Đồ Án Tốt Nghiệp: Khảo Sát & Chế Tạo Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử Xe Kia Morning 2015

Đồ án hệ thống phun xăng điện tử Kia Morning 2015 chi tiết. Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, chẩn đoán và sửa chữa hệ thống EFI trên xe Kia Morning 2015.

• Tác giả: Văn Hoài Nam
• Người hướng dẫn: Lê Minh Xuân
• Trường học: Trường Đại học Đông Á
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Khảo Sát Và Chế Tạo Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử Của Xe Kia Morning 2015
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LƠI NÓI ĐẦU
• 1. Chương 1. Giới thiệ̣u về̀ hệ̣ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa
• 1.1. Giới thiệ̣u chung về̀ hệ̣ về̀ thố́ng phun xăng
• 1.1.1. Khái niệm về phun xăng điện tử
• 1.1.2. Lịch sử phát triển
• 1.2. Giới thiệ̣u chung về̀ hệ̣ thố́ng đá́nh lửa
• 1.2.1. Lịch sử hình thành
• 2. Chương 2. Tổng quan về̀ hệ̣ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa
• 2.1. Tổng quan về̀ hệ̣ thố́ng phun xăng
• 2.1.1. Nhiệ̣m vụ
• 2.1.2. Yêu cầu
• 2.1.3. Phân loại hệ̣ thố́ng phun xăng
• 3. Khảo sá́t hệ̣ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa trên sá́t KIA MORNING 2015
• 3.1. Giới thiệ̣u chung
• 3.2. Động cơ kappa trên kia morning 2015
• 3.3. Hệ̣ thố́ng phun xăng điệ̣n tử trên động cơ Kappa
• 3.4. Cá́c thông số́ kỹ thuật của hệ̣ thố́ng phun xăng điệ̣n tử
• 3.5. Sơ đồ mạch điệ̣n hệ̣ thố́ng phun xăng đá́nh lửa xe Kia Morning 2015
• 4. Chương 4. Xây dựng mô hình hệ̣ thố́ng đá́nh lửa và̀ phun xăng điệ̣n tử
• 4.1. Mục đích, yêu cầu đố́i với mô hình
• 4.2. Quá trinh chuẩn bị
• 4.3. Cac thiêt bi sư dung trong qua trinh dưng mô hinh
• 4.4. Cac bô phân trong mô hinh phun xăng đanh lưa tư đông
• 4.5. Trinh tư các bươc xây dưng mô hinh
• 4.5.1. Xây dựng ý́ tưởng
• 4.5.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình
• 4.5.3. Thiết kế khung mô hình
• 4.5.4. Xac đinh chân cua cac bô phân trong hê thông điêu khiên phun xăng đanh lưa
• 4.5.5. Thiết kế bảng vẽ mạch điện lắp đặ̣t
• 4.6. Kiểm tra hoat đông cua các bô phân trong hệ thống phun xăng đánh lưa
• 4.6.1. Kiểm tra hoạt động của relay
• 4.6.2. Kiểm tra hoạt động của kim phun
• 4.6.3. Kiểm tra hoạt động của ECU
• 4.7. Lắp đặt mach hệ thống phun xăng đánh lưa và gia lâp mach Arduino
• 4.7.1. Lăp mach nôi dây hê thông
• 4.7.2. Thiêt kê gia lâp mach Arduino
• 5. Chuẩ̉n đoá́n và̀ xử lí cá́c lỗi thường gặ̣p
• 5.1. Quy trình kiể̉m tra hệ̣ thố́ng
• 5.2. Chuẩ̉n đoá́n hệ̣ thố́ng dựa và̀o đèn check hoặ̣c thiết bị̣ đọc lỗi
• 5.2.1. Cách đọc lỗ̃i trên đèn check
• 5.2.2. Phân tích các lỗ̃i trên hệ thống
• 5.3. Kiể̉m tra cá́c thà̀nh phần trong hệ̣ thố́ng phun xăng điệ̣n tử
• 5.3.1. Kiểm tra nguồn của hệ thống
• 5.3.2. Cảm biến vị trí bướm ga
• 5.3.3. Kiểm tra cảm biến chân không
• 5.3.4. Kiểm tra kim phun
• 5.3.5. Cảm biến nhiệt độ khí nạp
• 5.3.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
• 5.3.7. Kiểm tra tín hiệu khởi động
• 5.3.8. Kiểm tra tín hiệu đánh lửa của hệ thống
• 5.3.9. Kiểm tra tín hiệu van không tải ISC
• 5.3.10. Kiểm tra tín hiệu chuẩn đoán
• 5.3.11. Kiểm tra tín hiệu của cảm biến oxy
• 5.3.12. Kiểm tra bơm xăng
• 5.3.13. Kiểm tra công tắc nhiệt độ nước
• TAI LIÊU THAM KHAO
• MUC LUC HÌNH ANH
• CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Toàn Cảnh Đồ Án Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử Kia Morning 2015

