Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu hay về điện ô tô xe KIA
Hệ thống điều khiển động ECU Hệ thống điều khiển động xăng Mục lục Chủ đề Trang Các bước phát triển của hệ thống điều khiển động Khái niệm về quá trình đốt cháy Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp nhiên liệu Kiểm soát hỗn hợp nhiên liệu Bộ điều khiển Các bộ phận khác của hệ thống điều khiển động Tổng quan hệ thống phân phối nhiên liệu 10 Bơm xăng 11 Điều khiển bơm xăng 13 Ống phân phối và van điều hòa áp suất 14 Hệ thống không có đường xăng hồi 16 Kim phun 17 Tổng quan hệ thống nạp khí 18 Buồng khí nạp và ống góp nạp 19 Cơ cấu ISC 20 Bướm ga - ETC 21 Sơ đồ khối ETC 22 Cơ cấu thay đổi chiều dài đường ống nạp 23 Cơ cấu điều khiển CVVT 26 Sơ đồ cấu CVVT 27 Kiểm soát khí xả 28 Kiểm soát thời gian phun của ECM 30 Hiệu chỉnh lượng phun 32 Kiểm soát khởi động và làm ấm động 33 Hiệu chỉnh tăng tốc và giảm tốc 34 Các phương thức phun và thời gian phun 35 Tổng quan về hệ thống đánh lửa 36 Các bộ phận chủ yếu 37 Kiểm soát góc đánh lửa sớm và góc đóng tiếp điểm 38 Nguyên tắc đánh lửa sớm 39 Góc đánh lửa sớm ban đầu 40 Hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa 41 Hiệu chỉnh quá nhiệt 42 Kiểm soát tiếng gõ 43 Các chức chẩn đoán 44 Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Các bước phát triển của hệ thống điều khiển động Giá thấp Công suất cao Mức tiêu hao nhiên liệu thấp Khả lái Độ tin cậy cao Mức ô nhiễm môi trường thấp Độ bền cao Nhỏ gọn Độ ồn & rung động thấp Các yêu cầu về an toàn, thuận tiện, kinh tế, bảo vệ môi trường liên tục tăng lên, đòi hỏi một cải tiến công nghệ liên quan Hệ thống điều khiển động vào thời kỳ ban đầu, việc kiểm soát thực hiện phương tiện khí, chẳng hạn bộ chế hòa khí bộ chia điện khí Với hệ thống rất khó khăn để thu hiệu tối ưu động đồng thời đáp ứng các quy định kiểm soát khí xả Các giai đoạn phát triển tiếp theo là hệ thống phun nhiên liệu khí gọi K-Jetronic Bosch phát triển, tiếp theo hệ thống điều khiển điện tử L-Jetronic Bosch phát triển Một số hệ thống áp dụng chỉ cho một kim phun trung tâm, hệ thống điều khiển động (EMS) mới nhất áp dụng cho các kim phun độc lập, chúng có thể điều khiển riêng biệt Các hệ thống trì các điều kiện tối ưu cho tỷ lệ nhiên liệu khí nạp thời gian đánh lửa để đồng thời cung cấp công suất và mô-men xoắn yêu cầu, giữ cho lượng khí thải thấp Các hệ thống EMS ngày bao gồm cảm biến ghi nhận các điều kiện hoạt động của động cơ, các bộ chấp hành sử dụng để tác động đến điều kiện hoạt động cho phù hợp, hai quá trình đều xử lý một thiết bị điện tử, bộ điều khiển Bộ điều khiển xử lý liệu phản hồi từ cảm biến để xác định điều kiện hoạt động tốt nhất sau đó điều khiển hoạt động các bộ chấp hành cho phù hợp Hãy bắt đầu với hoạt động của động để hiểu yêu cầu kiểm soát xác Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Khái niệm về quá trình đốt cháy Động xăng là một động đốt với nguồn đánh lửa Nó thường có một hệ thống trộn hỗn hợp đặt bên buồng đốt để tạo một hỗn hợp không khí-nhiên liệu Các kim phun đặt ống góp khí nạp phun nhiên liệu phía trước của xu páp nạp (phun điểm), tại đó nhiên liệu trộn lẫn với không khí Khi pít tông di chuyển xuống dưới, hỗn hợp hút vào buồng đốt Sau đó, nó nén pít tông di chuyển lên Tiếp theo đó là bắt lửa từ tia lửa bugi để bắt đầu quá trình đốt cháy Nhiệt phát sinh quá trình đốt cháy làm tăng áp suất bên xi lanh, đẩy pít tông di chuyển xuống, qua đó cung cấp lượng động Khi pít tông di chuyển lên một lần khí cháy đẩy lặp lại chu trình Nhìn kỹ kỳ đốt cháy của chu trình: với một quá trình đốt cháy hoàn hảo, hydrocacbon (HC) xăng phản ứng với oxy có hỗn hợp khí nhiên liệu tạo nước (H2O) carbon dioxide (CO2) Thật không may là quá trình đốt cháy động hoàn hảo, làm khí xả có chứa thành phần có hại ví dụ HC CO Hơn nữa: một số điều kiện hoạt động nhất định của động cơ, nitơ có không khí phản ứng với oxy sinh các oxit nitơ (NOX), là chất rất độc hại (dạng khí) Do đó hàm lượng NOX thành phần gây hại khác chứa khí xả phải giảm thiểu biện pháp thích hợp Để đạt việc giảm thiểu này, nhiều biện pháp đã thực hiện và một bộ phận quan trọng nhất bộ xúc tác thành phần, có biện pháp khác bạn biết thời gian tới của khóa học Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp nhiên liệu Không khí 14.7kg NOx N2+O2 Hỗn hợp khí 10,000 lít Không khí Tỷ lệ hỗn hợp cân bằng lý tưởng Nhiên liệu 1kg 1.0 lít nhiên liệu λ = tỷ lệ trộn thực = tỷ lệ hỗn hợp cân λ < hỗn hợp giàu nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực < tỷ lệ hỗn hợp cân bằng) λ > hỗn hợp nghèo nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực > tỷ lệ hỗn hợp cân bằng) Bộ xúc tác thành phần Theo kinh nghiệm: hoạt động của động xăng cần có ôxy nhiên liệu Ôxy cung cấp không khí, đó có khoảng 21% ôxy (O2) và 78% nitơ (N2) Phần lại bao gồm nhiều loại khí khác Nhiên liệu lưu trữ thùng chứa của xe có hydrocacbon (HC) thành phần Hydrocacbon bao gồm nguyên tử hydro liên kết hóa học với nguyên tử carbon Năng lượng hóa học lưu trữ nhiên liệu biến đổi thành lượng học qua quá trình đốt cháy Tỷ lệ lý tưởng lý thuyết cho một quá trình đốt cháy hoàn toàn của nhiên liệu xăng và không khí là 14,7:1, gọi tỷ lệ hỗn hợp cân Khi mức tiêu hao nhiên liệu của động có đánh lửa phần lớn phụ thuộc vào tỷ lệ nhiên liệu-không khí (A/F), một lượng không khí lớn (hỗn hợp nghèo) cần thiết để đạt mức tiêu hao nhiên liệu tối thiểu Trong thực tế hạn chế cho tính dễ cháy hỗn hợp thời gian của quá trình đốt cháy Trên các mẫu xe hiện đại, mức tiêu hao nhiên liệu tối thiểu đạt tỷ lệ A/F là 15-18:1, 15-18 kg không khí cho kg nhiên liệu, có nghĩa là khoảng 10,000 lít không khí sử dụng để đốt một lít nhiên liệu Để có hiệu suất tốt chạy không tải mở hết bướm ga, một hỗn hợp "giàu" bắt buộc Hệ thống trộn hỗn hợp phải có khả đáp ứng nhu cầu khác của động Các yếu tố không khí-dư (lambda) cho biết tỷ lệ A/F thực tế khác với tỷ lệ tối ưu lý thuyết 14,7:1 thế Số hạng lambda 1, đã áp dụng cho hỗn hợp cụ thể Bộ xúc tác thành phần đặt vào hệ thống ống xả để biến đổi thành phần có hại khí thải thành các thành phần vô hại Để đảm bảo hoạt động bộ xúc tác thành phần đúng, điều quan trọng phải trì giá trị trung bình = Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Không khí 14.7kg NOx N2+O2 Hỗn hợp khí 10,000 lít Không khí Tỷ lệ hỗn hợp cân bằng lý tưởng Nhiên liệu 1kg 1.0 lít nhiên liệu λ = tỷ lệ trộn thực = tỷ lệ hỗn hợp cân λ < hỗn hợp giàu nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực < tỷ lệ hỗn hợp cân bằng) λ > hỗn hợp nghèo nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực > tỷ lệ hỗn hợp cân bằng) Bộ xúc tác thành phần Để đáp ứng yêu cầu này, số lượng không khí nạp vào phải đo xác, nhiên liệu cần cung cấp xác tương ứng cho phù hợp Nhiệt độ cao áp suất xi lanh có thể gây phản ứng giưa nitơ với ôxy để tạo thành oxit nitơ (NOX) Mặc dù có nhiều hình thức khác của liên kết nitơ khí xả, oxit nitric (NO) chiếm đa số, khoảng 98% của tất chất thải NOX sản sinh từ động Số lượng lớn nhất của NOX sản sinh điều kiện tải trọng trung bình đến nặng, một lượng nhỏ có thể sản sinh điều kiện tốc độ thấp tải nhẹ Lượng NOX sản sinh rất cao, tỷ lệ A/F nghèo phạm vi hỗn hợp lý tưởng Mặt khác chỉ biểu đồ, mức HC và CO tương đối thấp gần với tỷ lệ không khí / nhiên liệu lý thuyết lý tưởng 14.7:1 Điều củng cố thêm nhu cầu trì nghiêm ngặt việc kiểm soát hỗn hợp không khí / nhiên liệu Mối quan hệ nghịch đảo sản sinh HC/CO và sản sinh NOX đặt một vấn đề kiểm soát tổng số lượng khí xả phát Do mối quan hệ này, rất phức tạp để giảm ba thành phần khí xả này một lúc Nguyên nhân lượng NOX nhiều bao gồm lỗi hệ thống EGR, để làm nghèo hỗn hợp không khí / nhiên liệu, hay nhiệt độ khí nạp cao Nhưng thành phần vô hại của khí thải CO2, phải giảm gây nóng lên của trái đất Cách nhất để giảm CO2 giảm mức tiêu hao nhiên liệu