Khai thác hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô huyndai xây dựng mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa điện tử

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN CƠ KHÍ

KHAI THÁC HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ơ TƠ HYUNDAI.
XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

KHAI THÁC HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
HYUNDAI. XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ

Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Chun ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ

Giảng viên hướng dẫn: TS. NGUYỄN THÀNH SA
Sinh viên thực hiện:

HOÀNG VĂN NHẤT

MSSV: 18H1080089

Lớp: CO18CLCB

2023
TP. Hồ Chí Minh, ngày 13, tháng 6, năm 2023


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

Ngày 13 tháng 6 năm 2023
Giảng viên

Nguyễn Thành Sa


MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU....................................................................................................... 1
DANH SÁCH HÌNH ẢNH................................................................................... 2
DANH SÁCH BẢNG BIỂU................................................................................. 5
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG
TRÊN Ô TÔ...........................................................................................................6
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng ........................................................... 6
1.2. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phun xăng......................................... 7
1.2.1. Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng............................................................... 7
1.2.2. Yêu cầu của hệ thống phun xăng..................................................................7
1.2.3. Phân loại của hệ thống phun xăng................................................................ 8
1.3. Ưu và nhược điểm hệ thống phun xăng điện tử EFI....................................... 9
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI TRÊN XE

HYUNDAI SANTA FE SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ G6EA - GSL2.7...................11
2.1. Giới thiệu về xe Hyundai Santa Fe................................................................11
2.1.1. Lịch sử ra đời Huyndai Santa Fe................................................................ 11
2.1.2. Một số thông số về xe Hyundai Santa Fe...................................................12
2.2. Các cảm biến.................................................................................................. 12
2.2.1. Nhiệm vụ cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cảm biến.......................12
2.2.2. Bộ điều khiển trung tâm (ECU)..................................................................25
2.2.3. Cơ cấu chấp hành........................................................................................ 32
CHƯƠNG 3: KHAI THÁC HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN
XE HYUNDAI SANTA FE................................................................................ 36
3.1. Kiểm tra và sửa chữa hệ thống nhiên liệu..................................................... 36
3.1.1. Kiểm tra lọc nhiên liệu................................................................................36
3.1.2. Kiểm tra và sửa chữa bình chứa nhiên liệu................................................ 37
3.1.3. Kiểm tra và sửa chữa các ống dẫn nhiên liệu.............................................37
3.1.4. Kiểm tra và sửa chữa hệ thống .................................................................. 38
3.2. Chẩn đoán hệ thống đánh lửa........................................................................ 40
3.2.1. Tia lửa yếu...................................................................................................41
3.2.2. Hư hỏng Bugi..............................................................................................41
3.3. Kiểm tra sửa chữa các cảm biến.................................................................... 42


3.3.1. Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp...............................................................42
3.3.2. Cảm biến nhiệt độ động cơ......................................................................... 42
3.3.3. Cảm biến Oxy............................................................................................. 42
3.3 4. Cảm biến vị trí trục khuỷu.......................................................................... 43
3.4.5. Cảm biến vị trí bướm ga............................................................................. 44
3.4. Phương pháp kiểm tra chẩn đốn hư hỏng.................................................... 45
3.4.1. Chẩn đoán bằng mã lỗi............................................................................... 45
3.4.2. Bằng máy chẩn đốn...................................................................................50
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH

LỬA ĐIỆN TỬ.................................................................................................... 54
4.1. Lên ý tưởng.................................................................................................... 54
4.2. Chuẩn bị đề tài............................................................................................... 54
4.3. Triển khai làm mô hình..................................................................................54
4.3.1. Các phần xây dựng mơ hình phun xăng - đánh lửa điện tử....................... 54
4.3.2. Các bước xây dựng mô hình.......................................................................61
4.4. Đánh giá mơ hình và hướng phát triển.......................................................... 63
KẾT LUẬN.......................................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 65


LỜI NĨI ĐẦU
Nhiều hệ thống trên ơ tơ ngày càng hoàn thiện hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng
cao của con người, một trong số đó có hệ thống phun xăng điện tử (EFI). Để hiểu và
nghiên cứu sâu hơn về hệ thống này em đã chọn đề tài: “KHAI THÁC HỆ THỐNG
PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ HYUNDAI. XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ
THỐNG PHUN XĂNG - ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ”
Là sinh viên của viện cơ khí chúng em được trang bị những kiến thức cơ bản về
ngành cơ khí đặc biệt là ngành cơ khí ơ tơ. Với đề tài này sẽ giúp em hiểu hơn ngành
mà em theo học và đặc biệt là về hệ thống phun xăng điện tử EFI. Nó đóng vai trị hết
sức quan trọng trong việc tiết kiệm nhiên liệu cũng như kinh tế người sử dụng.
Đề tài gồm có 4 chương:
* Chương 1: Giới thiệu tổng quát hệ thống phun xăng trên ô tô.
* Chương 2: Hệ thống phun xăng điện tử trên xe Hyundai Sante Fe.
* Chương 3: Khai thác hệ thống phun xăng điện tử trên xe Hyundai Santa Fe,
chẩn đoán hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa.
* Chương 4: Xây dựng mơ hình hệ thống phun xăng - đánh lửa điện tử.
Bằng tất cả sự chân thành, trước hết em xin gửi lòng biết ơn tới thầy giáo Ts.
Nguyễn Thành Sa và các thầy, cô bộ môn đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong
quá trình hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này.