Bài viết này phân tích sâu vào nội dung cốt lõi của Đồ Án: Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử Kia Morning 2015, một công trình nghiên cứu quan trọng của sinh viên khoa Ô tô, trường Đại học Đông Á. Đề tài tập trung khảo sát và chế tạo mô hình hệ thống phun xăng điện tử (EFI) trên dòng xe Kia Morning 2015, một mẫu xe phổ biến tại thị trường Việt Nam. Mục tiêu chính của đồ án là làm rõ nguyên lý hoạt động, cấu trúc chi tiết và các phương pháp chẩn đoán, sửa chữa hệ thống này. Nghiên cứu được thực hiện trên nền tảng động cơ Kappa 1.25L DOHC, với công suất cực đại 86 Hp và mô-men xoắn 120 Nm. Việc hiểu rõ hệ thống EFI không chỉ là yêu cầu học thuật mà còn có giá trị thực tiễn to lớn, giúp kỹ thuật viên nắm bắt công nghệ, nâng cao hiệu quả sửa chữa và bảo dưỡng. Tài liệu gốc đã chỉ ra rằng, sự phát triển của điện - điện tử trên ô tô đòi hỏi một sự am hiểu sâu sắc để có thể khắc phục các sự cố phức tạp. Đồ án này cung cấp một cái nhìn hệ thống, từ cơ sở lý thuyết về nguyên lý làm việc hệ thống EFI cho đến ứng dụng thực tiễn qua việc xây dựng mô hình mô phỏng. Nội dung bao gồm việc khảo sát chi tiết từng thành phần, từ mạch cấp nguồn, hệ thống cảm biến, cho đến các cơ cấu chấp hành. Qua đó, người đọc có thể hình dung rõ ràng về sự tương tác giữa các bộ phận, vai trò của ECU (Engine Control Unit) Kia Morning trong việc điều khiển lượng nhiên liệu và thời điểm đánh lửa, nhằm tối ưu hóa hiệu suất động cơ và giảm thiểu khí thải độc hại. Đây là một tài liệu tham khảo giá trị cho sinh viên, giảng viên và các kỹ thuật viên trong ngành công nghệ ô tô.

1.1. Giới thiệu tổng quan xe và động cơ Kappa 1.25L

Xe Kia Morning 2015 được trang bị động cơ Kappa 1.25L 4 xi-lanh thẳng hàng, DOHC (Trục cam kép trên cao). Động cơ này có dung tích xi-lanh là 1.248 cc, sản sinh công suất cực đại 86 mã lực tại 6.000 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 120 Nm tại 4.000 vòng/phút. Một trong những công nghệ nổi bật trên động cơ này chính là hệ thống phun xăng đa điểm MPI, thay thế cho công nghệ chế hòa khí cũ. Hệ thống này giúp tối ưu hóa việc cung cấp nhiên liệu, cải thiện khả năng vận hành, tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải ra môi trường. Việc nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử Kia Morning 2015 trên nền tảng động cơ này mang lại cái nhìn thực tế và ứng dụng cao.

1.2. Khái niệm và lịch sử phát triển của hệ thống EFI

EFI (Electronic Fuel Injection) là hệ thống phun xăng được điều khiển hoàn toàn bằng điện tử. Theo tài liệu tham khảo, hệ thống này ra đời nhằm thay thế bộ chế hòa khí truyền thống, khắc phục các nhược điểm về độ chính xác và khả năng thích ứng. Lịch sử phát triển của EFI bắt đầu từ những năm 1980 với các hệ thống L-Jetronic và D-Jetronic của BOSCH. Các hệ thống này xác định lượng nhiên liệu phun dựa trên lưu lượng khí nạp hoặc áp suất đường ống nạp. Ngày nay, với sự tiến bộ của vi xử lý, hệ thống EFI ngày càng thông minh hơn, tích hợp nhiều chức năng như điều khiển đánh lửa (ESA), kiểm soát tốc độ không tải (ISC), và khả năng tự chẩn đoán lỗi, tạo nên một hệ thống quản lý động cơ toàn diện.

