Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA.......5
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG..............5
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ..............5
2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI LÀ GÌ ?................................10
2.1 Ưu điểm của hệ thống EFI so với các loại hệ thống phun xăng khác. ........10
2.2 Kết cấu cơ bản của EFI. ..............................................................................12
2.3 Phân loại hệ thống phun xăng. ....................................................................15
2.4 Kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử EFI. .............................................17
CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ............................................................34
1. KHÁI QUÁT, NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH
LỬA ĐIỆN TỬ. ...................................................................................................34
2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA .......................35
2.1 Hệ thống đánh lửa bằng vít..........................................................................35
2.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn..........................................................................36
2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử)..............37
3. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. ...............38
3.1 Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m:..............................................................38
3.2 Hiệu điện thế đánh lửa Udl:..........................................................................38
3.3 Hệ số dự trữ Kdt:...........................................................................................39
3.4 Năng lượng dự trữ Wdt:................................................................................39
3.5 Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S:............................................39
3.6 Tần số và chu kỳ đánh lửa: ..........................................................................402
3.7 Góc đánh lửa sớm :......................................................................................40
3.8 Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện: ..............................................41
4. SƠ LƢỢC VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỮA TRỰC TIẾP. ...........................42
4.1 Ưu điểm của hệ thống đánh lửa trực tiếp:...................................................42
4.2 Phân loại, cấu tạo và hoạt động HTĐL trực tiếp:.......................................42
PHẦN 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN
ĐỘNG CƠ 3S-FE................................................................................................46
1. HỆ THỐNG TÍN HIỆU ĐẦU VÀO...........................................................46
1.1 Cảm biến vị trí bướm ga. .............................................................................47
1.2 Cảm biến áp suất đường ống nạp MAP.......................................................48
1.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp ...........................................................................50
1.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. ................................................................51
1.5 Cảm biến ô xy...............................................................................................53
1.6 Cảm biến vị trí trục cam và cảm biến tốc độ động cơ. ................................55
2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU........................................................................57
2.1 Bơm nhiên liệu. ............................................................................................58
2.2 Điều khiển bơm nhiên liệu. ..........................................................................59
2.3 Lọc nhiên liệu...............................................................................................61
2.4 Ống phân phối..............................................................................................61
2.5 Bộ điều áp. ...................................................................................................62
2.6 Vòi phun. ......................................................................................................64
3. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM...............................................................70
3.1 Cấu tạo .........................................................................................................70
3.3 Phương pháp phun và thời điểm phun.........................................................723
3.4 Điều khiển lượng phun.................................................................................73
4. ĐIỀU KHIỂN CẦM CHỪNG VÀ KIỂM SOÁT KHÍ THẢI....................82
4.1 Chế độ khởi động .........................................................................................83
4.2 Chế độ sau khởi động...................................................................................83
4.3 Chế độ hâm nóng .........................................................................................84
4.4 Chế độ máy lạnh...........................................................................................84
4.5 Theo tải máy phát.........................................................................................85
4.6 Tín hiệu từ hộp số tự động ...........................................................................85
4.7 Động cơ 3S- FE sữ dụng van ISC Kiểu van xoay........................................85
5. CHỨC NĂNG TỰ CHẨN ĐOÁN...............................................................87
PHẦN 3: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT SA BÀN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN
TỬ VÀ ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 3S-FE.......................................89
1. Ý NGHĨA .....................................................................................................89
2. PHƢƠNG ÁN LỰA CHỌN ........................................................................89
3. CÁC THIẾT BỊ ĐI KÈM............................................................................98
4. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH. ....................................................101
4.1 Cung cấp ngu n điện cho mô h nh.............................................................101
4.2 Sử dụng bộ điều khiển tốc độ động cơ dẫn động cảm biến. ......................101
4.3 Sử dụng biến trở giả l p tín hiệu của các cảm biến và đ ng h nước xăng101
4.4 Cung cấp nhiên liệu cho mô h nh...............................................................101
4.5 Chú ý ..........................................................................................................102
5. KIỂM TRA THÔNG SỐ VÀ KẾT NỐI, XỬ LÝ SỰ CỐ NẾU CÓ.........102
5.1 Kiểm tra sự hoạt động của bộ xử lý ECU..................................................102
5.2 Kiểm tra sự hoạt động của các thiết bị cung cấp ngu n điện. ..................1034
5.3 Kiểm tra điện áp cung cấp cho các cảm biến. ...........................................106
5.4 Kiểm tra sự hoạt động của các cảm biến...................................................106
5.5 Kiểm tra tín hiệu điều khiển từ ECU..........................................................112
5.6 Kiểm tra hệ thống nhiên liệu......................................................................117
5.7 Phương pháp kiểm tra hỏng hóc bằng đèn báo Check..............................122
KẾT LUẬN ........................................................................................................126
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................129
KIẾN NGHỊ ..12 5
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN
XĂNG
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
Cho đến những năm của thập kỷ 60, chế hoà khí đã từng được sử dụng trong
phần lớn các hệ thống phân phối nhiên liệu tiêu chuẩn. Mặc dù vậy, đến năm
1971, Toyota đã phát triển hệ thống EFI (Electronic Fuel injection - hệ thống
phun xăng điện tử) của mình, hệ thống này phân phối nhiên liệu đến các xilanh
của động cơ tốt hơn so với chế hoà khí bằng việc phun nhiên liệu có điều khiển
điện tử. Việc xuất khẩu các xe có lắp động cơ EFI bắt đầu sớm nhất vào năm
1979 với xe Crown (động cơ 5M – E) và xe Cressida (4M - E). Kể từ đó, động
cơ trang bị EFI sản xuất tăng dần lên về quy mô cũng như là số lượng.