Trong tổng số lượng phát sinh của quá trình đốt cháy, khoảng 20% sử dụng để lái chiếc xe; 80% lại bị mất ma sát, bù lượng khí động học, hoạt động các phụ tải đơn giản chỉ lãng phí là sinh nhiệt Do đó nhiệm vụ quan trọng khác nâng cao hiệu suất động nhằm làm giảm mức tiêu hao nhiên liệu Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Kiểm soát hỗn hợp nhiên liệu ECM ECM Tỷ lệ hỗn hợp cân bằng lý tưởng Như đã đề cập phần trước, giải pháp quan trọng nhất bộ xúc tác thành phần Tên gọi đã đưa thực tế làm giảm lượng HC, NOX, CO có thành phần khí xả Để hoạt động có hiệu tối ưu, bộ xúc tác đòi hỏi một mối quan hệ đặc biệt lượng của hỗn hợp không khí nhiên liệu đốt Sự liên hệ lượng hỗn hợp cần thiết cho một phản ứng hoàn toàn của thành phần nó và gọi hỗn hợp cân Như có thể thấy biểu đồ trên, nếu hỗn hợp nằm ngoài phạm vi, lượng khí xả ô nhiễm tăng lên Vì vậy, hệ thống phun nhiên liệu hiện đại áp dụng một chu kỳ kiểm soát, nơi mà điều kiện thực tế phản hồi trở lại cho bộ điều khiển, sau đó nó liên tục điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp với mức yêu cầu Loại kiểm soát gọi kiểm soát vòng lặp đóng Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Bộ điều khiển ĐẦU VÀO Các cảm biến để ghi nhận điều kiện hoạt động động cơ, tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát BỘ ĐIỀU KHIỂN ECM xử lý tín hiệu phản hồi điều khiển bộ chấp hành ĐẦU RA Các bộ chấp hành để tác động tới các điều kiện hoạt động của động cơ, tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát Tất các điều khiển này phải thực hiện ECM Nhằm mục đích tạo khả điều khiển này, điều kiện hoạt động động phát hiện và ghi nhận thiết bị đặc biệt, gọi các cảm biến Ví dụ chúng phát hiện động tốc độ, độ mở bướm ga nhiều điều kiện khác Chi tiết về cảm biến trình bày phần của chương Hệ thống điều khiển động ECM xử lý các thông tin đầu vào từ cảm biến điều khiển đầu là các lệnh phù hợp Các thiết bị đầu gọi các thiết bị chấp hành Các thiết bị chấp hành quan trọng nhất kim phun cuộn dây đánh lửa, có nhiều thiết chấp hành rất nhiều hệ thống điều khiển Các tín hiệu đầu vào mô tả chi tiết các phần sau Chức xử lý tín hiệu điều khiển đầu có thể chia thành sáu lĩnh vực: Kiểm soát phun nhiên liệu, Điều khiển đánh lửa, Điều khiển tốc độ không tải, Kiểm soát động và khí xả, Kiểm soát hư hỏng xảy (chức fail-safe và back-up), Tự chẩn đoán ECM sử dụng chức lưu trữ chương trình để xử lý tín hiệu đầu vào truyền tới cảm biến Các tín hiệu này là cứ để tính toán tín hiệu điều khiển tới thiết bị chấp hành (ví dụ cuộn dây đánh lửa, kim phun) Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Các bộ phận khác của hệ thống điều khiển động Hệ thống phân phối nhiên liệu Hệ thống nạp khí Hệ thống đánh lửa Hệ thống điều khiển điện tử Hệ thống xả ECU Một hệ thống phun nhiên liệu điện tử hiện đại có thể chia thành bốn hệ thống nhỏ (hoặc thậm chí là năm hệ thống nhỏ, nếu hệ thống kiểm soát khí xả xem là hệ thống độc lập) Chúng ta xem xét hệ thống bao gồm bốn phần, các thiết bị liên quan tới kiểm soát khí xả liên kết tích hợp vào một hệ thống đó là: hệ thống phân phối nhiên liệu, hệ thống nạp khí, hệ thống điều khiển điện tử cuối hệ thống đánh lửa Trước nghiên cứu hệ thống này, trước tiên quay trở lại lịch sử phát triển xem qua giai đoạn phát triển về hệ thống phun nhiên liệu Rev:0 01.07.2010 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Tổng quan hệ thống phân phối nhiên liệu Van chống tràn Bơm xăng Giắc bơm xăng Phao xăng Thùng xăng Bộ điều khiển Bộ lọc than Lọc xăng hoạt tính Kim phun Ống phân phối Van điều hòa áp suất Nhìn tổng quan về yêu cầu xác của kiểm soát động cơ, chúng ta hãy xem qua hệ thống đã áp dụng xe KIA Hãy bắt đầu với hệ thống phụ đầu tiên, hệ thống phân phối nhiên liệu bao gồm thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng, ống phân phối, kim phun, van điều hòa áp suất ống dẫn xăng hồi Xăng phân phối từ thùng chứa tới kim