THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ TOYOTA 3SFE

Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên động cơ 4 thì tỉnh tại nhiên liệu dùng trên động cơ máy là dầu hoả nên hay bị kích nổ và hiệu suất rất thấp, với sự đóng góp này

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG

ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE

Họ và tên sinh viên: VÕ NHƯ LAI Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Niên khóa: 2007-2011

Tháng 06/2011

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG

ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE

Tác giả

VÕ NHƯ LAI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô

Giáo viên hướng dẫn:

Thạc sĩ Bùi Ngọc Triều

Kỹ sư Phan Minh Hiếu

Tháng 06 năm 2011

LỜI CẢM TẠ

Được học tập và rèn luyện tại trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí

Minh là niềm vinh dự và tự hào của mỗi sinh viên Trong khoảng thời gian học tập

tại trường, em luôn nhận thấy sự giảng dạy rất nhiệt tình của quý thầy cô, giúp em

có những kiến thức cơ bản làm hành trang bước vào đời Tuy em đã cố gắng vận

dụng những kiến thức có được vào thực tế nhưng gặp không ít khó khăn, còn nhiều

bỡ ngỡ trong việc tiếp cận với thực tế Có lẻ chính vì vậy mà nhà trường, khoa và

bộ môn đã tạo ra cơ hội để em được cọ xát với thực tế và vận dụng những kiến thức

đã học vào thực tiễn, nên đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài này

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm thành

phố Hồ Chí Minh, gởi lời cảm ơn đến các thầy cô Khoa Cơ khí Công nghệ, thầy chủ

nhiệm Th.S Bùi Công Hạnh đã tận tình chỉ bảo, và đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ

nhiệt tình của thầy Th.S Bùi Ngọc Triều và thầy K.S Nguyễn Minh Hiếu đã hướng

dẫn trực tiếp em thực hiện đề tài

Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên cùng lớp, cũng như các

bạn sinh viên ngoài trường đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến cho luận văn tốt

nghiệp của mình được thành công tốt đẹp

Trong quá trình thực hiện đề tài này, tuy đã cố gắng để hoàn thiện nhưng với

nhũng kiến thức còn hạn chế của mình nên chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót Em

rất mong sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng các bạn độc giả để đề

tài được hoàn thành tốt hơn

Sinh viên thực hiện

TÓM TẮT

1 Tên đề tài

“THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE”

2 Thời gian và địa điểm

 Thời gian: Từ ngày 15 tháng 03 đến ngày 15 tháng 06 năm 2011

 Địa điểm: Xưởng thực tập sửa chữa ô tô, khoa Cơ khí- Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm TP.HCM

3 Mục đích của đề tài

 Thông qua việc thực hiện đề tài này giúp em tìm hiểu một cách sâu sắc hơn cấu tạo và hoạt động của hệ thống phun xăng, đặc biệt là hệ thống phun xăng điện

tử đa điểm

 Trên cơ sở tìm hiểu lý thuyết về hệ thống phun xăng, nghiên cứu thiết kế

mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ TOYOTA 3S-FE

 Thiết kế các bài thực hành đo đạt, kiểm tra hệ thống phun xăng trực tiếp trên mô hình

 Hiểu được sâu sắc hơn cấu tạo và chức năng các bộ phận của hệ thống phun xăng

 Chế tạo khung để gá lắp đặt các bộ phận của hệ thống phun xăng

 Lắp đặt các chi tiết của hệ thống phun xăng trên mô hình một các hợp lý

 Đo đạt, kiểm tra sự hoạt động của hệ thống

 Xây dựng được các bài thực hành trực tiếp trên mô hình giúp cho các bạn sinh viên khóa sau có điều kiện học tập tốt hơn

K.S Phan Minh Hiếu

MỤC LỤC

Trang tựa i

Lời cảm tạ ii

Tóm tắt iii

Mục lục v

Danh sách các chữ viết tắt vii

Danh sách các hình viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Dẫn nhập 1