Việc điều khiển EFI có thể được chia thành hai loại, dựa trên sự khác nhau về
phương pháp dùng để xác định lượng nhiên liệu phun.
Một là một mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời gian
cần thiết để nạp và phóng một tụ điện. Loại khác là loại điều khiển bằng bộ vi sử
lý, loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.
Loại mạch tương tự là loại được Toyota sử dụng lần đầu tiên trong hệ thống
EFI của nó. Loại điều khiển bằng bộ vi sử lý được bắt đầu sử dụng vào năm
1983.
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi sử lý được sử dụng trong xe của
Toyota gọi là TCCS ( TOYOTA Computer Controled Sytem - Hệ thống điều
khiển bằng máy tính của TOYOTA ), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà
còn bao gồm ESA ( Electronic Spark Advance – Đánh lửa sớm điện tử ) để điều
khiển thời điểm đánh lửa; ISC ( Idle Speed Control - Điều khiển tốc độ không6
tải ) và các hệ thống điều khiển khác; cũng như chức năng chẩn đoán và dự
phòng.
Vào cuối thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp ông Stevan đã nghĩ ra cách
phân phối nhiên liệu khi dùng một máy nén khí.
Sau đó một thời gian, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng đốt,
nhưng việc này không đạt được hiệu quả cao nên không thực hiện.
Đến năm 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ
thống phun xăng vào sản xuất, áp dụng trên động cơ tỉnh tại.
Đầu thế kỷ 20, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các loại ôtô ở Đức
và nó đã thay dần động cơ sử dụng bộ chế hòa khí.
Năm 1962, người Pháp triển khai nó trên ôtô Peugoet 404.
Năm 1973, các kỹ sư người Đức đã đưa ra hệ thống phun xăng kiểu cơ
khí gọi là K-Jetronic.
Hệ thống phun xăng K-Jetronic là hệ thống phun xăng cơ bản của các kiểu
phun xăng điện tử hiện đại ngày nay. Các đặc điểm kỹ thuật của hệ thống phun
xăng có thể tóm lược như sau:
Được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí- thuỷ lực.
Không cần những dẫn động của động cơ, có nghĩa là động tác điều chỉnh
lưu lượng xăng phun ra do chính độ chân không trong ống hút điều khiển.
Xăng phun ra liên tục và được định lượng tuỳ theo khối lượng không khí
nạp.7
Hình 1: – Hệ thống phun xăng K-Jetronic
Sau K-Jetronic cịn được cải tiến thêm van tần số. Ở loại này người ta
dùng van tần số để thay đổi áp suất buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất,
mục đích là để điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp để cho động cơ hoạt động được tốt hơn.
Vào năm 1981 hệ thống K-Jetronic được cải tiến thành KE-Jetronic và nó
được sản xuất hàng loạt vào năm 1984 và được trang bị trên các xe của hãng
Mercedes.
