién dai

1.4.1.1 Chế hoà khí bốc hơi

Chế hoà khí bốc hơi chỉ dùng cho loại xăng đễ bốc hơi Nguyên lý hoạt

động của nó như sau:

Hình 1-7: Sơ đô bộ chế hoà khí bốc hơi

1 Họng; 2 Bầu xăng; 3 Ống nạp; 4 Bướm ga

Xăng được đưa từ thùng chứa đến bầu xăng (2) của bộ chế hoà khí Trong hành trình hút của động cơ không khí theo đường ống (1) lướt qua mặt xăng của bầu xăng (2), ở đây không khí hòa trộn với hơi xăng tạo thành hỗn hợp giữa hơi xăng và không khí Sau đó hỗn hợp đi qua đường ống nạp (3), bướm ga (4) và được hút vào động cơ Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng để điều chỉnh lượng hòa khí nạp vào động

cơ Muốn điều chỉnh nồng độ của khí hỗn hợp tức là điều chỉnh thành phần hơi

nhiên liệu chứa trong hỗn hợp phải thay đổi thể tích phần không gian bên trên giữa mặt xăng và thành của bầu xăng (2)

Ưu điểm chính của loại chế hoà khí bốc hơi là hơi xăng và hỗn hợp không khí hỗn hợp với nhau rất đều Nhưng loại này lại có rất nhiều khuyết điểm, rat cong kénh, dé sinh hoa hoan, rất nhạy cảm với mọi thay đổi của điều kiện khí trời, lúc động cơ chạy phải luôn điều chỉnh vì vậy hiện nay không dùng nữa

12

1:Họng; 2:Buồng chứa không khí áp suất cao; 3:Màng mỏng; 4:Buồng

chứa không khí áp suất thấp; 5:Buồng chứa nhiên liệu áp suất thấp;

6:Màng mỏng; 7:Buồng chứa nhiên liệu áp suất cao; 8:Can van; 9:Van

nhiên liệu; 10:Ziclơ; 11:Vòi phun; 12:Bướm ga; 13:Đường ống

Nguyên lý làm việc của chế hoà khí phun là dùng áp lực đề phun nhiên liệu vào không gian hỗn hợp

Buồng không khí (2) ăn thông với đường ống nạp động cơ nhờ đường ống

(13) Miệng của đường ống (13) đặt đối diện với chiều lưu động của dòng khí vì vậy

áp suất trong buồng (2) bằng tổng áp suất động và áp suất tĩnh của dòng khí Buồng không khí (4) nói liền với họng (1) nên trong buồng (4) có độ chân không Lực tác động ở buồng (2) lên màng mỏng (3) làm cho màng (3) uốn cong về phía buồng (4) Kết quả làm cho cán van (8) và van (9) chuyển dịch sang bên phải làm cho cửa van (9) được mở rộng Với một áp suất nhất định nhiên liệu được bơm qua van vào buồng (7) Từ buồng (7) đi qua ziclơ (10) và vòi phun (11), nhiên liệu được phun thành những hạt nhỏ và hỗn hợp đều với không khí Nhờ một đường ống nói liền với nhiên liệu ở sau ziclơ (10) nên buồng (5) cũng chứa đầy nhiên liệu nhưng áp suất trong buồng (5) thấp hơn áp suất trong buồng (7) vì vậy màng mỏng 6 cũng bị uốn cong với khuynh hướng đóng nhỏ van (9) Khi các lực tác dụng lên màng mỏng

ở vị trí cân bằng thì van nhiên liệu (9) nằm ở một vị trí nhất định tương ứng với một chê độ làm việc của động cơ

Các bộ chế hoà khí phun làm việc chính xác, ồn định dù động cơ đặt ở bất

kỳ vị trí nào nhưng việc bảo dưỡng, điều chỉnh phức tạp

1.4.1.3 Bộ chế hoà khí hút đơn giản

Sơ đồ nguyên lý:

{Co

Ả Hình 1-9 Sơ đồ bộ chế hoà khí đơn giản

1:Vòi phun; 2:Họng; 3:Bướm ga; 4:Jiclo;

5:Phao xăng; 6:Buồng phao; 7:Van kim; §:Óng xăng; 9:Lỗ thông;

I— xăng; II- không khí; III— hòa khí

Bộ chế hòa khí đơn giản còn được gọi là bộ chế hòa khí một vòi phun và một

Jiclơ gồm có: buồng phao 6, jiclơ 4, vòi phun I, họng 2, không gian hòa trộn và bướm ga 3 Nguyên tắc hoạt động: xăng từ thùng chứa, do tự chảy hoặc nhờ bơm xăng đi qua ống § vào buồng phao 6 Nếu mức xăng trong buồng phao hạ thấp, phao 5 sẽ đi xuống mở đường thông qua van kim 7 cho nhiên liệu đi vào buồng phao, nhờ đó xăng trong buồng phao được giữ ở mức hầu như không đổi Lỗ 9 nói thông buồng phao với áp suất khí trời pạ,