II. Phân Tích Cấu Tạo Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử Kia Morning

Cấu trúc của hệ thống phun xăng điện tử Kia Morning 2015 là một tổ hợp phức tạp gồm ba nhóm thành phần chính: hệ thống cảm biến (inputs), bộ điều khiển trung tâm (ECU), và hệ thống chấp hành (outputs). Hệ thống cảm biến có nhiệm vụ thu thập dữ liệu vận hành của động cơ theo thời gian thực. Các thông tin này bao gồm lượng khí nạp, nhiệt độ, vị trí trục khuỷu, và nồng độ oxy trong khí thải. Dữ liệu sau đó được gửi đến ECU (Engine Control Unit) Kia Morning, được ví như bộ não của hệ thống. Tại đây, ECU sẽ phân tích, so sánh với các bản đồ dữ liệu được lập trình sẵn và tính toán ra lượng nhiên liệu tối ưu cùng thời điểm phun phù hợp nhất. Cuối cùng, ECU gửi tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành như kim phun điện tử và bơm xăng Kia Morning. Mỗi thành phần đều đóng một vai trò không thể thiếu. Ví dụ, nếu Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) gửi tín hiệu sai, ECU sẽ không thể xác định chính xác thời điểm phun và đánh lửa, dẫn đến động cơ hoạt động sai hoặc không thể khởi động. Tương tự, một kim phun bị lỗi sẽ làm cho một xi-lanh không nhận đủ nhiên liệu, gây ra hiện tượng rung giật, mất công suất. Do đó, việc hiểu rõ cấu tạo và chức năng của từng bộ phận là nền tảng để thực hiện chẩn đoán và sửa chữa hiệu quả, như mục tiêu mà đồ án đã đề ra.

2.1. Vai trò và cấu trúc của ECU Engine Control Unit Kia Morning

ECU (Engine Control Unit) Kia Morning là trung tâm xử lý thông tin. Nó nhận tín hiệu từ hàng loạt cảm biến, xử lý chúng thông qua một bộ vi xử lý, và sau đó ra lệnh cho các cơ cấu chấp hành. Bên trong ECU là một hệ thống vi mạch phức tạp, chứa bộ nhớ (ROM, RAM) lưu trữ các chương trình điều khiển và dữ liệu vận hành. Theo tài liệu đồ án, ECU trên Kia Morning 2015 điều khiển không chỉ lượng phun mà còn cả thời điểm đánh lửa, tốc độ không tải và các chức năng chẩn đoán mã lỗi OBD-II. Cấu trúc của ECU được thiết kế để hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt của khoang động cơ.

2.2. Các cảm biến trọng yếu MAP TPS O2 CKP và ECT

Hệ thống cảm biến là "giác quan" của động cơ. Các cảm biến chính bao gồm: Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) đo tải động cơ, Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) ghi nhận yêu cầu của người lái, Cảm biến oxy (O2 sensor) giám sát chất lượng khí thải để hiệu chỉnh tỷ lệ hòa khí, Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) xác định tốc độ và vị trí piston, và Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) cung cấp thông tin về nhiệt độ động cơ. Mỗi tín hiệu từ các cảm biến này đều là một tham số quan trọng để ECU đưa ra quyết định điều khiển chính xác.

2.3. Cụm cơ cấu chấp hành Kim phun điện tử và Bơm xăng

Cơ cấu chấp hành thực thi mệnh lệnh từ ECU. Hai bộ phận quan trọng nhất là bơm xăng Kia Morning và kim phun điện tử. Bơm xăng có nhiệm vụ duy trì một áp suất nhiên liệu ổn định trong hệ thống, thường được điều khiển qua một rơ-le. Trong khi đó, kim phun điện tử là các van điện từ có độ chính xác cao. ECU sẽ điều khiển thời gian mở của kim phun (tính bằng mili giây) để quyết định lượng xăng được phun vào cửa nạp của từng xi-lanh. Hoạt động đồng bộ và chính xác của các cơ cấu này đảm bảo động cơ nhận được lượng hòa khí tối ưu ở mọi chế độ vận hành.

III. Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Phun Xăng Đa Điểm MPI

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử Kia Morning 2015 dựa trên một chu trình khép kín: đo lường - tính toán - điều khiển. Đầu tiên, khi động cơ hoạt động, các cảm biến liên tục đo lường các thông số vận hành. Tín hiệu từ Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) hoặc Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP) cung cấp cho ECU thông tin về lượng không khí đi vào động cơ, đây là thông số nền tảng để tính toán lượng phun cơ bản. Đồng thời, các tín hiệu từ Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) và cảm biến trục cam (CMP) giúp ECU xác định chính xác xi-lanh nào đang ở kỳ nạp để phun nhiên liệu đúng thời điểm. Dựa trên dữ liệu đầu vào, ECU thực hiện hàng triệu phép tính mỗi giây để xác định thời gian mở kim phun. Ví dụ, khi khởi động lạnh (dựa vào tín hiệu từ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT)), ECU sẽ tăng thời gian phun để làm đậm hòa khí, giúp động cơ dễ nổ. Khi tăng tốc đột ngột (tín hiệu từ Cảm biến vị trí bướm ga (TPS)), ECU cũng sẽ tăng lượng phun để đáp ứng yêu cầu công suất. Toàn bộ quá trình này được thể hiện rõ qua sơ đồ mạch điện động cơ Kia Morning, cho thấy sự kết nối và luồng tín hiệu giữa ECU, cảm biến và cơ cấu chấp hành. Đây chính là bản chất của nguyên lý làm việc hệ thống EFI: điều khiển chính xác để tối ưu hiệu suất và giảm ô nhiễm.

3.1. Quy trình cung cấp nhiên liệu Từ bơm xăng đến kim phun

Nhiên liệu được bơm xăng Kia Morning hút từ bình chứa, đi qua bộ lọc và được đẩy đến giàn chia (fuel rail). Tại đây, bộ điều áp nhiên liệu giữ cho áp suất trong giàn chia luôn ổn định. Các kim phun điện tử được gắn trên giàn chia này. Khi nhận được tín hiệu xung điện từ ECU, cuộn solenoid bên trong kim phun sẽ tạo ra từ trường, nhấc kim van lên và cho phép nhiên liệu được phun vào cửa nạp dưới dạng sương mù. Quá trình này diễn ra một cách tuần tự và chính xác cho từng xi-lanh, đảm bảo hòa khí được hòa trộn đồng đều.

3.2. Sơ đồ luồng tín hiệu và quá trình xử lý của ECU

Luồng tín hiệu bắt đầu từ các cảm biến, chuyển đổi các đại lượng vật lý (nhiệt độ, áp suất, tốc độ) thành tín hiệu điện (điện áp, xung). ECU nhận các tín hiệu analog này và chuyển đổi chúng thành tín hiệu số (A/D converter). Bộ vi xử lý của ECU sẽ dùng các tín hiệu số này để tra cứu trong bản đồ điều khiển (map) được lưu trong bộ nhớ. Kết quả tính toán cuối cùng là một tín hiệu xung số. Tín hiệu này được khuếch đại và gửi đến để điều khiển thời gian mở của kim phun điện tử, hoàn thành một chu trình điều khiển.

IV. Hướng Dẫn Chẩn Đoán Lỗi Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử EFI

Chẩn đoán lỗi là một phần quan trọng trong đồ án hệ thống phun xăng điện tử Kia Morning 2015. Hệ thống EFI hiện đại được tích hợp chức năng tự chẩn đoán (On-Board Diagnostics - OBD). Khi một cảm biến hoặc cơ cấu chấp hành hoạt động sai lệch so với giá trị tiêu chuẩn, ECU sẽ ghi lại một mã lỗi OBD-II tương ứng và bật đèn báo lỗi động cơ (Check Engine) trên bảng điều khiển. Kỹ thuật viên có thể sử dụng máy chẩn đoán GDS (Global Diagnostic System) hoặc các máy quét tương thích để kết nối với cổng OBD-II của xe. Máy chẩn đoán sẽ đọc và hiển thị các mã lỗi đang được lưu trữ, ví dụ P0171 (System Too Lean) hoặc P0335 (Crankshaft Position Sensor 'A' Circuit). Từ đó, kỹ thuật viên có thể khoanh vùng nguyên nhân hư hỏng. Đồ án cũng đề cập đến các phương pháp kiểm tra thủ công. Ví dụ, kiểm tra điện trở của Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) ở các mức nhiệt độ khác nhau, đo điện áp tín hiệu của Cảm biến oxy (O2 sensor), hoặc kiểm tra áp suất của bơm xăng Kia Morning. Việc kết hợp giữa chẩn đoán bằng máy và kiểm tra thủ công giúp xác định chính xác nguyên nhân gốc rễ của sự cố, tránh việc thay thế linh kiện không cần thiết và tiết kiệm chi phí sửa chữa. Nắm vững quy trình này là kỹ năng thiết yếu cho mọi kỹ thuật viên ô tô hiện đại.