1.2 Mục đích của đề tài 1

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng 3

2.2 Phân loại hệ thống phun xăng 5

2.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng 5

2.2.2 Phân loại theo nguyên tắc làm việc của hệ thống 5

2.2.3 Phân loại theo nguyên lý đo lưu lượng khí nạp 5

2.3 Kết cấu và hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử đa điểm cơ bản 6

2.3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu 6

2.3.1.1 Bơm xăng 6

2.3.1.2 Bộ lọc xăng 7

2.3.1.3 Bộ giảm dao động 8

2.3.1.4 Ống phân phối xăng 8

2.3.1.5 Bộ điều áp 8

2.3.1.6 Vòi phun chính 10

2.3.1.7 Vòi phun khởi động lạnh 10

2.3.2 Hệ thống nạp không khí 11

2.3.3 Hệ thống điều khiển điện tử 11

2.3.3.1 Bộ điều khiển trung tâm (ECU) 11

2.3.3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống nhiên liệu 14

2.3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 15

2.3.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga 16

2.3.3.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga 17

2.3.3.6 Cảm biến kích nổ 18

2.3.3.7 Cảm biến nhiệt độ khí nạp 19

2.3.3.8 Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí pittông NE và G 20

2.3.3.9 Cảm biến oxy 23

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 25

3.1 Địa điểm 25

3.2 Phương tiện thực hiện 25

3.3 Phương pháp nghiên cứu 25

3.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 25

3.3.2 Phương pháp thực hiện 25

Chương 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 27

4.1 Ý nghĩa mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ TOYOTA 3S-FE 27

4.2 Thiết kế mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ TOYOTA 3S-FE 27

4.2.1 Chuẩn bị 27

4.2.2 Quá trình thực hiện 29

4.2.3 Hoạt động và thử nghiệm mô hình 32

4.2.4 Sử dụng mô hình 32

4.3 Xây dựng các bài thực hành về mô hình phun xăng 33

4.3.1 Kiểm tra điện áp 33

4.3.2 Kiểm tra rơ le 34

4.3.3 Kiểm tra bơm xăng 36

4.3.4 Kiểm tra lọc xăng 37

4.3.5 Kiểm tra kim phun 38

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41

5.1 Kết luận 41

5.2 Đề nghị 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EFI: Electronic Fuel Injection

ECU: Electronic Control Unit

ECTS: Engine Coolant Temperature Sensor

TPS: Throttle Position Sensor

APPS: Acceleration Pedal Position Sensor

KS: Knock Sensor

IATS: Intake Air Temperature Sensor

CKPS: Crankshaft Position Sensor

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Ô tô Mercedes 380SE (1982) sử dụng hệ thống K-Jetronic

Hình 2.2: Cấu tạo của bơm nhiên liệu

Hình 2.3: Cấu tạo lọc xăng

Hình 2.4: Cấu tạo bộ giảm dao động

Hình 2.5: Đặt tính hoạt động của bộ điều áp

Hình 2.6: Cấu tạo bộ điều áp

Hình 2.7: Cấu tạo vòi phun

Hình 2.8: Cấu tạo của vòi phun khởi động lạnh

Hình 2.9: Bộ điều khiển trung tâm ECU

Hình 2.10 : Sơ đồ chân ECU động cơ

Hình 2.11: Sơ đồ mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU

Hình 2.12: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun điện trở cao

Hình 2.13: Hình dáng cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 2.14: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát

Hình 2.15: Mạch điện và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Hình 2.16 : Mạch điện của TPS trong hệ thống ETCS-i

Hình 2.17: Đặc tuyến của TPS trong ETCS-i

Hình 2.18: Cách bố trí của cảm biến kích nổ

Hình 2.19: Cấu tạo cảm biến kích nổ

Hình 2.20: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ

Hình 2.21: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 2.22 : Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở của cảm biến nhiệt

Hình 2.27: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục khuỷu

Hình 2.28: Sơ đồ mạch điện và dạng sóng tín hiệu G, NE

Hình 2.29: Cấu tạo cảm biến oxy

Hình 2.30: Đặc tính và sơ đồ mạch cảm biến oxy Hình 4.1: Mặt trước của mô hình

Hình 4.2: Mô hình sau khi hoàn thành

Hình 4.3: Kiểm tra điện áp nguồn ắc quy

Hình 4.4: Kiểm tra rơle

Hình 4.5: Kiểm tra điện trở vòi phun

Với mục đích nhằm giúp cho các bạn sinh viên khóa sau được tìm hiểu rõ hơn

về hệ thống phun xăng, không những nắm rõ được lý thuyết suông mà còn có cơ hội được tiếp xúc với mô hình thực tế Đồng thời, góp phần tăng cường thêm mô hình giảng dạy trong điều kiện các trang thiết bị của ngành vẫn còn hạn chế Do vậy, em đã quyết định chọn đề tài: “ THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE ” Mô hình thiết kế có thể kết hợp với nhiều loại ECU khác nhau do có các giắc cắm cho từng vòi phun riêng lẻ Đi đôi với việc thiết kế mô hình còn có các bài hướng dẫn học viên thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập đạt kết quả tốt nhất

 Giúp sinh viên dễ dàng kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng

 Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phun xăng động cơ TOYOTA 3S-FE

 Học viên có thể tiến hành học tập các bài thực hành trực tiếp trên mô hình như: kiểm tra điện áp nguồn, kiểm tra bơm xăng, kiểm tra vòi phun…

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng

Vào cuối thế kỷ 19, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả nên không được thực hiện Đến năm 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ thống phun xăng vào sản xuất, áp dụng trên động cơ tỉnh tại Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên động cơ 4 thì tỉnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ máy là dầu hoả nên hay bị kích nổ và hiệu suất rất thấp), với sự đóng góp này đã đưa ra một công nghệ chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu máy bay ở Đức

Từ đó trở đi, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các ô tô ở Đức và nó đã thay dần động cơ sử dụng chế hoà khí Hãng BOSCH đã áp dụng hệ thống phun xăng trên ô

tô hai thì bằng cách cung cấp nhiên liệu với áp lực cao và sử dụng phương pháp phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt nên giá thành chế tạo cao và hiệu quả lại thấp với kỹ thuật này đã được ứng dụng trong thế chiến thứ II

Năm 1903, máy bay do anh em Wright (Mỹ) chế tạo trang bị động cơ phun xăng, thực hiện chiến bay lịch sử

Năm 1908, hệ thống phun xăng của anh em Wright được cải tiến và lắp trên động

cơ máy bay “Antornette” một trong những chiếc máy bay tốt nhất thời bấy giờ

Năm 1927, hãng Bosch (Đức) đưa vào sản xuất một loại bơm phun xăng dùng cho động cơ cao tốc nhiều xilanh Một số nhà chế tạo ô tô bắt đầu quang tâm đến việc úng dụng quá trình phun xăng vào động cơ ô tô

Năm 1937, hệ thống phun xăng sử dụng cho loại máy bay Meserschmitt đã phá

kỷ lục về tốc độ bay hồi đó và được nước Đức sử dụng nhiều trong chiến tranh thế giới lần II

Năm 1950, ngoài động cơ máy bay, hệ thống phun xăng bắt đầu ứng dụng cho xe

du lịch cao cấp công suất lớn và xe đua, nhất là Mỹ

Đến 1962 người Pháp phát triển nó trên ô tô Peugeot 404 Họ điều khiển sự phân phối nhiên liệu bằng cơ khí nên hiệu quả không cao và công nghệ vẫn chưa đáp ứng tốt Đến năm 1966 hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng

cơ khí Trong hệ thống này nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupáp nạp nên có tên là K-Jetronic (K- konstant-liên tục, Jetronic-phun) K-jetronic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau này

Năm 1967, những kỹ thật mới trong phun xăng điện tử được phát triển mạnh, nhất là hệ thống phun xăng liên tục khiểu cơ khí kết hợp với hệ thống điều khiển điện

tử

Vào năm 1981 hệ thống K-jetronic được cải tiến thành hệ thống KE-Jetronic và

nó được sản xuất hàng loạt vào năm1984 và được trang bị trên các xe của hãng Mescedes

Hình 2.1: Ô tô Mercedes 380SE (1982) sử dụng hệ thống K-Jetronic

Dù đã được thành công lớn trong ứng dụng hệ thống K-Jetronic và KE-Jetronic trên ô tô, nhưng các kiểu này có khuyết điểm là bảo dưỡng sửa chữa khó và giá thành chế tạo rất cao Vì vậy các kỹ sư đã không ngừng nghiên cứu và đưa ra các loại khác như Mono-jetronic, L-Jetronic, Motronic

Đến năm 1984 người Nhật mua bản quyền của hãng BOSCH đã ứng dụng hệ thống phun xăng L-Jetronic và D-jetronic trên các xe của hãng Toyota gọi là EFI

(Electronic Fuel Injection) Đến năm 1987 hãng Nissan dùng L-Jetronic thay cho bộ chế hoà khí của xe Nissan sunny Song song với việc phát triển của hệ thống phun xăng, hệ thống điều khiển đánh lửa theo chương trình ESA (Electronic Spark Advance) cũng đã được sử dụng vào những năm đầu thập kỷ 80 và loại tích hợp, tức điều khiển cả phun xăng và đánh lửa của hãng BOSCH đặt tên là Motronic

