đồ án Hệ Thống Phun Xăng điện Tử EFI - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (39 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật - Công nghệ

Cơ khí - Luyện kim

đồ án hệ thống phun xăng điện tử EFI

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 39 trang )

TRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPMỤC LỤCSVTH: Hồ Doãn Bảo1GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPLỜI NÓI ĐẦUNgày nay khi ngành công nghiệp ôtô trong nước và trên thế giới đangngày càng phát triển và đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển chung củatoàn xã hội. Nhiều hệ thống trên ô tô được thay thế để đáp ứng nhu cầu của conngười trong đó có hệ thống phun xăng điện tử(EFI).Để hiểu sâu về hệ thống nàyem đã chọn đề tài này.Là sinh viên của khoa Công Nghệ ôtô chúng em được trang bị những kiến thứccơ bản về ngành cơ khí ôtô. Với đề tài : “ Nghiên cứu hệ thống phun xăng điệntử EFI động cơ 1TR – FE trên Toyota Inova G”, giúp em hoàn thiện hơn vềtrang bị kiến thức của mình về ngành mà em theo học và đặc biệt là về hệ thốngphun xăng điện tử EFI. Nó đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc tiết kiệmnhiên liệu cũng như kinh tế người sử dụng.Đề tài gồm có 5 chương:o Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFIo Chương 2: Công dụng, phân loại, yêu cầu và Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làmviệc của động cơ 1TR-FE dùng trên xe Inova G.o Chương 3 : Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử củađộng cơ 1TR-FE trên xe Inova G .o Chương 4: Quy trình tháo lắp kim phun xăng , các hư hỏng thường gặp vàchuẩn đoán theo mã lỗio Chương 5: Kết luậnEm xin gửi lời cảm ơn đến hai thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Ngọc Tú ,các thầy trong khoa Công Nghệ ôtô cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp emhoàn thành đồ án này.Vinh, ngày …. tháng …. năm 2017Sinh viên thực hiệnHồ Doãn BàoSVTH: Hồ Doãn Bảo2GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPCHƯƠNG 1Tổng quan về hệ thồng phun xăng điện tử EFI.1 . Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử:1.1. Khái niệm về phun xăng điện tử:Chữ EFI trên động cơ và phía sau thân xe là viết tắt của từ Electronic FuelInjection, có nghĩa là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử. Đây là hệthống cung cấp hỗn hợp nhiên liệu tốt nhất hiện nay. Tùy theo các chế độ làmviệc khác nhau của ôtô mà hệ thống tự thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu để cungcấp cho động cơ hoạt động tốt nhất. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiếtlạnh giá, hỗn hợp khí được cung cấp giàu xăng, sau khi động cơ đã được nhiệtđộ vận hành, hỗn hợp khí sẽ nghèo xăng hơn. Ở chế độ cao tốc lại được cungcấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại.Trên các xe đời cũ sử dụng bộ chế hòa khí để tạo hỗn hợp nhiên liệu vàcung cấp nhiên liệu cho động cơ. Cả hai loại này: bộ chế hòa khí hay hệ thốngphun xăng điện tử đều cung cấp nhiên liệu với một tỷ lệ nhất định phụ thuộc vàolượng khí nạp. Nhưng do để đáp ứng các yêu cầu về khí xả, tiêu hao nhiên liệu,cải thiện khả năng tải… thì bộ chế hòa khí ngày nay được lắp them các thiết bịhiệu chỉnh khác, làm cho nó trở nên phức tạp hơn rất nhiều.Do vậy, hệ thống phun xăng điện tử EFI đã ra đời thay thế cho bộ chế hòakhí, nó đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu thích hợp cho động cơ bằng việc phunnhiên liệu điện tử theo các chế độ lái xe khác nhau.Hình vẽ 1.1 Hệ thống EFISVTH: Hồ Doãn Bảo3GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP1.2 Lịch sử phát triểnVào thế kỷ XIX, một kỹ sư người mỹ ông Stenvan đã nghĩ ra cách phunnhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã chophun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ 20,người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại ( nhiênliệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu quả thấp ). Tuynhiên, sau đó sáng kiến này đã rất thành công trong việc chế tạo hệ thống phunxăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được phun trực tiếpvào trước xupap hút nên có tên goi là K - Jetronic. K - Jetronic được đưa vào sảnxuất ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảngcho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE - Jetronic, Mono –Jetronic, L – Jetronic, Motronic…Do hệ thống phun xăng cơ khí có nhiều nhược điểm nên đầu những năm80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiểnbằng điện, có hai loại : hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác địnhnhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp ) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu được xácđịnh dựa vào áp suất trên đường ống nạp).Đến năm 1984, người Nhật đã mua bản quyền của BOSCH và đã ứngdụng hệ thống phun xăng L – Jetronic và D – Jetronic trên các xe của hãngToyota (dung với động cơ 4A – ELU). Đến những năm 1987 , hãng Nissan dungL – Jetronic thay bộ chế hòa khí của xe Sunny.Việc điều khiển EFI có thể chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau vềphương pháp dung để xác định lượng nhiên liệu phun.Một là một loại mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thờigian cần thiết để nạp và phóng vào tụ điện. Loại khác là loại được điều khiểnbằng vi xử lý,loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.Loại hệ thống EFI điều khiển bằng mạch tương tự là loại được Toyota sửdụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó. Loại điều khiển bằng vi xử lý đượcbắt đầu sử dụng vào năm 1983.Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe củaToyota gọi là TCCS (Toyota computer controlled system – hệ thống điều khiểnbằng máy tính của Toyota), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn baogồm ESA (Electronic Spark advance – đánh lửa sớm điện tử) để điều khiển thờiđiểm đánh lửa ; ISC (Idle speed control – điều khiển tốc độ không tải) và các hệthống điều khiển khác cũng như chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hai hệthống này có thể phân loại như sau:SVTH: Hồ Doãn Bảo4GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình vẽ 1.2 Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tửLoại EFI mạch tương tự và vi điều khiển bằng bộ vi xử lý về cơ bản là giốngnhau, nhưng có thể nhận thấy một vài điểm khác nhau như các lĩnh vực điềukhiển và độ chính xác.CHƯƠNG 2 . Công dụng, phân loại, yêu cầu và nguyên lý hoạtđộng của hệ thống phun xăng điện tửI. Công dụng, phân loại, yêu cầu1. Công dụngSVTH: Hồ Doãn Bảo5GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPCung cấp hỗn hợp nhiên liệu cho động cơ một cách hiệu quả nhất trongmọi chế độ và điều kiện làm việc của động cơ.2. Phân loại hệ thống phun xăng2.1. Phân loại theo phương pháp xác định lưu lượng khí nạpCăn cứ vào phương pháp xác định lưu lượng không khí nạp, người ta chia hệthống phun xăng điện tử làm hai kiểu như sau.Hình 2.1: Phân loại theo phương pháp lưu lượng khí nạpa. Kiểu D – EFIỞ kiểu này lưu lượng không khí nạp được xác định gián tiếp bằng cáchkiểm tra độ chân không sau bướm ga bằng một cảm biến gọi là cảm biến chânkhông (Vacuum sensor). Độ chân không trong đường ống nạp được chuyểnthành tín hiệu điện áp và được ECU tính toán xác định lượng không khí nạptương ứng.b. Kiểu L – EFIỞ kiều này bộ đo lưu lượng khí nạp được đặt sau bầu lọc không khí, dovậy tấtcả lượng không khí nạp vào động cơ đều trực tiếp bởi bộ đo lưu lượng khínạp và tín hiệu này được ECU xác định.2.2. Phân loại theo số điểm phun- Hệ thống phun xăng đơn điểm: Hệ thống này dùng một vòi phun trung tâm,xăng được phun vào ống hút của đông cơ rồi được hút vào các xi lanh qua cáccổ hút. Loại này bố trí như như hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí.SVTH: Hồ Doãn Bảo6GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP- Hệ thống phun xăng đa điểm: Hệ thống này dùng nhiều vòi phun để phun xăngvào cổ hút của động cơ (phun trước xupáp nạp).nhờ vậy lượng xăng phun vàocác xi lanh được đồng đều.3. Phân loại theo phương pháp phuna. Phun độc lập (theo trình tự)Nhiên liệu được phun độc lập cho từng xi lanh mỗi vòng hai vòng quay của trụckhuỷu.Hình 2.2: Phun độc lậpb. Phun theo nhómNhiên liệu được phun cho mỗi nhóm mỗi lần sau hai vòng quay của trụckhuỷu.Hình 2.3: Phun theo nhómc. Phun đồng thờiNhiên liệu được phun đồng thời vào các xi lanh tương ứng một lần sau mỗivòng quay của trục khuỷu. Lượng nhiên liệu cần thiết để đốt cháy được phuntrong hai lần phun.SVTH: Hồ Doãn Bảo7GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình 2.4: Phun đồng thời4. Phân loại theo phương pháp điều khiển.