4.1. Quy trình đọc và phân tích mã lỗi OBD II bằng máy chẩn đoán

Quy trình chẩn đoán bắt đầu bằng việc kết nối máy quét vào cổng OBD-II, thường nằm dưới bảng táp-lô. Sau khi bật khóa điện, kỹ thuật viên chọn đúng thông tin xe (model, năm sản xuất, loại động cơ) để thiết lập giao tiếp. Tiếp theo, chọn chức năng đọc mã lỗi (Read Fault Codes). Các mã lỗi OBD-II sẽ được hiển thị kèm theo mô tả ngắn gọn. Việc phân tích mã lỗi đòi hỏi kiến thức về hệ thống. Ví dụ, mã lỗi liên quan đến cảm biến oxy có thể do chính cảm biến hỏng, hoặc do rò rỉ khí xả, hoặc kim phun bị kẹt. Sau khi sửa chữa, cần thực hiện chức năng xóa mã lỗi (Clear Fault Codes) và cho xe chạy thử để xác nhận lỗi đã được khắc phục.

4.2. Các hư hỏng thường gặp ở kim phun và cảm biến oxy

Kim phun điện tử có thể bị tắc nghẽn do cặn bẩn trong xăng, gây ra hiện tượng phun kém, làm hòa khí bị nghèo. Ngược lại, kim phun có thể bị kẹt mở, gây lãng phí nhiên liệu và làm động cơ chạy ì. Cảm biến oxy (O2 sensor) là bộ phận làm việc trong môi trường khắc nghiệt nên dễ bị lão hóa, bám muội than, dẫn đến tín hiệu gửi về ECU chậm hoặc sai. Lỗi ở cảm biến oxy thường gây ra tình trạng hao xăng bất thường và không vượt qua được các bài kiểm tra khí thải. Việc kiểm tra và vệ sinh hoặc thay thế định kỳ các bộ phận này là rất cần thiết.

V. Phương Pháp Xây Dựng Mô Hình Hệ Thống Phun Xăng Điện Tử

Một trong những nội dung nổi bật của đồ án hệ thống phun xăng điện tử Kia Morning 2015 là việc thiết kế và chế tạo mô hình thực hành. Mô hình này có mục đích trực quan hóa cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống, phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập. Quá trình xây dựng mô hình đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng về thiết bị. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các bộ phận thực tế từ xe Kia Morning, bao gồm ECU (Engine Control Unit) Kia Morning, hệ thống cảm biến, kim phun, bơm xăng, và hệ thống dây điện. Tất cả được bố trí trên một khung giá đỡ theo sơ đồ mạch điện động cơ Kia Morning chuẩn. Các điểm đo kiểm (jack cắm) được đưa ra ngoài bảng điều khiển để sinh viên có thể dễ dàng sử dụng đồng hồ VOM hoặc oscilloscope để đo tín hiệu. Thách thức lớn nhất là việc giả lập các tín hiệu đầu vào để ECU có thể hoạt động như trên xe thật. Theo tài liệu, nhóm đã sử dụng mạch Arduino để tạo ra tín hiệu giả lập cho Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP) và các cảm biến khác. Mô hình này không chỉ cho phép quan sát hoạt động của kim phun, tia lửa điện mà còn có thể tạo ra các lỗi giả lập, giúp sinh viên thực hành quy trình chẩn đoán bằng máy chẩn đoán GDS. Đây là một phương pháp học tập hiệu quả, kết nối giữa lý thuyết và thực tiễn.

5.1. Lựa chọn thiết bị và thiết kế bảng bố trí Jack cắm

Việc lựa chọn thiết bị là bước đầu tiên, bao gồm các bộ phận chính của hệ thống như ECU, các loại cảm biến (MAP, TPS, CKP, ECT), và cơ cấu chấp hành (kim phun điện tử, bô-bin đánh lửa). Các bộ phận này được tháo từ xe hoặc mua mới. Sau đó, nhóm thực hiện thiết kế bảng bố trí các jack cắm và điểm đo một cách khoa học. Mục tiêu là giúp người học dễ dàng truy cập, đo kiểm tín hiệu điện áp, điện trở, hoặc dạng sóng của từng bộ phận mà không cần can thiệp sâu vào hệ thống dây dẫn phức tạp, đảm bảo an toàn và hiệu quả.