Không khí từ ngoài trời qua miệng vào rồi qua họng 2 (nơi có tiết diện lưu thông bị thắt lại) của bộ chế hòa khí làm tăng tốc độ và giảm áp suất tại hong pp, Nhờ chênh áp A pị - po_ pạ: xăng từ buồng phao được hút qua vòi phun | vao hong

2 Lưu lượng qua vòi phunl, phụ thuộc chên áp A pạ , đường kính và hệ số lưu thông của jiclơ 4 Miệng vòi phun thường được đặt tại tâm họng Ra khỏi vòi phun xăng được không khí đi qua họng xé tơi và hòa trộn đều trong dòng không khí qua

14

hong Không gian giữa họng 2 và bướm ga 3 được gọi là không gian hòa trộn, ở đây một phần xăng được bay hơi và hòa trộn đều với không khí tạo nên hòa khí Số lượng hòa khí đi vào động cơ phụ thuộc độ mở bướm ga 3 Vì vậy bướm ga là cơ

cấu điều khiển hoạt động của động cơ

1.4.1.3.1 Đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản:

Đặc tính của bộ chế hòa khí là hàm số thể hiện mối liên hệ giữa hệ số dư lượng không khí ơ của hòa khí với một trong các thông số đặc trưng cho lưu lượng của hòa khí được bộ chế hòa khí chuẩn bị và cấp cho động cơ (có thể là lưu lượng không khí G, độ chân không ở họng Ap„ hoặc công suất động cơ N ) Theo định nghĩa về hệ số dư lượng không khi a, ta cd:

Xác định Gự qua bộ chế hòa khí đơn giản:

Do động cơ hoạt động có tính chu kỳ nên lưu động của dòng khí qua họng và xăng qua vòi phun của bộ chế hòa khí có tính đao động rõ rệt, về thực chất

đó là các dòng chảy không dừng Chuyên từ động cơ bốn kỳ sang động cơ hai kỳ hoặc tăng số xilanh nối với bộ chế hòa khí sẽ giảm bớt tính đao động của dòng chảy Nếu bốn xilanh của động cơ bốn kỳ hoặc hai xilanh của động cơ hai kỳ nối với bộ chế hòa khí sẽ không thấy rõ tính giao động của dòng chảy Vì vậy có thê coi dòng chảy của xăng và không khí trong bộ chế hòa khí như một dòng chảy dừng Mặt khác độ chân không tại họng bộ chế hòa khí Ap; thường không quá 20 kPa khi

động cơ hoạt động hoạt động ở tốc độ cực đại và mở hết bướm ga Như vậy voi Ap, biến động từ 0 đến 20kPa có thê bỏ qua tính chịu nén của không khí và coi lưu động của không khí như của chất lỏng không chịu nén Với một dòng chảy dừng của một lưu chất không chịu nén, qua mặt cắt 0-0 và H — H, có thể viết phương trình

Bernoullie dưới dạng sau, nếu coi tốc độ không khí tại miệng vào bộ chế hòa khí

Wo =0 và nếu lược bỏ sai lệch về thé năng giữa hai mặt cắt (vì mật độ không khí và khoảng cách chiều cao hai tiết diện quá nhỏ)

Hình 1-10 Sơ đồ tính tốc độ không khí đi qua họng W¡

Po _ Pu, Wye Wi

Trong đó: pạ—áp suất khí trời

po — mật độ không khí ở áp suất po và nhiệt độ Tọ của khí trời

Sau khi đi qua tiết diện hẹp nhất của hong fh mins tiết diện thực tế của dòng khí f2 mạ bị bóp nhỏ (f2 mị;< Í mịn), hiện tượng trên được thê hiện qua hệ số bóp dòng

a

(|

Hình 1-12 Sơ đồ xăng trong bộ chế hòa khí đơn giản

Hình (1.6) là sơ đồ tính G,) Jiclơ có thể đặt ở địa điểm bất kỳ trên đường từ bau phao tới miệng ra của vòi phun Miệng ra của vòi phun đặt cao hơn mặt thoáng của xăng trong bầu phao một khoảng 5 — 8mm nhằm tránh không cho xăng qua đó trào ra ngoài do mao dẫn hoặc do bộ chế hòa khí ở vị trí nằm nghiêng khi động cơ ngừng hoạt động

Viết phương trình Bernoullie cho dòng chảy đi qua các mặt o — o và d — đ, sẽ được:

pạ — khối lượng riêng của xăng;

Do› DaT— áp suất tĩnh tại mặt o — o và d — đ;

'Ww, — tốc độ lý thuyết của dòng xăng đi qua mặt d — d (qua jiclơ)

17

Xac dinh duge Wu:

al

Ap suất tĩnh pg tai tiét dién d-d duoc tinh qua áp suất p, như sau:

Pa = Pn † 8- Pai(họ - hạ + Ah) trong đó: Ah = h; — họ (h;- chiêu cao mặt p-p, mặt ra của vòi phun so với mặt chuẩn a-a)

Thay gia tri pg vao biểu thức Wạ,, ta sẽ được:

“` ¬ ˆ

Pu Nếu gq — 1a hệ số tốc độ của jiclơ, đánh giá tổn that tốc độ của dòng chảy đi qua jiclo, sé tim duoc tốc độ thực tế của dòng xăng qua jiclo:

2 Ap, ~ g.Ah.p„ ,

al War = Pa Wat = Pa-

Néu ag 1a hé số bóp dòng của xăng khi qua tiết diện f¿ của jiclơ, sẽ tính được lưu lượng xăng qua jiclơ Gị :

Gui = Wa a fa Pot = Ha fa VJ2(Ap, — g.AN.Ø/,)Ø„ ï

Sau khi xác dinh duge G,, Gy ta c6:

Hinh1-13 Dac tinh bé ché hoa khí đơn giản

Do đó, hệ số dư lượng không khí ơ của hòa khí trong bộ chế hòa khí đơn giản sẽ giảm dần (tức hòa khí đậm dần lên) khi tăng độ chân không ở họng hoặc tăng lưu lượng không khí qua họng Trên thực tế, mật độ không khí giảm dần khi tăng Ap» trong khi đó pạ hầu như không thay đổi, đó là lý do chính làm cho hòa khí đậm dần khi tang Ap

1.4.1.3.2 Đặc tính bộ chế hòa khí lý tưởng:

Bộ chế hòa khí lý tưởng cần đảm bảo cho hòa khí có thành phần tối ưu theo điều kiện hoạt động của động cơ Quy luật thay đổi thành phần tối ưu của hòa khí được xác định qua đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí, thể hiện sự biến thiên của các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ theo hệ số dư lượng không khí ơ khi giữ không đổi tốc độ động cơ và vị trí bướm ga (hình 1-14)

Các đường I-I' là kết quả khảo nghiệm khi mở 100% bướm ga; còn các đường II-II và III-III? tương ứng với các vị trí bướm ga nhỏ dan

Qua đồ thị ta thấy rằng: với n = const, ở mỗi vị trí bướm ga giá trị của œ tương ứng với công suất cực đại (các điểm 1, 2, 3) đều nhỏ hơn so với những điểm

có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (các điểm 5, 6, 7 của duong I’, II’, III’ hoac 8,

9, 10 của các đường I, II, IID

Ở mọi vị trí bướm ga các điểm đạt công suất cực đại đều có ơ< 1

Càng đóng nhỏ bướm ga, ơ của điểm công suất cực đại càng giám

Khi mở 100% bướm øa, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất xuất hiện tại œ = 1,1 Càng đóng nhỏ bướm ga vi tri xuất hiện emin Càng chuyền về hướng giảm của

ơ, khi đóng bướm ga gần kín gid tri a tuong tng gemin< 1

Như vậy khi đóng bướm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại cũng như muốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất đều phải làm cho hòa khí đậm lên Đường

a, b thể hiện sự biến thiên của thành phần hòa khí của công suất cực đại (đường a)

và của suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (b) khi mở dần bướm ga Khu vực giữa hai đường a, b là khu vực có thành phần hòa khí tương đối tốt, cải thiện tính năng kinh

tế kỹ thuật của động cơ Khu vực bên ngoài hai đường a,b sẽ làm giảm công suât và tăng suất tiêu hao nhiên liệu động cơ, không được để động cơ hoạt động ở các khu

vực này

Tùy theo công dụng và điều kiện hoạt động của động cơ mà thực hiện điều

chỉnh để Ne và g biến thiên theo thành phần hòa khí œ được sát với đường a hoặc đường b Điểm 4 thể hiện thành phần hòa khí khi động cơ chạy không tải

a, b rất dé xây dựng sự biến thiên của thành phần hòa khí trên tọa độ ơ - G¡ hoặc ơ -

Ap theo cong suất cực đại hoặc theo suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất Hình (1-15 ) là đồ thị o - G, thé hiện biến thiên của œ theo G, (tinh theo % lưu lượng không khí

20

khi mở hoàn toàn bướm ga) ở chế độ công suất cực đại (đường 2) và suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (đường 3)

Hinh 1-15 Dac tính của bộ chế hòa khí lý tưởng

Trong thực tế sử dụng, người ta chỉ đòi hỏi công suất cực đại khi mở 100% bướm ga, còn lại tất cả các vị trí đóng nhỏ bướm ga cần điều chỉnh để động cơ hoạt động với thành phần hòa khí đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu Vì vậy mối quan hệ lý tưởng nhất giữa ơ và G sẽ là đường 4, đó chính là đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng khi chạy ở một số vòng quay nhất định

So sánh đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản (hình 1-13) va bd ché hoa khi

lý tưởng thay rằng: bộ chế hòa khí đơn giản không thể chuẩn bị hòa khí cho động cơ với thành phần tốt nhất ở mọi chế độ hoạt động Do đó muốn hiệu chỉnh để được hình dạng sát với đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng, thì trên cơ sở bộ chế hòa khí

đơn giản cần bổ sung thêm một số cơ cấu và hệ thông đảm bảo thỏa mãn các yêu

cầu sau:

- Ở chế độ không tải, muốn động cơ chạy ồn định cần có hòa khí đậm (ơ ~ 0,4 + 0,8), và phải tạo điều kiện để xăng được phun tơi, phân bố đều và dễ bay hơi trong dòng khí nạp

- Khi bướm ga mở tương đối rộng cần cung cấp hòa khí tương đối loang (a = 1,07 + 1,15)

- Để đạt công suất cực đại khi mở 100% bướm ga cần đảm bao a ~ 0,75 + 0,9

Ngoài ra còn có các yêu cầu phụ, đảm bảo động cơ hoạt động tốt trong các chế độ làm việc sau:

- Khi khởi động lạnh ở tốc độ thấp cần hòa khí đậm (œ ~ 0,3 + 0,4 hoặc đậm hơn) để dễ khởi động

- Khi cho ôtô bắt đầu lăn bánh hoặc khi cần tăng tốc nhanh phải mở nhanh bướm ga đề hút nhiều hòa khí vào xilanh, những lúc ấy thường làm cho hòa khí bị

nhạt (do quán tính của xăng nhỏ hơn nhiều so với không khí làm cho tốc độ xăng đi vào động cơ chậm hơn) Vì vậy khi mở nhanh bướm ga cần có biện pháp tức thời phun thêm xăng tới mức cần thiết để làm hòa khí khỏi nhạt, qua đó rút ngắn thời gian bắt đầu lăn bánh cũng như thời gian tăng tốc độ của ôtô

Những yêu cầu trên yêu cầu trên được thực hiện trong các hệ thống phun chính và hệ thống phụ của bộ chế hòa khí

1.4.1.4 Bộ chế hoà khí điển hình

Bộ chế hoà khí hút đơn giản, khi đáp ứng được yêu cầu làm việc của động cơ

ở chế độ không tải và tải nhỏ thì khi động cơ làm việc ở chế độ tải ồn định và toàn tải thì hỗn hợp lại quá đậm, động cơ không thể làm việc được Ngược lại, khi động

cơ làm việc tốt ở chế độ tải lớn thì khi ở tải nhỏ và không tải thì hỗn hợp lại quá loãng Vì vậy ở những bộ ché hoà khí hiện đại thì chúng được trang bị thêm những

hệ thống hỗ trợ như : hệ thống phun chính, hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, bơm tăng tốc.v.v Sau đây giới thiệu bộ chế hoà khí điển hình là K126r:

1 Thanh kéo 2 Bơm tăng tốc

3 Piston làm đậm 4,16 jiclơ không khí

7 jiclo lam đậm 8 jiclo tang téc

9 Lỗ không khí 10 Van một chiều 11.Vít không khí 12.Họng

Nguyên lý hệ thống phun chính:

Khi bắt đầu mở bớm ga (động cơ có tải) với lực hút của động cơ đã tạo nên

độ chân không ở họng bộ chế hoà khí nên nhiên liệu được hút từ buồng phao qua

jiclơ chính đi vào vòi phun 5 và phun vào họng bộ chế hoà khí Khi bớm ga mở to thì xăng được hút qua jiclơ chính vào vòi phun và không khí qua jiclơ không khí

vào hoà trộn với nhiên liệu tạo thành bọt xăng rồi phun vào họng bộ chế hoà khí

Nguyên lý hệ thống không tải:

Khi động cơ chạy ở chế độ không tải thì bơm ga hầu như đóng kín, độ chân không ở họng nhỏ nên không thê hút xăng ra khỏi vòi phun chính Đề đảm bảo cho

động cơ vẫn làm việc ta phải lợi dụng độ chân không sâu bớm ga hút nhiên liệu từ bầu phao qua jiclơ chính vào đường ống không tải đồng thời không khí qua jiclo không khí vào hoà trọn với nhiên liệu tạo thành hỗn hợp đưa đến lỗ không tải phun vào đường nạp của động cơ Vít không tải dùng để điều chỉnh lượng hỗn hợp đưa

vào động cơ

Nguyên lý hệ thống làm đậm :

Khi động cơ phát công suất cực đại thì mở hết bớm ga thông qua các thanh đòn kéo thanh kéo dẫn động đi xuống, thông qua đòn ngang kéo piston làm đậm đồng thơì đi xuống nén nhiên liệu trong xilanh cho đến khi áp suất nhiên liệu thắng

được lò xo của van một chiều thì nhiên liệu được đây vào đường ống làm đậm đi

đến lỗ phun

Nguyên lý hệ thống tăng tốc:

Khi tăng ga đột ngột, bớm ga mở rất nhanh lượng không khí tràng vào không gian hoà trọn nhiều nhưng do quán tính của nhiên liệu lớn hơn rất nhiều so với không khí nên nhiên liệu phun vào không kịp thời làm cho hỗn hợp bị loãng, động

cơ không thê tăng tốc được nên phải đùng bơm tăng tốc đề phun nhiên liệu bổ sung Khi bớm ga mở nhanh thông qua các thanh đòn kéo thanh kéo dẫn động đi xuống, thông qua đòn ngang kéo piston tăng tốc đồng thơì đi xuống nhanh chóng đầy nhiên liệu vào đường ống tăng tốc đến vòi phun, kịp thời bổ sung nhiên liệu cho động cơ

