Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng 112 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Chương HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ XĂNG I GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG I.1 Yêu cầu hệ thống Hệ thống nhiên liệu động xăng có nhiệm vụ chuẩn bò cung cấp hỗn hợp gồm xăng không khí (gọi hoà khí) cho động cơ, đảm bảo số lượng thành phần phù hợp với chế độ làm việc động Hỗn hợp cung cấp cho động xăng tạo thành phương pháp sử dụng chế hoà khí phun xăng (phun xăng đường ống nạp phun trực tiếp vào xylanh động cơ) I.2 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí Hệ thống nhiên liệu động xăng sử dụng chế hòa khí có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu từ bình chứa đến hòa trộn với không khí tạo thành hỗn hợp Sau hỗn hợp cung cấp cho động với lượng thành phần tối ưu cho chế độ làm việc Hệ thống nhiên liệu sử dụng chế hòa khí bao gồm thành phần hình 6.1 Lọc nhiên liệu Bình chứa nhiên liệu Bộ chế hòa khí Ống dẫn nhiên liệu Ống dẫn nhiên liệu Ống hồi nhiên liệu Bơm nhiên liệu Bộ hấp thụ xăng (chỉ có số xe) Hình 6.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng dùng chế hòa khí Trong sơ đồ có ba đường ống dẫn xăng: đường nhiên liệu dẫn từ bình chứa tới bơm, đường hồi nhiên liệu bình chứa đường dẫn nhiên liệu từ bình chứa đến lọc xăng (không cho xăng thoát môi trường) 113 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng I.2.1 Bình chứa nhiên liệu Bình chứa nhiên liệu làm từ thép mỏng đặt phía sau xe để chống rò rỉ xăng trường hợp xảy va chạm Phía bình chứa có mạ lớp kim loại chống rỉ Trong bình chứa xăng có ngăn để tránh việc thay đổi mức nhiên liệu xe chuyển động, đặc biệt tăng tốc giảm tốc đột ngột Miệng ống dẫn xăng đặt cao đáy thùng khoảng ÷ cm để chống cặn nước có lẫn bình chứa Ngoài bình chứa nhiên liệu có lọc thô cảm biến để đo mức nhiên liệu Tới lọc xăng I.2.2 Lọc nhiên liệu Lọc nhiên liệu bố trí bình chứa nhiên liệu bơm nhiên liệu để loại bỏ cặn bẩn, tạp chất nước có lẫn xăng Các phần tử bên bầu lọc làm giảm tốc độ dòng nhiên liệu, làm cho phần tử nặng xăng giữ lại đáy lọc chất bẩn nhẹ xăng lọc phần tử lọc (hình 6.3) Nhiên liệu từ chế hòa khí từ bơm Thiết bò đo mức nhiên liệu Tấm ngăn Hình 6.2 Bình chứa nhiên liệu Nhiên liệu đến từ bình chứa Đến bơm nhiên liệu Phần tử lọc I.2.3 Bơm nhiên liệu Có hai loại bơm nhiên liệu, loại có đường hồi loại đường hồi Tuy nhiên, cấu tạo hoạt động hai loại giống Khi cam tác động vào cánh tay đòn bơm, màng bơm chuyển động làm thay đổi thể tích buồng phía phía (hình 6.4) Khi màng chuyển động xuống phía van nạp mở, van thoát đóng nhiên liệu từ bình chứa nạp vào bơm Khi màng chuyển động lên phía trên, van thoát mở van nạp đóng, nhiên liệu cung cấp đến chế hòa khí Đến chế hòa khí Hình 6.3 Lọc nhiên liệu Van thoát Van nạp Về bình chứa Nhiên liệu đến từ lọc Đến chế hòa khí Màng bơm Phớt dầu Tay đòn Hình 6.4 Bơm nhiên liệu 114 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng II YÊU CẦU CỦA HỖN HP Muốn tăng tốc độ bay cần phải xé tơi xăng thật tốt, để làm điều cần phải tạo chênh lệch tốc độ không khí xăng qua họng Tốc độ tương đối lớn xăng xé tơi tốt Thực nghiệm cho thấy, xăng bắt đầu xé tơi tốc độ tương đối đạt ÷ m/s, tốc độ đạt tới 30 m/s xăng xé tơi hoàn toàn Tốc độ dòng không khí qua họng chế hòa khí động xăng đạt 150 ÷ 200 m/s, tốc độ dòng nhiên liệu qua vòi phun nhỏ tốc độ khoảng 25 lần Như động đạt tốc độ cực đại, tốc độ tia xăng khỏi vòi phun đạt khoảng ÷ m/s II.1 Yêu cầu chế hoà khí Bộ chế hoà khí phải cung cấp lượng hỗn hợp với thành phần thích hợp đáp ứng kòp thời với chế độ làm việc Thành phần hòa khí vào xylanh động phụ thuộc vào tốc độ dòng không khí qua họng, tốc độ xăng khỏi vòi phun đặc điểm kết cấu vòi phun họng khuếch tán Thành phần hòa khí thể qua hệ số dư lượng không khí , thay đổi theo chế độ làm việc động  Trong đó: Gk G nl L o Gk – lượng không khí qua chế hòa khí, (kg/s) Gnl – lượng nhiên liệu qua chế hòa khí, (kg/s) Lo – lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu, (kg/kg nhiên liệu) N e, % Đặc tính lý tưởng chế hòa khí đặc tính thể I 80 thay đổi thành phần hòa khí  tối ưu theo chế độ làm việc động Quy luật thay đổi thành phần hòa 60 khí tối ưu xác đònh qua đặc tính điều chỉnh thành phần a b hòa khí, thể biến thiên tiêu kinh tế kỹ II 40 thuật động theo hệ số dư lượng không khí  giữ 10 không đổi tốc độ động vò trí bướm ga (hình 6.5) 20 III Trên đồ thò: tung độ công suất động Ne suất tiêu hao nhiên liệu ge, hoành độ hệ số dư lượng không g , % e khí  Các đường I – I’ kết khảo nghiệm mở III’ bướm ga 100% Các đường II – II’ III – III’ tương ứng 180 với vò trí bướm ga nhỏ dần Qua đồ thò ta có nhận xét: II’ 140 - Với n = const, vò trí bướm ga giá trò  I’ tương ứng với công suất cực đại (các điểm 1, 2, 100 3) nhỏ điểm có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ (các điểm 5, 6, 7, 8, 9, 10) 60 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2  - Ở vò trí bướm ga, điểm đạt công suất cực đại có  < Hình 6.5 Các đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí 115 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng - Càng đóng nhỏ bướm ga,  điểm có công suất cực đại giảm Khi mở 100% bướm ga, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ xuất   1,1 Càng đóng nhỏ bướm ga vò trí xuất gemin chuyển hướng giảm , đóng bướm ga gần kín giá trò gemin tương ứng với  < Từ kết ta có, đóng bướm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại (Nemax) muốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ (gemin) phải làm cho hòa khí đậm lên Tuỳ theo công dụng điều kiện làm động mà thực việc điều chỉnh để Ne ge