Ngoài ra, em cũng xin cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Giao Thơng Vận
Tải TP. Hồ Chí Minh đã cho em được học tập và rèn luyện ở ngôi trường này.
Do sự hiểu biết và khả năng trình bày cịn nhiều hạn chế nên bài luận vẫn cịn
những thiếu sót nhất định. Em rất mong nhận được những góp ý của các thầy giáo, cô
giáo để bài luận văn tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 1


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Tổng quan hệ thống phun xăng điện tử trên xe ơ tơ.............................. 6
Hình 1.2: Phun xăng đơn điểm............................................................................... 8
Hình 1.3: Phun xăng đa điểm................................................................................. 8
Hình 1.4: Phun xăng điện tử phân phối hơi xăng đồng đều đến các xilanh......... 9
Hình 1.5: Đèn check báo lỗi phun xăng điện tử...................................................10
Hình 2.1: Hình dáng ngồi của ơ tơ Hyundai Santafe.........................................11
Hình 2.2: Cảm biến lưu lượng khí nạp trên xe hyundai Santafe......................... 13
Hình 2.3: Bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp.................................................13
Hình 2.4: Sơ đồ cảm biến lưu lượng khí nạp....................................................... 14
Hình 2.5: Cảm biến Oxy trên xe Hyundai Santafe............................................... 15
Hình 2.6: Cấu tạo cảm biến Oxy.......................................................................... 15
Hình 2.7: Vị trí gắn cảm biến vị trí bướm ga....................................................... 16
Hình 2.8: Cảm biến vị trí bướm ga Hyundai santafe........................................... 17
Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga..........................................................18
Hình 2.10: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga......................................... 18
Hình 2.11: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát....................................................... 19
Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.......................................... 19
Hình 2.13: Kết cấu và sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát... 20
Hình 2.14: Vị trí gắn cảm biến trục cam..............................................................20

Hình 2.15: Cảm biến vị trí trục cam trên xe Hyundai Santafe............................ 21
Hình 2.16: Cảm biến trục cam loại hiệu ứng điện từ...........................................21
Hình 2.17: Cảm biến vị trí trục khuỷu Hyundai Santafe......................................22
Hình 2.18: Vị trí gắn cảm biến trục khuỷu........................................................... 22
Hình 2.19: Cảm biến trục khuỷu loại Hall........................................................... 23
Hình 2.20: Cảm biến trục khuỷu loại quang........................................................ 23
Hình 2.21: Cảm biến kích nổ................................................................................ 24
Hình 2.22: Cấu tạo cảm biến kích nổ................................................................... 24
Hình 2.23: Vị trí gắn cảm biến kích nổ................................................................ 25
Hình 2.24: Mơ-đun điều khiển điện tử Hyundai Santafe..................................... 26
Hình 2.25: Sơ đồ mạch chuyển đổi A/D............................................................... 27
Trang 2


Hình 2.26: Sơ đồ mạch điện bộ đếm.....................................................................27
Hình 2.27: Sơ đồ mạch khuyếch đại..................................................................... 27
Hình 2.28: Bộ ổn áp.............................................................................................. 28
Hình 2.29: Sơ đồ hệ thống làm giàu xăng............................................................30
Hình 2.30: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu.............................................. 33
Hình 2.31: Sơ đồ mạch điều khiển vịi phun.........................................................33
Hình 2.32: Điều khiển thời gian phun nhiên liệu.................................................34
Hình 2.33: Sơ đồ mạch điện điều khiển bơbin..................................................... 35
Hình 3.1: Bầu lọc nhiên liệu bị tắc, bẩn...............................................................36
Hình 3.2: Vệ sinh bên trong trùng nhiên liệu bị rỉ sét......................................... 37
Hình 3.3: Bộ dụng cụ kiểm tra áp suất nhiên liệu................................................38
Hình 3.4: Đèn check engine sáng báo hiệu có thể hệ thống phun xăng gặp sự cố
............................................................................................................................... 40
Hình 3.5: Các trạng thái của Bugi....................................................................... 40
Hình 3.6: Dây phin bị hở và bugi mịn làm tia lửa yếu........................................41
Hình 3.7: Cách kiểm tra này áp dụng cho tất cả các loại xe...............................42