1.4.1.5 Bộ chế hoà khí điện tử:

Bộ chế hòa khí điện tử là một tổng thành phức tạp gồm các cơ cầu đảm bảo

cho các chế độ hoạt động của động cơ được điều chỉnh chính xác và linh hoạt hơn

nhờ bộ điều khiển điện tử ECM giống như ở hệ thống phun xăng điện tử, ngoài ra

nó còn làm tăng số lượng không gian hòa khí Tuy nhiên vẫn tồn tại những nhược điểm nhất định:

Chăng hạn ở loại có hai không gian hỗn hợp giống nhau cùng hoạt động có nhược điểm làm tăng hiện tượng dao động của dòng khí và dòng xoáy trong mỗi

không gian, không có lợi cho điều kiện làm việc ôn định của động cơ, ngoài ra tốc

độ trung bình của dòng khí trong mỗi không gian đều nhỏ khi chạy ở chế độ thấp về

tải và tốc độ, xăng khó được xé tơi

Đồng thời kết cấu của bộ chế hòa khí điện tử rất phức tạp khó bảo quản và sữa chữa Vì vậy người ta nghĩ đến một hệ thống cung cấp xăng hoàn hảo hơn đó là

hệ thống phun xăng điện tử thay cho bộ chế hòa khí

1.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu phun xăng

1.4.2.1 Hệ thống phun xăng cơ khi

Bộ tích tụ xăng

Buồng cháy động cơ

Hình 1-17 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng cơ khí

Có thể chia các cơ cấu của hệ thống này thành 3 bộ phận:

e _ Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm: bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụ

xăng, bộ lọc xăng

24

e - Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp và bộ phận lọc khí

e Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí và thiết bị định lượng nhiên liệu

Lượng không khí nạp vào xy lanh được xác định bởi lưu lượng kế Căn cứ

vào lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ huy việc định lượng nhiên liệu cung

cấp cho động cơ Nhiên liệu được phun vào qua các vòi phun vào đường ông nạp ở ngay trên xupáp nạp Lượng hỗn hợp nạp vào xylanh được điều khiến bởi bướm ga

Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì áp suất trong mạch nhiên liệu sau khi động cơ đã ngừng hoạt động đề tạo điều kiện khởi động dễ dàng và làm giảm bớt dao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống do việc sử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt

1.4.2.2 Hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử thực chất là một hệ thống điều khiền tích hợp

cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ Hệ thống bao gồm ba khối

thiết bị sau:

e_ Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận các thông số hoạt động của động cơ

(lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nông độ ôxi trong khí thải, )

e _ Bộ sử lý và điều khiển trung tâm: tiếp nhận và sử lý các thông tin do các

cảm biến cung cấp Tín hiệu điện đưa đến từ các cảm biến sẽ được chuyền đổi thành tín hiệu số rồi được sử lý theo một chương trình đã vạch sẵn Những số liệu cần thiết khác cho việc tính toán đã được ghi nhớ sẵn trong bộ nhớ của máy tính dưới

dạng các thông số vận hành hay đặc tính chuẩn

¢ Cac tin hiệu ra của bộ điều khiển trung tâm được khuếch đại và đưa vào khối thứ ba là bộ phận chấp hành Bộ phận này có nhiệm vụ phát các xung điện chỉ huy việc phun xăng và đánh lửa cũng như chỉ huy một số cơ câu thiết bị khác (hồi lưu khí thải, điều khiển mạch nhiên liệu, mạch khí, ) đảm bảo sự làm việc tối ưu của động cơ

1.5 So sánh hệ thong nhiên liệu xăng dùng phun xăng điện tử so với dùng bộ

*- Bộ chế hoà khí: Bao gồm ống khuếch tán, vòi phun chính, cánh bướm ga, phao

* Hệ thống phun nhiên liệu: Bao gồm các bộ phận của hệ thống nạp không khí (bướm ga ), Các bộ phận của hệ thống phun nhiên liệu (các kim phun) Các bô

phận của hệ thống điều khiển (ECM và các cảm biến)

1.5.2 Cách tạo hỗn hợp khi nhiên liệu

* Chế hoà khí

Tại tốc độ không tải, lượng khí nạp được đo dựa vào sự thay đổi áp suất (độ chân không) xung quanh lồ tốc độ chậm và lỗ không tải ở gần vi tri đống của bướm øa,

một lượng nhỏ nhiên liệu được hút vào cả hai lỗ O1, O2

Trong khoảng hoạt động bình thường, lượng khí nạp được đo bằng độ chân không trong họng khuếch tán và một lượng nhiên liệu được hút vào qua vòi phun chính

* EFT

Trong hệ thống EFI, cơ cấu dùng để đo lượng khí nạp được tách rời khỏi cơ câu phun nhiên liệu , lượng khí nạp được đo bằng cảm biến lưu lượng không khí, nó gửi tín hiệu phản hồi về ECM (Bộ điều khiến điện tử)