Hệ thống phun xăng KE-Jetronic được hãng BOSCH chế tạo dựa trên nền
tảng của hệ thống K-Jetronic và K-Jetronic với van tần số. Các nhà thiết kế nhận
thấy rằng ở hệ thống K-Jetronic với van tần số thì độ chính xác không cao lắm
do các cảm biến sử dụng để nhận biết tình trạng làm việc của động cơ còn quá ít
và việc sử dụng van tần số để hiệu chỉnh áp lực các buồng dưới, cũng như dùng
bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ để hiệu chỉnh tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng các
chế độ làm việc của động cơ là chưa hoàn thiện… Bởi vì các chế độ làm việc
của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào thời gian mở và đóng của van tần số và sự
thay đổi của áp suất điều chỉnh trên đỉnh piston. Nếu sự phối hợp cả hai yếu tố
trên là không đồng bộ thì độ tin cậy làm việc của hệ thống là không đảm bảo.8
Hình 2: Sơ đ kết cấu hệ thống phun xăng KE-Jetronic
1 – Thùng xăng; 2 – Bơm xăng; 3 – Bộ tích năng; 4 – Lọc xăng; 5 – Bộ điều
áp xăng; 6 – Kim phun xăng; 7 – Đường ống nạp; 8 – Kim phun xăng khởi động
lạnh; 9 – Bộ định lượng và phân phối nhiên liệu; 10 – Bộ đo lưu lượng không
khí; 11 – Bộ điều chỉnh áp lực bằng điện; 12 – Cảm biến Oxy; 13 – Công tắc
nhiệt-thời gian; 14 – Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 15 – Delco; 16 – Van khí
phụ; 17 – Công tắc vị trí bướm ga; 18 – ECU; 19 – Công tắc máy; 20 – Ắc quy.
Để khắc phục nhược điểm trên cũng như dựa vào cơ sở của hệ thống KJetronic với van tần số, các nhà chế tạo đã đưa ra loại KE-Jetronic. Ở hệ thống
KE- Jetronic, tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng với các điều kiện hoạt động của động cơ
dựa vào sự thay đổi áp lực nhiên liệu của các buồng dưới của các bộ chênh lệch
áp suất, nhưng áp suất điều khiển ở trên đỉnh piston điều khiển là được giữ cố
định. Các cảm biến bố trí xung quanh động cơ của KE-Jetronic được sử dụng
nhiều hơn, tín hiệu từ các cảm biến được gửi về trung tâm điều khiển điện tử và9
từ đó trung tâm điều khiển sẽ làm thay đổi áp suất trong hệ thống để đáp ứng tốt
các yêu cầu làm việc của động cơ.
Như vậy chúng ta thấy rằng ngoài việc định lượng nhiên liệu bằng cơ khí như
K- Jetronic, hệ thống điện điều khiển của KE-Jetronic sẽ điều chỉnh lại lượng
nhiên liệu cung cấp đến các kim phun dựa vào tình trạng làm việc của động cơ
theo các chế độ tải, điều kiện môi trường, nhiệt độ động cơ… Ở hệ thống KEJetronic hình dạng phễu không khí được chế tạo sao cho tỷ lệ hỗn hợp luôn ở
mức =1 cho tất cả các chế độ hoạt động của động cơ.
Đến năm 1984, người Nhật mới ứng dụng hệ thống phun xăng trên các xe
của hãng Toyota. Sau đó các hãng khác như Nissan của Nhật cũng ứng dụng
kiểu L-Jetronic thay cho bộ chế hoà khí.
Yêu cầu của hệ thống phun xăng.
Tỉ lệ không khí và nhiên liệu phải thích hợp với các chế độ làm việc của
động cơ.
Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ và phần lớn phải ở dạng hơi.
Hỗn hợp phải đồng nhất trong xy lanh và như nhau ở mỗi xy lanh.
Điều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc nhằm tiết kiệm được nhiên liệu và
giải quyết được vấn đề ô nhiểm môi sinh.
Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt khi động cơ làm việc ở số
vòng quay cao.
Hỗn hợp cung cấp phải phù hợp với sự ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất
môi trường và nhiệt độ của động cơ.
Lượng nhiên liệu sử dụng phải có chất lượng tốt.
Do không sử dụng độ chân không để hút nhiên liệu như bộ chế hoà khí.
Do vậy người ta tăng đường kính và chiều dài của đường ống nạp để làm giảm
sức cản và tận dụng quán tính lớn của dòng khí để nạp đầy.
Lượng khí thải được kiểm tra để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun cho
chính xác…10
2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI LÀ GÌ ?
Mặc dù K-Jetronic và KE-Jetronic ra đời đã đáp ứng được tỷ lệ hỗn hợp theo
yêu cầu của các chế độ làm việc của động cơ theo hướng cải thiện đặc tính tải,
tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên vẫn còn
điều khiển bằng cơ khí kết hợp điện tử. Để đạt hiệu quả cao hơn người ta đã chế
tạo ra loại phun xăng hoàn toàn điều khiển bằng điện tử (EFI). Hệ thống này
cung cấp tỷ lệ khí hỗn hợp cho động cơ một cách tối ưu. Tùy theo chế độ hoạt
động của ôtô, EFI điều khiển thay đổi tỷ lệ xăng – không khí một cách chính
xác. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiết giá lạnh, khí hỗn hợp được cung
cấp giàu xăng. Sau khi động cơ đã đạt nhiệt độ vận hành, khí hỗn hợp sẽ nghèo
xăng hơn. Ở các chế độ cao tốc và tăng tốc khí hỗn hợp lại được cung cấp giàu
xăng đúng yêu cầu.