- Hệ thống phun xăng điều khiển cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơkhí và bộ điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.- Hệ thống phun xăng điều khiển thủy lực: Được trang bị các bộ phận di độngbởi áp lực của gió hay của nhiên liệu. Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biếncánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phunvào động cơ.- Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhậnbiết chế độ hoạt động của động cơ và bộ điều khiển trung tâm để điều khiểnchế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.I. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phun xăng điện tử1. Sơ đồ cấu tạoSVTH: Hồ Doãn Bảo8GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình 2.5: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 2TR-FE.1: Bình Xăng; 2: Bơm xăng điện; 3: Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm;4: Lọc Xăng; 5: Bộ lọc than hoạt tính; 6: Lọc không khí; 7: Cảm biến lưulượng khí nạp; 8: Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10: Bướm ga; 11: Cảm biến vịtrí bướm ga; 12: Ống góp nạp; 13: Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14: Bộ ổn địnháp suất; 15: Cảm biến vị trí trục cam; 16: Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu;17: Ống phân phối nhiên liệu; 18: Vòi phun; 19: Cảm biến tiếng gõ; 20: Cảmbiến nhiệt độ nước làm mát; 21: Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22: Cảm biến ôxy.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng động cơ 1TR-FENhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm cánh gạt qua bình lọcnhiêu liệu để lọc sách các tạp chất sau đó tới bộ giảm rung, bộ phận này cóSVTH: Hồ Doãn Bảo9GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPnhiệm vụ hấp thụ các dao động nhỏ của nhiên liệu sự phun nhiện liệu gây ra.Sau đó qua ống phân phối, ở cuối ống phân phối có bộ ổn định áp suất nhằmđiều khiển áp suất của dòng nhiên liệu và giữ cho nó luôn ổn định. Tiếp đếnnhiên liệu được đưa tới vòi phun dưới sự điều khiển của ECU vòi phun sẽ mở ranhiên liệu được phun vào buồng cháy để động cơ hoạt động. nhiên liệu thừa sẽđược đưa theo đường hồi trở về bình nhiên liệu. Các vòi phun sẽ phun nhiên liệuvào ống nạp tùy theo các tín hiệu phun của ECU. Các tín hiệu phun của ECU sẽđược quyết định sau khi nó nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và nhiên liệusẽ được ECU điều chỉnh phù hợp với tình trạng hoạt động của động cơ.CHƯƠNG 3Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ1TR-FE trên xe Toyota Inova GSVTH: Hồ Doãn Bảo10GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính1.1 . Vòi phun xăng điện tửVòi phun trên động cơ 1TR-FE là loại vòi phun đầu dài, trên thân vòi phun cótấm cao su cách nhiệt và giảm rung cho vòi phun, các ống dẫn nhiên liệu đến vòiphun được nối bằng các giắc nối nhanh.Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thời điểm phun nhiênliệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU. Vòi phun được lắp vào nắp quy lát ở gầncửa nạp của từng xy lanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ốngphân phối xăng.Kết cấu và nguyên lý hoạt động của vòi phun.Khi cuộn dây (4) nhận được tín hiệu từ ECU, piston (7) sẽ bị kéo lênthắng được sức căng của lò xo. Do van kim và piston là cùng một khối nên vancũng bị kéo lên tách khỏi đế van của nó và nhiên liệu được phun ra.Hình 3.1 Kết cấu vòi phun nhiên liệu.1: Thân vòi phun ; 2: Giắc cắm; 3: Đầu vào; 4: Gioăng chữ O; 5: Cuộn dây;6: Lò xo; 7: Piston ; 8: Đệm cao su; 9: Van kim.Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu củaECU. Do độ mở của van được giữ cố định trong khoảng thời gian ECU phát tínhiệu, vậy lượng nhiên liệu phun ra chỉ phụ thuộc vào thời gian ECU phát tínhiệu.Mạch điện điều khiển vòi phunHiện có 2 loại vòi phun, loại có điện trở thấp1,5-3Ω và loại có điện trởcao13,8Ω, nhưng mạch điện của hai loại vòi phun này về cơ bản là giống nhau.Điện áp ắc quy được cung cấp trực tiếp đến các vòi phun qua khóa điện. Cácvòi phun được mắt song song.SVTH: Hồ Doãn Bảo11GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPĐộng cơ 2TR-FE với kiểu phun độc lập nên mỗi vòi phun của nó có mộttransitor điều khiển phun.Hình 3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động cơ 1TR-FE.1: Ắc quy; 2: Cầu chì dòng cao; 3: Khóa điện; 4: Cầu chì; 5: Vòi phun1.2. Bơm nhiên liệuBơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đóloại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống.Các chi tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van mộtchiều, van an toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối.Hình 3.3 Kết cấu của bơm xăng điện.1: Van một chiều; 2: Van an toàn; 3: Chổi than; 4: Rôto; 5: Stato; 6,8: Vỏbơm; 7,9: Cánh bơm; 10: Cửa xăng ra; 11: Cửa xăng vào.Rôto (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạtnhiên liệu từ cửa vào (11) đến cửa ra (10) của bơm, do đó tạo được độ chânkhông tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩynhiên liệu đi.SVTH: Hồ Doãn Bảo12GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPVan an toàn (2) mở khi áp suất vượt quá áp suất giới hạn cho phép(khoảng 6 kG/cm2).Van một chiều (1) có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động. Van mộtchiều kết hợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiênliệu khi động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại. Nếu khôngcó áp suất dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khókhăn khi khởi động lại động cơ. Ðiều khiển bơm nhiên liệu:Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh chonhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ONnhưng động cơ chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơmnhiên liệuKhi động cơ đang quay khởi động.Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi động(kí hiệu ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA).Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor côngsuất bật ON, dòng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (C/OPN), rơle mở mạchbật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động.Khi động cơ đã khởi động.Sau khi động cơ đã khởi động, khóa điện được trở về vị trí ON (cực IG2)từ vị trí Start cực (ST), trong khi tín hiệu NE đang phát ra (động cơ đang nổmáy), ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu được duy trì hoạtđộngKhi động cơ ngừng.Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắtTransistor, do đó cắt dòng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quảlà, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu.SVTH: Hồ Doãn Bảo13GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình 3.4 Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu.1: Cầu chì dòng cao; 2,6,8,9: Cầu chì; 3,4,10: Rơ le; 5: Bơm;7: Khóa điện; 11: Máy khởi động.1.2. Bộ lọc nhiên liệuLọc nhiên liệu lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu.Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu. Ưu điểm của loại lọcthấm kiểu dùng giấy là giá rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhượcđiểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500km.Hình 3.5 Kết cấu bộ lọc nhiên liệu.1: Thân lọc nhiên liệu; 2: Lõi lọc; 3: Tấm lọc;4: Cửa xăng ra; 5: Tấm đỡ; 6: Cửa xăng vào.Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa (6) của bộ lọc, sau đó xăng đi qua phầntử lọc (2). Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10µm. Cáctạp chất có kích thước lớn hơn 10µm được giữ lại đây. Sau đó xăng đi qua tấmSVTH: Hồ Doãn Bảo14GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPlọc (3) các tạp chất nhỏ hơn 10µm được giữ lại và xăng đi qua cửa ra (5) của bộlọc là xăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ.1.3. Bộ ổn định áp suấtBộ điều chỉnh áp suất được bắt ở cuối ống phân phối. Nhiệm vụ của bộ điềuáp là duy trì và ổn định độ chênh áp trong đường ống.Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu cấp đến vòi phun phụ thuộc vào áp suất trênđường ống nạp. Lượng nhiên liệu được điều khiển bằng thời gian của tín hiệuphun, nên để lượng nhiên liệu được phun ra chính xác thì mức chênh áp giữaxăng cung cấp đến vòi phun và không gian đầu vòi phun phải luôn luôn giữ ởmức 2,9 kG/cm2 và chính bộ điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm này.Hình 3.6 Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạpcủa bộ ổn định áp suất.Hình 3.7 Kết cấu bộ ổn định áp suất.1: Khoang thông với đường nạp khí; 2: Lò xo; 3: Van; 4: Màng;5: Khoang thông với dàn ống xăng; 6: Ðường xăng hồi về thùng xăng.Nguyên lý làm việc của bộ ổn địnhNhiên liệu có áp suất từ dàn ống phân phối sẽ ấn màng (4) làm mở van(3). Một phần nhiên liệu chạy ngược trở lại thùng chứa qua đường nhiên liệuSVTH: Hồ Doãn Bảo15GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPtrở về thùng (6). Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độ căng của lò xomàng, áp suất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng nhiên liệu hồi. Ðộ chân khôngcủa đường ống nạp được dẫn vào buồng phía chứa lò xo làm giảm sức căng lòxo và tăng lượng nhiên liệu hồi, do đó làm giảm áp suất nhiên liệu. Nói tóm lại,khi độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảm áp), thì áp suất nhiên liệuchỉ giảm tương ứng với sự giảm áp suất đó. Vì vậy áp suất của nhiên liệu A vàđộ chân không đường nạp B được duy trì không đổi. Khi bơm nhiên liệu ngừnghoạt động, lò xo (2) ấn van (3) đóng lại. Kết quả là van một chiều bên trongnhiên liệu và van bên trong bộ điều áp duy trì áp suất dư trong đường ống nhiênliệu.1.4. Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệuDo yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, hơi xăng tạo ra trongtrong thùng chứa trên xe hiện đại sẽ không được thải ra ngoài mà được đưa trởlại đường nạp động cơ.Hình 3.8 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu động cơ 1TR-FE.1: Bướm ga; 2: Van điện từ; 3: Van một chiều; 4: Thùng xăng;5: Van chân không của nắp bình xăng; 6: Bộ lọc than hoạt tính.Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu, đi qua van một chiều (3) và đivào bộ lọc than hoạt tính(6). Than sẽ hấp thụ hơi nhiên liệu. Lượng hơi đượchấp thụ này sẽ được hút từ cửa lọc của cổ họng gió vào xy lanh để đốt cháy khiđộng cơ hoạt động. ECU điều khiển dòng khí bằng cách điều chỉnh độ mở củavan điện từ.Van chân không (5) của nắp bình nhiên liệu được mở ra để hút không khítừ bên ngoài vào bình nhiên liệu khi trong thùng có áp suất chân không.SVTH: Hồ Doãn Bảo16GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP2. Hệ thống cung cấp không khí động cơ 1TR-FE trên xe Inova G2.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp không khíKhông khíCác xy lanhLọc không khíĐường ống nạpCảm biến lưu lượng khí nạpỐng góp nạpCổ họng gióHình 3.9 Sơ đồ khối hệ thống nạp.Hệ thống nạp khí cung cấp lượng không khí cần cho sự cháy đến cácxylanh động cơ. Không khí đi qua lọc gió, sau đó đến cảm biến lưu lượng khínạp, cổ họng gió, qua ống góp nạp và các đường ống rồi đến các xylanh trong kỳnạp.2.2. Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí2.2.1. Lọc không khíLọc không khí nhằm mục đích lọc sạch không khí trước khi không khí đivào động cơ. Nó có vai trò rất quan trọng nhằm làm giảm sự mài mòn của độngcơ. Trên động cơ 1TR-FE dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc bằng giấy. Loại này có ưuđiểm giá thành không cao, dễ chế tạo. Tuy vậy nhược điểm là tuổi thọ thấp, chukỳ thay thế ngắn.2.2.2. Cổ họng gióCác bộ phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảmbiến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.Bướm ga dùng để thay đổi lượng không khí dùng trong quá trình hoạtđộng của động cơ, cảm biến vị trí bướm ga lắp trên trục của bướm ga nhằm nhậnbiết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở và đóng bướm ga, và một lò xo hồiđể trả bướm ga về một trí cố định. Môtơ bướm ga ứng dụng một môtơ điện mộtchiều (DC) có độ nhạy tốt và ít tiêu thụ năng lượng.Hình 3.10 Kết cấu cổ họng gió.1: Môtơ bước; 2: Bướm ga; 3: Các nam châm;4: Các bánh răng giảm tốc; 5: IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga).SVTH: Hồ Doãn Bảo17GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPNguyên lý làm việcECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơđiều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở hoặc đóng bướm ga quamột cụm bánh răng giảm tốc. Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằngmột cảm biến vị trí bướm ga, và thông số đó được phản hồi về ECU động cơ.Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến vị trícố định (khoảng 70). Tuy nhiên, trong chế độ không tải bướm ga có thể đượcđóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định.Khi ECU động cơ phát hiện thấy có hư hỏng, nó bật đèn báo hư hỏngtrên đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguuồn đến môtơ, nhưng do bướm ga đượcgiữ ở góc mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn.2.2.3. Ống góp hút và đường ống nạpỐng góp hút và đường ống nạp được chế tạo bằng nhựa nhằm mục đíchgiảm trọng lượng và sự truyền nhiệt đến nắp qui lát.Hình 3.11 Ống góp hút và đường ống nạp1: Ống góp hút; 2: Đường ống nạp3. Hệ thống điều khiển phun xăng điển tự động cơ 1TR_FE trên xe Inova G3.1. Nguyên lý chungHệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ 1TR-FE về cơ bảnđược chia thành ba bộ phận chính:• Các cảm biến: có nhiệm vụ nhận biết các hoạt động khác nhau của động cơvà phát ra các tín hiệu gửi đến ECU hay còn gọi là nhóm tín hiệu vào.• ECU: có nhiệm vụ xử lý và tính toán các thông số đầu vào từ đó phát ra cáctín hiệu điều khiển đầu ra.• Các cơ cấu chấp hành: Trực tiếp điều khiển lựợng phun thông qua các tínhiệu điều khiển nhận được từ ECU.3.2. Các cảm biếnSVTH: Hồ Doãn Bảo18GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP3.2.1. Cảm biến lưu lượng khí nạpa. Kết cấu và nguyên lý hoạt độngHình 3.12 kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóngDòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên. Khi không khí chạyqua, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằngcách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấykhông đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách pháthiện dòng điện đó ta xác định được lượng không khí nạp. Trong trường hợp này,dòng điện có thể chuyển thành điện áp và gửi đến ECU động cơ.b. Mạch cảm biến đo lường khíHình 3.13 Sơ đồ kết cấu và điều khiển củacảm biến đo lưu lượng không khí.1: Bộ khuyếch đại; 2: Ra(nhiệt điện trở); 3: Ra(bộ sấy).Cảm biến lưu lượng khí nạp có một dây sấy được ghép vào mạch cầu.Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tíchcủa điện trở theo đường chéo bằng nhau (Ra + R3)*R1=Rh*R2.Khi dây sấy (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lêndẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B. Một bộkhuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạchnày (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy). Khi thực hiện việc này, nhiệt độcủa dây sấy lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khiSVTH: Hồ Doãn Bảo19GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPđiện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A vàB trở nên cao hơn). Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảmbiến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng khí nạp bằng cách phát hiệnđiện áp ở điểm B.Trong hệ thống này nhiệt độ của dây sấy (Rh) được duy trì liên tục ởnhiệt độ không đổi cao hơn nhiệt độ của không khí nạp, bằng cách sử dụngnhiệt điện trở (Ra). Do đó có thể đo được khối lượng khí nạp một cách chínhxác mặc dù nhiệt độ khí nạp thay đổi, ECU động cơ không cần phải hiệu chỉnhthời gian phun nhiên liệu đối với nhiệt độ không khí nạp.Ngoài ra khi nhiệt độ không khí giảm ở các độ cao lớn, khả năng làmngưội của không khí giảm xuống so với cùng thể tích khí nạp ở mức nước biển.Do đó mức làm nguội cho dây sấy này giảm xuống. Vì khối khí nạp được pháthiện cũng giảm xuống, nên không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn.Khi ECU phát hiện thấy cảm biến lưu lượng bị hỏng một mã nào đó,ECU sẽ chuyển vào chế độ dự phòng. Khi ở chế độ dự phòng, thời điểm đánhlửa được tính toán bằng ECU, dựa vào tốc độ động cơ và vị trí của bướm ga.Chế độ dự phòng tiếp tục cho đến khi hư hỏng được sửa chữa.3.2.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạpa. Kết cấu và nguyên lý hoạt độngCảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp vàtheo dõi nhiệt độ khí nạp. Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng một nhiệt điện trở- điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ khí nạp, có đặc điểm là điện trở của nógiảm khi nhiệt độ khí nạp tăng. Sự thay đổi của điện trở được thông tin gửi đếnECU dưới sự thay đổi của điện áp.SVTH: Hồ Doãn Bảo20GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình 3.14 kết cấu cảm biến khí nạp1: Nhiệt điện trở; 2: Vỏ cảm biếnb. Mạch điện cảm biến đo nhiệt độ khíHình 3.15 Sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp1: Khối cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3: ECU; 4: Điện trở giới hạn dòng.Cảm biến nhiệt độ khí nạp có một nhiệt điện trở được mắc nối tiếp vớiđiện trở được gắn trong ECU động cơ sao cho điện áp của tín hiệu được pháthiện bỡi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này, khinhiệt độ của khí nạp thấp, điện trở của nhiệt điện trở lớn tạo nên một tín hiệuđiện áp cao trong tín hiệu THA.3.3.3 . Cảm biến vị trí bướm gaa. Kết cấu và nguyên lý hoạt độngCảm biến vị trí bướm ga loại không tiếp xúcCảm biến vị trí bướm ga sẽ chuyển sự thay đổi mật độ đường sức của từ trườngthành tín hiệu điện.SVTH: Hồ Doãn Bảo21GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình 3.16 cảm biến vị trí bướm ga.1: Các IC Hall; 2: Các nam châm; 3: Bướm ga.Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làmbằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng. Các nam châm đượclắp trên trục của bướm ga và quay cùng trục bướm ga.Khi bướm ga mở các nam châm quay cùng một lúc và các nam châm nàythay đổi vị trí của chúng. Vào lúc đó IC Hall phát hiện thay đổi từ thông gây rabỡi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall từ các cựcVTA và VTA2 theo mức thay đổi này. Tín hiệu này được truyền đến ECU độngcơ như tín hiệu mở bướm ga.b. Mạch điện cảm biến vị trí bướm gaHình 3.17 Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga1: Các IC Hall; 2: Các nam châmCảm biến vị trí bướm ga có 2 tín hiệu phát ra VTA và VTA2. VTA đượcdùng để phát hiện góc mở bướm ga và VTA2 được dùng để phát hiện hư hỏngtrong VTA. Điện áp cấp vào VTA và VTA2 thay đổi từ 0-5V tỉ lệ thuận với gócmở của bướm ga. ECU thực hiện một vài phép kiểm tra để xác định đúng hoạtđộng của cảm biến vị trí bướm ga và VTA.ECU đánh giá góc mở bướm ga thực tế từ các tín hiệu này qua các cựcVTA và VTA2, và ECU điều khiển môtơ bướm ga, nó điều khiển góc mở bướmga đúng với đầu vào của người lái3.3.4. Cảm biến ôxySVTH: Hồ Doãn Bảo22GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHa.CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPKết cấu và nguyên lý hoạt độngHình 3.18 Kết cấu cảm biến ôxy.1: Nắp; 2: Phần tử Zirconia; 3: Bộ sấy; 4: Không khí; 5: Phần tử Platin.Cấu tạo của cảm biến ôxy có bộ sấy bao gồm bộ sấy (3) và một phần tử chếtạo bằng ZrO2 (đi oxyt Ziconium) gọi là Ziconia (2). Cả mặt trong và mặt ngoàicủa phần tử này được phủ một lớp mỏng platin. Không khí bên ngoài được dẫnvào bên trong của cảm biến, còn bên ngoài phải tiếp xúc với khí xả. Tại nhiệtđộ cao (4000C). Nếu ôxy giữa mặt ngoài