biến thiên theo thành phần hòa khí  sát với đường có thành phần hòa khí công suất cực đại (đường a) sát với đường có thành phần hòa khí suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ (đường b) Giới hạn hệ số dư lượng không khí  chế độ làm việc khác sau: - Khi động làm việc chế độ không tải, muốn động làm việc ổn đònh  = 0,4 ÷ 0,8 Khi mở bướm ga tương đối rộng  = 1,07 ÷ 1,15 để giúp động làm việc tiết kiệm Để động đạt công suất cực đại mở 100% bướm ga cần  = 0,75 ÷ 0,9 Khi khởi động lạnh tốc độ thấp, hòa khí đậm để động dễ khởi động cần  = 0,3 ÷ 0,4 II.2 Hệ thống (mạch chính) Hệ thống phun chế hòa khí hệ thống cung cấp lượng xăng chủ yếu cho hầu hết chế độ làm việc có tải động Cho đến nay, người ta dùng ba biện pháp sau để điều chỉnh thành phần hỗn hợp: - Giảm độ chân không sau gíc-lơ - Giảm độ chân không họng - Điều chỉnh tiết diện gic-lơ kết hợp với hệ thống không tải II.2.1 Hệ thống điều chỉnh độ chân không sau gíc-lơ (hình 6.6) Nhiên liệu từ buồng phao qua gíc-lơ vào không gian 2, từ qua vòi phun vào họng khuếch tán Ống không khí nối liền với không gian 2, miệng ống có gíc-lơ không khí H Khi động chưa làm việc, mức xăng ống vòi phun Khi động hoạt động, phần xăng ống hút hết trước, lúc xăng qua gíc-lơ không khí qua gic-lơ vào hòa trộn không gian tạo thành bọt xăng phun vào họng chế hòa khí Khi khỏi vòi phun bọt xăng xé tơi nhanh hòa trộn với không khí tạo nên hỗn hợp Trong trình này, không khí qua gíc-lơ vào ống làm cho độ chân không sau gíc-lơ giảm, nhờ giảm lượng xăng qua gíc-lơ Điều có tác dụng làm hòa khí cấp cho động nhạt dần tăng độ chân không họng Ph Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống giảm độ chân không sau gíc-lơ – gíc-lơ chính; – không gian tạo bọt xăng; – ống không khí; – gíc-lơ không khí; – vòi phun 116 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng II.2.2 Hệ thống có gíc-lơ bổ sung (hình 6.7) Phương pháp điều chỉnh thành phần hỗn hợp nhờ gíc-lơ bổ sung trường hợp đặc biệt phương pháp điều chỉnh độ chân không gíc-lơ Trong hệ thống gồm có hai gíc-lơ nhiên liệu tạo thành hai hệ thống cung cấp nhiên liệu vào họng khuếch tán Một hệ thống xem hệ thống giảm độ chân không sau gíc-lơ chính, với tiết diện gíc-lơ không khí  hệ thống lại thực chất chế hòa khí đơn giản Khi động không làm việc mức xăng hai hệ thống ngang với mức xăng buồng phao Khi động làm việc, hệ thống bổ sung làm việc hệ thống làm giảm độ chân không gíc-lơ (xem hình 6.7) Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống có gíc-lơ bổ sung – gíc-lơ chính; – gíc-lơ bổ sung; – ống không khí; – vòi phun; – vòi phun II.2.3 Hệ thống điều chỉnh độ chân không họng Thay đổi thành phần hòa khí đưa vào động cách điều chỉnh độ chân không họng, thực theo hai cách sau: - Đưa thêm không khí vào khu vực phía sau họng - Thay đổi tiết diện lưu thông họng Cả hai cách làm giảm độ chân không họng tăng lượng không khí qua họng Gk, qua giảm lượng nhiên liệu qua họng Gnl Nhờ hòa khí cung cấp cho động nhạt dần Cách 1: giới thiệu hình 6.8a, b, c cách đặt van phụ đường ống nạp khu vực không gian hỗn hợp cho phần không khí tắt qua van chiều hình cầu hay qua khe hở lò xo Khi độ chân không họng lớn, đường thông qua van lò xo mở rộng, xăng từ buồng phao qua gíc-lơ vòi phun để phun vào họng Bướm ga mở rộng, tốc độ dòng khí phía trước họng tăng, đồng thời độ chân không họng độ chân không phía sau họng tăng theo Khi độ chân không tác dụng lên lò xo đủ lớn lò xo tự động mở đường ống phụ xung quanh họng Kết làm giảm độ chân không họng, từ giảm lượng nhiên liệu Gnl làm cho hòa khí nhạt dần theo yêu cầu 117 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng a) b) 3 c) d) Hình 6.8 Các phương pháp giảm độ chân không họng a), b), c) dùng van phụ tắt; – gíc-lơ, – vòi phun, – họng, – lò xo d) thay đổi tiết diện họng; – bướm ga; – vòi phun; – họng Ưu điểm phương pháp giảm bớt đường kính họng nên đóng nhỏ bướm ga, tốc độ dòng không khí qua họng tương đối cao, nhờ xăng vòi phun xé tơi tốt Nhược điểm khó điều chỉnh tỷ lệ hòa khí với thành phần tốt cho chế độ làm việc động Hoạt động hệ thống thiếu ổn đònh, sau thời gian làm việc, lực đàn hồi lò xo bò giảm, làm cho chế hòa khí hoạt động xác Chính vậy, ngày phương pháp dùng Cách 2: thể hình 6.8d, mở rộng bướm ga cánh áp sát vào thành họng, làm tăng tiết diện lưu thông họng khu vực đặt vòi phun Kết dẫn đến giảm độ chân không họng lượng nhiên liệu Gnl qua họng giảm, giúp cho hòa khí nhạt dần động làm việc tiết kiệm II.2.4 Hệ thống điều chỉnh tiết diện gíc-lơ Hệ thống điều chỉnh tiết diện gíc-lơ làm việc kết hợp với hệ thống không tải Trong hệ thống có đường xăng không tải 7, gíc-lơ van kim (hình 6.9) Khi động làm việc chế độ không tải, bướm ga mở nhỏ, độ chân không họng nhỏ không đủ sức hút xăng vòi phun Lúc độ chân không sau bướm ga lớn truyền qua đường ống 7, hút xăng qua gíc-lơ không khí qua gíc-lơ hòa trộn với tạo thành hỗn hợp sơ sau hút qua đường ống vào không gian sau bướm ga Khi động làm việc chế độ tải nhỏ trung bình, bướm ga mở lớn dần, độ chân không sau bướm ga giảm dần lượng xăng cung cấp qua gíc-lơ giảm theo Trong trình này, tiết diện gíc-lơ mở lớn dần qua dẫn động van kim làm tăng lưu lượng xăng vòi phun 4, nhờ hòa khí xylanh không nhạt 118 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Hình 6.9 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều chỉnh tiết diện gíc lơ kết hợp với hệ thống không tải – gíc-lơ; – van kim; – kéo; – vòi phun; – kéo; – tay gạt; – đường ống không tải; 8,9 – gíc-lơ Tuy nhiên, cấu dẫn động khí hình 6.9 có nhược điểm là: tiết diện lưu thông gíc-lơ phụ thuộc vào vò trí bướm ga Vì vậy, với vò trí đònh bướm ga, ta thay đổi tốc độ động độ chân không họng thay đổi nên đòi hỏi vò trí van kim thay đổi theo, biện pháp dẫn động khí không đáp ứng yêu cầu Với hệ thống dẫn động chân không (hình 6.10) khắc phục nhược điểm Khi mở bướm ga 1, van kim 11 nâng lên nhờ hệ thống tay đòn 2, 3, 4, Nếu vò trí bướm ga cố đònh, giảm tốc độ động làm giảm độ chân không sau bướm ga, làm lò xo đẩy piston lên nhấc kim làm tăng tiết diện lưu thông qua giclơ nên hòa khí đậm (hình 6.10) Nếu tăng tốc độ động độ chân không họng đủ sức hút piston 10 van kim 11 xuống tới vò trí chặn tay đòn Khi vò trí van kim phụ thuộc vào vò trí bướm ga, nhờ tác dụng tay đòn Hệ thống điều chỉnh tiết diện gíc-lơ kết hợp với hệ thống không tải có nhiều khuyết điểm, chủ yếu hàm lượng xăng hỗn hợp ít, bọt xăng phun qua vòi phun Mặt khác van kim khó chế tạo sử dụng mau mòn, nên ngày sử dụng 11 10 Hình 6.10 Sơ đồ chế hòa khí điều chỉnh tiết diện lưu thông gíc-lơ phương pháp dẫn động hỗn hợp – bướm ga; 2, 3, 4, – tay đòn; – ống truyền chân không; – lò xo; – xylanh; – buồng phao; 10 – piston; 11 – kim 119 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng II.3 Hệ thống phụ Để tạo hòa khí có thành phần thích hợp nhất, đáp ứng chế độ làm việc động Ngoài hệ thống giới thiệu, chế hòa khí có hệ thống phụ khác như: hệ thống không tải, hệ thống làm đậm, hệ thống tăng tốc, II.3.1 Hệ thống không tải (cầm chừng) Khi động làm việc chế độ không tải, bướm ga đóng gần kín, độ chân không họng giảm xuống nhỏ nên không đủ sức hút xăng khỏi vòi phun Lúc này, xylanh tồn lượng khí sót nên muốn động làm việc ổn đònh, phải có hòa khí đậm (  0,6) Chính động phải trang bò hệ thống không tải để cung cấp hỗn hợp cho chế độ Sơ đồ nguyên lý hệ thống thể (hình 6.11) Khi bướm ga mở nhỏ, độ chân không họng khuếch tán nhỏ độ chân không phía sau bướm ga lớn Độ chân không truyền qua lỗ vào đường ống 7, 4, tới gíc-lơ không tải để hút nhiên liệu qua gíc-lơ 13 vào hòa trộn với không khí hút qua gíc-lơ không khí 4, tạo thành hỗn hợp sơ vào đường ống không tải Sau hỗn hợp phun vào không gian sau bướm ga, hòa trộn tiếp với không khí qua khe hở bướm ga, thành ống nạp vào xylanh động Do lỗ đặt cao bướm ga bướm ga đóng gần kín nên động làm việc chế độ không tải lỗ đóng vai trò cung cấp thêm không khí để hòa trộn với hỗn hợp sơ phần cuối ống không tải, sau hút lỗ vào đường nạp Ngoài lỗ có tác dụng không để xảy trường hợp hòa khí nhạt động chuyển từ chế độ không tải sang chế độ có tải Bởi bướm ga mở thêm góc khiến lỗ nằm khu vực sau bướm ga, có độ chân không tương đối lớn nên đóng vai trò lỗ trường hợp Nhờ hòa khí có thành phần thích hợp giúp động chuyển từ chế độ không tải sang có tải cách êm dòu 4 13 8 10 11 2 12 10 11 12 a) b) Hình 6.11 Sơ đồ nguyên lý hệ thống không tải – gíc-lơ chính; – gíc-lơ không tải; 3, 4, – đường ống dẫn; 5, 13 – lỗ thông khí; – vít điều chỉnh; 8, – lỗ phun; 10 – bướm ga; 11 – tay gạt; 12 – vít hạn chế Vít dùng để điều chỉnh thành phần hòa khí chế độ không tải Khi vít đặt vò trí (hình 6.11a), vít có tác dụng tăng giảm lượng không khí vào đường ống không tải, qua làm thay đổi độ chân không làm thay đổi lượng xăng hút qua gíc-lơ không tải Phương án dùng làm nhạt hòa khí chế độ không tải làm cho hòa khí tiếp tục nhạt chuyển sang chế độ có tải, ngược lại làm cho hòa khí đậm chế độ không tải gây tiêu hao nhiên liệu 120 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Khi vít đặt vò trí (hình 6.11b) làm thay đổi lượng hỗn hợp sơ qua lỗ phun vào không gian sau bướm ga, đồng thời thay đổi lượng nhỏ độ chân không đường ống không tải Phương án có ưu điểm chỗ điều chỉnh thành phần hòa khí chế độ không tải hòa khí đậm giới hạn cho phép tiết diện gíc-lơ không tải II.3.2 Hệ thống làm đậm Hệ thống làm đậm có nhiệm vụ cung cấp thêm nhiên liệu để làm đậm hỗn hợp, giúp động phát công suất cực đại bướm ga mở hoàn toàn Nhờ hệ thống làm đậm, lượng nhiên liệu cung cấp tăng chế độ công suất cực đại giảm bướm ga đóng nhỏ (chế độ tải nhỏ) để động làm việc tiết kiệm Vì hệ thống gọi hệ thống tiết kiệm Có hai phương pháp dẫn động làm đậm: dẫn động khí dẫn động chân không a) Hệ thống làm đậm dẫn động khí (hình 6.12a) Nhiên liệu từ buồng phao qua gíc-lơ làm đậm gíc-lơ tới vòi phun Khi mở hết bướm ga, qua cánh tay đòn dẫn động làm cho van mở, làm cho phần xăng tắt qua van vào vòi phun phun vào họng khuếch tán, giảm bớt sức cản dòng xăng tới gíc-lơ Nhờ tác dụng này, hệ thống làm tăng lưu lượng xăng làm đậm hòa khí Tiết diện gíc-lơ làm đậm trường hợp lớn tiết diện gíc-lơ Kết thực nghiệm cho thấy: xăng qua hai gíc-lơ lắp nối tiếp, lưu lượng giảm 20% Muốn lưu lượng xăng giảm 15 ÷ 20%, gíc-lơ làm đậm phải lớn gíc-lơ khoảng 1,33 ÷ 1,5 lần Tuy hệ thống có cấu tạo đơn giản gíc-lơ làm đậm hoạt động vò trí bướm ga đònh, không phụ thuộc vào tốc độ động làm ảnh hưởng công suất động 10 15 14 11 2 13 7 12 a) b) Hình 6.12 Sơ đồ hệ thống làm đậm a) Dẫn động khí b) Dẫn động chân không – chế hòa khí; – họng khuếch tán; – bướm ga; – tay đòn; – gíc lơ chính; – lò xo; – gíc-lơ làm đậm; – van; 9, 10 – tay đòn; 11 – buồng phao; 12 – đường ống; 13 – xylanh; 14 – piston; 15 – lò xo b) Hệ thống làm đậm dẫn động chân không (hình 6.12b) Khi động làm việc tải nhỏ trung bình, bướm ga đóng phần, độ chân không sau bướm ga tương đối lớn truyền qua đường ống 12, ép lò xo 15, hút piston 14 lên để van đóng kín lỗ thông Khi mở rộng bướm ga, độ chân không sau bướm ga nhỏ dần, lực lò xo trở nên lớn lực hút 121 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Theo sơ đồ tín hiệu đầu vào bao gồm: Bộ đo lưu lượng không khí nạp, cảm biến vò trí bướm ga, tín hiệu số vòng quay, cảm biến nhiệt độ nước làm mát tín hiệu từ công tắc máy ECU tiếp nhận tín hiệu điều