2.1Ƣu điểm của hệ thống EFI so với các loại hệ thống phun xăng khác.
2.1.1 Có thể cấp hỗn hợp khí – nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh.
Do mỗi một xylanh đều có vòi phun của mình & do lượng phun được điều
chỉnh chính xác bằng ECU theo sự thay đổi về tốc độ động cơ và tải trọng, nên
có thể phân phối đều nhiên liệu đến từng xylanh. Hơn nữa, tỷ lệ khí – nhiên liệu
có thể điều chỉnh tự do nhờ ECU bằng việc thay đổi thời gian hoạt động của vòi
phun (khoảng thời gian phun nhiên liệu). Vì các lý do đó, hỗn hợp khí nhiên liệu
được phân phối đều đến tất cả các xylanh & tạo ra được tỷ lệ tối ưu. Chúng có
ưu điểm về cả khía cạnh kiểm soát khí xả & lẫn chức năng về công suất.
2.1.2 Có thể đạt đƣợc tỷ lệ khí - nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc
độ động cơ.
Vòi phun đơn của chế hoà khí không thể điều khiển chính xác tỷ lệ khí –
nhiên liệu ở tất cả các dải tốc độ, nên việc điều khiển chia thành hệ thống tốc độ
chậm, tốc độ cao thứ nhất, tốc độ cao thứ hai…và hỗn hợp phải được làm đậm
khi chuyển từ một hệ thống này sang hệ thống khác. Vì lý do đó, nếu hỗn hợp
khí nhiên liệu không được làm đậm hơn một chút thì các hiện tượng không bình11
thường (nổ trong ống nạp và nghẹt) rất dễ xảy ra khi chuyển đổi. Mặc dù vậy,
với EFI một hỗn hợp khí – nhiên liệu chính xác và liên tục luôn được cung cấp
tại bất kỳ chế độ tốc độ & tải trọng nào của động cơ. Đây là ưu điểm ở khía cạnh
kiểm soát khí xả & kinh tế nhiên liệu.
2.1.3 Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bƣớm ga.
Ở động cơ lắp chế hoà khí, từ bộ phận phun nhiên liệu đến xylanh có một
khoảng cách dài. Cũng như, do có sự chênh lệch lớn giữa tỷ trọng riêng của
xăng và không khí, nên xuất hiện sự chậm trễ nhỏ khi xăng đi vào xylanh tương
ứng với sự thay đổi của luồng khí nạp. Mặc dù vậy, ở hệ thống EFI, vòi phun
được bố trí gần xylanh & và được nén với áp suất khoảng 2 đến 3 kgf/cm2, cao
hơn so với áp suất đường nạp cũng như nó được phun qua một lỗ nhỏ, nên nó dễ
dàng tạo thành dạng sương mù. Do vậy, lượng phun thay đổi tương ứng với sự
thay đổi của lượng khí nạp tuỳ theo sự đóng mở của bướm ga, nên hỗn hợp khí
nhiên liệu phun vào trong các xylanh thay đổi ngay lập tức theo độ mở của
bướm ga. Nói tóm lại, nó đáp ứng kịp thời với sự thay đổi của vị trí chân ga.