2.2 Phân loại hệ thống phun xăng

2.2.1 Phân loại theo điểm phun

Hệ thống phun xăng đơn điểm: Kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các xi lanh của động cơ, bên trên bướm ga

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 xăng thứ hai đặt bên dưới (hạ lưu) bướm ga, nhằm cải thiện chất lượng quá trình tạo hỗn hợp

Hệ thống phun xăng đa điểm : Mỗi xy lanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước xupáp nạp

2.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun

Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của động cơ (các cảm biến) và bộ điều khiển trung tâm (computer) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất

Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên liệu Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ Có một vài loại xe trang bị hệ thống này

Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ

2.2.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng

Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào xupáp Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupáp mở ra hay đóng lại

Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu

Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay trước khi xupáp nạp mở ra hoặc khi xupáp nạp mở ra Áp dụng cho hệ thống phun dầu

Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc Bất kì lúc nào động cơ đang chạy đều có một số xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ

Tỉ lệ hòa khí được điều khiển bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu tại các kim phun Do

đó lưu lượng nhiên liệu phun ra cũng được giảm theo

2.2.4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun

Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành 2 nhóm bằng

nhau và phun luân phiên Mỗi nhóm phun một lần vào một vòng quay trục khuỷu Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia thành 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên

Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng quay trục khuỷu Các kim được nối song song với nhau nên ECU chỉ cần ra một mệnh lệnh là các kim phun đều đóng mở cùng lúc

Phun theo thứ tự: Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xong tới cái

kế tiếp

2.3 Kết cấu và hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử đa điểm cơ bản

Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm: thùng nhiên liệu, bơm nhiên liệu , lọc nhiên liệu, đường ống dẫn nhiên liệu, đường nhiên liệu chung (Fuel rail),bộ điều hòa áp suất nhiên liệu

Nhiên liệu từ thùng được một bơm điện bơm đến đường ống nhiên liệu chung qua một ống dẫn nhiên liệu và lọc nhiên liệu.Từ đường ống chung nhiên liệu cung cấp cho tất cả các vòi phun của động cơ

Nhiên liệu cung cấp đến các vòi phun được duy trì ở một áp suất nhất định nhờ vào bộ điều hòa áp suất lắp trên đường ống dẫn nhiên liệu

2.3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ TOYOTA 3S-FE

2.3.1.1 Bơm xăng

Bơm xăng thường được lắp trong thùng nhiên liệu và thường dùng loại bơm cánh quạt vì có ưu điểm là làm việc êm, dao động áp suất thấp

Hình 2.2: Cấu tạo của bơm nhiên liệu Lọc xăng (lọc thô): được gắn trước bơm xăng để lọc cặn bẩn trong nhiên liệu Motor: là động cơ điện một chiều

Bánh công tác: có từ một đến hai cánh, quay nhờ motor điện Khi motor quay, bánh công tác sẽ kéo xăng từ cửa vào đến cửa ra Sau khi qua cửa vào xăng sẽ đi quanh motor điện và đến van một chiều

Van một chiều: van một chiều sẽ đóng kín khi bơm ngừng làm việc Tác dụng của nó là giữ cho áp suất trong đường ống ở một giá trị nhất định, giúp cho việc khởi động lại dễ dàng

Van an toàn: van làm việc khi áp suất vượt quá giá trị nhất định Van này có tác dụng bảo vệ mạch nhiên liệu khi áp suất vượt quá giớ hạn cho phép ( trường hợp nghẹt đường ống chính)

2.3.1.2 Bộ lọc xăng

Bộ lọc nhiên liệu có công dụng lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất có trong xăng nhằm bảo vệ các kim phun Nó được gắn tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu Khi lắp ráp cần phải chú ý chiều mũi tên xăng vào xăng ra cho đúng

Hình 2.3: Lọc xăng

2.3.1.3 Bộ giảm dao động

Áp suất nhiên liệu được duy trì tại 2,3 – 3,2 kg/cm2 tùy theo độ chân không đường nạp bằng bộ ổn định áp suất tuy nhiên vẫn có sự dao động nhỏ trong áp suất đường ống do phun nhiên liệu Bộ giảm dao động có tác dụng hấp thụ các dao động này bằng một lớp màng

