CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU Ở ĐỘNG CƠ XĂNG 1.1 Quá trình hình thành và phát triển của hệ thống phun xăng điện tử Bộ chế hoà khí được sử dụng hầu hết trên các động cơ sử dụng nhiên liệu từ những năm 60 trở về trước. Đến năm 1971, tập đoàn Toyota đã phát minh ra hệ thống cung cấp nhiên liệu mới với tên gọi “hệ thống phun xăng điện tử EFI” (Electronic Fuel Injtion). Hệ thống mới này có khả năng cung cấp nhiên liệu đến các xy lanh dưới dạng sương và xé tơi nhiên liệu giúp khả năng cháy của nhiên liệu tốt hơn bộ chế hoà khí. Hệ thống phun xăng điện tử được điều khiển bằng tín hiệu phát ra từ ECU (Electronic Control Unit).
Đến năm 1976, Toyota cho ra mắt Crown và Cressida hai mẫu xe đầu tiên sử dụng hệ thống phun xăng điện tử EFI Hệ thống EFI được chia thành hai loại, dựa trên mục đích sử dụng để xác định lưu lượng phun nhiên liệu sao cho phù hợp Loại thứ nhất: Loại mạch tương tự. Loại này được Toyota áp dụng lần đầu tiên trong hệ thống phun xăng điện tử. Loại này điều khiển lượng phun nhiên liệu bằng việc xác định thời gian để nạp và phóng của một tụ điện. Loại thứ hai: Loại điều khiển bằng bộ vi xử lý trung tâm (TCCS).
Loại điều khiển này được Toyota gọi là TCCS (Toyota Computer Control System). Hệ thông này điều khiển lượng phun của kim phun thông qua lưu lượng của bộ nhớ trung tâm. Trong TCCS còn chứa các hệ thống thông minh khác như: ESA (Electronic Spark Advance): Hệ thống đánh lửa sớm bằng điện tử. ISC (Idle Speed Control): Hệ thống điều khiển tốc độ không tải điện tử.
- Lịch sử phát triển: Cuối thế kỷ XIX, một kỹ sư người Pháp tên là Stevan đã phát minh ra cách phân phối nhiên liệu khi đang sử dụng một máy nén khí. Trang 1 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Phước Hậu Đến năm 1887 người Mỹ đã góp công rất lớn trong việc đưa hệ thống phân phối nhiên liệu thông minh vào sản xuất hàng loạt và được sử dụng trên các động cơ. Đầu thế kỷ XX, các hãng xe ở Đức đã áp dụng hệ thống phân phối nhiên liệu thông minh trên ô tô thay cho bộ chế hoà khí. Năm 1962, hãng xe Pháp đã áp dụng hệ thống này vào xe Peugoet 404.
Năm 1973, các kĩ sư Đức đã phát minh ra hệ thống phun xăng thông minh được gọi là K-Jectronic. Cuối thế kỷ XIX, một kỹ sư người Pháp tên là Stevan đã phát minh ra cách phân phối nhiên liệu khi đang sử dụng một máy nén khí. Đến năm 1887 người Mỹ đã góp công rất lớn trong việc đưa hệ thống phân phối nhiên liệu thông minh vào sản xuất hàng loạt và được sử dụng trên các động cơ. Đầu thế kỷ XX, các hãng xe ở Đức đã áp dụng hệ thống phân phối nhiên liệu thông minh trên ô tô thay cho bộ chế hoà khí.
Năm 1973, các kĩ sư Đức đã phát minh ra hệ thống phun xăng thông minh được gọi là K-Jectronic.2 Mục đích và chức năng - Mục đích : Chuẩn bị và cung cấp hỗn hợp hơi xăng và không khí cho động cơ, đảm bảo số lượng và thành phần của hỗn hợp không khí và nhiên liệu luôn phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng. Đối với hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử còn có ống phân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ điều áp, bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu, hệ thống điều khiển kim phun, ECM động cơ. - Chức năng : Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ ô tô phải cung cấp đủ nhiên liệu cần thiết để hình thành hòa khí thích hợp với mọi chế độ vận hành của động cơ. Để thỏa mãn nhu cầu trên, các hệ thống cung cấp nhiên liệu phải: - Lưu trữ nhiên liệu trong thùng nhiên liệu Trang 2 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Phước Hậu - Đảm bảo cung cấp nhiên liệu không chứa bọt khí.
- Đảm bảo nhiên liệu được lọc sạch trước khi đưa vào buồng đốt. - Tạo và giữ ổn định áp suất nhiên liệu. - Đưa nhiên liệu dư thừa trở lại thùng nhiên liệu. - Không có hiện tượng bay hơi nhiên liệu.3 Các yêu cầu hỗn hợp cháy của động cơ xăng 1.1 Yêu cầu nhiên liệu - Có tính bay hơi tốt.
- Hạt phải nhỏ và phần lớn ở dạng hơi. - Tính lưu động ở nhiệt độ thấp tốt. - Tính chống cháy kích nổ cao.2 Tỷ lệ hỗn hợp -Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ. -Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh.
- Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá). - Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường và nhiệt độ động cơ. - Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng nhiên liệu 1.1 Hệ thống phun xăng cơ khí Sơ đồ nguyên lý : Trang 3 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Phước Hậu Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng cơ khí Cơ cấu hệ thống có thể được chia thành 3 bộ phận : - Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm bình chứa : bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụ xăng, bộ lọc xăng. - Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp và bộ phận lọc khí.
- Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí và thiết bị định lượng nhiên liệu - Lượng không khí nạp vào xilanh được xác định bởi lưu lượng kế. Căn cứ vào lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ định việc định lượng nhiên liệu cung cấp vào xilanh giúp cho động cơ hoạt động. Nhiên liệu được phun vào qua các vòi phun vào đường ống nạp ở ngay trên xupáp nạp. Lượng hỗn hợp nạp vào xylanh được điều khiển bởi bướm ga.
- Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì áp suất trong mạch nhiên liệu sau khi động cơ đã ngừng hoạt động để tạo điều kiện khởi động dễ dàng và làm giảm bớt dao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống do việc sử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt.2 Hệ thống phun xăng điện tử Hệ thống phun xăng điện tử là một hệ thống tích hợp điều khiển cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ. Hệ thống được tạo thành từ ba hệ lớn , gồm bộ cảm biến, bộ phận điều khiển điện tử ( ECU ) và bộ chấp hành. Trang 4 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Phước Hậu Tác dụng chính của bộ cảm biến là thu nhập các tin tức tham số phản ánh về tình trạng hoạt động của động cơ mà hệ thống điều khiển cần , chuyển những tín hiệu mà ECU không tiếp cận được thành tín hiệu điện , đồng thời truyền cho ECU Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ( ECU ) tiếp nhận và xử lý thông tin do cảm biến cung cấp qua đó tiến hành tính toán , xử lý , phán đoán những tin tức nhận được từ bộ cảm biến của động cơ , sau đó đưa ra lệnh điều khiển hoạt động của các bộ phận liên quan hoạt động theo một chương trình đã cài đặt sẵn. Bộ chấp hành được điều khiển từ ECU.
Trong hệ thống điều khiển của động cơ , ECU không những dùng để điều khiển hệ thống phun nhiên liệu mà bộ phận này có nhiệm vụ phát các xung điện chỉ huy việc phun xăng đánh lửa cũng như chỉ huy một số thiết bị khác ( hồi lưu khí thải , điều khiển mạch nhiên liệu , mạch khí , …) đảm bảo tính tối ưu của động cơ khi làm việc .2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng điện tử Trang 5 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Phước Hậu CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 1TR-FE TRANG BỊ TRÊN XE TOYOTA INNOVA 2.1 Giới thiệu chung về xe Innova Ô tô Innova ( hình 2.1 ) là dòng xe du lịch 7 thuộc hãng xe TOYOTA được cho ra đời đầu tiên vào tháng 1/2006 với mục đích thay thế cho dòng xe ZACE. Những chiếc xe INNOVA cũng được trang bị công nghệ tiên tiến VVt-I , dòng xe được trang bị động cơ xăng 4 xi-lanh và có nhiều phiên bản lựa chọn như : E , G , V giúp cho người dùng có thể lựa chọn phiên bản số sàn và số tự động tùy thuộc vào mục đích sử dụng .1 hình dáng bên ngoài của INNOVA Bảng 2. Thông số chung của xe INNOVA Loại xe 1 cầu, 4 cửa bên và 1 cửa nâng phía sau D x R x C (toàn bộ) Mm 4735 x 1830 x 1795 Chiều rộng cơ sở Mm 1540 x 1540 Chiều dài cơ sở Mm 2750 Khoảng sáng gầm xe Mm 178 Góc thoát trước / sau 21/ 25 Trang 6 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Lương Phước Hậu Bán kính quay vòng tối thiểu M 5,4 Khả năng lội sâu Mm 500 Trọng lượng không tải Kg 1695-1700 Trọng lượng toàn tải Kg 2330 Hệ thống treo Trước Tay đòn kép, lò xo cuộn và thanh cân bằng Sau Liên kết 4 điểm, lò xo cuộn và tay đòn bên Hệ thống phanh Trước Phanh đĩa Sau Phanh tang trống ABS 4 cảm biến Bocsh ABS với EDB Vành và lốp xe 205/65R16 Tiêu chuẩn khí thải Euro 4 2.2 Đặc điểm tổng quát của động cơ 1TR-FE Động cơ 1TR-FE được lắp trên xe INNOVA của hãng TOYOTA là động cơ xăng sử dụng 4 xi-lanh xếp thẳng hàng dung tích xi lanh là 2.0 lít sử dụng trục cam kép DOHC với 16 xupap dẫn động bằng xích với hệ thống van nạp biến thiên VVT-I. Động cơ có công suất cực đại 138 / 5600 vòng phút hệ thống đánh lửa điều khiển trực tiếp bằng điện từ và điều khiển phun nhiên liệu bằng ECU Bảng 2.