khiển lưu lượng phun kim phun b.1) Bộ đo lưu lượng không khí nạp Việc kiểm tra lưu lượng không khí nhằm xác đònh tất thay đổi chế độ làm việc động Lượng không khí nạp phải kiểm tra qua đo lưu lượng không khí trước vào động để tạo thành phần hỗn hợp tức thời, xác chế độ làm việc Bộ đo lưu lượng không khí nạp cảm biến quan trọng hệ thống phun xăng Nó dùng để tính toán xác đònh thời gian phun Có nhiều kiểu đo gió, tuỳ theo đời xe kiểu xe có dạng sau - Bộ đo gió kiểu van trượt - Bộ đo gió kiểu Karman - Bộ đo gió kiểu dây nhiệt - Bộ đo gió sử dụng cảm biến chân không Trong kiểu đo gió kiểu van trượt cảm biến chân không sử dụng rộng rãi phổ biến hệ thống EFI Bộ đo gió van trượt Bộ đo gió van trượt hay gọi đo gió cánh trượt sử dụng xe hãng Nissan, Toyota, Mercedes, BMW, Cấu trúc đo gió bao gồm cảm biến (van trượt) đặt đường di chuyển không khí, lò xo xoắn hoàn lực điện áp kế Ngoài đo gió bố trí vít điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp cầm chừng (vít CO), cảm biến nhiệt độ không khí nạp, công tắc điều khiển bơm nhiên liệu, buồng giảm dao động cánh cân Cánh cân Buồng giảm dao động Bướm ga Bộ đo gió ECU Lọc gió Vít CO Cánh cảm biến Hình 6.52 Cấu trúc nguyên lý làm việc gió cánh trượt Nguyên lý đo dựa vào sở kiểm tra hợp lực dòng không khí nạp tác dụng lên cánh cảm biến Tấm cảm biến giữ lò xo, lò xo có khuynh hướng chống lại tác động không khí Khi khối lượng không khí nạp gia tăng, cảm biến di chuyển nhiều tiết diện mở lớn Khi vò trí cảm biến thay đổi tiết diện lưu thông đo thay đổi theo Như có quan hệ góc vạch cảm biến lưu lượng không khí nạp 148 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Bộ đo gió dùng cảm biến chân không (Vacuum Senser) Cảm biến chân không hay gọi cảm biến áp suất đường ống nạp MAP (Manifold Absolute Pressure sensor), thường sử dụng cho hãng HonDa, Toyota, Đây loại xác đònh lưu lượng khí nạp cách kiểm tra độ chân không đường ống nạp Cảm biến bố trí bên đường ống nạp, có cấu trúc gọn nhẹ, không làm cản trở chuyển động dòng không khí nạp cảm biến khác Chúng ta biết, độ chân không đường ống nạp có mối quan hệ với lưu lượng không khí nạp Khi lượng không khí nạp giảm độ chân không đường ống nạp tăng ngược lại Độ chân không đường ống nạp chuyển thành tín hiệu điện áp gởi ECU để xác đònh lưu lượng không khí nạp Phần cảm biến IC bố trí bên cảm biến Cảm biến gởi tín hiệu áp suất đường ống nạp đến ECU từ cọc PIM, từ ECU xác đònh thời gian phun Màng silicon Màng silicon Buồng chân không Buồng chân không Lọc Độ chân không đường ống nạp Hình 6.53 Cấu trúc đo gió dùng cảm biến chân không Cảm biến gồm màng silicon có bề dày rìa mép khoảng 0,25mm trung tâm khoảng 0,025mm, kết hợp với buồng chân không IC Một mặt màng silicon bố trí tiếp xúc với độ chân không đường ống nạp mặt khác bố trí buồng chân không trì áp thấp cố đònh nằm cảm biến Khi áp suất đường ống nạp thay đổi làm cho hình dạng màng silicon thay đổi theo trò số điện trở thay đổi Khi điện trở thay đổi, tín hiệu điện áp từ IC gởi ECU thay đổi theo áp suất đường ống nạp Điện áp từ ECU cung cấp cho IC không đổi vôn Khi áp suất đường ống nạp lớn tín hiệu điện áp từ cọc PIM gởi ECU cao ngược lại b.2) Cảm biến số vòng quay Trong động phun xăng, lưu lượng không khí nạp số vòng quay động hai thông số để xác đònh lưu lượng phun Lượng nhiên liệu phun tỷ lệ thuận với lưu lượng không khí nạp tỷ lệ nghòch với số vòng quay trục khuỷu động Tín hiệu IG Tín hiệu IG lấy từ cực âm bôbin Igniter ECU dùng tín hiệu để xác đònh số vòng quay trục khuỷu động Trong hệ thống L – Jetronic tín hiệu IG dùng để xác đònh thời điểm phun, điều khiển lượng phun dùng để cắt nhiên liệu 149 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Khi dòng sơ cấp hệ thống đánh lửa bò ngắt, điện áp lớn 150 vôn từ cực âm bôbin ECU xác đònh để nhận biết số vòng quay động Cảm biến Cyl – TDC (Cylinder – Top Dead Center) Riêng hãng Honda không sử dụng tín hiệu IG mà sử dụng cảm biến xylanh (Cyl) cảm biến điểm chết (TDC), hai cảm biến sử dụng kiểu cảm biến từ Cảm biến Cyl xác đònh vò trí xylanh số 1, dùng để điều khiển kim phun phun theo thứ tự công tác Cảm biến bao gồm cuộn dây để tạo tín hiệu rotor có Cyl ECU TDC Cảm biến TDC: Gồm cuộn dây Hình 6.54 Cảm biến Cyl cảm biến TDC rotor có (động xylanh) Cảm biến tạo xung xoay chiều hai vòng quay trục khuỷu ECU dùng tín hiệu để điều khiển thời điểm phun b.3) Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (THA TA) Cảm biến nhiệt độ không khí nạp dùng để xác đònh nhiệt độ không khí nạp vào động Bởi mật độ không khí thay đổi theo nhiệt độ nên khối lượng không khí nạp vào động phụ thuộc vào nhiệt độ Nếu động sử dụng đo gió kiểu van trượt, Karman, dây nhiệt cảm biến bố trí đo gió Nếu động sử dụng cảm biến chân không bố trí đường ống nạp phía sau lọc gió Cảm biến bao gồm điện trở nhiệt có trò số nhiệt điện trở âm, ECU dùng nhiệt độ 20oC để giảm lượng nhiên liệu phun nhiệt độ không khí nạp tăng cao gia tăng lượng nhiên liệu nhiệt độ không khí bé 20oC Điều có nghóa cảm biến nhiệt độ không khí cảm biến dùng để hiệu chỉnh lưu lượng phun nhiệt độ môi trường thay đổi Nhiệt điện trở Hình 6.55 Cảm biến nhiệt độ không khí Theo sơ đồ mạch điện (hình 6.55) thấy điện trở cảm biến thay đổi điện áp tín hiệu cực THA ECU thay đổi theo ECU dùng tín hiệu để hiệu chỉnh lưu lượng phun theo nhiệt độ không khí nạp 150 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng b.4) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW TW) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường bố trí nắp xylanh, dùng để xác đònh nhiệt độ nước làm mát điện trở nhiệt có trò số nhiệt điện trở âm bố trí bên cảm biến (hình 6.56) Do nhiên liệu