Hình 3.8: Sơ đồ mạch cảm biến ơxy..................................................................... 43
Hình 3.9: Đồng hồ VOM.......................................................................................43
Hình 3.10: Thiết bị chẩn đốn Autel MaxiSys MS906 PRO................................ 51
Hình 3.11: VCI sẽ sáng đèn nguồn và hiển thị trên tablet................................... 51
Hình 3.12: Chọn ơ hãng xe Hyundai.................................................................... 51
Hình 3.13: Chọn vào ơ Manual selection.............................................................52
Hình 3.14: Chọn khu vực thị trường Korea......................................................... 52
Hình 3.15: Tìm kiếm xe Hyundai Santafe trên ơ tìm kiếm................................... 52
Hình 3.16: Chọn ô Auto scan................................................................................53
Hình 3.17: Chọn vào ô Fault scan........................................................................53
Hình 3.18: Các mã lỗi hệ thống mà xe gặp phải sẽ hiển thị trên màn hình........ 53
Hình 4.1: Mơbin đánh lửa của xe Toyota Vios 2010........................................... 55
Hình 4.2: Kim phun xe Toyota Vios 2010............................................................ 55
Hình 4.3: Bugi NGK sử dụng trong mơ hình........................................................56
Hình 4.4: Hộp ECU điều khiển động cơ của xe Toyota Vios 2010..................... 56
Hình 4.5: Cảm biến vị trí trục khuỷu của xe Toyota Vios 2007...........................57
Trang 3


Hình 4.6: Module điều khiển tốc độ động cơ....................................................... 58
Hình 4.7: Motor 775 12V giả lập tốc độ quay của động cơ................................ 58
Hình 4.8: Cảm biến vị trí trục cam xe Toyota Vios 2010.....................................59
Hình 4.9: Cảm biến lưu lượng khí nạp xe Toyota Vios 2010...............................59
Hình 4.10: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Toyota Vios 2010..........................60
Hình 4.11: Cảm biến oxy của xe Toyota Vios 2010............................................. 60
Hình 4.12: Bơm xăng xe Toyota Vios 2010..........................................................60
Hình 4.13: Kích thước khung sắt của mơ hình.....................................................61
Hình 4.14: Sơ đồ bố trí các bộ phận của mơ hình............................................... 62
Hình 4.15: Xác định các chân của hộp ECU và chú thích lại............................. 62
Hình 4.16: Lắp đặt hệ thống kim phun và đường ống chung lên bảng mô hình. 63

Trang 4


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1: Các thông số chung của xe..................................................................... 12
Bảng 2: Chẩn đoán hư hỏng hệ thống phun xăng điện tử động cơ G6EA-GSL
theo bảng mã.................................................................................................................. 48
Bảng 3: Hiện tượng hư hỏng và cách khắc phục................................................. 49

Trang 5


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
TRÊN Ô TÔ
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng
Hệ phun xăng điện tử đầu tiên được thương mại hóa bởi Bosch 1955 trên Wright
R-3350. Hệ thống này cải tiến trên trên hệ thống diesel có áp lực cao được gắn cánh
bướm ga (diesel cổ điển khơng có bướm ga). Nó dùng một bơm xăng cung cấp nhiên
liệu cho vòi phun được tăng áp vào buồng đốt.
Sản phẩm điện tử EFI thương mại đầu tiên là Electrojector ra đời 1957 do
American Motors cho động cơ 288 bhp (214.8 kW). Nhưng chưa được ứng dụng vào
đại trà.
1957 Chrysler sử dụng hệ phun xăng điện tử EFI (electronic fuel injection ), sự ra
đời này thương mại bởi Bendix Corporation và 1958 Chrysler trên xe Chrysler 300D,
Dodge D500, Plymouth Fury và DeSoto Adventurer. Nhưng bản quyền sáng chế lại

thuộc về Bosch.
Bosch phát minh hệ EFI gọi là D-Jetronic (D for Druck, German = áp suất) trên
xe VW 1600TL in 1967. Đây là một hệ thống dùng vận tốc và tỉ trọng khơng khí để
tính tốn khối lượng khơng khí rồi từ đó tính thể tích nhiện liệu cần cho động cơ. Hệ
thống này sử dụng những cảm biến cơ điện tử.

Hình 1.1: Tổng quan hệ thống phun xăng điện tử trên xe ơ tơ
Sau đó các hệ K-Jetronic và L-Jetronic ra đời 1974 dùng cảm biến lưu lượng khí
nạp, rồi kế tiếp các cảm biến về áp suất, nhiệt độ rồi khối lượng lần lượt ra đời.