5.2. Các bước lắp đặt mạch và kiểm tra hoạt động của ECU

Quá trình lắp đặt mạch được thực hiện dựa trên sơ đồ mạch điện động cơ Kia Morning chi tiết từ sổ tay sửa chữa Kia Morning 2015. Từng dây dẫn được kết nối cẩn thận giữa các cảm biến, ECU và cơ cấu chấp hành. Sau khi hoàn thành, bước quan trọng là kiểm tra hoạt động của ECU. Bằng cách cấp nguồn và cung cấp các tín hiệu giả lập, nhóm nghiên cứu đã xác minh rằng ECU có thể nhận tín hiệu, xử lý và xuất tín hiệu điều khiển kim phun và đánh lửa một cách chính xác. Việc kiểm tra này đảm bảo mô hình hoạt động đúng như thiết kế và sẵn sàng cho việc giảng dạy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Giới thiệ̣u về̀ hệ̣ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa 1. Giới thiệ̣u chung về̀ hệ̣ về̀ thố́ng phun xăng 1. Khá́i niệ̣m về̀ phun xăng điệ̣n tử Chữ EFI ở phía sau thân xe ô tô đời mới và trên động cơ là viết tắt của Electronic Fuel Injection, có nghĩa là hệ thống phun xăng được điều khiển điện tử.

Hệ thống này đảm bảo hỗ̃n hợp khí và xăng hoàn hảo. Tuy nhiên, tùy thuộc vào chế độ làm việc của xe, EFI thay đổi tỷ lệ khí nhiên liệu để luôn cung cấp cho động cơ một hỗ̃n hợp khí tối ưu. Đặ̣c biệt khi xuất phát trong thời tiết lạnh, hỗ̃n hợp khí được cung cấp sẽ đậm đặ̣c xăng hơn, sau khi động cơ đã có đủ nhiệt độ hoạt động, hỗ̃n hợp khí sẽ loãng xăng hơn. Ở chế độ tốc độ cao, hỗ̃n hợp khí sẽ đậm đặ̣c xăng trở lại.

Ô tô sử dụng một trong hai thiết bị hoặ̣c hệ thống để cung cấp hỗ̃n hợp nhiên liệu theo một tỷ lệ cụ thể đến các xi-lanh của động cơ ở các dải tốc độ; bộ chế hòa khí hoặ̣c hệ thống phun xăng điện tử. Hai hệ thống đo lượng khí nạp này nếu thay đổi theo góc mở bướm ga và tốc độ động cơ sẽ cung cấp tỷ lệ không khí-nhiên liệu thích hợp cho các xi-lanh dựa trên lượng khí nạp. Do thiết kế tương đối đơn giản của bộ chế hòa khí, nó đã được sử dụng trong hầu hết các động cơ xăng cho đến nay. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu ngày nay về khí thải sạch hơn, tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn, nâng cao khả năng vận chuyển, v., bộ chế hòa khí hiện tại cần phải được trang bị thêm các thiết bị hiệu chỉnh khác, điều này khiến nó trở nên phức tạp hơn rất nhiều.

Do đó, thay vì bộ chế hòa khí, hệ thống EFI được sử dụng, thông qua phun xăng điện tử, đảm bảo tỷ lệ nhiên liệu không khí chính xác cho động cơ tùy thuộc vào chế độ lái. SVTH : Nam, Điền, Hoàng, Tài, BảoTrang 10 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Đồ án tốt nghiệp Hình 1-1: Hệ thống EFI điể̉n hì̀nh SVTH : Nam, Điền, Hoàng, Tài, BảoTrang 11 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Đồ án tốt nghiệp 1. Lị̣ch sử phá́t triể̉n Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ tên là Stenvan đã phát minh ra cách bơm nhiên liệu vào máy nén khí. Sau một thời gian, một người Đức thực hiện phun nhiên liệu vào buồng đốt, nhưng nó không hiệu quả.

Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng cho động cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu sử dụng trong động cơ này là dầu hỏa nên dễ bị kích nổ và hiệu suất thấp). Dù vậy, sáng kiến này đã đóng góp rất lớn trong việc chế tạo hệ thống phun xăng cơ khí. Với hệ thống phun này, nhiên liệu được phun trực tiếp vào phía trước xupap , do đó có tên là K-Jetronic.K-Jetronic đã được đưa vào sản xuất và sử dụng trên xe Mercedes và một số loại xe khác, tạo cơ sở cho việc phát triển các hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE-Jetronic,Mono-Jetronic,L-Jetronic,Motronic,vv. Do hệ thống phun xăng cơ khí vẫn còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm 1980, BOSCH đã ra mắt hệ thống phun xăng sử dụng hai loại kim phun điều khiển bằng điện: Hệ thống L - Jetronic (lượng nhiên liệu phun được xác định bởi cảm biến lưu lượng khí nạp) và D - Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định bởi áp suất trong đường ống nạp).