phun bơm xăng điện, thường đặt gần thùng xăng Tạp chất lọc một bộ lọc xăng dung lượng cao Trong hầu hết hệ thống cho đến nay, áp suất nhiên liệu giữ không đổi có liên quan với áp suất đường ống nạp qua van điều hòa áp suất, để giữ lượng xăng phun mức độ xác dựa thời gian mở kim phun Xăng thừa hồi trả lại thùng chứa Nhưng hệ thống không có đường xăng hồi sử dụng năm gần Cả hai loại mô tả chi tiết các phần sau Các thiết bị bổ sung là lọc than hoạt tính lắp thêm để làm giảm phát thải của nhiên liệu bay thoát vào không khí Hệ thống mô tả chi tiết khóa học Rev:0 01.07.2010 10 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng ECM control of injection duration Bước Xác định thời gian phun ban đầu MAP/MAF Đánh lửa Bước Xác định thời gian phun hiệu chỉnh (Hiệu chỉnh thời gian phun ban đầu) Điều chỉnh IAT Làm giàu hỗn hợp Làm nóng ĐC Làm giàu hỗn hợp sau khởi động Làm giàu hỗn hợp tăng tốc Hiệu chỉnh có tín hiệu tỷ lệ không khí/nhiên liệu phản hồi IAT ECT TPS Cảm biến O2 Bước Quyết định tín hiệu phun thực tế (Hiệu chỉnh bằng điện áp) Điện áp B+ Kim phun Để điều chỉnh lượng phun xác nhất có thể, tính toán thực hiện theo ba bước sau: Bước 1, Thời gian phun ban đầu Các tín hiệu đầu vào sử dụng cho việc là: Cảm biến lưu lượng khí nạp Cảm biến áp suất tuyệt đối khí nạp rpm động (CKP) ECM tính toán thời gian phun ban đầu dựa tốc độ động và lượng khí nạp biểu hiện cho tải động Khi một hai yếu tố tăng, thời gian phun tăng lên Bước 2, Thời gian phun hiệu chỉnh Các cảm biến đầu vào sử dụng để hiệu chỉnh là: Nhiệt độ nước làm mát (ECT), Nhiệt độ khí nạp (IAT), Cảm biến vị trí bướm ga (TPS), Cảm biến oxy (chỉ hoạt động vòng tròn khép kín) Thời gian phun ban đầu điều chỉnh dựa tín hiệu này thay đổi Khi động và nhiệt độ khí nạp chuyển từ lạnh sang ấm, thời gian phun giảm Bướm ga mở, lượng phun tăng lên lập tức Lượng phun tăng và giảm dựa tín hiệu từ bộ cảm biến oxy Rev:0 01.07.2010 30 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Bước Xác định thời gian phun ban đầu MAP/MAF Đánh lửa Bước Xác định thời gian phun hiệu chỉnh (Hiệu chỉnh thời gian phun ban đầu) Điều chỉnh IAT Làm giàu hỗn hợp Làm nóng ĐC Làm giàu hỗn hợp sau khởi động Làm giàu hỗn hợp tăng tốc Hiệu chỉnh có tín hiệu tỷ lệ không khí/nhiên liệu phản hồi IAT ECT TPS Cảm biến O2 Bước Quyết định tín hiệu phun thực tế (Hiệu chỉnh bằng điện áp) Điện áp B+ Kim phun Bước 3, Hiệu chỉnh theo điện áp ắc quy Bước cuối điều chỉnh theo điện áp ắc quy Có thời gian trễ thời điểm ECM gửi tín hiệu phun tới mạch điều khiển thời điểm thực tế vòi phun mở Thời gian trễ này thay đổi theo sức hút điện từ của cuộn dây kim phun Tăng thời gian trễ theo điện áp rơi của ắc quy Hiệu chỉnh theo điện áp ắc quy tăng thời gian phun theo điện áp rơi của ắc quy Rev:0 01.07.2010 31 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Hiệu chỉnh lượng phun Tăng Hệ số hiệu chỉnh Hệ số hiệu chỉnh 20°C 70°C Nhiệt độ nước làm mát Nhiệt độ khí nạp ON Tín hiệu phun OFF Tăng Hệ số hiệu chỉnh Tín hiệu phun Thời gian trễ MỞ Kim phun Lượng khí nạp / Góc bướm ga ĐÓNG Thời gian phun thực tế Hiệu chỉnh theo điện thế ắc quy Nhỏ Lớn Hiệu chỉnh làm giàu hỗn hợp Hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp Mật độ không khí thay đổi theo nhiệt độ; sở cho việc hiệu chỉnh nhiên liệu liên quan đến nhiệt độ không khí 20°C Lượng nhiên liệu cho việc yếu tố bản: Tăng lượng phun chỉ định số lớn hơn, ví dụ 1,1 cho 10% tăng lên Giảm chỉ định số nhỏ Yếu tố không thể thấy liệu hiện hành Hiệu chỉnh theo nhiệt độ nước làm mát (Làm giàu nhiên liệu làm ấm động cơ) Khi động không lạnh, lượng nhiên liệu bay ít Ở nhiệt độ dưới 70°C tỷ lệ không khí/nhiên liệu làm giàu dựa vào nhiệt độ nước làm mát, để ngăn chặn vấn đề khả lái Ở nhiệt độ rất lạnh, thời gian phun có thể tăng lên gần gấp đôi giá trị động ấm bình thường Hiệu chỉnh để tăng công suất Thời gian phun tải trung bình đến nặng tăng lên đến 30% Việc dựa lượng