Trang 6


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

Năm 1982 Bosch giới thiệu một hệ thống có cảm biến đo trực tiếp khối lượng
khơng khí nạp gọi đó là LH-Jetronic (L for Luftmasse and H for Hitzdraht, German for
“air mass” and “hot wire”, respectively). Cảm biến này dùng một cuộn platin nung
nóng đặt trong luồng khí nạp. Tốc độ khơng khí đi qua làm lạnh cuộn dây tỉ lệ với khối
lượng khí thổi qua. Vì đo trực tiếp khối lượng khơng khí nên các cảm biến về đo áp
suất và nhiệt độ không cần. Một hệ LH Jetronic như thế là một hệ EFI hoàn chỉnh đầu
tiên làm cơ bản cho sau này. Sự tiến bộ của việc tạo ra những vi mạch số (digital
microprocessor) cho phép tổng hợp một nguồn điều khiển chung.
Với sự phát minh của EFI, Honda đã nhìn ra và áp dụng ngay phương pháp này
cho những chiếc xe của mình. Honda giới thiệu một số kiểu xe giá rẻ ở Bắc Mỹ dùng
EFI dưới tên gọi PGM-FI. Khởi nguồn từ xe đua, PGM-FI đã tìm đường vào xe hơi
Honda vào cuối thập niên 1980 trong xe Accord và Prelude trong các máy Honda
A20A, A20A3 & A20A4. Năm 1986 Honda Civic gắn PGMFI. Năm 1998 xe gắn máy

đầu tiên trên thế giới sử dụng PGMFI là VFR800FI.
1.2. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ thống phun xăng
1.2.1. Nhiệm vụ của hệ thống phun xăng:
Hệ thống phun xăng có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu để cho động cơ hoạt động,
hệ thống phun xăng phải cung cấp chính xác lượng xăng và thời điểm phun để động cơ
hoạt động lý thưởng nhất.
1.2.2. Yêu cầu của hệ thống phun xăng:
* Lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ phải chính xác để động cơ hoạt động
tốt nhất và tiết kiệm nhiên liệu. Nhiên liệu cung cấp tới kim phun phải sạch và khơng
chứa cặn bẩn.
* Thời điểm phun được tính tốn để động cơ đạt cơng suất tốt nhất .
* Tiết kiệm nhiên liệu.
* Có tuổi thọ cao, chi phí bảo dưỡng sửa chữa thấp.
* Có kết cấu nhỏ gọn, bền bỉ, dễ bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa.
* Hỗn hợp nhiên liệu khi phun vào xy lanh phải tơi và có từng tỷ lệ A/F (tỉ lệ
khối lượng khơng khí / khối lượng nhiên liệu) khác nhau tùy vào từng chế độ làm việc
của động cơ.
* Lượng nhiên liệu cung cấp vào từng xy lanh phải giống nhau.
Trang 7


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

1.2.3. Phân loại hệ thống phun xăng:
- Phân loại theo điểm phun:
* Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm): Kim phun đặt ở cổ ống góp
hút chung cho tồn bộ các xi lanh của động cơ, bên trên bướm ga.

Hình 1.2: Phun xăng đơn điểm.
* Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa điểm): mỗi xy lanh của động cơ được bố
trí một vịi phun phía trước xupap nạp.

Hình 1.3: Phun xăng đa điểm.
- Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun:
* Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động
của động cơ (các cảm biến) và bộ điều khiển trung tâm (ECU) để điều khiển chế độ
hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.
* Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di chuyển bởi áp lực của gió
hay của nhiên liệu. Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân
phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ. Có một vài loại xe trang
bị hệ thống này.

Trang 8


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

* Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để
kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
- Phân loại theo thời điểm phun xăng:
* Hệ thống phun xăng gian đoạn: đóng mở kim phun một cách độc lập, không
phụ thuộc vào xupap. Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupap mở ra hay đóng
lại.
* Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay trước khi
xupap nạp mở ra hoặc khi xupap nạp mở ra. Áp dụng cho hệ thống phun dầu.
* Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc. Bất kì lúc

nào động cơ đang chạy đều có một sơ xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ.
Tỉ lệ hịa khí được điều khiển bằng sự giảm áp suất nhiên liệu tại các kim phun. Do đó
lưu lượng phun ra cũng được giảm theo.
- Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun:
* Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thanh 2 nhóm
bằng nhau và phun luân phiên. Mỗi nhóm phun một lần vào một vịng quay trục khủy.
* Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia thanh 2
nhóm bằng nhau và phun luân phiên.
* Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng
quay trục khủy. Các kim được mắc nối song song với nhau nên ECU chỉ cần ra một
lệnh là các kim phun đều đóng mở cùng lúc.
* Phun theo thứ tự: hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xong tới
cái kế tiếp.
1.3. Ưu và nhược điểm hệ thống phun xăng điện tử EFI