Năm 1984, người Nhật mua bản quyền từ BOSCH và áp dụng hệ thống phun xăng L- Jetronic và D-Jetronic cho xe Toyota (dùng với động cơ 4A-ELU). Năm 1987, Nissan sử dụng L-Jetronic để thay thế bộ chế hòa khí trên xe Sunny. Điều khiển EFI có thể được chia thành hai loại dựa trên các phương pháp khác nhau được sử dụng để xác định lượng nhiên liệu phun vào. Một là loại mạch tương tự điều khiển lượng phun dựa trên thời gian để sạc và phóng vào tụ điện.

Loại còn lại được điều khiển bằng bộ vi xử lý́, sử dụng dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ nhằm xác định lượng phun. Loại điều khiển tương tự bằng mạch của hệ thống EFI là loại đầu tiên được Toyota sử dụng trong hệ thống EFI của mình. Còn loại điều khiển bằng bộ vi xử lý́ đã được sử dụng vào năm 1983. Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý́ đã được sử dụng trên xe Toyota được gọi là TCCS (Toyota Computer Control System- Hệ thống điều khiển bằng máy tính của Toyota ), nó không chỉ kiểm soát lượng phun mà còn bao gồm ESA (Electronic Spark Advance - Đánh lửa sớm điện tử) để kiểm soát thời điểm đánh lửa; ISC (Idle speed control - SVTH : Nam, Điền, Hoàng, Tài, BảoTrang 12 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Đồ án tốt nghiệp Kiểm soát tốc độ không tải) và các hệ thống điều khiển khác, cũng như các chức năng chẩn đoán và sao lưu.

Hai hệ thống này có thể được phân loại như sau: Hình 1-2: Sơ đồ̀ phân loại hệ thống phun xăng điện tử Loại mạch tương tự EFI và vi điều khiển dựa trên bộ vi xử lý́ về cơ bản thì đều giống nhau, nhưng ta có thể nhận ra một số khác biệt ví dụ là trong các lĩnh vực điều khiển và độ chính xác. Giới thiệ̣u chung về̀ hệ̣ thố́ng đá́nh lửa 1. Lị̣ch sử hình thà̀nh Sự ra đời của hệ thống đánh lửa gắn liền với sự ra đời của động cơ đốt trong đánh dấu bước khởi đầu cho nền công nghiệp ô tô. Ban đầu động cơ sử dụng hệ thống đánh lửa điều khiển bằng má vít.

Hệ thống này có nhược điểm thời điểm đánh lửa không chính xác cùng với kết cấu cơ khí nên hay phải bảo dưỡng. Năm 1964 hệ thống đánh lửa CDI (capacitor discharge ignition) đã được nghiên cứu và ứng dụng trên xe NSU sprider. Bên cạnh đó khi xã hội phát triển, các yêu cầu ngày càng cao về môi trường, sự | tiêu hao nhiên liệu đã khiến cho hệ thống đánh lửa thường và hệ thống đánh lửa CDI SVTH : Nam, Điền, Hoàng, Tài, BảoTrang 13 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Đồ án tốt nghiệp không còn đáp ứng được những yêu cầu đặ̣t ra. Chính điều đó đã khiến cho các nhà khoa học tìm tòi phát minh ra hệ thống đánh lửa mới đáp ứng tốt hơn tính kinh tế nhiên liệu và tính ô nhiễm môi trường.

Đến năm 1978 các hãng xe BMW,Chrysler, Fiat, Lancia, Leyland, Mercedes, Peugeot, Porsche, và Volvo, cho ra đời hệ thống đánh lửa bán dẫn TCI (Transistorized coil ignition) sự phát triển tiếp theo của đánh lửa CDI. Sự hỗ̃ trợ của khoa học kỹ thuật, lịch sử phát triển cho ra đời hệ thống đánh lửa điện tử SI (Semiconductor ignition) và hệ thống đánh lửa không có bộ chia điện BSI (Breakerless semiconductor ignition). Trong đó hệ thống đánh lửa SI vẫn sử dụng bộ chia điện và một bôbin còn BSI sử dụng với nhiều bôbin hơn và không có bộ chia điện. Ứng dụng đầu tiên của hệ thống BSI trên xe Citroën Visa giới thiệu ra công chúng năm 1978.Với đà phát triển đó năm 1979 hãng Bosch đã cho ra đời hệ thống điều khiển động cơ “Motronic” với sự tích hợp điều khiển nhiều hệ thống như điều khiển thời điểm đánh lửa, điều khiển nhiên liệu, điều khiển tốc độ không tải.

