Chương 1: Giới thiệu đề tài - Chương 2: Tổng quan hệ thống kiểm tra kim phun - Chương 3: Phương pháp giải quyết - Chương 4: Thiết kê, mô phỏng mô hình - Chương 5: Tiến hành thi công lắp ráp mô hình - Chương 6: Kết luận và hướng phát triển đề tài 5 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP CỦA MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ XĂNG 2. TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH 2. Ƣu điểm của hệ thống phun xăng Hệ thống phun xăng điện tử có nhiều ưu điểm hơn bộ chế hòa khí : Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương vô cùng nhỏ. Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu xu hướng kích nổ bởi hòa khí loãng hơn.
Động cơ chạy không tải sẽ êm dịu hơn. Tiết kiệm được nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác, phân phối ở từng kim phun đồng đều. Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng. Mômen xo ắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn, xấy nóng máy nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn.
Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không có họng khuếch tán gây cản trở như động động cơ chế hòa khí. Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến cánh bướm gió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh. Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào xylanh tận nơi đạt được tỉ lệ hòa khí dễ dàng. Duy trì được hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các điều kiện vận hành.
Giảm bớt được các hệ thống chống ô nhiễm môi trường. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ Bao gồm: bộ điểu khiển bơm nhiên liệu, kim phun, bình chứa nhiên liệu, ống phân phối, bộ lọc nhiên liệu. Nguyên lý ho ạt động: Khi khởi động, ECU kích ho ạt rơ le điện cung cấp điện áp cho bơm xăng tạo áp suất trong bình chứa nhiên liệu. Khi động cơ hoạt động, xăng sẽ được hút vào bơm theo thứ tự: lưới lọc, van một chiều, lọc xăng, tới ống cấp nhiên liệu và ra vòi phun.
1 Vị trí hệ thống phun xăng[1] 2.Kim Phun: Vòi phun phun nhiên liệu vào các cửa nạp của các xi lanh theo tín hiệu từ ECU động cơ. Các tín hiệu từ ECU động cơ làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây điện từ, làm cho píttông bơm bị kéo, mở van để phun nhiên liệu. Vì hành trình của pít tông bơm không thay đổi, lượng phun nhiên liệu được điều chỉnh tại thời điểm dòng điện chạy vào cuộn điện từ này. Cấu tạo vật lí: Bao gồm piston, van, cuộn dây.
2 Cấu tạo của đầu kim phun [3] Nhiệm vụ : vòi phun có nhiệm vụ phun nhiên liệu vào cửa nạp của xy lanh theo tín hiệu điều khiển ECU 7 Hoạt động: Tín hiệu điều khiển của ECU làm cho dòng điện chạy vào cuộn dây, dòng điện sinh ra từ trường hút piston làm mở van. Nhiên liệu có áp suất cao được phun qua van vào cửa nạp của xi lanh. Lượng phun nhiên liệu được điều khiển bằng cách thay đổi thời gian cấp điện cho vòi phun. Vị trí lắp đặt: Vòi phun được lắp trên nắp máy, tại vị trí cửa nạp của mỗi xi lanh.
Với vị trí này nhiên liệu được phun vào xupap với áp suất cao làm tăng khả năng bay hơi của nhiên liệu. Phạm vi ứng dụng: Vòi phun được sử dụng hầu hết trên hệ thống nhiên liệu điện tử từ năm 1990 đến nay (phun đơn điểm, phun đa điểm). Đo kiểm: Sử dụng đồng hồ đo điện trở thang đo x1 đó điện trở giữa 2 chân của vòi phun. Điện trở vòi phun vào khoảng 12 Ω - 14Ω.