Hình 1.4: Phun xăng điện tử phân phối hơi xăng đồng đều đến các xilanh

- Ưu điểm:
Trang 9


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

+ Với cơ chế phun tự động, hệ thống EFI cho phép lượng nhiên liệu phun vào
theo định mức phù hợp với chế độ vận hành của động cơ. Do đó, ở kỳ khởi động, hệ
thống sẽ phun nhiều xăng hơn để đáp ứng nhu cầu hịa trộn khơng khí, giúp tăng khả
năng tiết kiệm nhiên liệu tối đa.
+ Khi động cơ đã hoạt động ổn định, kim phun xăng sẽ điều chỉnh lượng nhiên

liệu ở mức độ vừa đủ theo yêu cầu vận hành. Lượng hịa khí cũng được đốt cháy triệt
để trong các buồng đốt mang đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu đáng kể.
+ Cho phép phân phối hơi xăng đồng đều ở ngưỡng lý tưởng đến từng xi lanh
thông qua bộ phận cảm biến. Điều này đảm bảo tính ổn định cũng như tuổi thọ của
động cơ trong mọi điều kiện vận hành.
+ Cho phép hoạt động ngay sau khi xe khởi động, tiết kiệm thời gian làm nóng
động cơ kể cả trong điều kiện thời tiết giá lạnh.
+ Việc khơng cần làm nóng máy khơng chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà cịn là cơ
sở để mơ men xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, giúp quá trình khởi động nhanh hơn.
- Nhược điểm:
+ Với khả năng cảm biến, điều phối lượng xăng vào buồng đốt tối ưu, hệ thống
phun xăng điện tử cần được thiết kế với cấu tạo phức tạp gồm nhiều linh kiện khác
nhau. Điều này địi hỏi chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao hơn so với hệ thống đơn giản
khác.

Hình 1.5: Đèn check báo lỗi phun xăng điện tử
+ Do cơ chế bơm trực tiếp nên hệ thống phun xăng EFI có phần đòi hỏi khắt khe
về đầu vào nhiên liệu. Nguồn xăng khơng đảm bảo, bị pha trộn, nhiễm tạp chất có thể
gây tắc nghẽn, ảnh hưởng tới quá trình phun xăng tới các xi lanh.
+ Cảm biến thuộc hệ thống phun xăng điện tử vẫn có những sai số về tín hiệu,
ảnh hưởng tới quá trình cấp nhiên liệu cho xe vận hành.
Trang 10


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN XE HYUNDAI
SANTA FE

2.1. Giới thiệu về Hyundai Santa Fe
2.1.1. Lịch sử ra đời Hyundai Santa Fe:
SantaFe Gold là thế hệ đầu của dòng xe Hyundai SantaFe. Ra mắt lần đầu năm
2001 và chính thức tiến bước vào thị trường Việt Nam vào năm 2004, chiếc xe này đã
nhanh chóng chiếm được thiện cảm từ người dùng bởi sự bền bỉ và mức độ an toàn
cao.
Nhiều người Việt sử dụng xe SantaFe Gold khẳng định chiếc xe này chạy rất tiết
kiệm nhiên liệu. Với trọng lượng 1,8 tấn, chiếc xe này chỉ tiêu tốn khoảng 6 lít
dầu/100 km. Bật điều hịa thoải mái cũng chưa hết 10 lít/100 km.

Hình 2.1: Hình dáng ngồi của ơ tơ Hyundai Santafe.
Xe Santafe Gold có khung gầm kiên cố, chắc chắn, vỏ rất dày cách âm tốt. Tuy
nhiên, cũng vì lý do này mà chiếc xe có ngoại hình hơi thơ, chưa có được vẻ thể thao,
tinh tế. Đây là điểm trừ, cũng chính là mục tiêu phát triển cho những đời xe sau này.
Ở dòng xe thế hệ thứ nhất của SantaFe, Huyndai có cả bản máy xăng và máy dầu,
cụ thể gồm: động cơ xăng 2.4L I4 Hyundai, 2.7L V6 Delta, 3.5L V6 Sigma và động cơ
diesel 2.0L I4 VM Motori CRDI. Các lựa chọn hộp số gồm: tự động 4 cấp, 5 cấp và
Trang 11


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

sàn 5 cấp. Các phiên bản được nhập về Việt Nam đa phần đều là máy dầu với hộp số
tự động. Động cơ trên SantaFe thế hệ đầu được cho rằng sử dụng công nghệ của
Mercedes-Benz, là tiền đề để hãng xe Hàn Quốc tự phát triển cho mình động cơ dầu
danh tiếng tồn cầu được sử dụng từ năm 2009 cho đến nay.
2.1.2. Một số thơng số về xe Hyundai Santa Fe:
Kích thước

Dài x rộng x cao toàn bộ (mm)

4.650 x 1.890 x 1.725

Dài x rộng x cao nội thất (mm)

2.750 x 1.555 x 1.200

Chiều dài cơ sở (mm)

2.700

Khoảng sáng gầm (mm)

203

Khoảng cách giữa 2 vết bánh (mm)

1.615 / 1.620 (trước/sau)
Động cơ

Loại động cơ

KIểu V DOHC

Dung tích xi lanh (cc)

2.6555

Số xilanh

6

Đường kính xy lanh (mm)