Dựa vào tín hiệu lượng khí nạp và tín hiệu quay của động cơ ECM sẽ Truyền tín hiệu tới vòi phun, vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu phù hợp với từng xylanh

1.5.3 Các chế độ lái xe và tỷ lệ khí nhiên liệu

Hệ thống bướm gió của bộ chế hoà khí thực hiện chức năng này Khi nhiệt độ thấp bướm gió có thể vận hành bằng tay hay tự động đóng vào đề cung cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đậm hơn Khi nhiệt độ động cơ ấm lên bướm gió được mở ra

Để tránh cho hỗn hợp khí nhiên liệu quá nhạt khi tăng tốc, trong bộ chế hoà khí có

trang bị mạch tăng tốc Khi tăng tốc một lượng nhiên liệu được phun vào họng bộ

chế hoà khí qua vòi phun tăng tốc đề bù lại sự chậm trễ trong việc cung cấp nhiên liệu qua vòi phun chính

1.5.3.4 Khi phát huy công suất cao

Trong chế độ này cần hỗn hợp đậm (tỷ lệ khí nhiên liệu toàn tải) để đảm bảo đủ công suất

1.5.4 So với bộ chế hoà khí thì EFI có những ru điểm sau

+ Cé thé cấp nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh Do mỗi xylanh đều có vòi phun riêng và lượng phun được điều chỉnh chính xác bằng điện tử theo sự thay đôi tốc độ động cơ và tải trọng

+ Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với các dải tốc độ của động cơ

Hỗn hợp không khí nhiên liệu thích hợp được cung cấp một cách chính xác và liên

tục tại bat ky chế độ tốc độ và tải trọng của động cơ Đây là một ưu điểm ở khía cạnh kiểm soát khí xã và kinh tế nhiên liệu

+ Đáp ứng kịp thời với góc mở sớm bướm ga Trong quá tình giảm tốc động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm ga đã đóng kín Do vậy lượng khí nạp vào

28

xylanh giảm xuống và độ chân không trong ống nạp trở nên rất lớn Ở bộ chế hoà khí, xăng bám trên thành của đường ống nạp sẽ bay hơi, kết quả là hỗn hợp đậm Còn ở động cơ có EFI, việc phun nhiên liệu sẽ ngừng khi bướm ga đóng và động cơ

tại tốc độ lớn hơn một giá trị nhất định

+ Hiệu chỉnh hỗn hợp không khí nhiên liệu

* Bù tại tốc độ thấp

Khả năng tải tại tốc độ thấp được nâng cao do dạng nhiên liệu ở dạng sương

mù tốt được phun ra bằng vòi phun khởi động lạnh khi động cơ khởi động Cũng như đo lượng không khí đầy đủ được hút vào qua van khí phụ khả năng tải tốt được duy trì ngay lập tức sau khi khởi động

* 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 xi lanh giảm xuống và độ chân không trong đường nạp trở nên rat lớn Ở chế độ hòa khí xăng bám trên thành đường ống nạp sẽ bay hơi và vào trong xi lanh do độ chân không 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 động cơ EFI việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm ga đóng và động cơ chạy tại tốc độ lớn hơn một giá trị, do vậy nồng độ

HC trong khí xả giảm xuống và làm giảm tiêu hao nhiên liệu

* Nạp hỗn hợp không khí nhiên liệu có hiệu quả :

Ở chế hòa khí dòng không khí bị thu hẹp lại bằng họng khuếch tán đề tăng tốc

độ dòng khí, tạo nên độ chân không bên dưới họng khuếch tán Đó là nguyên nhân hỗn hợp không khí nhiên liệu hút vào trong xi lanh trong hành trình đi xuống của pittông Tuy nhiên họng khuếch tán làm hẹp làm cản trở đòng khí nạp và đó là

nhược điểm của động cơ Mặt khác ở EFI một áp suất xấp xỉ 2+3 kg/cm? luôn được

cung cấp đến động cơ đề nâng cao khả năng phun sương của hỗn hợp không khí nhiên liệu do vậy không cần có họng khuếch tán Cũng như có thể làm đường ống nạp nhỏ hơn nên có thể lợi dụng quán tính của đòng khí nạp hỗn hợp không khí

nhiên liệu tốt hơn

Có thể tóm gọn như sau:

Ưu điểm:

Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ hơn vì đảm bảo chính xác hệ số dư lượng

không khí ơ, tối ưu đối với mọi chế độ hoạt động của động cơ, đều nhau trong các

xi lanh

Công suất lít cao hơn với hệ số nạp lớn hơn: luôn đảm bảo góc đánh lửa và

thành phần hòa khí tối ưu

Ở các chế độ chuyển tiếp động cơ hoạt động tốt hơn, đảm bảo chạy không tải ồn định hơn

Khí thải ít độc hơn vì thành phần hòa khí được đảm bảo chính xác tối ưu đối với mọi chế độ hoạt động, chất lượng cháy tốt hơn kết hợp với sử lý khí thải trên đường thải