Lƣu ý: Kim phun trên động cơ được sử dụng loại kim của động cơ xe Dongben, có nguyên lý hoạt động tương tự trên kim phun điện tử. 3 Kim phun điện tử[3] Nạp phân tầng: Chế độ nạp phân tầng sử dụng ở chế độ tài vừa và nhỏ. Nhiên liệu được phun vào trong kỳ nén, tức là gần với thời điểm đánh lửa, động cơ hoạt động với tỷ lệ hòa khí hơi loãng với 65:1. Lúc này, chỉ có một lượng nhiên liệu nhỏ tập 8 trung ngay trước bugi.
Tuy nhiên lượng khí Nox (NO, NO2, N2O, N2O3, N2O4, N2O5) thải ra môi trường lớn nên van EGR sẽ được tăng lên kịp thời để giảm nồng độ NOx. Nạp đồng nhất: Ở chế độ tải nặng, nhiên liệu được phun trong kỳ nạp giúp hòa khí đạt được sự đồng nhất. Trong quá trình hoạt động trên một khoảng thời gian dài, người lái xe thường ít quan tâm đến việc bảo dưỡng kim phun và sẽ dẫn tới các hiện tượng hư hỏng, cặn bẩn, muội than có thể sẽ đóng trên đầu béc phun, cùng với nhiên liệu không sạch cũng sẽ để lại tạp chất. 4 Kim phun tắt nghẽn do cặn bẩn[4] 2.
Bơm nhiên liệu Cấu tạo của bơm xăng bao gồm: mô tơ bơm, cánh bơm, lưới lọc của nhiên liệu. 5 Cấu tạo của bơm xăng [4] 9 Nguyên lí hoạt động của bơm xăng : Trước khi động cơ hoạt động, bộ xử lí trung tâm ECU sẽ giới hạn thời gian bơm làm việc, khi khởi động, ECU sẽ kích hoạt rơ le điện cung cấp điện áp cho bơm xăng tạo áp suất trong bình chưa nhiên liệu, sau đó xăng sẽ được hút vào bơm theo thứ tự : lưới lọc, van một chiều, lọc xăng, tới ống cấp nhiên liệu và ra vòi phun. Khi bơm xăng không làm việc, bộ phận van một chiều sẽ duy trì lượng áp suất còn dư bên trong hệ thống. Bao gồm 3 loại thường được sử dụng: bộ điều áp được đặt trên ống phân phôi (dùng trong mô hình), loại bộ điều áp được đặc trong bình chứa nhiên liệu (loại 1), Hình 2.
6 Bơm xăng loại 1[3] Loại 1 bộ điều áp được đặt trong bình chứa nhiên liệu, trên nắp bơm chỉ có một ống bơm nhiên liệu và không có ống hồi. Loại có bộ điều áp đặt trong bình nhiên liệu sẽ giữ cho áp suất trong ống phân phối được ổn định. 7 Bơm xăng loại 2 [3] Bơm xăng loại 2 bơm điều áp sẽ được đặt trên thân bơm và nằm trong bình chưa, trên bơm xăng có 2 ống, gồm 1 ống bơm nhiên liệu và 1 ống thông hơi bên xăng. 8 bơm xăng 3 [3] Bơm xăng loại 3, bơm điều áp được đặt trên ống phân phối và trên nắp có 2 ống, gồm một ống bơm và một ống hồi nhiên liệu về thùng.
Loại có điều áp đặt trên ống phân phối thì áp suất sẽ thay đổi theo tùy chế độ tải. Chức năng của từng bộ phận : Khi hoạt động lọc xăng có khả năng loại bỏ các tạp chất như chất rắn, gỉ sắt, cặn bẩn khiến kim phun bị tắc. Trong khi đó, van điều 11 áp có chức năng ổn định áp suất trên hệ thống khiến lượng xăng thừa được đưa trở về bình chứa nhiên liệu. 9 Lưới lọc nhiên liệu[3] Hình 2.