96

Cơng suất cực đại (PS/vịng/phút)

185/6.000

Mơ men xoắn cực đại (Nm/vịng/phút)

25,3/4.000

Hệ thống nhiên liệu

Phun xăng điện tử

Dung tích bình xăng

75

Mức tiêu thụ nhiên liệu đường hỗn hợp

8,92

(lít/100 km)
Bảng 1: Các thông số chung của xe
2.2. Các cảm biến

2.2.1. Nhiệm vụ cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cảm biến
a) Cảm biến lưu lượng khí nạp MAF (Mass Air Flow sensor).
- Nhiệm vụ chính của cảm biến lưu lượng khí nạp là đo lượng khí nạp vào động
cơ và cung cấp thơng tin về lượng khí này đến hệ thống điều khiển động cơ. Thông tin
này được sử dụng để điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun vào động cơ và điều
khiển hỗn hợp nhiên liệu - khơng khí theo nhu cầu của động cơ, giúp tăng hiệu suất
động cơ và giảm khí thải ra mơi trường.
Trang 12


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hồng Văn Nhất

Hình 2.2: Cảm biến lưu lượng khí nạp trên xe hyundai Santafe
Cảm biến lưu lượng khí nạp thường được đặt trên đường ống dẫn khí nạp và có
thể được gắn trực tiếp vào thân động cơ hoặc nằm ở vị trí xa hơn trong hệ thống khí
nạp. Các dạng cảm biến lưu lượng khí nạp phổ biến bao gồm cảm biến nhiệt và cảm
biến áp suất.
- Cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp thường bao gồm các thành phần như
sau:
* Thân cảm biến: là phần bọc bảo vệ cảm biến khỏi các yếu tố bên ngồi như
nước, bụi bẩn, các chất hóa học, …
* Đầu vào khí nạp: là nơi khí nạp được đưa vào cảm biến.

Hình 2.3: Bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp

Trang 13

Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

* Bộ cảm biến: gồm các bộ phận đo áp suất, nhiệt độ, hoặc các thiết bị cảm biến
khác để đo lượng khí nạp.
* Mạch điện tử: là phần quan trọng nhất trong cảm biến, xử lý tín hiệu từ bộ cảm biến
và gửi thơng tin lên đến hệ thống điều khiển động cơ.

Hình 2.4: Sơ đồ cảm biến lưu lượng khí nạp
1. Đường khơng khí vào; 2. Đĩa tĩnh; 3. Thiết bị chuyển đổi; 4. Sóng siêu âm;
5. Đến cổ góp gió; 6. Thiết bị nhận tín hiệu; 7. Xốy karman
- Ngun lý hoạt động: Có nhiều nguyên lý hoạt động khác nhau cho các loại
cảm biến lưu lượng khí nạp. Dưới đây là một số nguyên lý hoạt động phổ biến:
* Nguyên lý nhiệt độ: Cảm biến lưu lượng khí nạp sử dụng nguyên lý nhiệt độ đo
sự thay đổi nhiệt độ của một vật liệu khi khí nạp đi qua. Khi khí nạp đi qua vật liệu,
nhiệt độ của vật liệu sẽ thay đổi và cảm biến sẽ đo sự thay đổi này để tính tốn lượng
khí nạp.
* Ngun lý áp suất: Cảm biến lưu lượng khí nạp sử dụng nguyên lý áp suất đo
lượng khí nạp bằng cách đo áp suất khí nạp. Khí nạp đi qua một ống hẹp, tạo ra sự
chênh lệch áp suất giữa ống hẹp và môi trường xung quanh. Cảm biến sử dụng thông
tin về sự chênh lệch áp suất này để tính tốn lượng khí nạp.
* Nguyên lý điện từ: Cảm biến lưu lượng khí nạp sử dụng nguyên lý điện từ đo
lượng khí nạp bằng cách sử dụng một dòng điện đi qua một dây dẫn. Khi khí nạp đi
qua dây dẫn, sự thay đổi của điện trở sẽ được đo và dùng để tính tốn lượng khí nạp.
* Ngun lý quang học: Cảm biến lưu lượng khí nạp sử dụng nguyên lý quang

Trang 14

Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hồng Văn Nhất

học đo lượng khí nạp bằng cách sử dụng một đầu dò quang học để đo sự thay đổi của
ánh sáng đi qua khí nạp. Khi khí nạp đi qua đầu dị, sự thay đổi của ánh sáng sẽ được
đo và dùng để tính tốn lượng khí nạp.
b) Cảm biến Oxy (oxygen sensor):
- Nhiệm vụ: Cảm biến oxy có nhiệm vụ đo nồng độ oxy cịn sót lại trong khí thải
của ơ tơ, nhằm giúp động cơ điều chỉnh mức độ phun nhiên liệu phù hợp. Điều này
giúp đảm bảo hiệu suất vận hành mà vẫn tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn về khí thải.