2.1.4 Hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu.
KIẾN NGHỊ
Nhờ những ưu điểm của các hệ thống điện – điện tử mà chúng ngày càng được
ứng dụng rộng rãi trên ô tô. Về vấn đề điều khiển động cơ thì hiện nay hầu hết
các xe của các hãng cũng đã chuyển điều khiển cơ khí sang điều khiển bằng điện
tử. Nhằm giúp cho sinh viên ra trường có thể tiếp cận và theo kịp sự phát triển
của các hệ thống điện và điện tử trên ô tô, nhà trường nên có những lớp học
chuyên đề về điện - điện tử đào tạo sâu hơn về lý thuyết kết hợp với thực hành
để sinh viên có thể hiểu hơn rõ về lý thuyết đồng thời nâng cao tay nghề.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA.......5
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG..............5
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ..............5
2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI LÀ GÌ ?................................10
2.1 Ưu điểm của hệ thống EFI so với các loại hệ thống phun xăng khác. ........10
2.2 Kết cấu cơ bản của EFI. ..............................................................................12
2.3 Phân loại hệ thống phun xăng. ....................................................................15
2.4 Kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử EFI. .............................................17
CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ............................................................34
1. KHÁI QUÁT, NHIỆM VỤ VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH
LỬA ĐIỆN TỬ. ...................................................................................................34
2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA .......................35
2.1 Hệ thống đánh lửa bằng vít..........................................................................35
2.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn..........................................................................36
2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử)..............37
3. CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA. ...............38
3.1 Hiệu điện thế thứ cấp cực đại U2m:..............................................................38
3.2 Hiệu điện thế đánh lửa Udl:..........................................................................38
3.3 Hệ số dự trữ Kdt:...........................................................................................39
3.4 Năng lượng dự trữ Wdt:................................................................................39
3.5 Tốc độ biến thiên của hiệu điện thế thứ cấp S:............................................39
3.6 Tần số và chu kỳ đánh lửa: ..........................................................................402
3.7 Góc đánh lửa sớm :......................................................................................40
3.8 Năng lượng tia lửa và thời gian phóng điện: ..............................................41
4. SƠ LƢỢC VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỮA TRỰC TIẾP. ...........................42
4.1 Ưu điểm của hệ thống đánh lửa trực tiếp:...................................................42
4.2 Phân loại, cấu tạo và hoạt động HTĐL trực tiếp:.......................................42
PHẦN 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN
ĐỘNG CƠ 3S-FE................................................................................................46
1. HỆ THỐNG TÍN HIỆU ĐẦU VÀO...........................................................46
1.1 Cảm biến vị trí bướm ga. .............................................................................47
1.2 Cảm biến áp suất đường ống nạp MAP.......................................................48
1.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp ...........................................................................50
1.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. ................................................................51
1.5 Cảm biến ô xy...............................................................................................53
1.6 Cảm biến vị trí trục cam và cảm biến tốc độ động cơ. ................................55
2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU........................................................................57
2.1 Bơm nhiên liệu. ............................................................................................58
2.2 Điều khiển bơm nhiên liệu. ..........................................................................59
2.3 Lọc nhiên liệu...............................................................................................61
2.4 Ống phân phối..............................................................................................61
2.5 Bộ điều áp. ...................................................................................................62
2.6 Vòi phun. ......................................................................................................64
3. BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM...............................................................70
3.1 Cấu tạo .........................................................................................................70
3.3 Phương pháp phun và thời điểm phun.........................................................723
3.4 Điều khiển lượng phun.................................................................................73
4. ĐIỀU KHIỂN CẦM CHỪNG VÀ KIỂM SOÁT KHÍ THẢI....................82
4.1 Chế độ khởi động .........................................................................................83
4.2 Chế độ sau khởi động...................................................................................83
4.3 Chế độ hâm nóng .........................................................................................84
4.4 Chế độ máy lạnh...........................................................................................84
4.5 Theo tải máy phát.........................................................................................85
4.6 Tín hiệu từ hộp số tự động ...........................................................................85
4.7 Động cơ 3S- FE sữ dụng van ISC Kiểu van xoay........................................85
5. CHỨC NĂNG TỰ CHẨN ĐOÁN...............................................................87
PHẦN 3: THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT SA BÀN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN
TỬ VÀ ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP ĐỘNG CƠ 3S-FE.......................................89
1. Ý NGHĨA .....................................................................................................89
2. PHƢƠNG ÁN LỰA CHỌN ........................................................................89
3. CÁC THIẾT BỊ ĐI KÈM............................................................................98
4. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH. ....................................................101
4.1 Cung cấp ngu n điện cho mô h nh.............................................................101
4.2 Sử dụng bộ điều khiển tốc độ động cơ dẫn động cảm biến. ......................101
4.3 Sử dụng biến trở giả l p tín hiệu của các cảm biến và đ ng h nước xăng101
4.4 Cung cấp nhiên liệu cho mô h nh...............................................................101
4.5 Chú ý ..........................................................................................................102
5. KIỂM TRA THÔNG SỐ VÀ KẾT NỐI, XỬ LÝ SỰ CỐ NẾU CÓ.........102
5.1 Kiểm tra sự hoạt động của bộ xử lý ECU..................................................102
5.2 Kiểm tra sự hoạt động của các thiết bị cung cấp ngu n điện. ..................1034
5.3 Kiểm tra điện áp cung cấp cho các cảm biến. ...........................................106
5.4 Kiểm tra sự hoạt động của các cảm biến...................................................106
5.5 Kiểm tra tín hiệu điều khiển từ ECU..........................................................112
5.6 Kiểm tra hệ thống nhiên liệu......................................................................117
5.7 Phương pháp kiểm tra hỏng hóc bằng đèn báo Check..............................122
KẾT LUẬN ........................................................................................................126
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................129
KIẾN NGHỊ ..12 5
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHUN
XĂNG
1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
Cho đến những năm của thập kỷ 60, chế hoà khí đã từng được sử dụng trong
phần lớn các hệ thống phân phối nhiên liệu tiêu chuẩn. Mặc dù vậy, đến năm
1971, Toyota đã phát triển hệ thống EFI (Electronic Fuel injection - hệ thống
phun xăng điện tử) của mình, hệ thống này phân phối nhiên liệu đến các xilanh
của động cơ tốt hơn so với chế hoà khí bằng việc phun nhiên liệu có điều khiển
điện tử. Việc xuất khẩu các xe có lắp động cơ EFI bắt đầu sớm nhất vào năm
1979 với xe Crown (động cơ 5M – E) và xe Cressida (4M - E). Kể từ đó, động
cơ trang bị EFI sản xuất tăng dần lên về quy mô cũng như là số lượng.