khí nạp, vị trí bướm ga rpm động Khi tải động tăng, thời gian phun tăng lên Hiệu chỉnh theo điện áp ắc quy Nếu điện áp hệ thống thấp, thời gian mở vòi phun phải tăng lên mất nhiều thời gian đến vòi phun có thể mở hoàn toàn Vì vậy thời gian phun phải điều chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh điện áp để đạt thời gian phun đúng Rev:0 01.07.2010 32 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Kiểm soát khởi động và làm ấm động Thời gian phun (ms) Thời gian phun ban đầu khởi động Nhiệt độ nước làm mát Hiệu chỉnh theo Nhiệt độ khí nạp Hiệu chỉnh theo điện áp -50 –20 20 40 80 Nhiệt độ nước làm mát (°C) Thời gian phun thực tế Thời gian của tín hiệu phun xăng khởi động Thời gian phun MAF/MAP CKP Thời gian phun hiệu chỉnh IAT, ECT, O2, TPS Thời gian phun Thực tế Hiệu chỉnh theo điện thế Để có xác thời gian phun động quay /khởi động, ECM sử dụng một chương trình quyết định lượng phun ban đầu dựa vào nhiệt độ nước làm mát Sau thời gian phun ban đầu tính bản, hiệu chỉnh thực hiện theo nhiệt độ khí nạp và điện áp ắc quy, thường thấp tải động quay Có hai tín hiệu cần thiết để bắt đầu hoạt động của kim phun CKP (Cảm biến vị trí trục khuỷu) tín hiệu CMP Nếu tín hiệu CKP động quay, ECM không thể xác định thời điểm đưa tín hiệu phun CMP (Cảm biến vị trí trục cam) dùng để xác định thời gian phun (phát hiện xi lanh TDC) Tín hiệu CMP chỉ cần thiết cho việc khởi động; nó phát hiện, bộ điều khiển có thể xác định vị trí nhất của góc tay quay Khi tín hiệu rpm động và lượng khí nạp thường không ổn định tốc độ động quay, tất các kim phun cấp xung theo chế độ không đồng bộ sau nhận tín hiệu CKP CMP Sau đó chế độ phun thay đổi theo, ECM dùng đồ thị phun biểu hiện phương án làm giàu nhiên liệu động quay lưu ECM Lưu ý nhiệt độ dưới mức đông, thời gian phun ban đầu tăng mạnh để chống lại khả bay ECM sử dụng đồ thị biểu hiện cho phương án làm giàu nhiên liệu động quay lưu ECM Để ổn định động lập tức sau khởi động, thời gian ngắn sau khởi động, ECM điều khiển cấp thêm nhiên liệu để đảm bảo động chuyển từ quay sang chạy dễ dàng Việc làm giàu nhiên liệu tối đa xác định tín hiệu nhiệt độ nước làm mát Lưu ý nhiệt độ dưới mức đông, thời gian phun ban đầu tăng mạnh để chống lại khả bay Khi động đã ổn định, thông tin rpm động và kết đo lượng khí nạp sử dụng để xác định thời gian phun ban đầu Rev:0 01.07.2010 33 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Hiệu chỉnh tăng tốc và giảm tốc Tốc độ động (rpm) Tín hiệu không tải OFF ON Tín hiệu CKP 12V Tín hiệu phun 0V Fuel Cut off speed 2000 Fuel Resume speed -40 -20 20 40 60 80 Nhiệt độ nước làm mát (°C) Lớn Lượng nhiên liệu phun Nhỏ rpm giới hạn Thấp Rpm động Cao Khi động tăng tốc, một trạng thái nghèo nhiên liệu nhất thời tồn tại bướm ga bắt đầu mở, thực tế xăng nhẹ không khí và không thể di chuyển vào xi lanh một cách nhanh chóng Để ngăn chặn rung giật hay chết máy, ECM sử dụng phương án làm giàu nhiên liệu tăng tốc Khi tín hiệu không tải chuyển từ ON sang OFF, nhiên liệu bổ sung phun thêm Khi điều kiện hoạt động động trình chuyển đổi, tăng tốc giảm tốc, lượng phun phải tăng giảm nhẹ để cải thiện hiệu suất động và tiết kiệm nhiên liệu Trong thời gian bướm ga đóng để giảm tốc độ từ tốc độ động cao hơn, việc phân phối nhiên liệu không cần thiết Trong thực tế, lượng khí thải giảm tốc tiết kiệm nhiên liệu ảnh hưởng bất lợi nếu nhiên liệu cung cấp trình giảm tốc độ Việc cắt nhiên liệu phục hồi lại thay đổi, tùy thuộc vào nhiệt độ nước làm mát trạng thái ly hợp A/C Khi ly hợp A/C bật ON, tốc độ cắt nhiên liệu phục hồi lại lại tăng lên Khi công tắc đèn phanh bật ON, tốc độ cắt nhiên liệu phục hồi lại lại giảm xuống (chỉ một số ứng dụng) Nếu tốc độ động quá cao, nhiên liệu cắt để tránh quay quá tốc độ và đó làm động hư hỏng Ngưỡng rpm giới hạn thay đổi tùy theo từng thiết kế động và ứng dụng Rev:0 01.07.2010 34 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Các