Giúp quá trình điều khiển linh hoạt hơn, độ chính xác cao hơn tăng tính kinh tế nhiên liệu và giảm tính ô nhiễm của khí thải. SVTH : Nam, Điền, Hoàng, Tài, BảoTrang 14 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Đồ án tốt nghiệp Chương 2. Tổng quan về̀ hệ̣ thố́ng phun xăng và̀ đá́nh lửa 2. Tổng quan về̀ hệ̣ thố́ng phun xăng 2.

Nhiệ̣m vụ - Cung cấp hỗ̃n hợp nhiên liệu cho từng xilanh của động cơ - Kiểm soát lượng nhiên liệu phun vào theo thời gian tùy theo lượng khí nạp để đạt được tỷ lệ mong muốn - Tăng thêm lượng nhiên liệu ở chế độ làm nóng ngay sau khi khởi động nguội - Bù nhiên liệu bám vào đường ống nạp - Cắt nhiên liệu khi giảm tốc hoặ̣c tốc độ quá nhanh - Điều chỉnh nhiệt độ khí nạp và áp suất của khí nạp - Điều chỉnh vận tốc cầm chừng - Điều chỉnh tuần hoàn khí thải - Góp phần đảm bảo rằng không có nhiên liệu bị thất thoát trong đường ống nạp và hòa khí hòa trộn tốt hơn 2. Yêu cầu - Đảm bảo cho mạch điều khiển hoạt động chính xác trong mọi tình huống - Lưu lượng phun nhiên liệu phải đáp ứng hiệu quả nhất đối với mọi tình huống của người lái và kiểm soát môi trường. - Đảm bảo an toàn điện với mạch điều khiển. - Đảm bảo phòng cháy nổ cho hệ thống bơm nhiên liệu 2.

Phân loại hệ̣ thố́ng phun xăng Hệ thống phun nhiên liệu có thể được chia thành nhiều loại khác nhau. Khác nhau về cấu tạo của kim phun ta có 2 loại: a. Loại CIS Đây là hệ thống sử dụng kim phun cơ, nó chỉ được sử dụng trong một số động cơ, kim phun mở liên tục, khi áp suất thay đổi thì sẽ thay đổi lượng nhiên liệu phun vào. Gồm 4 SVTH : Nam, Điền, Hoàng, Tài, BảoTrang 15 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Đồ án tốt nghiệp loại cơ bản như sau: Hệ̣ thố́ng K - Jectronic: Đây là hệ thống phun nhiên liệu mà điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí và thuỷ lực, sau này được nâng cấp thành hệ thống KE - Jectronic, trang bị hệ thống ECM mạnh hơn.

Đây là hệ thống phun nhiên liệu cơ bản của các loại hình phun nhiên liệu điện tử ngày nay. Đặ̣c điểm của hệ thống này là không cần những cơ cấu dẫn động của động cơ, nghĩa là việc phun nhiên liệu được điều khiển bởi độ chân không trong đường ống hút. Việc phun nhiên liệu liên tục được xác định bởi lượng khí nạp. Dùng cho các dòng xe như Audi: coupe, quattro, 80, 90, 100, 200.Xe BMW: 318, 520,vv.

Hệ̣ thố́ng K - Jectronic với cảm biến khí thải: Được trang bị thêm thiết bị cảm biến oxy. Hệ̣ thố́ng KE - Jectronic: Phát triển thêm dựa trên hệ thống K-Jectronic với mạch điều khiển áp suất phun điện tử. Loại AFC Đây là hệ thống phun xăng sử dụng kim phun được điều khiển bằng điện. Hệ thống phun xăng được trang bị kim phun điện sẽ được chia thành 2 loại chính: L - Jectronic (bắ́t nguồn từ tiếng Đức, Luft có nghĩa là̀ không khí): là hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển điện tử.

Xăng được bơm vào các cửa nạp của xi lanh động cơ theo định kỳ, không phải liên tục. Việc phun nhiên liệu và đo nhiên liệu dựa trên hai tín hiệu gốc bao gồm: tín hiệu khối lượng không khí nạp và tín hiệu tốc độ trục khuỷu từ động cơ.