Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. Bài 01: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ Mục tiêu: Sau khi học xong bài học này sinh viên có khả năng: - So sánh hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hòa khí. - Trình bày được ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hòa khí. - Phân loại được hệ thống phun xăng điện tử.
- Xác định vị trí và đọc tên các chi tiết của hệ thống phun xăng điện tử trên động cơ. Khái niệm về hệ thống phun xăng điện tử: Để đáp ứng nhu cầu hiện nay về việc thải khí xả sạch hơn, tiêu hao nhiên liệu kinh tế hơn, cải thiện khả năng tải cho động cơ,. bộ chế hòa khí ngày nay phải được lắp đặt các thiết bị hiệu chỉnh khác nhau, do đó làm cho nó trở nên phức tạp hơn rất nhiều. Chính vì lý do đó hệ thống phun xăng điện tử được sử dụng thay thế cho bộ chế hòa khí, để đảm bảo tỷ lệ khí nhiên liệu thích hợp cho động cơ bằng việc phun nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử theo các chế độ làm việc khác nhau.
Trên các loại động cơ sử dụng nhiên liệu xăng thường sử dụng một trong hai thiết bị, để cung cấp hỗn hợp không khí - nhiên liệu với một tỷ lệ chính xác, đến từng xy lanh của động cơ tại tất cả các dải tốc độ, đó là bộ chế hòa khí hay hệ thống phun xăng điện tử EFI (Electronic Fuel Injection). Cả hai hệ thống đều đo lượng khí nạp thay đổi theo góc mở của bướm ga và tốc độ động cơ, để cung cấp một tỷ lệ nhiên liệu và không khí thích hợp đến các xy lanh đáp ứng yêu cầu làm việc của động cơ. So sánh hệ thống phun xăng điện tử với bộ chế hòa khí: 1. Phương pháp tạo hỗn hợp hòa khí: Động cơ sử dụng bộ chế hoà khí, ở tốc độ chậm người ta lợi dụng độ chân không lớn ở sau cánh bướm ga để hút nhiên liệu đi ra khỏi bộ chế hòa khí từ lỗ cầm chừng và lỗ chạy chậm.
Còn ở chế độ một phần tải và tải lớn, người ta lợi dụng tốc độ dòng khí đi qua họng bộ chế hòa khí để hút nhiên liệu ra.1: Phương pháp tạo hỗn hợp hòa khí của bộ chế hòa khí. 1 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. Ở hệ thống phun xăng điện tử, lượng không khí nạp vào động cơ di chuyển độc lập với hệ thống nhiên liệu. Lượng không khí trước khi nạp vào động cơ được kiểm tra bởi bộ đo lưu lượng không khí, tín hiệu này được ECU tiếp nhận và ECU sẽ điều khiển thời gian mở kim phun phù hợp với lượng không khí nạp và số vòng quay của động cơ (hình 1.2: Phương pháp tạo hỗn hợp hòa khí của hệ thống phun xăng điện tử.
Khi khởi động: Khi động cơ lạnh cánh bướm gió đóng hoàn toàn, lượng nhiên liệu được cung cấp từ mạch chạy chậm và mạch chính để làm giàu hỗn hợp. Sau khởi động, cơ cấu điều khiển cánh bướm gió mở một phần sẽ điều khiển bướm gió hé mở (hình 1.3: Cơ cấu điều khiển cánh bướm gió khi khởi động của bộ chế hòa khí. Ở động cơ phun xăng, lượng nhiên liệu phun khi khởi động được căn cứ vào tín hiệu khởi động từ contact máy (STA), cảm biến nhiệt độ động cơ, cảm biến nhiệt độ không khí nạp và điện áp của ắc quy. Ngoài ra ở một số động cơ người ta còn dùng kim phun khởi động để cung cấp thêm nhiên liệu cho động cơ.
2 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. Sau khởi động sự làm giàu hỗn hợp được căn cứ vào cảm biến nhiệt độ nước làm mát, ECU dùng tín hiệu này để làm giàu hỗn hợp. Khi tăng tốc: Khi cánh bướm ga mở rộng đột ngột, lượng không khí nạp sẽ gia tăng tức thời. Nhưng ở bộ chế hoà khí do nhiên liệu có độ nhớt và do quán tính của dòng nhiên liệu nên lượng nhiên liệu cung cấp không kịp thời.
Để khắc phục, người ta dùng bơm tăng tốc (hình 1.a: Chế độ làm giàu hỗn hợp khi tăng tốc bộ chế hòa khí. Ở động cơ phun xăng, lượng không khí nạp khi tăng tốc được kiểm tra trực tiếp bởi bộ đo gió. ECU dùng tín hiệu lưu lượng không khí nạp và cảm biến vị trí bướm ga để thực hiện làm giàu hỗn hợp khi tăng tốc (hình 1.b: Chế độ làm giàu hỗn hợp khi tăng tốc động cơ phun xăng. Chế độ tải lớn: Muốn cho động cơ phát ra mô men cực đại hoặc công suất cực đại thì phải làm giàu hỗn hợp khi cánh bướm ga mở lớn.
Ở động cơ dùng bộ chế hòa khí người ta dùng mạch làm đậm để hỗ trợ thêm nhiên liệu cho mạch chính (hình 1. 3 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử.a: Chế độ làm giàu hỗn hợp khi tải lớn bộ chế hòa khí. Còn ở động cơ phun xăng để làm giàu hỗn hợp khi tải lớn, người ta dùng cảm biến vị trí bướm ga để xác định chế độ tải. ECU sử dụng tín hiệu này để làm giàu hỗn hợp cho động cơ (hình 1.b: Chế độ làm giàu hỗn hợp khi tải lớn động cơ phun xăng.
Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hòa khí: - Khởi động dễ dàng và nhanh chóng: Trong quá trình khởi động lượng nhiên liệu phun cơ bản căn cứ vào tín hiệu khởi động STA từ contact máy và cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Lượng phun hiệu chỉnh thêm nhiên liệu được lấy từ cảm biến nhiệt độ không khí nạp và điện áp của ắc quy. Thời điểm đánh lửa sớm ứng với chế độ khởi động. Van ISC mở tối đa để khởi động dễ dàng.
- Hỗn hợp không khí - nhiên liệu của các xy lanh được phân phối đồng đều. - Tỉ lệ hỗn hợp được đáp ứng tối ưu ở mọi chế độ làm việc của động cơ. - 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.
Ngoài ra, người ta còn dùng các phương án như thay đổi chiều 4 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. dài đường ống nạp hoặc dùng hai đường ống nạp cho mỗi xy lanh để tăng hiệu quả nạp cho động cơ. - Ở chế độ cầm chừng nhanh, tốc độ cầm chừng của động cơ được điều khiển từ van không khí hoặc van điều khiển tốc độ cầm chừng, nên tốc độ cầm chừng nhanh thay đổi đều và rất ổn định theo nhiệt độ của nước làm mát. - Nhiên liệu được cung cấp qua kim phun ở dạng sương dưới một góc độ phun hợp lý nên sự hình thành hỗn hợp đạt hiệu quả cao hơn bộ chế hoà khí.
- Điều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc nhằm tiết kiệm được nhiên liệu và giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi sinh. - Lượng khí thải được kiểm tra để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun cho chính xác… Từ các ưu điểm trên nên ở động cơ phun xăng người ta nâng cao được công suất, hiệu suất, tỉ số nén của động cơ và giải quyết được phần lớn vấn đề ô nhiểm môi sinh. Phân loại hệ thống phun xăng điện tử: 1. Phân loại theo điểm phun: 1.
Hệ thống phun xăng đơn điểm: Là hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển bằng điện tử nhưng chỉ dùng một kim phun được đặt trên đường ống nạp để phun nhiên liệu, hình thức gần giống với bộ chế hòa khí chỉ khác là kim phun được điều khiển bằng điện (hình 1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng đơn điểm. Thùng nhiên liệu 10. Van thông hơi bình xăng 2.
Lọc các bon 5 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. Cảm biến ô xy 4. Bộ điều áp xăng 13. Cảm biến nhiệt độ nước 5.
Bộ chia điện 6. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 15. Bộ chấp hành bướm ga 17. Chiết áp cảm biến bướm ga 18.
Bộ phận phun trung tâm 1. Hệ thống phun xăng đa điểm: Là hệ thống phun nhiên liệu điện tử với mỗi một xy lanh có lắp một vòi phun để phun nhiên liệu vào trước xú páp nạp của động cơ (hình 1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng đa điểm. Cuộn đánh lửa 11.
Lọc không khí 2. Cảm biến vị trí trục cam 12. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 13. Cảm biến nhiệt độ nước 4.
Cảm biến tiếng gõ 5. Cảm biến áp suất 15. Công tắc khởi động trung gian (chỉ có A/T) 6. Cảm biến bướm ga 16.
Đèn kiểm tra động cơ 7. Cụm bướm ga 17. Rơ le mở mạch 6 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. Van không tải ISC 18.
Cảm biến ô xy 10. Bộ trung hòa khí xả Các phương pháp phun nhiên liệu bao gồm phun nhiên liệu đồng thời (hay phun hàng loạt), phun theo nhóm hoặc phun theo thứ tự công tác cho từng xy lanh. Thời điểm phun cũng khác nhau, như phun ở thời điểm xác định hoặc phun theo sự thay đổi của lượng không khí nạp hoặc theo tốc độ của động cơ (hình 1.8: Các phương pháp phun nhiên liệu. Phân loại theo cách đo dòng khí nạp vào xy lanh: 2.
Loại đo áp suất đường nạp: Loại này sử dụng cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp để đo sự thay đổi áp suất ở trong đường nạp theo tải và vòng tua của động cơ. Loại này thường được sử dụng trên các động cơ của hãng Daewoo, Hyundai như: Cruze, Lacetti CDX nhập khẩu, Lacetti EX, Gentra, Matits, Getz,.ngoài ra còn trên một số động cơ của Toyota như: 3S-FE, 5S – FE, 4A-FE và một số các xe khác (hình 1. 7 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử. Vị trí cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP) trên xe Lacetti và Gentra của Daewoo.
Loại đo lưu lượng dòng khí nạp: Loại này cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp vào đường ống nạp bằng một cảm biến đo lưu lượng khí nạp, được sử dụng khá phổ biển trên các loại xe của Toyota, BMW, Hyundai. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử: 1. Sơ đồ khối của hệ thống phun xăng điện tử: Hệ thống phun xăng điện tử có thể chia thành 3 hệ thống: hệ thống điều khiển điện tử, hệ thống nhiên liệu và hệ thống nạp khí như trong hình dưới đây (hình 1. Sơ đồ khối của hệ thống phun xăng điện tử.
8 Bài 1: Giới thiệu hệ thống phun xăng điện tử.