phương thức phun và thời gian phun Phun nhóm Phun đồng thời Phun tuần tự Kỳ nạp Phun nhiên liệu Đánh lửa Xy lanh số Xy lanh số Xy lanh số Xy lanh số 0° 180° 360° 540° 720° Các kim phun một hệ thống phun hiện đại có thể điều khiển theo chế độ hoạt động khác Có hai chế độ hoạt động phun sử dụng ECM, tùy thuộc vào điều kiện hoạt động động Các chế độ này gọi là đồng bộ và không đồng bộ Phun đồng bộ chỉ đơn giản có nghĩa là việc phun đồng bộ hóa với việc đánh lửa một góc trục khuỷu cụ thể Phun đồng bộ đã sử dụng phần lớn thời gian Phun không đồng bộ chỉ sử dụng trình tăng tốc, giảm tốc độ khởi động Nó hoạt động độc lập với việc đánh lửa dựa thay đổi vị trí TPS mà không liên quan đến góc trục khuỷu Bên cạnh chế độ phun này, có thể mô tả các phương thức: phun đồng thời, phun nhóm, phun Trong trường hợp phun đồng thời tất các kim phun điều khiển phun lúc Phun nhóm tiến hành một nhóm kim phun phun lúc, ví dụ xi lanh và một động xi lanh Và cuối phun có nghĩa là các kim phun điều khiển độc lập liên quan đến vị trí của pít tông của xi lanh có liên quan Rev:0 01.07.2010 35 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Tổng quan về hệ thống đánh lửa Trong Hệ thống đánh lửa kiểm soát máy tính, động cung cấp đánh lửa với gần đường đặc tính thời điểm đánh lửa lý tưởng ECM xác định thời điểm đánh lửa dựa đầu vào là các cảm biến Bộ nhớ của ECM lưu thời điểm đánh lửa tối ưu cho điều kiện hoạt động của động Mặc dù thực tế hệ thống đánh lửa tích hợp kiểm soát hệ thống điều khiển động cơ, các thành phần cách nào đó độc lập với hệ thống phun nhiên liệu, chúng chia sẻ một số tín hiệu đầu vào Nhưng có một số cảm biến sử dụng dành riêng cho hệ thống đánh lửa Vì vậy xem xét hệ thống điều khiển đánh lửa từ phần này trở Hệ thống đánh lửa chia thành hai loại bản: loại có bộ chia điện loại không có bộ chia điện (DLI) Tất mẫu xe gần sử dụng hệ thống đánh lửa loại DLI Rev:0 01.07.2010 36 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Các bộ phận chủ yếu Các bộ phận chủ yếu của các loại hệ thống đánh lửa bao gồm: IGT: Tín hiệu đánh lửa IGF: Tín hiệu khẳng định IGF MAF / MAP IGT CKP /CMP Bộ phận đánh lửa ECT ECM TPS Công tắc IG Cuộn đánh lửa Bộ chia điện nếu có trang bị Cảm biến tiếng gõ Bugi Mục đích của hệ thống đánh lửa là để đốt cháy hỗn hợp không khí/nhiên liệu buồng đốt tại thời điểm thích hợp Để tối đa hóa hiệu công suất động cơ, hỗn hợp không khí / nhiên liệu phải đốt cháy khoảng 10° sau điểm chết (TDC) để áp suất phát sinh quá trình đốt cháy đạt tối đa Thời điểm đánh lửa phụ thuộc vào: tốc độ động cơ, hỗn hợp, Biểu đồ cho thấy các tín hiệu đầu vào cần thiết cho việc kiểm soát thời gian đánh lửa: cảm biến vị trí bướm ga, đầu vào cảm biến MAF MAP, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến vị trí trục khuỷu, công tắc khởi động, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến tiếng gõ Căn cứ vào tín hiệu đầu vào, bộ điều khiển gửi tín hiệu thời điểm đánh lửa (IGT) tới bộ phận đánh lửa (loại transistor công suất) Khi tín hiệu IGT tắt, bộ phận đánh lửa bật ON tắt dòng sơ cấp cuộn dây đánh lửa, sau đó tạo một tia lửa điện áp cao (7kV-35kV) Rev:0 01.07.2010 37 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Kiểm soát góc đánh lửa sớm và góc đóng tiếp điểm Đánh lửa TDC IGT Góc đánh lửa sớm Thời gian đánh lửa 40 80 Có kiểm soát góc đóng tiếp điểm 30 Góc đóng (độ) Điện áp đánh lửa thứ cấp (kV) Dòng đánh lửa sơ cấp 20 10 Không có kiểm soát góc đóng tiếp điểm 60 40 RPM RPM Kiểm soát đóng tiếp điểm Nói chung thời gian có sẵn để dòng điện cấp tới cuộn sơ cấp giảm tốc độ động tăng Vì vậy điện áp tự cảm cuộn thứ cấp giảm Để giữ cho điện áp cuộn thứ cấp cao tốt bộ điều khiển giữ đúng thời gian lâu tốt (góc đóng tiếp điểm) để giảm thiểu tác động bất lợi Phòng ngừa quá dòng Các transistor công suất tắt nếu bị treo (nếu dòng điện truyền liên tục khoảng thời gian dài quy định), để bảo vệ cuộn dây đánh lửa transistor