Hình 2.5: Cảm biến Oxy trên xe Hyundai Santafe
- Cấu tạo: Hiện nay, có 2 loại cảm biến oxy thường gặp là loại nung nóng (heated)
và khơng nung nóng (unheated).

Hình 2.6: Cấu tạo cảm biến Oxy
+ Cảm biến nung nóng (heated): Loại này được lắp đặt một điện trở bên trong có
cơng dụng sấy nóng bộ phận cảm biến. Điều này giúp nhanh chóng đưa thiết bị vào
nhiệt độ làm việc, từ 600 - 650 độ F và từ 315 - 343 độ C. Sau đó, điện trở trong phát
sinh điện thế lập tức và truyền về ECU.

Trang 15


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hồng Văn Nhất

+ Cảm biến khơng nung nóng (unheated): Loại này được lắp đặt có khơng điện

trở và phải tự làm nóng tới khi đạt mức nhiệt độ làm việc. Do đó, với các dịng xe sử
dụng loại cảm biến này, xe khi mới bắt đầu chạy sẽ phải hoạt động với lượng hịa khí
nhiên liệu thấp, phải mất một thời gian lâu sau để xe đạt được lượng hịa khí tiêu
chuẩn.
- Ngun lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động của cảm biến oxy cũng khá đơn
giản. Khi chạm vào lượng oxy trong khí thải bằng đầu dò cảm biến sẽ tạo ra một dòng
điện khi khí thải động cơ đi qua đường ống được trang bị cảm biến oxy. Dòng điện thế
này tỷ lệ nghịch với lượng oxy cịn lại trong khí xả và được chuyển đến ECU.
Nếu lượng oxy thoát ra từ động cơ lớn, điện áp tạo ra ở đó sẽ vào khoảng 0,1V.
Ngược lại, nếu lượng oxy thải ra ít, dịng điện do cảm biến tạo ra vào khoảng 0,9V.
Dựa vào dòng điện này, ECU sẽ điều chỉnh thời điểm phun xăng chính xác giúp lượng
xăng và oxy trong động cơ đạt mức lý tưởng, nâng cao hiệu suất hoạt động của động
cơ.
c) Cảm biến vị trí bướm ga TPS (Throttle Position Sensor)
- Nhiệm vụ: Cảm biến vị trí bướm ga được sử dụng để đo độ mở vị trí của cánh
bướm ga để báo về hộp ECU. Từ đó, ECU sẽ sử dụng thơng tin tín hiệu mà cảm biến
vị trí bướm ga gửi về để tính tốn mức độ tải của động cơ nhằm hiệu chỉnh thời gian
phun nhiên liệu, cắt nhiên liệu, điều khiển góc đánh lửa sớm, điều chỉnh bù ga cầm
chừng và điều khiển chuyển số.

Hình 2.7: Vị trí gắn cảm biến vị trí bướm ga
- Cấu tạo:

Trang 16


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

+ Loại cảm biến tiếp điểm: sử dụng IDL (tiếp điểm không tải) và PSW (tiếp
điểm công suất) để phát hiện động cơ đang vận hành ở trạng thái không tải hoặc tải
nặng. Cụ thể:
Khi van tiết lưu đóng hồn tồn, tiếp điểm IDL bật và PSW tắt, ECU (bộ điều
khiển trung tâm) xác định rằng động cơ đang không tải.
Khi nhấn chân ga, tiếp điểm IDL tắt cho đến khi van tiết lưu mở quá một điểm
nhất định, tiếp điểm PSW bật. Lúc này ECU (bộ điều khiển trung tâm) xác định rằng
động cơ đang chạy với tình trạng tải nặng.

Hình 2.8: Cảm biến vị trí bướm ga Hyundai santafe
+ Loại cảm biến tuyến tính: gồm hai thanh trượt, một điện trở và các tiếp điểm
cho tín hiệu IDL, VTA được lắp đặt phía trên đầu của mỗi thiết bị. Theo đó:
Khi tiếp điểm trượt dọc theo điện trở, điện áp trên cực VTA tỷ lệ thuận với góc
mở van tiết lưu.
Khi van tiết lưu đóng hồn tồn, tiếp điểm tín hiệu IDL được kết nối với các cực
IDL và E2.
+ Loại cảm biến phần tử Hall: gồm IC được thiết kế từ các phần Hall và nam
châm quay xung quanh. Các nam châm được lắp phía trên trục bướm ga. Theo đó, khi
van tiết lưu mở, các nam châm quay và bắt đầu thay đổi vị trí. Tại thời điểm này, IC
Hall phát hiện sự biến đổi trong từ thông và điện áp của các đầu nối VTA1 và VTA2.

Trang 17


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hồng Văn Nhất

Thơng tin được gửi đến ECU (bộ điều khiển trung tâm) dưới dạng tín hiệu mở van tiết
lưu.