10 Bơm xăng[4] Các dấu hiệu hƣ hỏng của của bơm xăng trên ô tô : Xe khó khởi động : nguyên chân chính là hệ thống bơm quá tải, hoạt động trong thời gian dài liên tục khiến bơm nhiên liệu bị yếu. Bơm có thể vẫn sẽ đốt cháy nhưng sẽ không tạo đủ áp suất để khởi động động cơ. 12 Bơm xăng bị nóng quá mức : Khi lượng nhiên liệu trong bình chứa xăng thường xuyên ở mức thấp, bớm sẽ phải hoạt động liên tục mà không được làm mát đầy đủ, dẫn đến tình trạng bơm kém chất lượng. Bình nhiên liệu gây tiếng ồn : Một bơm xăng hoạt động tốt thường tao ra âm thanh khi ho ạt động nhưng với trường hợp âm thanh phát ra quá lớn thì hệ thống bơm xăng chắc chắn có trục trặc.
Nguyên nhân có thể do xe hết nhiên liệu, lọc xăng bị bám bụi cũng có thể khiến xăng khó được bơm đến động cơ, hoặc nhiên liệu có cặn bẩn cần được thay thế. Xe ô tô chết máy đột ngột : nếu xe đang chạy bình thường và bống nhiên bị chết máy đột ngột, không thể khởi động lại, thì đây có thể là dấu hiệu bơm xăng cần được bảo dưỡng, làm sạch. Khí xả giảm hoặc tăng bất thường : lượng khói ở bô xe nhiều hay ít sẽ phản ánh tình trạng hoạt động của bơm áp xăng. Trong trường hợp lái xe quan sát thấy lượng khí xả giảm đáng kể thì rất có khả năng bơm xăng bị yếu.
Ngược lại nếu thấy lượng khí xả ra tăng, nhiều khói trắng, đấy là dấu hiệu hệ thống bơm xăng hỏng van 1 chiều và buồng đốt đánh lửa không kịp. Xe hao xăng : khi thiếu nhiên liệu, động cơ sẽ khó nổ và hụt hơi. Khi thừa xăng sẽ làm nhiên liệu cháy không hết, phải thải khói đen ra ngoài môi trường vừa gây hao xăng lẫn ô nhiễm không khí. 11 Vệ sinh các chi tiết của bơm[3] 13 2.
Bộ điều khiển máy bơm và điều chỉnh kim phun Mạch điều khiển bơm xăng : bao gồm 5 điện trở, 1 điện trở , 3 công tắc, 1 motor điều chỉnh tốc độ phun xăng, 1 transistor h669a, 1 IC NE555P, IC 4017, 1 relay 4 chân. IC NE555P : là một IC tạo xung phổ biến, có tính năng tạo xung chính xác, máy phát xung, điều chế được độ rộng (PWM), được cấu tạo bởi 2 diobe ở phía bên trái được gọi là diode phát cơ sở và diobe ở phía bên trái gọi là diobe collector – base. Những tên này đưa ra theo tên của thiết bị đầu cuối, đó là bộ phát, bộ thu và cơ sở. Phần giữa của các bán dẫn N – P – N được pha tạp nhẹ, nó là yếu tố quan trọng nhất trong hoạt động của bán dẫn.
Bộ phát được pha tạp vừa phải, bộ thu được pha tạp nặng. Cấu tạo bên trong gồm có 3 điện trở được mắc nối tiếp để có thể chia điện áp nguồn (Vcc) thành 3 phần giúp tạo nên một điện áp chuẩn. Điện áp ⅓ Vcc sẽ được nối với chân dương của OP – AMP 1 và điện áp ⅔ Vcc còn lại sẽ được nối với chân âm của OP – AMP 2. Trong trường hợp khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn ⅓ Vcc thì chân S= và lúc này FF kích hoạt.
Khi điện áp ở chân số 6 mà lớn hơn ⅔ Vcc thì chân R của FF= và FF sẽ được reset. 12 Mạch điện IC NE555P[6] Chân 1 : ( GND ) Nối đất 14 Chân 2 ( TRIGGER ) đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hoặc là ngõ vào c ủa 1 tần so áp. Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2 /3Vcc.