công suất Mạch Phòng ngừa Điện áp Quá tải: tắt transistor công suất nếu điện áp cung cấp trở nên cao, để bảo vệ cuộn dây đánh lửa transistor công suất Rev:0 01.07.2010 38 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Nguyên tắc đánh lửa sớm Thời điểm đánh lửa ban đầu Vị trí cảm biến CMP Sm Pe all Hi r E gh ng in Int e R ake M evo Ai eed Góc đánh lửa sớm ban đầu an lu r V Sp e i t fo io ol Tốc độ động in ld n um Eng Tải động Va e cu um h Hig Góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh Nhiệt đô nước làm mát Ổn định RPM Tiếng gõ máy ECT / EGR / Cân bằng Đánh lửa sớm thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố Để cung cấp đánh lửa sớm tối ưu theo nhiều điều kiện hoạt động động cơ, một đồ đánh lửa sớm lưu trữ ECM Bản đồ cung cấp xác thời điểm đánh lửa bất kỳ điều kiện nào kết hợp tốc độ động cơ, tải trọng, nhiệt độ nước làm mát vị trí bướm ga sử dụng thông tin phản hồi từ cảm biến tiếng gõ để điều chỉnh cho biến đổi của chỉ số octan nhiên liệu ECM làm sớm góc đánh lửa hoạt động động lạnh làm trễ hoạt động điều kiện quá nhiệt, độ cao và đặc biệt nếu phát hiện tiếng gõ Thời điểm đánh lửa hiệu = Thời điểm đánh lửa ban đầu + Góc đánh lửa sớm + Góc đánh lửa sớm (trễ) hiệu chỉnh Rev:0 01.07.2010 39 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Góc đánh lửa sớm ban đầu Góc đánh lửa sớm ban đầu Góc đánh lửa sớm ban đầu Công tắc A/C và không tải bật ON Thấp Tốc độ động Nhẹ Tải động Nặng Cao Tăng Giảm Hiệu chỉnh sớm Lượng phun Góc đánh lửa sớm -40 -20 20 40 60 Nhiệt độ nước làm mát (°C) 80 Thời gian Góc đánh lửa sớm ban đầu ECM tính toán góc đánh lửa sớm ban đầu qua đánh giá rpm động và tín hiệu lưu lượng khí nạp Những tín hiệu cảm biến đó có tác dụng quan trọng nhất để tính thời điểm đánh lửa ban đầu Các cảm biến đầu vào khác ảnh hưởng đến góc đánh lửa sớm ban đầu tín hiệu ly hợp máy nén A/C làm sớm góc đánh lửa ban đầu Khi công tắc không tải bật ON một số loại động cơ, góc đánh lửa sớm ban đầu làm trễ / sớm nếu ECM đánh giá sử dụng loại nhiên liệu thông thường, dựa tín hiệu từ bộ cảm biến tiếng gõ động Hiệu chỉnh theo nhiệt độ động Để cải thiện khả hoạt động động lạnh, góc đánh lửa làm sớm ECM xem xét lượng khí nạp tình trạng công tắc không tải để xác định mức độ lạnh thêm vào tính toán đánh lửa ban đầu Hiệu chỉnh theo chức Ổn định động chạy không tải của hệ thống phun nhiên liệu Để ngăn ngừa hiện tượng nghẹt động vòng khép kín tỷ lệ không khí/nhiên liệu thay đổi, ECM làm sớm thời điểm đánh lửa nếu lệnh làm nghèo nhiên liệu gửi đến kim phun (lượng phun nhiên liệu giảm) Một lượng rất nhỏ làm sớm thêm vào góc đánh lửa sớm ban đầu nhằm làm ổn định động chạy không tải Rev:0 01.07.2010 40 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa Cao Cao Tỷ lệ dòng EGR Cân bằng Thấp Thấp Hiệu chỉnh đánh lửa sớm Hiệu chỉnh đánh lửa sớm Ít Ít Nhiều Lớn Nhiều Đánh lửa sớm Thấp 1-2 A/C ON Hiệu chỉnh góc đánh Lửa sớm hay muộn Cao 2-3 3-4 Biểu đồ chuyển số A/C OFF 25 50 (rpm) Khác biệt với tốc độ không tải chuẩn Hiệu chỉnh theo vòng tuần hoàn khí xả (EGR) Thời điểm đánh lửa làm sớm từ tính toán ban đầu công tắc không tải tắt và EGR kích hoạt Hiểu chỉnh Độ cao tăng cao Cải thiện hiệu suất động và chất lượng hoạt động không tải hoạt động độ cao tăng cao cách làm sớm thời điểm đánh lửa (chỉ một số hệ thống) Hiệu chỉnh theo vị trí số ECT (Hộp số) Trên một số ứng dụng có tích hợp ECT (Hộp số Điều khiển Điện tử), ECM động và hộp số làm trễ góc đánh lửa ban đầu tạm thời thời gian chuyển số Nguyên tắc giúp giảm sốc sang số cách giảm thay đổi mô-men xoắn của động Hiệu chỉnh theo Ổn định Tải động chạy không tải Khi tốc độ không tải thay đổi tải tăng lên, ECM điều chỉnh thời điểm đánh lửa để ổn định tốc độ không tải ECM liên tục giám sát tính toán tốc độ trung bình của động Nếu tốc độ trung bình dưới một rpm mục tiêu nhất định, ECM thêm một giá trị làm sớm cho góc đánh lửa ban đầu Rev:0 01.07.2010 41 