và mặt trong của phần tử ZrO2 có sựchênh lệch về nồng độ thì phần tử ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp giá trị từ 0-1(V)và truyền về ECU. Cụ thể là khi hỗn hợp không khí nhiên liệu nhạt thì sẽ có rấtnhiều ôxy trong khí xả, sự chênh lệch về nồng độ ôxy giữa bên trong và bênngoài cảm biến là nhỏ nên điện áp do ZrO2 tạo ra là thấp (gần bằng 0V). Ngượclại nếu hỗn hợp không khí nhiên liệu đậm thì ôxy trong khí xả gần như khôngcòn, điều đó tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ ôxy giữa bên trong và bênngoài cảm biến nên điện áp do phần tử ZrO2 là lớn (xấp xỉ 1V).Lớp Platin (phủ lên phần tử gốm) có tác dụng như một chất xúc tác vàlàm cho ôxy trong khí xả phản ứng tạo thành CO. Ðiều đó làm giảm lượng ôxyvà tăng độ nhạy của cảm biến. ECU sử dụng tín hiệu này của cảm biến ôxy đểtăng hay giảm lượng phun nhằm giữ cho tỷ lệ xăng và không khí luôn đạt gần lýtưởng ở mọi chế độ làm việc của động cơ.b. Mạch cảm biến ôxyTrong cảm biến có một bộ sấy được gắn phía trước để vận hành bộ trunghòa khí xả ba thành phần được tối ưu.SVTH: Hồ Doãn Bảo23GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPHình 3.19 Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy có bộ sấy.3.3.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm máta. Kết cấu và nguyên lý hoạt độngHình 3.20 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.1: Điện trở; 2: Thân cảm biến; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm dây.Nguyên lý làm việcKhi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theodõi và báo cho ECU biết tình hình nhiệt độ nước làm mát động cơ. Nếu nhiệt độnước làm mát của động cơ thấp (động cơ vừa mới khởi động) thì ECU sẽ ra lệnhcho hệ thống phun thêm xăng khi động cơ còn nguội. Cũng thông tin về nhiệt độnước làm mát, ECU sẽ thay đổi điểm đánh lửa thích hợp với nhiệt độ động cơ.SVTH: Hồ Doãn Bảo24GVHD: Nguyễn Ngọc TúTRƯỜNG ĐHSPKT VINHCHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPKhi ECU tính toán nhiệt độ nước làm mát thấp hơn -40 0C hoặc lớn hơn1400C lúc này ECU sẽ báo hỏng và ECU nhập chế độ dự phòng với nhiệt độ quyước là 800C.b. Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát`Hình 3.21 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát.1: Khối cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3: Khối điều khiển;4: Khối điện trở giớihạn dòng.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và điện trở R được mắc nối tiếp. Khi giátrị điện trở của cảm biến thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ nước làm mát,điện áp tại cực THW cũng thay đổi theo. Dựa trên tín hiệu này ECU tăng lượngphun nhiên liệu nhằm nâng cao khả năng ổn định khi động cơ nguội.3.3.6. Cảm biến vị trí trục cama. Kết cấu và nguyên lý hoạt độngHình 3.22 Cảm biến vị trí trục cam.1: Cuộn dây; 2: Thân cảm biến ; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm.Nguyên lý làm việc: trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam làđĩa tín hiệu G có các 3 răng. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấunhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra mộtđiện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G.SVTH: Hồ Doãn Bảo25GVHD: Nguyễn Ngọc Tú

Tài liệu liên quan

Hệ thống phun xăng điện tử efi tccs
- 67
- 3
- 120
Hệ thống phun xăng điện tử
- 2
- 1
- 28
hệ thống phun xăng điện tử EFI
- 68
- 1
- 9
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô: hệ thống phun xăng điện tử EFI
- 69
- 4
- 12
đồ án hệ thống phun xăng điện tử efi
- 49
- 1
- 15
Các cảm biến và hệ thống phun xăng điện tử EFI : Khoá luận tốt nghiệp đại học
- 47
- 963
- 0
Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử efi động cơ 1TR – FE trên toyota Inova G
- 51
- 2
- 12
ĐỀ TÀI: Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI động cơ 1TR – FE trên Toyota Inova G
- 49
- 2
- 4
Lập các bước kiểm tra ,sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử EFI trên ô tô
- 101
- 2
- 18
Các cảm biến và hệ thống phun xăng điện tử EFI
- 48
- 1
- 3