Hình 2.9: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga
- Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động của cảm biến TPS thực chất là dựa
trên khả năng vận hành của một biến thể trượt. Khi nhấn ga, đường tín hiệu khơng tải
bị ngắt kết nối, thiết bị theo chuyển động quay để phát hiện giá trị điện áp và các dữ
liệu liên quan.

Hình 2.10: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến có hai biến trở thực hiện nhiệm vụ phản hồi thông tin về hệ thống. Khi
một trong hai biến trở tăng tuyến tính, giá trị điện trở của van tiết lưu sẽ giảm xuống.
Lúc này, kết quả điện áp (thông tin vị trí bướm ga) được chuyển đến ECU (bộ điều
khiển trung tâm) để phản ánh sự thay đổi của tốc độ và độ mở bướm ga. Từ đây, khối
điều khiển tạo thành một hệ thống vịng kín đảm bảo, TPS có thể hiệu chỉnh và làm
xoay van tiết lưu một cách chính xác.
d) Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Trang 18


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hoàng Văn Nhất

- Nhiệm vụ: Đo nhiệt độ của hỗn hợp chất làm mát và truyền tín hiệu về bộ điều
khiển trung tâm ECU. Từ đó, ECU thực hiện điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu, bật
hoặc tắt quạt két nước làm mát,… giúp động cơ hoạt động ở nhiệt độ phù hợp.

Hình 2.11: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
- Cấu tạo: Cảm biến nhiệt ECT có cấu tạo tương đối đơn giản. Nó có hình dạng
trụ rỗng, ren bên ngồi và phía trong là một nhiệt điện trở có hệ số âm. Nếu nhiệt độ
giảm thì điện trở tăng và ngược lại. Cấu tạo này khiến việc vận hành cảm biến, việc

phối kết hợp với ECU trở lên nhanh chóng, thuận tiện và chính xác.

Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát
- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trong khoang nước
của động cơ, tiếp xúc trực tiếp với nước của động cơ. Vì có hệ số nhiệt điện trở âm
nên khi nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến sẽ cao. Ngược lại, khi nhiệt độ
nước làm mát tăng lên điện trở của cảm biến sẽ giảm xuống. Sự thay đổi điện trở của
cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến.

Trang 19


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hồng Văn Nhất

Hình 2.13: Kết cấu và sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
1. Điện trở (Phần tử bán dẫn); 2. vỏ cảm biên; 3. Lớp các điện; 4. Đầu cắm.
Điện áp 5V qua điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ)
đến cảm biến rồi trở về ECU về mass. Như vậy điện trở chuẩn và nhiệt điện trở trong
cảm biến tạo thành một cầu phân áp. Điện áp điểm giữa cầu được đưa đến bộ chuyển
đổi tín hiệu tương tự – số (bộ chuyển đổi ADC – Analog to Digital converter).
Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ
biến đổi ADC lớn. Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và
được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU động cơ biết động cơ đang lạnh.
Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm, báo cho
ECU động cơ biết là động cơ đang nóng.
e) Cảm biến vị trí trục cam.

Hình 2.14: Vị trí gắn cảm biến trục cam

- Nhiệm vụ: Cảm biến vị trí trục cam có nhiệm vụ vô cùng quan trọng bên trong
mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh của động cơ. ECU sẽ sử dụng tín hiệu của
cảm biến để xác lập ra điểm chết trên của máy số 1 hoặc những máy khác, đồng thời
Trang 20


Luận Văn Tốt Nghiệp

SVTH: Hồng Văn Nhất

xác lập vị trí và thời gian đánh lửa ( so với động cơ chạy xăng ) hay thời gian phun
nguyên vật liệu ( so với động cơ phun dầu điện tử Common rail ) đúng chuẩn.

Hình 2.15: Cảm biến vị trí trục cam
- Cấu tạo:
+ Loại cảm biến hiệu ứng điện từ: Có cấu tạo chính là một cuộn dây điện từ và
một nam châm vĩnh cửu, nó như 1 máy phát điện mini, khi hoạt động nó tạo ra 1 xung
điện áp hình sin gửi về ECU.

Hình 2.16: Cảm biến trục cam loại hiệu ứng điện từ
1. Vỏ cảm biến; 2. Dây tín hiệu ra; 3. Vỏ bảo vệ dây; 4. Nam châm vĩnh cửu;
5. Cuộn dây cảm ứng; 6. Vấu cực; 7. Bánh răng kích từ; G. Khe hở khơng khí;
+ Loại cảm biến hiệu ứng Hall: Được cấu tạo bởi những bộ phận chính là một
phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến, một nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm trong
cảm biến.
- Nguyên lý hoạt động: Khi trục khuỷu quay, trục cam sẽ quay trải qua dây cam
dẫn động. Trên trục cam có 1 vành tạo xung có những vấu cực, những vấu cực này
quét qua đầu những cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến tạo thành 1 xung tín hiệu

Trang 21