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Có tiếng gõ động Muộn Góc sớm Công tắc không tải ON Sớm Góc muộn Hiệu chỉnh đánh lửa sớm Hiệu chỉnh quá nhiệt Hết tiếng gõ động Công tắc không tải OFF 40 60 80 100 120 Nhiệt độ nước làm mát (°C) Góc muộn ECM Mạnh Yếu Tiếng gõ động Khi nhiệt độ động tiếp cận nhiệt độ quá nhiệt, ECM làm sớm thời điểm đánh lửa nếu công tắc không tải bật ON để tránh bị nhiệt Khi công tắc không tải tắt, ECM làm trễ góc đánh lửa để ngăn chặn gõ động Với cảm biến tiếng gõ, động và hệ thống đánh lửa có thể vận hành hiệu gần đỉnh của và tiệm cận đường biên của tiếng gõ Nếu tiếng gõ cảm nhận, thời điểm đánh lửa làm trễ dựa đồ giá trị lưu ECM, sau này từng bước cố gắng để trở về giá trị ban đầu Nếu một lần phát hiện tiếng gõ trình này, thời điểm đánh lửa làm trễ lại, nếu không, quá trình làm sớm tiếp tục cho đến đạt giá trị ban đầu Nếu khác biệt tín hiệu tiếng gõ mức độ tiếng ồn nhỏ cao ngưỡng cho phép một khoảng thời gian xác định, một mã lỗi DTC phát sinh và đánh lửa làm trễ đến một giá trị cố định Cảm biến tiếng gõ cần phải xiết chặt với lực xiết quy định Sách hướng dẫn sửa chữa Lực xiết sai có thể dẫn đến việc làm trễ thời điểm đánh lửa không cần thiết trường hợp tồi tệ nhất có thể dẫn đến hư hỏng động cơ! Hiệu chỉnh theo tiếng gõ máy ECM liên tục giám sát tín hiệu từ cảm biến tiếng gõ để phát hiện tiếng gõ máy Nếu có tiếng gõ, góc đánh lửa sớm ban đầu làm trễ tùy thuộc vào cường độ của tín hiệu cảm biến tiếng gõ Sau tiếng gõ ngừng, ECM trở lại góc đánh lửa sớm ban đầu Phương án hiệu chỉnh theo tiếng gõ máy cho phép động hoạt động thời gian tối ưu mà không liên quan tới chỉ số octan nhiên liệu, tối đa hóa hiệu suất động sử dụng nhiên liệu có chỉ số octan cao Rev:0 01.07.2010 42 FLGM-1ET6K Hệ thống điều khiển động xăng Kiểm soát tiếng gõ Với cảm biến tiếng gõ, động và hệ thống đánh lửa có thể vận hành gần hiệu đỉnh của và tiệm cận đường biên của tiếng gõ Nếu tiếng gõ cảm nhận, thời điểm đánh lửa làm trễ dựa đồ giá trị lưu ECM, sau đó từng bước cố gắng để trở về giá trị ban đầu Nếu một lần tiếng gõ phát hiện trình này, thời điểm đánh lửa làm trễ lại một lần nữa, nếu không, việc làm sớm thời điểm đánh lửa tiếp tục cho đến giá trị ban đầu Nếu khác biệt tín hiệu tiếng gõ mức độ tiếng ồn nhỏ cao ngưỡng cho phép một khoảng thời gian xác định, một mã lỗi DTC phát sinh và đánh lửa làm trễ đến một giá trị cố định Cảm biến tiếng gõ cần phải xiết chặt với lực xiết quy định Sách hướng dẫn sửa chữa Lực xiết sai có thể dẫn đến việc làm trễ thời điểm đánh lửa không cần thiết trường hợp tồi tệ nhất có thể dẫn đến hư hỏng động cơ! Rev:0 01.07.2010 43 FLGM-1ET6K 4.5 25.6M 10 1125K 20K 2M 1M Increme LIN Fits CAN-C CAN-B LIN ntal cost in at Hệ thống điều khiển động xăng event masterper node the low triggered slaveofCác end chức chẩn đoán dual fault single wire in wire car tolerant bus multipl dual no quartz wire exing, making a LIN system a cost effectiv e solution Hệ thống MPI cho phép thực hiện phương pháp chẩn đoán tiêu chuẩn: Đọc mã lỗi chẩn đoán, đọc liệu hiện hành kiểm tra hoạt động các thiết bị chấp hành Để biết thêm thông tin về hoạt động của thiết bị chẩn đoán Hi-Scan Pro, vui lòng tham khảo phần có liên quan phần dụng cụ thiết bị Các chức cao hơn, mô phỏng tín hiệu sử dụng chức đo sóng Các chức này mô tả phần 2, nghiên cứu sau này Rev:0 01.07.2010 44 FLGM-1ET6K ... (CO2 ) Thật không may là quá trình đốt cháy động hoàn hảo, làm khí xả có chứa thành phần có hại ví dụ HC CO Hơn nữa: một số điều kiện hoạt động nhất định của động cơ, nitơ co ... xăng cần co ôxy nhiên liệu Ôxy cung cấp không khí, đó co khoảng 21% ôxy (O2) và 78% nitơ (N2) Phần lại bao gồm nhiều loại khí khác Nhiên liệu lưu trữ thùng chứa của xe co hydrocacbon... WESCO) Loại có các ưu điểm sau: tiếng ồn hoạt động thấp, rung động bơm nhiên liệu nhỏ, loại mô tơ co vòng quay cao và mô men xoắn thấp cho phép thiết kế gọn và nhẹ Nó co