Hình 2.4 : Cấu tạo bộ giảm dao động

2.3.1.4 Ống phân phối xăng

Có nhiệm vụ phân phối đồng đều nhiên liệu cho tất cả các vòi phun Được thiết

kế với một thể tích lớn hơn nhiều lần so với lượng cung cấp chu trình, dàn phân phối xăng còn có chức năng hạn chế dao dộng áp suất nhiên liệu trong mạch cung cấp nhiên liệu Ngoài ra bộ phận này còn tạo diều kiện dễ dàng cho việc lắp đặt vòi phun xăng

Hình 2.5 : Đặt tính hoạt động của bộ điều áp

Hình 2.6: Cấu tạo bộ điều áp

Hoạt động:

 Nhiên liệu có áp suất từ ống phân phối sẽ tác động vào màng của điều áp làm mở van Một phần nhiên liệu sẽ chảy trở lại bình chứa qua đường ống hồi Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng Áp suất nhiên liệu cũng thay đổi theo lượng nhiên liệu hồi

 Áp thấp trên đường ống nạp được dẫn vào buồng phía lò xo màng, làm giảm sức căng lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi khiến áp suất giảm Nói tóm lại, khi độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảm áp), áp suất nhiên liệu chỉ giảm tương ứng với sự giảm áp đó Vì vậy, tổng áp suất của nhiên liệu A và độ chân không đường nạp B được duy trì không đổi

 Van tự động đóng lại nhờ lò xo, khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động Kết quả là van một chiều bên trong bơm nhiên liệu và van bên trong điều áp duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu

2.3.1.6 Vòi phun chính

Vòi phun là một vòi hoạt động bằng điện từ, nó phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU Vòi phun được lắp vào đường ống nạp hay nắp quy lát, gần cổng nạp của nắp quy lát qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối

Bộ phun nhiên liệu vận hành bằng cuộn dây solenoid được kích hoạt bằng ECU Cuộn solenoid trong bộ phun sẽ mở hoặc đóng bộ này Solenoid được từ hóa khi có điện áp Lực từ sẽ nâng phần ứng lên, do đó sẽ nâng van kim Nhiên liệu phun trong khoảng thời gian van kim mở Khi không có điện áp, cuộn dây mất từ tính, lò xo sẽ đẩy kim đóng lại, làm dừng sự phun nhiên liệu

Hình 2.7: Cấu tạo vòi phun : 1 – Nhiên liệu vào; 2- Giắc nối điện; 3 – Thân van kim; 4 – Lỗ phun; 5 – Lưới lọc; 6 – Lò xo hồi; 7 – Phần ứng; 8 – Cuộn dây Solenoid

2.3.1.7 Vòi phun khởi động lạnh

Vòi phun khởi động lạnh có chức năng cải thiện tính khởi động của động cơ lạnh Vòi phun chỉ hoạt động khi đang quay động cơ (khởi động) tại nhiệt độ nước làm mát

thấp Thêm vào đó, khoảng thời gian phun cực đại bị giới hạn bằng công tắc định thời vòi phun khởi động để ngăn hiện tượng nghẹt xăng (các bugi bị ướt) do sự phun liên tục của vòi phun khởi động lạnh gây ra

Hình 2.8 : Cấu tạo của vòi phun khởi động lạnh Khi khóa điện bật ở vị trí start, dòng điện chạy qua cuộn dây và kéo pittông đến chống lại lực lò xo Do vậy, van sẽ mở và nhiên liệu chảy qua pittông đến đầu vòi phun

2.3.3 Hệ thống điều khiển điện tử

Hệ thống điều khiển điện tử bao gồm nhiều cảm biến khác nhau, một bộ điều khiển trung tâm (ECU), các vòi phun và hệ thống dây dẫn liên quan

2.3.3.1 Bộ điều khiển trung tâm (ECU)

ECU xác định chính xác lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ từ các dữ liệu ghi nhận từ các cảm biến

ECU điều khiển thời gian vòi phun mở một cách chính xác (độ rộng xung điều khiển) để có một tỉ số không khí trên nhiên liệu hoàn hảo nhất (tỉ số KK/NL=14,7/1)

Phụ thuộc vào tình trạng hoạt động của động cơ lượng nhiên liệu phun sẽ thay đổi ECU ghi nhận thay đổi nhiệt độ nước làm mát, tốc độ động cơ, góc mở bướm ga, khối lượng không khí nạp, nồng độ oxy trong khí xả và xác định lượng nhiên liệu phun ECU cũng đảm bảo công suất tối đa ở các chế độ hoạt động của động cơ và giúp chẩn đoán động cơ khi có sự cố xảy ra (việc chẩn đoán mã lỗi thông qua đèn check engine hoặc máy chẩn đoán chuyên dụng)