Việc điều khiển EFI có thể được chia thành hai loại, dựa trên sự khác nhau về
phương pháp dùng để xác định lượng nhiên liệu phun.
Một là một mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời gian
cần thiết để nạp và phóng một tụ điện. Loại khác là loại điều khiển bằng bộ vi sử
lý, loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.
Loại mạch tương tự là loại được Toyota sử dụng lần đầu tiên trong hệ thống
EFI của nó. Loại điều khiển bằng bộ vi sử lý được bắt đầu sử dụng vào năm
1983.
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi sử lý được sử dụng trong xe của
Toyota gọi là TCCS ( TOYOTA Computer Controled Sytem - Hệ thống điều
khiển bằng máy tính của TOYOTA ), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà
còn bao gồm ESA ( Electronic Spark Advance – Đánh lửa sớm điện tử ) để điều
khiển thời điểm đánh lửa; ISC ( Idle Speed Control - Điều khiển tốc độ không6
tải ) và các hệ thống điều khiển khác; cũng như chức năng chẩn đoán và dự
phòng.
Vào cuối thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp ông Stevan đã nghĩ ra cách
phân phối nhiên liệu khi dùng một máy nén khí.
Sau đó một thời gian, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng đốt,
nhưng việc này không đạt được hiệu quả cao nên không thực hiện.
Đến năm 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ
thống phun xăng vào sản xuất, áp dụng trên động cơ tỉnh tại.
Đầu thế kỷ 20, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các loại ôtô ở Đức
và nó đã thay dần động cơ sử dụng bộ chế hòa khí.
Năm 1962, người Pháp triển khai nó trên ôtô Peugoet 404.
Năm 1973, các kỹ sư người Đức đã đưa ra hệ thống phun xăng kiểu cơ
khí gọi là K-Jetronic.
Hệ thống phun xăng K-Jetronic là hệ thống phun xăng cơ bản của các kiểu
phun xăng điện tử hiện đại ngày nay. Các đặc điểm kỹ thuật của hệ thống phun
xăng có thể tóm lược như sau:
Được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí- thuỷ lực.
Không cần những dẫn động của động cơ, có nghĩa là động tác điều chỉnh
lưu lượng xăng phun ra do chính độ chân không trong ống hút điều khiển.
Xăng phun ra liên tục và được định lượng tuỳ theo khối lượng không khí
nạp.7
Hình 1: – Hệ thống phun xăng K-Jetronic
Sau K-Jetronic cịn được cải tiến thêm van tần số. Ở loại này người ta
dùng van tần số để thay đổi áp suất buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất,
mục đích là để điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp để cho động cơ hoạt động được tốt hơn.
Vào năm 1981 hệ thống K-Jetronic được cải tiến thành KE-Jetronic và nó
được sản xuất hàng loạt vào năm 1984 và được trang bị trên các xe của hãng
Mercedes.