khó bốc nhiệt độ thấp, việc làm giàu hỗn hợp nhiệt độ thấp cần thiết Khi nhiệt độ nước làm mát thấp trò số điện trở cảm biến cao tín hiệu điện áp cao từ cọc THW gởi ECU Dựa sở ECU điều khiển gia tăng lượng nhiên liệu cung cấp suốt trình động hoạt động lạnh 12 V Nhiệt điện trở Hình 6.56 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Ngược lại, nhiệt độ động cao điện trở cảm biến bé, tín hiệu điện áp từ cọc THW bé gởi ECU ECU điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun ECU dùng nhiệt độ 80oC để tăng lượng nhiên liệu phun, nhiệt độ nước làm mát thấp 80oC Cần lưu ý lượng nhiên liệu phun thay đổi theo nhiệt độ nước làm mát lớn b.5) Cảm biến vò trí bướm ga Cảm biến vò trí bướm ga bố trí thân bướm ga điều khiển trục bướm ga, chuyển góc mở cánh bướm ga thành tín hiệu điện áp gởi ECU Cảm biến bướm ga có chức sau - Điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp theo tải động - Cắt nhiên liệu giảm tốc - Làm giàu hỗn hợp tăng tốc Cảm biến vò trí bướm ga thường sử dụng kiểu hai tiếp điểm Đây kiểu điều khiển ON – OFF, trục bướm ga xoay làm cho cam cảm biến xoay theo, tiếp điểm di động di chuyển dọc theo rãnh cam để xác đònh vò trí tải động tín hiệu gởi ECU Vò trí IDL dùng để xác đònh chế độ cầm chừng PSW dùng để xác đònh chế độ tải lớn IDL TL PSW Hình 6.57 Cảm biến vò trí bướm ga kiểu tiếp điểm 151 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Khi động hoạt động chế độ cầm chừng tiếp điểm trung gian TL nối với IDL Ở trường hợp điện áp cực IDL 12 vôn tín hiệu ECU xác đònh Tín hiệu cầm chừng dùng để - Điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp cầm chừng - Cắt nhiên liệu giảm tốc - Làm giàu hỗn hợp tăng tốc Khi cánh bướm ga mở lớn tiếp điểm trung gian TL nối với tiếp điểm đầy tải PSW Điện áp cực PSW ECU 12 vôn, tín hiệu ECU xác đònh để làm giàu hỗn hợp giúp cho động phát công suất lớn Ở chế độ tải trung bình tiếp điểm trung gian TL không nối với tiếp điểm cầm chừng IDL tiếp điểm đầy tải PSW Điện áp cực IDL PSW ECU trường hợp vôn, ECU dùng tín hiệu để điều khiển tỷ lệ hỗn hợp cho hệ số không khí  = nhiệt độ động đạt giá trò bình thường b.6) Cảm biến áp suất nạp PA (HAC) Cảm biến áp suất nạp PA gọi cảm biến bù độ cao HAC (Hight – Altitude Compensation), dùng để xác đònh thay đổi áp suất môi trường mà động hoạt động Cấu trúc nguyên lý hoạt động cảm biến giống MAP sensor Cảm biến bố trí bên khoang hành lý, đo gió (Karman), bên ECU động cơ, Khi xe hoạt động vùng cao, áp suất môi trường thấp nên mật độ không khí nạp giảm Nguyên nhân làm cho hỗn hợp giàu xăng, ECU sử dụng tín hiệu cảm biến áp suất nạp để hiệu chỉnh lại lượng nhiên liệu cung cấp cho phù hợp b.7) Cảm biến ôxy Cảm biến ôxy hay gọi cảm biến , có nhiệm vụ làm khí thải Cảm biến ôxy trang bò số xe có sử dụng lọc khí thải Cảm biến điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp thay đổi phạm vi hẹp so với tỷ lệ theo lý thuyết Khí trời =1 Platin ZrO2 Platin Điện áp (V) Giàu Nghèo Khí thải Hình 6.58 Cấu trúc cảm biến ôxy 152 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Cảm biến bố trí đường ống thải Thành phần cảm biến hợp chất Zirconium diôxyt (ZrO2) Mặt mặt chất ZrO2 phủ lớp mỏng platin Không khí từ môi trường cung cấp vào mặt cảm biến mặt cảm biến tiếp xúc với khí thải qua trung gian lưới bảo vệ Nếu bề mặt bên chất ZrO2 có nồng độ ôxy chênh lệch lớn bề mặt bên nhiệt độ từ 400oC chất ZrO2 sinh điện áp Nếu hỗn hợp không khí nhiên liệu có buồng đốt nghèo lượng ôxy có nhiều khí thải, chênh lệch hàm lượng ôxy mặt mặt cảm biến bé nên điện áp sinh từ hợp chất ZrO2 bé Ngược lại, hỗn hợp buồng đốt giàu lượng ôxy có khí thải điện áp sinh chất ZrO2 lớn ( xấp xỉ vôn) ECU dùng tín hiệu cảm biến ôxy để tăng giảm lượng nhiên liệu phun nhằm giữ cho tỷ số không khí nhiên liệu có giá trò lý tưởng ( = 1) Thực nghiệm cho thấy, hệ số dư lượng không khí  = điện áp phát từ cảm biến ôxy 0,45 vôn Nếu điện áp phát cao 0,45 vôn hỗn hợp giàu nhiên liệu Nếu điện áp từ cảm biến bé 0,45 vôn hỗn hợp buồng đốt nghèo 8) Tín hiệu khởi động (STA) Khi khởi động, tín hiệu từ cực ST công tắc máy gởi cực STA ECU động Tín hiệu STA dùng để điều khiển làm giàu hỗn hợp khởi động sau khởi động Công tắc tay số Rơ le mở mạch Hình 6.59 Sơ đồ làm việc tín hiệu STA c) Hệ thống nạp không khí Khi động hoạt động, lượng không khí nạp vào động chênh áp áp suất môi trường áp suất xylanh động Không khí sau qua lọc gió, kiểm tra đo gió qua thân bướm ga để vào buồng nạp (hình 6.60) Tại buồng nạp không khí phân phối đến đường ống nạp, lượng không khí nhiên liệu, hoà trộn để hình thành hỗn hợp suốt trình nạp trình nén 153 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Lọc gió Mạch tắt Thân bướm ga Vít điều chỉnh cầm chừng Buồng nạp Van không khí Hình 6.60 Sơ đồ hệ thống nạp không khí c.1) Thân bướm ga Thân bướm ga chứa bướm ga, dùng để điều khiển lưu lượng không khí nạp suốt trình động hoạt động Lượng không khí tắt qua thân bướm ga điều chỉnh vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng Một cảm biến vò trí bướm ga bố trí thân bướm ga điều khiển trục bướm ga Ngoài thân bướm ga bố trí chống trả cánh bướm ga đột ngột để giúp cánh bướm ga trả từ từ giảm tốc đột ngột Nước làm mát dẫn qua thân bướm ga để xông nóng không khí động lạnh Vít điều chỉnh cầm chừng Cảm biến bướm ga Hình 6.61 Cảm biến bướm ga c.2) Vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng Vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng dùng để điều chỉnh tốc độ cầm chừng động Ở tốc độ cầm chừng cánh bướm ga đóng kín, lượng không khí nạp qua mạch tắt điều chỉnh vít gọi vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng Khi vặn vít vào, lượng không khí tắt giảm nên lượng không khí qua đo gió giảm theo, tín hiệu gởi ECU ECU điều khiển giảm lượng nhiên liệu phun theo lượng không khí nạp làm cho tốc độ động giảm Ngược lại, vặn vít lượng không khí qua mạch tắt gia tăng làm tăng tốc độ cầm chừng động Ở động ngày nay, người ta sử dụng van điều khiển tốc độ cầm chừng (van ISC) Van dùng để ổn đònh tốc độ cầm chừng động tải thay đổi tự động điều khiển ổn đònh tốc độ cầm chừng Do vậy, vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng chỉnh sẵn đậy kín 154 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Bộ đo gió ECU Van ISC Hình 6.62 Tốc độ cầm chừng điều chỉnh van ISC c.3) Van không khí Van không khí sử dụng số động kiểu cũ, dùng để điều khiển cầm chừng nhanh Van không khí có hai kiểu: kiểu lưỡng kim nhiệt kiểu Wax Khi nhiệt độ nước làm mát chưa đạt nhiệt độ ổn đònh, lúc công cản động lớn Do để đảm bảo động hoạt động cầm chừng ổn đònh phải cung cấp thêm lượng hỗn hợp cho động Đây chế độ cầm chừng nhanh Ở tất loại động phun xăng, để tăng tốc độ cầm chừng động cách điều khiển lượng không khí tắt qua cánh bướm ga Van không khí kiểu Wax Van không khí kiểu Wax có kết cấu nhỏ gọn, bố trí bên thân bướm ga điều khiển nhiệt độ nước làm mát Van không khí kiểu Wax bao gồm van nhiệt, lò xo lò xo Van nhiệt bố trí bên van không khí, giãn nở theo nhiệt độ nước làm mát Cảm biến vò trí bướm ga Vít điều chỉnh cầm chừng Bướm ga Mạch tắt Đến buồng nạp Van nhiệt Van Bộ chống trả bướm ga đột ngột Van không khí kiểu Wax Hình 6.63 Van không khí kiểu Wax Khi nhiệt độ động thấp, van nhiệt thu lại làm cho lực đàn hồi lò xo yếu, lò xo đẩy van mở lượng không khí tắt qua cánh bướm ga làm cho tốc độ cầm chừng động gia tăng 155 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Khi nhiệt độ nước làm mát tăng, van nhiệt giãn nở làm tăng lực đàn hồi lò xo nên van khép lại lượng không khí tắt qua cánh bướm ga giảm, tốc độ cầm chừng động giảm Khi nhiệt độ nước làm mát đạt 80oC, van đóng hẳn động hoạt động ổn đònh số vòng quay thấp nhất, gọi tốc độ cầm chừng Khi nhiệt độ nước làm mát tăng, van đóng chặt Van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt Van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt bố trí thân máy nắp máy Phần gồm lưỡng kim nhiệt cuộn dây nhiệt Khi động khởi động lạnh, lỗ van mở cho lượng không khí nạp từ ống nối tắt qua cánh bướm ga trực tiếp qua van không khí để vào buồng nạp Như vậy, cánh bướm ga đóng lượng không khí nạp gia tăng tốc độ cầm chừng tăng nhẹ cao bình thường Sau khởi động, dòng điện bắt đầu cung cấp đến cuộn dây nhiệt Khi lưỡng kim nhiệt bò nung nóng, điều khiển van đóng dần tốc độ động giảm Ngoài ra, van không khí có loại không tận dụng nhiệt độ động mà dùng tuần hoàn nước làm mát để điều khiển Van Buồng nạp Nước làm mát Lưỡng kim Cuộn dây nhiệt Hình 6.64 Van không khí kiểu lưỡng kim nhiệt Đường ống nạp Hình 6.65 Buồng nạp đường ống nạp c.4) Buồng nạp đường ống nạp Không khí sau qua thân bướm ga vào buồng nạp, từ buồng nạp không khí phân phối đến đường ống nạp để vào xylanh động Cần ý hệ thống phun đơn điểm động buồng nạp IV.2.3 Giới thiệu hệ thống phun xăng Motronic Hệ thống phun xăng Motronic loại điều khiển điện tử đại nay, điều khiển hai trình phun xăng đánh lửa, gồm ba khối thiết bò hình 6.66 hình 6.67 sau: a) Hệ thống cung cấp nhiên liệu không khí Nhiên liệu từ thùng chứa 1, bơm nhiên liệu cung cấp cho lọc 3, từ nhiên liệu đưa đến ống phân phối 10 đưa đến kim phun Cuối đường ống phân phối có lắp điều áp (sự hoạt động cấu tạo giống kiểu L – Jetronic) ECU điều khiển thời gian phun phụ thuộc vào tình trạng hoạt động động Không khí sau qua lọc gió, ngang qua đo gió 15, qua cánh bướm ga 13, phần không khí qua mạch rẽ 20 cung cấp cho động 156 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng THÔNG SỐ CẢM BIẾN NHIÊN LIỆU Lưu lượng khí nạp Lưu lượng kế Bình chứa Tốc độ động Cảm biến tốc độ Vò trí bướm ga Cảm biến bướm ga Nhiệt độ động Cảm biến nhiệt độ Nhiệt độ khí nạp Cảm biến nhiệt ga CHẤP HÀNH Bơm xăng Lọc xăng Vòi phun Động Điều chỉnh áp suất Điện áp accu Tín hiệu khởi động Bộ xử lý điều khiển trung tâm (ECU) Cảm biến Lambda Điều khiển đánh lửa Thông số chuẩn Hình 6.66 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng điện tử Motronic b) Hệ thống điều khiển Các cảm biến ghi nhận thông số hoạt động động cơ, bao gồm: - Lưu lượng khí nạp Qa, đo qua lưu lượng kế không khí - Tốc độ động N, đo qua cảm biến tốc độ - Vò trí bướm ga n(pc), đo qua cảm biến vò trí bướm ga - Nhiệt độ động Tm , đo qua cảm biến nhiệt độ động - Nhiệt độ khí nạp Ta, đo qua cảm biến nhiệt độ không khí - Nồng độ ôxy khí xả, đo qua cảm biến ôxy - Điện áp accu, đo qua công tắc khởi động - Tín hiệu khởi động động cơ, đo qua công tắc khởi động Bộ xử lý điều khiển trung tâm (ECU – Electronic Control Unit) tiếp nhận tín hiệu cảm biến truyền đến, chuyển thành tín hiệu số, sau xử lý nhờ chương trình lập Những số liệu khác cần cho việc tính toán ghi nhớ máy tính dạng đồ thò số Bộ điều khiển trung tâm có phận sau: - Bộ vi xử lý trung tâm CPU (Central Processor Unit) - Bộ nhớ ROM RAM để lưu trữ số liệu chương trình tính toán - Mạch vào/ra (Input/Output) để chuẩn hoá tín hiệu vào, lọc khuyết đại tín hiệu,v.v… - Bộ chuyển đổi tín hiệu từ dạng tương tự sang tín hiệu số 157 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng - Tầng khuếch đại công suất cho mạch phun xăng - Tầng công suất đánh lửa - Bộ nguồn nuôi đồng hồ điện tử 1 ECU 10 11 12 13 25 17 14 16 20 15 19 21 22 Accu 23 24 18 18 Hình 6.67 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử đa điểm Motronic – bình chứa nhiên liệu; – bơm nhiên liệu; – lọc nhiên liệu; – bầu giảm chấn; – ECU; – bôbine; – chia điện; – bougie; – kim phun chính; 10 – ống phân phối nhiên liệu; 11 – điều áp; 12 – vít chỉnh tốc độ cầm chừng; 13 –bướm ga; 14 – cảm biến vò trí bướm ga; 15 – cảm biến lưu lượng gió; 16 – cảm biến nhiệt độ không khí nạp; 17 – cảm biến oxy; 18 – cụm rơle điều khiển; 19 – cảm biến nhiệt độ động cơ; 20 – vít chỉnh lưu lượng gió cầm chừng; 21 – cảm biến vò trí trục khuỷu; 22 – cảm biến tốc độ động cơ; 23 – accu; 24 – công tắc khởi động; 25 – van không khí 158 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng c) Bộ chấp hành Các tín hiệu điều khiển điều khiển trung tâm khuếch đại đưa vào chấp hành Bộ phận có nhiệm vụ phát xung điện điều khiển việc phun xăng, đánh lửa điều hành số cấu, thiết bò khác (luân hồi khí xả, điều khiển mạch nhiên liệu mạch khí, ) đảm bảo cho động hoạt động tối ưu chế độ Hệ thống cung cấp nhiên liệu hệ thống phun xăng điện tử đa điểm kiểu Motronic gần giống hệ thống L – Jectronic Riêng hệ thống điều khiển có phận đặc điểm sau: 1) Cảm biến lưu lượng gió Loại xoáy quang học Karman Loại cảm biến lưu lượng khí nạp nhận biết trực tiếp lượng khí nạp quang học So với loại cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu cánh, có kích thước nhỏ gọn hơn, kết cấu đơn giản đường nạp làm giảm sức cản cho dòng khí vào Loại cảm biến có kết cấu (hình 6.68) Tấm phản chiếu Led Lò xo Không khí đến từ lọc gió Đến khoang khí nạp Luồng khí Trục tạo xoáy Xoáy Karman Hình 6.68 Cảm biến lưu lượng gió loại xoáy Karman Một (gọi tạo xoáy) đặt dòng chảy không khí, tạo xoáy cho không khí gọi xoáy Karman dọc theo tạo xoáy Xoáy Karman sinh có tần số “f”, cách đo tần số xoáy tạo tạo xoáy, xác đònh lượng không khí nạp Loại dây sấy Thay đo thể tích khí nạp cảm biến đo lưu lượng, cảm biến lượng khí nạp loại dây sấy đo trực tiếp khối lượng không khí nạp vào Bằng cách điều khiển dòng điện qua dây sấy để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, từ đo lượng khí nạp cách đo dòng điện Trong trường hợp này, dòng điện chuyển thành điện áp gửi đến ECU động Điện áp phát Khí nạp Dây sấy Nhiệt điện Lượng khí nạp trở Hình 6.69 Cảm biến lưu lượng gió loại dây sấy 159 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng 2) Cảm biến vò trí bướm ga Cảm biến vò trí bướm ga sử dụng loại biến trở tuyến tính có cấu tạo gồm hai trượt, đầu trượt có tiếp điểm cho tín hiệu cầm chừng tín hiệu góc mở cánh bướm ga Một điện áp không đổi với 5V cung cấp từ ECU đến cực VC Khi cánh bướm ga mở, trượt trượt dọc điện trở tạo điện áp cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2 Ở đa số xe trừ Toyota, cảm biến bướm ga loại biến trở có dây VC, VTA E2 mà dây IDL Đóng Mở Điện trở Con trượt tiếp điểm (tín hiệu IDL) Con trượt tiếp điểm (tín hiệu VTA) Hình 6.70 Cảm biến vò trí bướm ga 3) Cảm biến nhiệt độ động Cảm biến nhiệt độ dùng để xác đònh nhiệt độ động cơ, có cấu tạo biến trở nhiệt Biến trở nhiệt phần tử cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nó làm từ vật liệu có hệ số nhiệt điện trở âm (NTC), nhiệt độ động tăng làm cho điện trở giảm ngược lại Sự thay đổi giá trò điện trở làm thay đổi giá trò dòng điện gởi đến ECU Khi nhiệt độ động thấp, giá trò điện trở cảm biến cao điện áp đặt hai đầu biến đổi A/D cao Tín hiệu điện áp cao thông báo cho ECU biết động lạnh Khi động nóng, giá trò điện trở cảm biến giảm điện áp đặt giảm Tín hiệu điện áp giảm báo cho ECU biết động nóng lên Đầu cực cảm biến Vỏ cảm biến Nhiệt điện trở (NTC) Hình 6.71 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 4) Cảm biến kích nổ Cảm biến kích nổ lắp thân máy nhận biết tiếng gõ động Cảm biến bao gồm phần tử áp điện Khi động xảy kích nổ, rung động thân máy tạo điện áp biến dạng Có hai loại cảm biến tiếng gõ, tạo điện áp cao dải tần số hẹp Khi động xảy tượng kích nổ, ECU động nhận biết tiếng gõ hay không cách đo điện áp tín hiệu KNK cao hay thấp so với mức điện áp chuẩn Khi ECU động nhận thấy có tiếng gõ, làm chậm thời điểm đánh lửa sớm Khi tiếng gõ kết thúc, thời điểm đánh lửa làm sớm trở lại sau khoảng thời gian đònh 5) Cảm biến tốc độ động Tín hiệu G NE tạo rôto hay đóa tạo tín hiệu cuộn nhận tín hiệu ECU động sử dụng tín hiệu để nhận biết góc trục khuỷu tốc độ động Trong hệ thống điều khiển động cơ, việc đánh lửa sớm điều khiển điện tử ECU động Bộ chia điện hệ thống điều khiển động bao gồm rôto cuộn nhận tín hiệu G NE 160 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng Tín hiệu G Tín hiệu G báo cho ECU biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn, sử dụng để xác đònh thời điểm đánh lửa phun nhiên liệu so với điểm chết (TDC) xylanh Các phận chia điện sử dụng tín hiệu bao gồm: - Rôto tín hiệu G, bắt vào trục chia điện quay vòng hai vòng quay trục khuỷu - Cuộn nhận tín hiệu G lắp vào bên vỏ chia điện Rôto tín hiệu G có kích hoạt cuộn nhận tín hiệu lần vòng quay trục chia điện, tạo tín hiệu gởi ECU động để nhận biết piston gần điểm chết Tín hiệu NE Tín hiệu NE ECU động sử dụng để nhận biết tốc độ động Tín hiệu NE sinh cuộn dây nhận tín hiệu nhờ rôto giống tạo tín hiệu G Chỉ có khác biệt rôto tín hiệu NE có 24 Nó kích hoạt cuộn nhận tín hiệu NE 24 lần vòng quay trục chia điện Từ tín hiệu này, ECU động nhận biết tốc độ động thay đổi 300 góc quay trục khuỷu Cuộn nhận tín hiệu NE Rôto tín hiệu G Cuộn nhận tín hiệu G Một vòng quay rôto Rôto tín hiệu NE Một nửa vòng quay rôto Tín hiệu G Tín hiệu NE Hình 6.72 Cảm biến tốc độ động cơ; tín hiệu G tín hiệu NE 6) Chức điều khiển phun nhiên liệu ECU ECU tính toán khoảng thời gian phun nhiên liệu dựa vào hai tín hiệu sau: - Tín hiệu áp suất đường ống nạp từ cảm biến áp suất đường ống nạp hay lượng khí nạp từ cảm biến lưu lượng khí nạp - Tín hiệu tốc độ động Phương pháp phun nhiên liệu bao gồm: dùng vòi phun để nhiên liệu đồng thời vào tất xylanh, phương pháp phân xylanh thành vài nhóm nhiên liệu phun theo nhóm vào xylanh phương pháp phun riêng rẽ vào xylanh Thời điểm phun nhiên liệu khác tuỳ theo động Khoảng thời gian phun nhiên liệu thực tế xác đònh hai yếu tố: - Khoảng thời gian phun bản, xác đònh lượng khí nạp tốc độ động - Các hiệu chỉnh khác dựa tín hiệu từ cảm biến 161 Chương – Hệ thống nhiên liệu động xăng 7) Chức đánh lửa sớm ECU (còn gọi ESA) Hệ thống ESA hệ thống điều khiển thời điểm đánh lửa hệ thống đánh lửa ECU (tốt so với cấu khí) IC đánh lửa Bộ chia điện Khoá điện Accu ECU Cuộn dây đánh lửa Bougie Bugi Các cảm biến Hình 6.73 Sơ đồ nguyên lý chức đánh lửa sớm ECU Để phát huy tối đa hiệu suất động cơ, hỗn hợp phải đốt cháy cho áp suất cực đại xảy khoảng 10o sau điểm chết Tuy nhiên thời gian từ đốt cháy hỗn hợp đến đạt áp suất cháy tối đa thay đổi theo tốc độ áp suất đường ống nạp Việc đốt cháy phải xảy sớm tốc độ động cao muộn thấp Trong hệ thống EFI thông thường, thời điểm đánh lửa điều chỉnh sớm hay muộn đánh lửa sớm ly tâm chia điện Hơn nữa, việc đánh lửa phải diễn sớm áp suất đường ống nạp thấp Trong hệ thống EFI, thực đánh lửa sớm chân không chia điện Do thời điểm đánh lửa tối ưu bò ảnh hưởng số yếu tố khác như: hình dạng buồng cháy, nhiệt độ bên buồng cháy, nên đánh lửa sớm chân không ly tâm tạo thời điểm đánh lửa lý tưởng cho động hệ thống ESA gần khắc phục hoàn toàn nhược điểm Hệ thống ESA hoạt động sau: ECU động xác đònh thời điểm đánh lửa từ nhớ nó, có chứa liệu thời điểm đánh lửa tối ưu cho chế độ hoạt động động Sau gửi tín hiệu thời điểm đánh lửa thích hợp đến IC đánh lửa 162 [...]... lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ để đáp ứng với mọi chế độ làm việc một cách nhanh chóng và tối ưu nhất 131 Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng IV.1 Phân loại hệ thống nhiên liệu phun xăng Trên thực tế có rất nhiều loại hệ thống phun xăng và có thể phân loại chúng như sau: - Hệ thống phun nhiên liệu liên tục và điều khiển chính là cơ khí: kiểu K – Jetronic, KE – Jetronic - Hệ thống phun nhiên. .. Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng II.3.4 Hệ thống khởi động Vào lúc khởi động, tốc độ động cơ rất thấp (khoảng 50 ÷ 100 vòng/phút), tốc độ dòng khí qua họng rất thấp nên độ chân không tại họng cũng nhỏ, dẫn đến xăng ra vòi phun ít Mặt khác, khi động cơ lạnh, xăng khó bay hơi cũng khiến cho thành phần hoà khí vào động cơ rất loãng nên động cơ rất khó khởi động Muốn động cơ dễ khởi động, ngay... nạp không khí a) Hệ thống cung cấp nhiên liệu Hệ thống cung cấp nhiên liệu bao gồm bình chứa nhiên liệu, bơm nhiên liệu, lọc nhiên liệu, các đường ống, bộ dập dao động, ống phân phối, các kim phun, kim phun khởi động và bộ điều áp Khi bơm nhiên liệu chuyển động, nhiên liệu được hút từ bình chứa qua bộ lọc nhiên liệu đến bộ dập dao động để đi vào ống phân phối Tại ống phân phối nhiên liệu được cung cấp... 6.29) 133 Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng Không khí Nhiên liệu Lọc gió Bơm xăng, bộ tích năng, lọc xăng Cảm biến lưu lượng không khí Bộ đònh phân nhiên liệu Kim phun nhiên liệu Cánh bướm ga Đường ống nạp Buồng đốt Hình 6.29 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống a.1) Bơm nhiên liệu Khi có dòng... áp lực cho bơm xăng, (hình 6.46) Van một chiều Van an toàn Chổi than Động cơ điện Đường ra Đường vào Rotor Nam châm Cánh bơm Cánh bơm Hình 6.46 Cấu tạo của bơm nhiên liệu kiểu tuabin 144 Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng a.2) Lọc nhiên liệu Lọc nhiên liệu dùng để lọc các chất bẩn có trong nhiên liệu, đảm bảo sự làm việc chính xác của hệ thống cung cấp nhiên liệu Đường nhiên liệu sau khi đi... 6.30 Cấu tạo của bơm nhiên liệu 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 giới hạn áp suất cung cấp nhiên liệu của bơm nhằm kéo dài tuổi thọ của bơm xăng 134 Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng a.2) Bộ tích năng... nhiên liệu động cơ xăng BÌnh chứa nhiên liệu Bơm nhiên liệu Lọc nhiên liệu Bộ dập dao động Ống phân phối Đường ống hồi Bộ điều áp Các kim phun Kim phun khởi động Các xylanh Hình 6.45 Sơ đồ khối hệ thống cung cấp nhiên liệu Khi bơm quay, nhiên liệu được hút từ bình chứa xăng và cung cấp với một áp suất nhất đònh đến lọc nhiên liệu, qua bộ dập dao động để vào ống phân phối Lượng nhiên liệu thừa, được... xo Vòng cao su Nhiên liệu về bình chứa Hình 6.33 Bộ điều áp 135 Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng Khi động cơ hoạt động, áp suất nhiên liệu từ bơm cung cấp đến bộ phân phối và bộ điều áp Do áp suất của bơm cung cấp bao giờ cũng lớn hơn áp suất cần thiết của hệ thống nên piston điều áp mở để đưa một lượng nhiên liệu trở về bình chứa nhằm giữ cho áp suất nhiên liệu trong hệ thống không đổi...Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng piston, làm cho piston bò đẩy trở xuống mở đường thông của van 8 bổ sung thêm nhiên liệu tới gíc-lơ chính và vòi phun làm đậm hỗn hợp Hệ thống làm đậm dẫn động bằng chân không điều khiển cho hệ thống làm việc ở các vò trí khác nhau của bướm ga, tùy theo tốc độ động cơ Khi bướm ga mở 100%, hệ thống sẽ hoạt động với mọi tốc độ động cơ, nhờ đó có tác... khởi động và lượng nhiên liệu thừa qua bộ điều áp theo đường ống trở về thùng chứa Sơ đồ khối hệ thống cung cấp nhiên liệu được thể hiện trên (hình 6.45) a.1) Bơm nhiên liệu Bơm nhiên liệu được đặt bên trong hoặc bên ngoài bình chứa nhiên liệu, loại được sử dụng rộng rãi là kiểu rotor con lăn hoặc kiểu tuabin và nó được dẫn động bằng động cơ điện một chiều 12 vôn 143 Chương 6 – Hệ thống nhiên liệu động