Hình 2.9: Bộ điều khiển trung tâm ECU ECU là một tổ vi mạch và bộ phận dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu điều khiển thích hợp

ECU được đặt trong vỏ kim loại để giải nhiệt tốt và được bố trí ở nơi ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm

Sơ đồ chân ECU động cơ:

Hình 2.9 : Sơ đồ chân ECU động cơ Tên gọi của các ký hiệu chân ECU:

+B1 BATT FC THW PIM THA T IGF G1 G- OX

V-ISC NSW STA #10 E01 +B W EGW A/C SPD E2 PSW VC IDL NE VF E1 IGT #20 E02

Kiểm tra mã lỗi Tín hiệu từ tiếp điểm không tải Tín hiệu điều khiển cầm chừng Tín hiệu cảm biến oxy

Tín hiệu điều khiển hệ thống điều hòa không khí Nguồn cho đèn check ở bảng đồng hồ tableau Tốc độ xe

Tín hiệu nhiệt độ khí nạp Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát Điện áp 5V cung cấp cho các cảm biến Dương thường trực của ECU

Dương cung cấp cho ECU sau rơ le chính Dương cung cấp cho ECU sau rơ le chính Nguồn 5V cấp từ ECU

Tín hiệu MAP sensor gởi về ECU Tín hiệu nối mass

Cực kim phun nối về ECU Cực kim phun nối về ECU Tín hiệu từ tiếp điểm tải lớn Tín hiệu rơle mở mạch của bơm xăng Tín hiệu lưu hồi nước

2.3.3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống nhiên liệu

 Mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU máy hoạt động theo nguyên lý OFF

ON-Hình 2.10: Sơ đồ mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU

 Mạch điều khiển vòi phun

Hình 2.11: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun điện trở cao Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được những tín hiệu đầu vào từ các cảm biến Qua đó, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun Quá trình mở

và đóng của kim phun diễn ra ngắt quãng ECU gởi tín hiệu đến bộ biến đổi điện áp EDU tăng tín hiệu điều khiển kim phun, lưu lượng phun phụ thuộc vào độ rộng xung

Độ rộng xung thay đổi tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ Giả sử cánh bướm ga mở lớn khi tăng tốc thì cần nhiều nhiên liệu hơn Do đó ECU sẽ tăng độ rộng của xung lên Điều này làm cho thời gian phun sẽ giữ lâu hơn trong mỗi lần phun để cung cấp thêm một lượng nhiên liệu

2.3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature Sensor –

ECTS)

Dùng để xác định nhiệt độ động cơ

Cấu tạo:

Hình 2.12: Hình dáng cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Thường là trụ rỗng có ren ngoài,bên trong có gắn một điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm (tức là khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm xuống và ngược lại) Cảm biến được gắn ở trên thân máy, gần họng nước làm mát

ECU gởi một điện áp từ bộ ổn áp qua điện trở giới hạn dòng (điện trở này có giá trị không đổi) tới cảm biến rồi về ECU và ra mass Nối song song với cảm biến là một

bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số (bộ chuyển đổi A/D) Bộ chuyển đổi A/D sẽ

đo điện áp rơi trên cảm biến

Hình 2.14: Mạch điện và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở của cảm biến cao và điện áp đặt giữa hai đầu của bộ chuyển đổi A/D cao Tính hiệu điện áp cao được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý sẽ thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh ECU sẽ tăng lượng xăng phun cải thiện tính năng hoạt động khi động cơ lạnh

Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm,điện áp đặt giữa hai đầu của bộ chuyển đổi A/D giảm Tín hiệu điện áp giảm sẽ báo cho ECU biết động cơ đang nóng, ECU sẽ giảm lượng xăng phun

2.3.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor – TPS)

Cảm biến vị trí bướm ga trong hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) có hai con trượt tiếp điểm và hai điện trở Có hai tín hiệu là VTA và VTA2

Sơ đồ mạch điện:

Một điện áp không đổi 5V từ ECM cung cấp đến cực VC Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga

VTA2 làm việc tương tự nhưng bắt đầu ở mức điện áp ra cao hơn và tốc độ thay đổi điện áp thì khác so với tín hiệu VTA Khi bướm ga mở, hai tín hiệu điện áp tăng