Hệ thống phun xăng KE-Jetronic được hãng BOSCH chế tạo dựa trên nền
tảng của hệ thống K-Jetronic và K-Jetronic với van tần số. Các nhà thiết kế nhận
thấy rằng ở hệ thống K-Jetronic với van tần số thì độ chính xác không cao lắm
do các cảm biến sử dụng để nhận biết tình trạng làm việc của động cơ còn quá ít
và việc sử dụng van tần số để hiệu chỉnh áp lực các buồng dưới, cũng như dùng
bộ điều chỉnh áp lực theo nhiệt độ để hiệu chỉnh tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng các
chế độ làm việc của động cơ là chưa hoàn thiện… Bởi vì các chế độ làm việc
của động cơ phụ thuộc rất nhiều vào thời gian mở và đóng của van tần số và sự
thay đổi của áp suất điều chỉnh trên đỉnh piston. Nếu sự phối hợp cả hai yếu tố
trên là không đồng bộ thì độ tin cậy làm việc của hệ thống là không đảm bảo.8
Hình 2: Sơ đ kết cấu hệ thống phun xăng KE-Jetronic
1 – Thùng xăng; 2 – Bơm xăng; 3 – Bộ tích năng; 4 – Lọc xăng; 5 – Bộ điều
áp xăng; 6 – Kim phun xăng; 7 – Đường ống nạp; 8 – Kim phun xăng khởi động
lạnh; 9 – Bộ định lượng và phân phối nhiên liệu; 10 – Bộ đo lưu lượng không
khí; 11 – Bộ điều chỉnh áp lực bằng điện; 12 – Cảm biến Oxy; 13 – Công tắc
nhiệt-thời gian; 14 – Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 15 – Delco; 16 – Van khí
phụ; 17 – Công tắc vị trí bướm ga; 18 – ECU; 19 – Công tắc máy; 20 – Ắc quy.
Để khắc phục nhược điểm trên cũng như dựa vào cơ sở của hệ thống KJetronic với van tần số, các nhà chế tạo đã đưa ra loại KE-Jetronic. Ở hệ thống
KE- Jetronic, tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng với các điều kiện hoạt động của động cơ
dựa vào sự thay đổi áp lực nhiên liệu của các buồng dưới của các bộ chênh lệch
áp suất, nhưng áp suất điều khiển ở trên đỉnh piston điều khiển là được giữ cố
định. Các cảm biến bố trí xung quanh động cơ của KE-Jetronic được sử dụng
nhiều hơn, tín hiệu từ các cảm biến được gửi về trung tâm điều khiển điện tử và9
từ đó trung tâm điều khiển sẽ làm thay đổi áp suất trong hệ thống để đáp ứng tốt
các yêu cầu làm việc của động cơ.
Như vậy chúng ta thấy rằng ngoài việc định lượng nhiên liệu bằng cơ khí như
K- Jetronic, hệ thống điện điều khiển của KE-Jetronic sẽ điều chỉnh lại lượng
nhiên liệu cung cấp đến các kim phun dựa vào tình trạng làm việc của động cơ
theo các chế độ tải, điều kiện môi trường, nhiệt độ động cơ… Ở hệ thống KEJetronic hình dạng phễu không khí được chế tạo sao cho tỷ lệ hỗn hợp luôn ở
mức =1 cho tất cả các chế độ hoạt động của động cơ.
Đến năm 1984, người Nhật mới ứng dụng hệ thống phun xăng trên các xe
của hãng Toyota. Sau đó các hãng khác như Nissan của Nhật cũng ứng dụng
kiểu L-Jetronic thay cho bộ chế hoà khí.
Yêu cầu của hệ thống phun xăng.
Tỉ lệ không khí và nhiên liệu phải thích hợp với các chế độ làm việc của
động cơ.
Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ và phần lớn phải ở dạng hơi.
Hỗn hợp phải đồng nhất trong xy lanh và như nhau ở mỗi xy lanh.
Điều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc nhằm tiết kiệm được nhiên liệu và
giải quyết được vấn đề ô nhiểm môi sinh.
Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt khi động cơ làm việc ở số
vòng quay cao.
Hỗn hợp cung cấp phải phù hợp với sự ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất
môi trường và nhiệt độ của động cơ.
Lượng nhiên liệu sử dụng phải có chất lượng tốt.
Do không sử dụng độ chân không để hút nhiên liệu như bộ chế hoà khí.
Do vậy người ta tăng đường kính và chiều dài của đường ống nạp để làm giảm
sức cản và tận dụng quán tính lớn của dòng khí để nạp đầy.
Lượng khí thải được kiểm tra để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun cho
chính xác…10
2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI LÀ GÌ ?