Hoạt động tốt trong mọi mọi điều kiện thời tiết, địa hình hoạt động, không phụ thuộc vào tư thế của xe

Có khả năng sử dụng các hệ thống và thiết bị tự chan dodn

Nhược điểm:

Cấu tạo phức tạp, có yêu cầu khắt khe về chất lượng lọc sạch nhiên liệu và

không khí Bảo dưỡng sửa chữa cần có trình độ chuyên môn cao

Giá thành cao

30

2 Giới thiệu động cơ G6EA-GSL2.7

2.1 Giới thiéu chung vé xe Santa Fe

Ô tô Santa Fe (hình 2.1) là xe dòng xe du lịch 7 chỗ, có nhiều phiên bản cho người sử dụng lựa chọn như: Santa Fe được trang bị động cơ diesel 4 xi-lanh, dong xe trang bị động cơ xăng Vó, phiên bản Hybrid cua Santa Fe Ngoài ra người dùng còn có thể lựa chọn giữa phiên bản số tự động hay số sàn, một cầu chủ động hay bốn bánh dẫn động toàn thời gian

Hình 2.1 Hình dáng ngoài của ô tô Santafe

Bảng 2.1 Các thông số chung của xe

Thông số kỹ thuật của xe Santafe 2.7 phun xăng điện tử:

Khoảng cách giữa 2 vêt bánh xe | Mm 1.615 / 1.620 (Trước/sau)

Bán kính quay vòng tôi thiêu M 5.45

Trọng lượng toàn tải Kg 2.496

31

Hệ thông treo Trước | Kiêu Mcpherson với thanh cân băng

Sau Thanh xoắn ETA với thanh cân bằng

Hệ thông phanh Trước | Đĩa tự làm mát 16”

Sau Dia 11”

2.2 Đặc điểm tổng quát của động cơ G6EA-GSL2.7

Động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe của hãng Hyundai là động cơ xăng thế hệ mới, gồm 6 xylanh hình chữ V, dung tích xylanh 2.7 lít, sử dụng trục cam kép DOHC 24 xupáp dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ

thống van nạp biến thiên thông minh CVVT

Động cơ có công suất cực đại đạt 185/6.000 vòng phút, hệ thống đánh lửa điều khiển trực tiếp bằng điện tử và hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng ECM

Bảng 2.2 Các thông số của động cơ G6EA-GSL2.7

Hành trình của piston (mm) 75

Công suât lớn nhât (HP/Vph) 185/6.000

Mômen xoăn lớn nhât (Kgm/vph) 25,3/4000

Hệ thông nhiên liệu Phun xăng điêu khiên điện tử

2.2.1 Cdu tao mét số chỉ tiết và cơ cấu chính

Nắp quy lát được đúc bằng hợp kim nhôm Than máy có cấu tạo như những động cơ cô điền, lốc máy đước đúc bằng hợp kim cứng có gân tăng cứng nhằm tăng

Hình 2-3 Một số chỉ tiết động cơ G6EA-GSL2.7

1 Xecmăng; 2 Piston; 3 Chốt piston; 4 Thanh truyén

5 Bạc lót thanh truyền; 6: Cạc te

Hình 2-4 kết cấu pitons động cơ G6EA-GSL2.7_

Đỉnh piston có dạng lõm, động cơ làm việc đâu piston nhận phân lớn nhiệt lượng do khí cháy truyền cho nó (khoảng 70 + 80%) và nhiệt lượng này truyền vào xécmăng thông qua rãnh xécmăng, rồi đến nước làm mát động cơ Ngoài ra trong quá trình làm việc piston còn được làm mát bằng cách phun dầu vào phía dưới đỉnh piston

Thân piston làm nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động trong xylanh,

là nơi chịu lực ngang N và là nơi đề bố trí bệ chốt piston Trên bệ chốt có các gân

để tăng độ cứng vững

Chân piston có dạng vành đai đề tăng độ cứng vững cho piston Trên chân piston người ta cắt bỏ một phần khối lượng nhằm giảm lực quán tính cho piston

nhưng không ảnh hưởng đến độ cứng vững của nó

Chốt pIston là chi tiết ding dé nối pIston với đầu nhỏ thanh truyền, nó truyền lực khí thể từ piston qua thanh truyền dé lam quay trục khuỷu Trong quá trình làm

việc chốt piston chiu luc khi thé va luc quan tinh rất lớn, các lực này thay đổi theo

chu kỳ và có tính chất va đập mạnh Đường kính chốt piston có dạng hình trụ rỗng Chốt piston được lắp với piston và đầu nhỏ thanh truyền theo kiểu lắp tự do Khi làm việc chốt piston có thể xoay tự do trong bệ chốt piston và bạc lót của đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thanh truyền và trên bệ chót piston có lỗ đề đưa dầu vào bôi trơn chốt piston

Xécmăng khí được lắp trên đầu piston có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy từ buồng cháy lọt xuống cácte Trong động cơ, khí cháy có thể lọt xuống cácte theo ba đường : Qua khe hở giữa mặt xylanh và mặt công tác (mặt lưng xécmăng) ; qua khe hở giữa xécmăng và rãnh xécmăng; qua khe hở phần miệng xécmăng Xécmăng dâu có nhiệm vụ ngăn dâu bôi trơn sục lên buông cháy,

35

và gạt dầu bám trên vách xylanh trở về cácte, ngoài ra khi gạt dầu xécmăng dầu cũng phân bó đều trên bề mặt xylanh một lớp dầu mỏng Điều kiện làm việc của

xécmăng rất khắc nghiệt, chịu nhiệt độ và áp suất cao, ma sát mài mòn nhiều và

chịu ăn mòn hoá học của khí cháy và dầu nhờn

Thanh truyền được đúc bằng thép hợp kim có đường kính đầu to G629 [mm]; đường kính đầu nhỏ ®4§'*°' [mm]

Hình 2-5 Đầu to thanh truyền động cơ G6EA-GSL2.7

Đầu to thanh truyền có dạng hình trụ rỗng Đầu to được chia thành hai nửa,

nhằm giảm kích thước đầu to thanh truyền mà vẫn tăng được đường kính chốt

khuỷu, nửa trên đúc liền với thân, nửa dưới rời ra làm thành nắp đầu to thanh

truyền Hai nửa này được liên kết với nhau bằng bulông thanh truyền

Trên đầu to thanh truyền có lắp bạc lót để giảm độ mài mòn cho chốt khuỷu, bạc lót đầu to thanh truyền cũng làm thành hai nửa, khi bạc lót bị mòn thì được thay thế bằng bạc lót mới Trên bạc lót có lỗ và rãnh đề dẫn dầu bôi trơn và các vấu chống xoay, khi lắp ghép các vấu này bám vào các rãnh trên đầu to

Thanh truyền làm bằng thép có độ bền cao, giữa hai nắp thanh truyền có chốt định vị để tăng tính ồn định khi lắp ráp

Bạc thanh truyền chế tạo bằng nhôm, trên bạc có vấu định vị tăng tính ồn định khi lắp ráp

Trục khuỷu động cơ G6EA-GSL2.7 là dạng trục khuyu dành cho động cơ 6 xylanh theo kiểu V Có kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ chính xác rất cao Đường kính

cổ biên ®58'° 2° [mm]; đường kính cổ khuỷyu ®64“'“Š [mm]

36

kì Hình 2-7 Trục cam trong cơ

cấu phối khí 1: Bánh răng dẫn động, 2:

5,595mm

38

2.2.2 Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7 là hệ thống phun nhiên liệu có

sự điều khiển của khối điện tử ECM Hệ thống nhiên liệu của động cơ kết hợp với

hệ thống đánh lửa đề tạo cho hỗn hợp cháy trong động cơ được tối ưu hơn

Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử của động cơ G6EA-GSL2.7 là hệ thống phun xăng loại L_Jectronic với chế độ phun đa điểm

Hệ thống phun xăng cấu tạo từ các nhóm cơ bản, mỗi nhóm có nhiệm vụ khác nhau như:

Hệ thống xả khí có nhiệm vụ dẫn khí cháy thải ra ngoài, làm giảm tiếng ồn

do động cơ gây ra và kiểm soát nồng độ ôxy có trong khí xả đồng thời làm giảm mức độ ô nhiễm của khí xả gây ra bằng bộ xúc tác ba chức năng

Hệ thống điều khiển cấp nhiên liệu bằng sự điều chỉnh của khối vi mạch có nhiệm vụ điều khiển phun nhiên liệu theo các chế độ hoạt động của động cơ Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu gồm những bộ phận sau: khối điều khiển điện tử, Các cảm biến và các cơ câu chấp hành

2

—~—

6

Hinh 2-8 So dé nguyén lý hệ thống cung cấp và điều khiển của động G6EA-GSL2.7

1 Rơle bơm nhiên liệu; 2 Các tín hiệu vào ECM; 3 Bộ ồn định áp suất; 4 Bơm nhiên liệu; 5 Bình xăng; 6 Bộ xúc tác khí thải; 7 Cảm biến trục khuyu; 8 Bugi; 9 Kim phun; 10 Bobin đánh lửa; I1 Chìa khóa khởi động; 12 Rơle chính; 13 Cảm biến áp suất khí nạp; 14 Môtơ; 15 Lọc khí; 16 Lọc nhiên liệu; 17 Cảm biến trục cam; 18 Cảm biến Oxi; 19 Cảm biến kích nổ; 20 Hộp kim loại; 21 Van 2 chiều;

22 Cảm biến đo lưu lượng khí nạp

* Nguyên lý hoạt động:

Khi bật chìa khóa để khởi động động cơ, dòng điện tác động đến công tắc nhiệt (Main Relay) Lúc này trong mạch có dòng điện cấp từ ắcquy đến ECM ECM nhận tín hiệu điện áp này gởi tới bơm, lúc này bơm sẽ hoạt động Hệ thống nạp gid

của động cơ sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến này hoạt động dựa trên

40