Mặc dù K-Jetronic và KE-Jetronic ra đời đã đáp ứng được tỷ lệ hỗn hợp theo
yêu cầu của các chế độ làm việc của động cơ theo hướng cải thiện đặc tính tải,
tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, giảm ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên vẫn còn
điều khiển bằng cơ khí kết hợp điện tử. Để đạt hiệu quả cao hơn người ta đã chế
tạo ra loại phun xăng hoàn toàn điều khiển bằng điện tử (EFI). Hệ thống này
cung cấp tỷ lệ khí hỗn hợp cho động cơ một cách tối ưu. Tùy theo chế độ hoạt
động của ôtô, EFI điều khiển thay đổi tỷ lệ xăng – không khí một cách chính
xác. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiết giá lạnh, khí hỗn hợp được cung
cấp giàu xăng. Sau khi động cơ đã đạt nhiệt độ vận hành, khí hỗn hợp sẽ nghèo
xăng hơn. Ở các chế độ cao tốc và tăng tốc khí hỗn hợp lại được cung cấp giàu
xăng đúng yêu cầu.
2.1Ƣu điểm của hệ thống EFI so với các loại hệ thống phun xăng khác.
2.1.1 Có thể cấp hỗn hợp khí – nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh.
Do mỗi một xylanh đều có vòi phun của mình & do lượng phun được điều
chỉnh chính xác bằng ECU theo sự thay đổi về tốc độ động cơ và tải trọng, nên
có thể phân phối đều nhiên liệu đến từng xylanh. Hơn nữa, tỷ lệ khí – nhiên liệu
có thể điều chỉnh tự do nhờ ECU bằng việc thay đổi thời gian hoạt động của vòi
phun (khoảng thời gian phun nhiên liệu). Vì các lý do đó, hỗn hợp khí nhiên liệu
được phân phối đều đến tất cả các xylanh & tạo ra được tỷ lệ tối ưu. Chúng có
ưu điểm về cả khía cạnh kiểm soát khí xả & lẫn chức năng về công suất.
2.1.2 Có thể đạt đƣợc tỷ lệ khí - nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc
độ động cơ.
Vòi phun đơn của chế hoà khí không thể điều khiển chính xác tỷ lệ khí –
nhiên liệu ở tất cả các dải tốc độ, nên việc điều khiển chia thành hệ thống tốc độ
chậm, tốc độ cao thứ nhất, tốc độ cao thứ hai…và hỗn hợp phải được làm đậm
khi chuyển từ một hệ thống này sang hệ thống khác. Vì lý do đó, nếu hỗn hợp
khí nhiên liệu không được làm đậm hơn một chút thì các hiện tượng không bình11
thường (nổ trong ống nạp và nghẹt) rất dễ xảy ra khi chuyển đổi. Mặc dù vậy,
với EFI một hỗn hợp khí – nhiên liệu chính xác và liên tục luôn được cung cấp
tại bất kỳ chế độ tốc độ & tải trọng nào của động cơ. Đây là ưu điểm ở khía cạnh
kiểm soát khí xả & kinh tế nhiên liệu.
2.1.3 Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bƣớm ga.
Ở động cơ lắp chế hoà khí, từ bộ phận phun nhiên liệu đến xylanh có một
khoảng cách dài. Cũng như, do có sự chênh lệch lớn giữa tỷ trọng riêng của
xăng và không khí, nên xuất hiện sự chậm trễ nhỏ khi xăng đi vào xylanh tương
ứng với sự thay đổi của luồng khí nạp. Mặc dù vậy, ở hệ thống EFI, vòi phun
được bố trí gần xylanh & và được nén với áp suất khoảng 2 đến 3 kgf/cm2, cao
hơn so với áp suất đường nạp cũng như nó được phun qua một lỗ nhỏ, nên nó dễ
dàng tạo thành dạng sương mù. Do vậy, lượng phun thay đổi tương ứng với sự
thay đổi của lượng khí nạp tuỳ theo sự đóng mở của bướm ga, nên hỗn hợp khí
nhiên liệu phun vào trong các xylanh thay đổi ngay lập tức theo độ mở của
bướm ga. Nói tóm lại, nó đáp ứng kịp thời với sự thay đổi của vị trí chân ga.
2.1.4 Hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu.
KIẾN NGHỊ
Nhờ những ưu điểm của các hệ thống điện – điện tử mà chúng ngày càng được
ứng dụng rộng rãi trên ô tô. Về vấn đề điều khiển động cơ thì hiện nay hầu hết
các xe của các hãng cũng đã chuyển điều khiển cơ khí sang điều khiển bằng điện
tử. Nhằm giúp cho sinh viên ra trường có thể tiếp cận và theo kịp sự phát triển
của các hệ thống điện và điện tử trên ô tô, nhà trường nên có những lớp học
chuyên đề về điện - điện tử đào tạo sâu hơn về lý thuyết kết hợp với thực hành
để sinh viên có thể hiểu hơn rõ về lý thuyết đồng thời nâng cao tay nghề.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: