Khai thác hệ thống điện động cơ xe du lịch, Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ GDI)

PHẦN I: KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ XE DU LỊCH
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với một sự phát triển nhanh và mạnh của thò trường ô tô Việt Nam, một yêu
cầu được đặt ra, đó là làm thế nào để khai thác được hiệu quả nhất một chiếc ô tô,
tiêu thụ nhiên liệu ít nhất và ít ơ nhiệm mơi trường nhất để có thể đánh giá và sử dụng
hết được những tính năng của nó, đem lại chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất… Đó là
một nhiệm vụ được đặt ra cho một nước tiêu thụ như Việt Nam.
Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là “Khai thác hệ
thống điện động cơ xe du lịch”, “Tìm hiểu hệ thống phun xăng trực tiếp(động cơ
GDI)”. Trong phạm vi giới hạn của đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả các
công việc cần phải làm để khai thác hết tính năng hệ thống điện động cơ xe du lịch,
tuy nhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác hệ thống điện động cơ
xe du lịch tương tự sau này, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tế
nhất trong khoảng thời gian lâu nhất.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Trước hết qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận
cuả hệ thống điện động cơ xe du lịch và nắm được nguyên lý làm việc của từng bộ
phận trong hệ thống điện động cơ xe du lịch cụ thể trên động cơ 1ZZ-FE.
Tiếp theo đó ta có thể xác đònh được các công việc trong từng thời điểm phải
thực hiện, các thao tác trong các kỳ kiểm tra bảo dưỡng đònh kỳ ngắn và dài.
Cuối cùng, nắm vững và khai thác hiệu quả hệ thống điện động cơ Toyota
Corolla 1ZZ-FE, chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại hệ thống điện động cơ mới
hơn, được ra đời sau naỳ có các bộ phận tiên tiến hơn.
1.3. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân sinh viên nhận
thấy đây là một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học.
Ngoài ra, sinh viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà
trường khó có thể truyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh
viên rất cần khi công tác sau này.
Ngoài ra, thực hiện luận văn cũng là dòp để sinh viên có thể nâng cao các kỹ

năng nghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn

1
đề. Bản thân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình
huống phát sinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao các kỹ năng và
kiến thức chuyên ngành.
Cuối cùng, việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên có
thêm tinh thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo. Và đặc biệt quan trọng là
lòng yêu nghề nghiệp.
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sự dụng một số phương
pháp nghiên cứu sau:
- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn
cẩm nang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota.
- Nghiên cứu, tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngoài
nước. So sánh và chắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy.
- Tham khảo ý kiến của các nhà chuyên môn, các Giảng viên trong ngành cơ khí
ô tô. Trong đó phải kể đến các thầy trong tổ bộ môn Cơ Khí Ô Tô của trường
ĐH Giao Thông Vận Tải TP. Hồ Chí Minh, các kỹ sư, chuyên viên kỹ thuật về
ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa và các Garage chuyên
dùng, và cả những người có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo
quản xe…
- Nghiên cứu trực tiếp trên xe và các hệ thống cụ thể trong thực tế.
- Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những
đánh giá và nhận xét của riêng mình.

2
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ SỰ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ
2.1. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CĨ DÙNG BỘ CHẾ HỊA KHÍ

2.1.1. Bộ chế hòa khí cổ điển
a) Khái niệm cơ bản
Trong động cơ xăng các quá trình phun nhiên liệu, quá trình nhiên liệu hóa bốc
hơi, quá trình nhiên liệu hòa trộn với không khí được thực hiện trong một thiết bò đặc
biệt trên đường ống nạp bên ngoài động cơ được gọi là bộ chế hòa khí (Carburateur,
Carburator). Bộ chế hòa khí cổ điển đã tồn tại trông quá trình phát triển của xe du
lòch cho đến cuối thế kỷ 19.
Bộ chế hòa khí chia làm ba loại : Loại bốc hơi, loại phun, loại hút. Hiện nay loại
hút được dùng nhiều nhất và phổ biến trên các loại xe. Trong khuôn khổ của luận
văn em xin trình bày loại này.
Loại hút (kiểu đơn giản):

Hinh 1: Bộ chế hòa khí loại hút (kiểu đơn giản)
Miệng 8 đặt tại vò trí tiết diện min của họng.
Nhiên liệu từ buồng 4 dưới tác dụng độ chân không họng qua gicleur 6 phun ra khỏi
vòi phun. Sau khi ra khỏi vòi phun được xé tan thành những hạt nhỏ dưới dạng sương
mù và hòa trộn với không khí đi vào động cơ. Muốn bộ chế hòa khí làm việc ổn đònh
thì cần phải giữ cho mức nhiên liệu trong buồng 4 không đổi vì vậy trong buồng 4 có
đặt phao 5 và van kim 3. Trong trường hợp mức nhiên liệu trong buồng 4 hạ xuống
thì phao 5 và van kim 3 tụt xuống mở thông ống 2 làm nhiên liệu đi theo ống 2 vào

3
1: Bướm ga
2: Đường nhiên liệu vào
3: Van kim
4: Buồng phao
5: Phao nhiên liệu
6: Gicleur
7: Đường ống
8: Vòi phun

9: Họng khuyếch tán
buồng phao. Khi mực nhiên liệu trong buồng 4 tăng lên đạt đến vò trí cũ thì phao 5 và
van kim 3 nâng lên đóng kín 2.
Bướm ga 1 dùng để điều chỉnh lượng hỗn hợp đưa vào động cơ.
Hiện nay hút xuống thường được dùng rộng rãi nhất vì dễ chăm sóc bảo dưỡng và
sức cản trên đường ống nạp nhỏ tạo hiệu suất cao.Trong ô-tô máy kéo bộ chế hòa
khí kiểu hút xuống được sử dụng rộng rãi vì thế danh từ bộ chế hòa khí được dùng để
thay cho bộ chế hòa khí kiểu hút.
b) Yêu cầu đối với bộ chế hòa khí :
• Tất cả các chế độ sử dụng bình thường đều phải tiết kiệm xăng, sang chế độ toàn
tải thì phải phát ra công suất max
• Có thể điếu chỉnh được thành phần khí hỗn hợp đồng thời với việc điều chỉnh
lượng khí hỗn hợp.
• Trong mọi điều kiện nhiệt độ thì phải đảm bảo cho động cơ dễ khởi động và có
thể chạy ổn đònh ở n
min
.
• Chắc chắn và sử dụng bền lâu.
• Dễ bảo dưỡng sửa chữa và điều chỉnh.
Bộ chế hoà khí cổ điển chưa sử dụng điện trông các bộ phận mà chủ yếu sử dụng cơ
là chính.
2.1.2. Bộ chế hòa khí hiện đại
Đặc điểm bộ chế hòa khí hiện đại.
Từ đầu thế kỷ 20 cho đến trước năm 1960 thì bộ chế hòa khí có bước phát triển mới
người ta gọi là bộ chề hòa khí hiện đại. Bộ chế hòa khí hiện đại trên những xe đời
mới có những đặc điểm sau.
1-Dùng bộ chế hòa khí có nhiều họng. Các bộ chế hòa khí sử dụng trên xe hiện
nay có nhiều họng và trong mổi họng có nhiều ống khuyết tán lồng vào nhau và có
ưu điểm: tăng tốc độ gió đi qua họng khuyếch tán do đó hòa trộn giửa không khí và
nhiên liệu được tốt hơn. Khi tốc độ dòng khí qua họng lớn, nhiên liệu hút ra khỏi vòi

phun được xé nhỏ hơn, đồng thời lượng không khí di chuyển qua ống khuyếch tán
ngoài sẽ cuộn lấy lớp sương nhiên liệu đọng lại ở thành bộ chế hòa khí. Mặc khác
sau khi đi qua các ống khuyếch tán dòng không khí và dòng nhiên liệu có tốc độ
chênh lệch gặp nhau tại trung tâm của dòng chảy tạo thành chuyển động rối, do đó
quá trình hòa trộn hoàn hảo hơn.
Bộ chế hòa khí hiện nay thường sử dụng hai họng hoặc bốn họng. Mục đích của
việc sử dụng nhiều họng là để tăng hệ số nạp nạp nhiều không khí và nhiên liệu vào
động cơ và chất lượng hỗn hợp nạp vào động cơ. Giả sử nếu cung cấp một lượng hỗn

4
hợp như vậy thì bộ chế hòa khí một họng phải có đường kính họng lớn do đó không
tạo được điều kiện để hình thành hỗn hợp hoàn hảo bằng bộ chế hòa khí nhiều họng.
2-Vis điều chỉnh ralentie được bố trí ở họng sơ cấp không bố trí ở họng thứ cấp. Lổ
chuyển tiếp được bố trí cho cả họng sơ và thứ cấp.
3- Dùng một van solenoid để cắt nhiên liệu ở mạch ralentie khi động cơ tắt máy để
tránh hiện tượng cháy tự động ở chế độ ralentie khi ngắt tia lửa điện.
4-Người ta dùng một bơm tăng tốc phụ để cung cấp nhiên liệu thêmvới bơm tăng
tốc chính khi động cơ lạnh. Bơm tăng tốc phụ được điều khiển bằng van nhiệt lấy tín
hiệu từ nhiệt độ nước làm mát. Bơm này sẽ không làm việc khi nhiệt độ động cơ đạt
bình thường.
5-Điều khiển bướm gió tự động bằng các phương pháp sau: điều khiển bằng tín
hiệu nước làm mát, điều khiển bằng chân không, điều khiển bằng điện.
6-Bộ chế hòa khí đời mới có cơ cấu cầm chừng nhanh.
Trên bộ chế hòa khí hiện đại có rất nhiều bộ phận nhưng trong khuôn khổ luận
văn và thời gian có hạn em xin trình bày những bộ phan có liên quan đến điện điện
động cơ như: Điều khiển bướm gió tự động điện tử, Van solenoid điều khiển cắt
nhiên liệu mạch ralentie, Đòa ly tâm để tán nhuyễn nhiên liệu.
1. Điều khiển bướm gió tự động điện tử.
Hệ thống bướm gió tự động được trang bò cho phép hỗn hợp khí – nhiên liệu đậm
hơn được cung cấp cho các xi lanh khi động cơ lạnh.

Khi động cơ khởi động:
Bướm gió được đóng hoàn toàn bởi dây lưỡng kim cho đến khi nhiệt độ môi
trường đạt tơi 30
0
C (86
0
F). Khi động cơ quay với bướm gió đóng, độ chân không được
tạo ra ở dưới bướm gió lớn hơn nên một lượng xăng lớn được cung cấp qua các mạch
cao và thấp tốc sơ cấp nhiều hơn và hỗn hợp khí – nhiên liệu đậm hơn.

5
Hình 2: Sơ đồ hệ thống mở bướm gió tự động
Sau khi khởi động:
Khi động cơ đã nổ, cực L của máy phát điện bắt đầu có điện áp, tạo dòng điện
cấp cho cuộn dây nhiệt điện. Khi lưỡng kim nhiệt nóng lên, nó bắt đầu giãn nở và
mở bướm gió. Để giới hạn dòng điện đi vào cuộn dây nhiệt sau khi bướm gió đã mở
hết (phía trong buồng lò xo đạt khoảng 100
0
C tức 212
0
F), người ta dùng điện trở nhiệt
có hệ số nhiệt dương (PTC).
1. Van solenoid điều khiển cắt nhiên liệu mạch ralentie.
2.

6
Nguyên tắc hoạt động như sau :
• Khi động cơ làm việc công tắc đánh lửa ở vò trí
ON, có dòng điện đi qua van Solenoid, van
Solenoid mở mạch không tải. Lúc đó nhiện liệu

qua Gicleur 1 hòa trộn với không khí qua
Gicleur 2 và 3 tạo thành bọt xăng phun ra ở lỗ
không tải .
• Khi công tắc đánh lửa ở vò trí OFF, không có
dòng điện ,van Solenoid đóng mạch không tải ,
không có hòa khí phun vào lỗ không tải (nhằm
mục đích tránh hiện tượng động cơ vẫn làm
việc không tải khi động cơ đã tắt công tắc
điện).
Ngoài ra trên mạch điện của van Solenoid,
người ta còn bố trí công tắc chân không 2
(H.4). Ở chế độ ralentie van Solenoid 1
mở, qua công tắc chân không 2 ra mass.
Khi động cơ hoạt động ở tốc độ cao mà
buông bàn đạp ga một cách đôt ngột,
∆P
h
sau cánh bướm ga tăng lên rất lớn, hút
màng của công tắc chân không, ngắt điện
cung cấp cho van Solenoid, nhiên liệu
không phun ra ở lỗ tia không tải nữa.
Khi
∆P
h
sau cánh bướm ga giảm xuống,
Khi
∆P
h
sau cánh bướm ga giảm xuống, mạch điện cung cấp cho van Solenoid nối,
nhiên liệu được phun ra ở lỗ không tải.

Nếu động cơ tiếp tục chạy sau khi khóa điện ngắt gọi là hiện tượng “dieseling”.
Chống lại hiện tượng này bằng hai cách: ngừng cung cấp nhiên liệu cho bộ CHK
hoặc cấp nhiều khí cho hệ thống nạp. Cách đầu tiên được sử dụng phổ biến hơn và
được thực hiện bởi van điện từ.
Hình 5: Van từ chống hiện tượng Dieseling
Khi tắt công tắc đánh lửa, van từ đóng, ngừng cung cấp nhiên liệu cho mạch tốc độ
thấp. Tuỳ thuộc vào kiểu xe, van điện này còn được điều khiển bởi ECU kiểm soát

7
chế độ cầm chừng cưỡng bức, giúp giảm nồng độ khí thải khi giảm tốc (phanh động
cơ) và tiết kiệm nhiên liệu.
3. Đóa ly tâm để tán nhuyễn nhiên liệu
Để cải thiện sự phân bố nhiên liệu, điều cần thiết là phải giãm thiểu hay khử bỏ
màn nhiên liệu lỏng mỏng đọng lại trên vách ống góp hút, màn nhiên liệu này hình
thành do những hạt nhiên liệu đập vào thành ống khi hỗn hợp chuyển động qua
những góc cong ngoặc của ống góp hút.
Để giãm thiểu sự va đập của những hạt nhiên liệu lên vách, sử dụng những bộ
phận tạo sương có khả năng cung cấp những hạt nhiên liệu có kích thước (10÷20)mm
ở mọi chế độ làm việc của động cơ, để thay thế cho bộ chế hòa khí cung cấp những
hạt nhiên liệu lớn có kích thước (150÷200)mm. Bộ phận đó là bộ phận tán nhuyễn
nhiên liệu, với bộ phận này xe có khả năng hoạt động được với hổn hợp nghèo:
(A/F) = (18÷20) với tỉ lệ này có thể giãm NO
X
đến 80%, đồng thời giãm CO và HC
không cháy.

Hình 6: Sơ đồ kết cấu hệ thống tán nhuyễn nhiên liệu bằng đóa ly tâm: 1- Cánh bướm
ga, 2- Dóa ly tâm
2.2.1. HỆ THỐNG PHUN XĂNG
Khái quát hệ thống phun xăng.

Vào những năm trước cho đến những năm 1960, bộ chế hòa khí được sử dụng
hầu hết trên các loại động cơ xăng. Tuy nhiên, bộ chế hòa khí có nhiều khuyết điểm.

8
Trong bộ chế hòa khí này có đặt một đóa tán
nhuyễn nhiên liệu xoay tròn với tốc độ cao. Nhiên
liệu được phun vào tâm của đóa, trong khi đóa xoay
với tốc độ 45000 v/p. Với tốc độ này, giọt nhiên
liệu rơi vào đóa sẽ được xé nhỏ với kích thước
20 µm (đóa này có kích thước khoãng 2 inch),
nhiên liệu sẽ được phân tán một cách đồng nhất ở
chu vi của đóa theo hướng tâm. Đóa này làm việc
rất tốt ở mọi chế độ tốc độ của động cơ. Đòa này
được dẫn động bằng motor điện cóù n= 50000 v/p.
2
11
Vì vậy, hệ thống phun xăng đã ra đời. Với hệ thống phun xăng, nhiên liệu được phun
vào đường ống nạp bên cạnh suppap nạp bằng các bộ phận điều khiển cơ khí hoặc
điện tử, chứ không phải nhờ vào sức hút của dòng khí như ở động cơ sử dụng bộ chế
hòa khí. Sau khi nhiên liệu phun vào, nó sẽ được hòa trộn với không khí để tạo thành
hỗn hợp có tỉ lệ là tối ưu (nhiên liệu và không khí). Sau khi hòa trộn hỗn hợp được
hút vào xylanh của động cơ khi suppap nạp mở.
Ở loại phun xăng, nhiên liệu được phun với một áp suất nhất đònh, áp suất này
phải đảm bảo cho sự hình thành hỗn hợp để quá trình cháy xảy ra là tốt nhất.
Trong thời kỳ đầu, công nghệ chế tạo còn rất kém, kỹ thuật và kinh tế còn hạn chế
nên nó chưa được sử dụng rộng rãi trong thực tế.
• Đến năm 1967 – 1979: hệ thống phun xăng kiểu D – Jetronic (D = Druck =
Pressure) được sản xuất và đưa vào sử dụng. Loại này không đo không khí mà đo
áp suất phía sau cánh bướm ga – đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp và sử
dụng MAP Sensor (MAP – Manifold Absolute Pressure).

• Năm 1973 – 1986: hệ thống phun xăng kiểu L – Jetronic (L = Luft =Air) được sử
dụng. Loại này, còn gọi là hệ thống EFI (Electronic Fuel Injection –phun đa
điểm) hay phun theo lưu lượng gió.
• Năm 1973 – 1995: hệ thống phun xăng kiểu K – Jetronic được dùng. Đây là loại
hệ thống phun liên tục hay còn gọi là hệ thống CIS (Continuous Injection
System ).
• Năm 1981 – 1998: kiểu phun xăng LH – Jetronic dùng bộ đo gió kiểu dây nhiệt.
• Năm 1982 – 1996: kiểu KE – Jetronic được sử dụng.
• Năm 1989 – 2000: kiểu Motronic ra đời và phát triển. Sau năm 1989, hệ thống
này điều khiển cả phun xăng lẫn đánh lửa chung một máy tính. Trên các xe ở các
nước Châu Âu đã ứng dụng kiểu phun xăng này như:
- TCCS: trên xe TOYOTA (Toyota Computer Control System).
- ECCS: trên xe NISSAN (Electronic Concentrated Control System).
- EEC: trên xe FORD (Electronic Engine Control).
Năm 1987 – 1997: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Jetronic. Loại này có trên xe
Nhật CI (Central Injection), TBI (Throttle Body Injection) xe NISSAN hai kim phun:
một kim phun cho tải nhỏ, một kim phun cho tải lớn.
Năm 1989 – 2000: hệ thống phun xăng kiểu Mono – Motronic.
Năm 1997 – 2005: hệ thống phun xăng GDI (Gasoline Direct Injection) – hệ thống
phun xăng trực tiếp vào buồng đốt động cơ. Đây là loại hiện đại nhất, mới nhất.
Đến năm 2000 trở về sau, hệ thống phun xăng kiểu MED7.
Trong khuôn khổ luận văn này em xin trình bày hệ thống phun xăng điện tử EFI.

9
Hệ thống phun xăng điện tử EFI.
Hình 7: Sơ đồ cấu tạo hệ thông phun xăng điện tử EFI

10
1
2 3

4
5
6
8 9
10
18
14
17
15
22
13
12
21
11
16
19
20
7
1.Thùng nhiên liệu
2.Bơm nhiên liệu điện từ
3.Lọc nhiên liệu
4.Ống phân phối
5.Bộ điều áp
6.ECU
7.Kim phun nhiên liệu
8.Kim phun khởi động lạnh
9.Vít chỉnh tốc độ cầm chừng
10.Cảm biến vò trí cánh bướm ga
11.Cánh bướm ga
12.Cảm biến lưu lượng gió

13.Rờle chính
14.Cảm biến Oxy
15.Cảm biến nhiệt độ động
cơ
16.Công tắt nhiệt thời gian
17.Bộ chia điện
18.Bộ thêm gió
19.Vít chỉnh khí CO
20.Accu
21.Công tắt khởi động-đánh
lửa
Hệ thống phun xăng điện tử EFI gồm.
1.K hông khí:
Không khí từ ngoài qua lọc gió đến bộ đo gió và đi qua cánh bướm ga vào đường
ống nạp chung, tiếp tục đi vào đường ống nạp riêng đi và cuối cùng vào buồng cháy
động cơ.
2.N hiên liệu : Nhiên liệu đi thùng chứa đến bơm xăng qua lọc xăng đến ống phân
phối.
Ống phân phối nhiên liệu đến : *Kim phun thông qua đường ống nạp để
Đến buồng đốt.
*Bộ điều áp trở về thùng chứa.
3. H ệ thống điều khiển điện tử: Gồm ECU + các cảm biến.
Các cảm biến bao gồm:
Cảm biến vò trí bướm ga, cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến góc quay trục
khuỷu, cảm biến tốc độ động cơ, công tắt nhiệt thời gian, bộ đo gió, cảm biến nhiệt
độ không khí nạp, ….

11
Các cảm biến gởi tín hiệu cảm nhận được để gởi về ECU. Khi đó, ECU nhận và
xử lý các tín hiệu đó. Sau đó, điều khiển bộ phận kim phun cho đúng thời điểm và

thay đổi lượng nhiên liệu phun cho phù hợp, tiết kiệm nhiên liệu nhất.
2.2 : HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
2.2.1: Kiểu điều khiển bằng vít
Kiểu hệ thống đánh lửa này có cấu tạo cơ bản nhất. Trong kiểu hệ thống đánh lửa
này, dòng sơ cấp và thời điểm đánh lửa được điều khiển bằng cơ. Dòng sơ cấp của bơ
bin được điều khiển cho chạy ngắt qng qua tiếp điểm của vít lửa. Bộ điều chỉnh đánh
lửa sớm li tâm tốc và chân khơng điều khiển thời điểm đánh lửa. Bộ chia điện sẽ phân
phối điện cao áp từ cựơn thứ cấp đến các bugi.
Hình 8: Hệ thống đánh lửa bằng vít
Trong kiểu hệ thống đánh lửa này tiếp điểm của vít lửa cần được điều chỉnh thường
xun hoặc thay thế. Một điện trở phụ được sử dụng để giảm số vòng dây của cuộn sơ
cấp, cải thiện đặc tính tăng trưởng dòng của cuộn sơ cấp, và giảm đến mức thấp nhất sự
giảm áp của cuộn. Cam của bộ chia điện được dẫn động từ trục cam của động cơ và làm
nhiệm vụ mở tiếp điểm cũng có nghĩa là ngắt dòng điện sơ cấp của bobine. khi đó từ
trường do dòng điên sơ cấp gây nên sẽ mất đi đột ngột, làm cảm ứng ra sức điện động
cao thế trơng cuộn thứ cấp . Điện thế này sẽ qua bộ chia điện và dây cao áp đến các
bugi đánh lửa theo thứ tự động cơ. Khi điện thế thứ cấp đạt giá trị đủ để đánh lửa thì
giửa hai điện cực của bugi đánh lửa sẽ xuất hiện tia lửa điện cao thế sẻ đốt cháy hộn hợp
nổ trơng xi lanh.
Hệ thống đánh lửa này xuất hiện sớm nhất trên các đời xe có động cơ 1A, 1Z , 1C , 2C
của hãng toyota và trên các xe của FORD, MAZA

12
Hệ thống đánh này có nhược điểm là dòng điện qua vít lửa quá lớn làm cho vít lửa dễ
bị cháy làm hư hệ thống đánh lửa vì vậy đầu thế kỷ 20 xuất hiện một hệ thống đánh lửa
mới là: hệ thống đánh lửa bán dẫn.
2.2.2: Kiểu bán dẫn.
a) Sơ đồ cấu tạo.
Trong kiểu hệ thống đánh lửa này transistor điều khiển dòng sơ cấp, để nó chạy một
cách gián đoạn theo đúng các tín hiệu điện được phát ra từ bộ phát tín hiệu. Góc đánh

lửa sớm được điều khiển bằng cơ như trong kiểu hệ thống đánh lửa bằng vít hoặc có thể
dùng các cảm biến vị trí như loại quang, Hall.
Hình 9: Hệ thống đánh lửa bán dẫn.
Hệ thống đánh lửa này không dùng vít lửa nên cho độ bền cao nhưng mà còn dùng Bộ
điều chỉnh đánh lửa sớm li tâm tốc và chân không điều khiển thời điểm đánh lửa.
b) Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn

13
Hình 10: Nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa
1. Bộ phát tín hiệu phát ra tín hiệu đánh lửa.
2. Bộ đánh lửa (IC đánh lửa) nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp.
3. Cuôn đánh lửa, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp.
4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí Thời điểm đánh lửa
sớm được điều khiển bởi bộ đánh lửa sớm li tấm và bộ đánh lửa sớm chân không.
2.2.3. Kiểu bán dẫn có ESA (Đánh lửa Sớm bằng điện tử)
a) Sơ đồ cấu tạo.
Trong kiểu hệ thống đánh lửa này không sử dụng bộ đánh lửa sớm chân không và li
tâm. Thay vào đó, chức năng ESA của Bộ điều khiển điện tử (ECU) sẽ điều khiển góc
đánh lửa sớm.
Hình 11: Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA
b) Nguyên lí hoạt động của kiểu bán dẫn có ESA
Hình 12: Hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA

14
1. ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa
tối ưu, và gửi tín hiệu đánh lửa tới IC đánh lửa. (ECU động cơ cũng có tác dụng điều
khiển đánh lửa sớm).
2. IC đánh lửa nhận tín hiệu đánh lửa và lập tức cho chạy dòng sơ cấp.
3. Bô bin, với dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột, sinh ra dòng cao áp

4. Bộ chia điện sẽ phân phối dòng cao áp từ cuộn thứ cấp đến các bugi.
5. Bugi nhận dòng cao áp và đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp hòa khí
2.2.4. Hệ thống đánh lửa trực tiếp (DIS)
Thay vì sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bô bin đơn hoặc đôi cung cấp
điện cao áp trực tiếp cho bugi. Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESA của ECU
động cơ. Trong các động cơ gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm ưu thế.
Hình 13: Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa.
Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc lập cho
mỗi xy-lanh. Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó có
thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền. Đồng thời nó cũng
giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao
áp. Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụng
ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử). ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm
biến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa.
Thời điểm đánh lửa được tính toán liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá trị
thời điểm đánh lửa tối öu đã được löu giữ trong máy tính, dưới dạng một bản đồ ESA.
So với điều khiển đánh lửa cơ học của các hệ thống thông thường thì phương pháp điều
khiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa.

15
Kết quả là hệ thống này giúp cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra.
Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm các bộ phận sau đây:
Hình 14: Các thành phần của hệ thống đánh lửa trực tiếp
1. Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE): Phát hiện góc quay trục khuỷu (tốc độ động cơ)
2. Cảm biến vị trí của trục cam (G): Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thời của
trục cam.
3. Cảm biến kích nổ (KNK): Phát hiện tiếng gõ của động cơ
4. Cảm biến vị trí bướm ga (VTA): Phát hiện góc mở của bướm ga
5. Cảm biến lưu lượng khí nạp (VG/PIM): Phát hiện lượng không khí nạp.

6. Cảm biến nhiệt độ nước (THW): Phát hiện nhiệt độ nước làm mát động cơ
7. Bô bin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vào thời điểm
tối ưu. Gửi các tín hiệu IGF đến ECU động cơ.
8. ECU động cơ: Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảm biến khác
nhau, và gửi tín hiệu đến bô bin có IC đánh lửa.
9. Bugi: Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.

16
Hình 15: Sơ đồ ngun lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trên đây là những sơ lược về sự phát triển của hệ thống điện động cơ còn rất nhiều vấn
đề cần quan tâm và đề cập tới nhưng do thời gian có hạn và trình độ hạn chế nên em có
thể trình bày như vậy. Em rất mong sự quan tâm của thầy cơ và cá bạn.
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE
TRÊN XE DU LỊCH
3.1: Tổng quan và các thơng số kỹ thuật động cơ 1ZZ-FE.
• Loại động cơ 1ZZ-FE
– Động cơ 4 xy lanh thẳng hàng, 1.8-Lít, 16 xupáp DOHC, được trang bò
các hệ thống phối khí VVT-i, chân ga điện tử ETCS-i và DIS

17
–
Hình 16: Kết cấu động cơ 1ZZ-FE
Tổng quan về động cơ
Thông số chính
Động cơ
1ZZ-FE
Số xy lanh và cách bố trí xy lanh 4 xy lanh thẳng hàng
Cơ cấu xu páp
16 xu páp DOHC,
dẫn động xích, sử dụng VVT-i

Dung tích [cm3 ] 1,794
Đường kính xy lanh x hành trình [mm] 79.0 x 91.5
Tỷ số nén 10.0 : 1
Công suất lớn nhát [kW @ rpm] 97 @ 6,000
Mô men xoắn lớn nhất [N·m @ rpm]
170 @ 4,200
Van đònh Xu páp nạp
Mở
2
o
đến 43
0
BTDC

18
thời gian
Đóng
50
0
đến 9
0
ABDC
Xu páp xả
Mở
42
0
BBDC
Đóng
2
0

ATDC
Thứ tự đánh lửa 1 – 3 – 4 – 2
Tiêu chuẩn khí thải EURO III
. 3.2: các hệ thống trên động cơ 1ZZ-FE
Trên động cơ 1ZZ-FE của xe Crolla đều có đủ các bộ phận như những động cơ khác
như: hệ thống làm mát, hệ thống bơi trơn, hệ thống điều khiển, hệ thống điện tuy nhiên
động cơ 1ZZ-FE có những bộ phận tiên tiến hơn mà
những xe khác khơng có như:
Hệ thống nhiên liệu
• Hệ thống cung cấp nhiên liệu không đường hồi, bình xăng 55 lít
Hình 17: Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu trên xe
• Bơm nhiên liệu
– Bộ lọc than hoạt tính được tích hợp với bơm nhiên liệu để tăng hiệu quả
sử dụng không gian của khoang động cơ

19
Hình 18: Cấu tạo bơm nhiên liệu
Hệ thống điều khiển động cơ
• Bố trí chi tiết trên xe
Hìønh 19: Sơ đồ các chi tiết hệ thống điều khiển động cơ trên xe
• Bố trí chi tiết trên động cơ

20
Hình 20: Sơ đồ bố trí các chi tiết hệ thống điều khiển động cơ
• Các bộ phận chính của hệ thống điều khiển động cơ.
Các bộ phận Loại Số lượng
ECM 32 bit CPU 1
Cảm biến đo lưư lượng khí nạp Loại dây sấy 1
Cảm biến vò trí trục khuỷu
(Số răng của rôto tín hiệu)

Loại cuộn từ nhận tín hiệu
(36-2)
1
Cảm biến vò trí trục cam
(Số răng của rô to tín hiệu)
Loại cuộn từ nhận tín hiệu
(3)
1
Cảm biến khí ôxy có bộ sấy Loại hình cốc 1
Cảm bến vò trí bướm ga Loại không tiếp xúc 1
Cảm biến tiếng gõ
Loại dẹt (Loại không cộng
hưởng)
1
Vòi phun nhiên liệu Loại 12 lỗ 4
• ETCS-i (Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh)

21
– Sử dụng bướm ga điện tử ETCS-i, điều khiển bướm ga rất linh hoạt(Điều
khiển phi tuyến/Điều khiển chế độ không tải)
Hình 21: Hệ thống điều khiển bướm ga điện tử thông minh
– An toàn (khi bướm ga có sự cố)
• Lò xo hồi sẽ làm cho bướm ga hé mở một góc nhỏ
Hình 21; Hoạt động của hệ thống điều khiển bướm ga khi bướm ga có sự cố
• Cảm biến tiếng gõ loại dẹt

22
– Loại cảm biến này có thể phát hiện tiếng gõ chính xác hơn so với loại
cảm biến cộng hưởng
Hình 22; Hình dạng cảm biến tiếng gõ

Nếu xảy ra hiện tượng đứt hay ngắn mạch, điện áp trong KNK1 sẽ bò thay đổi, nên
ECM sẽ phát hiện được hư hỏng
Hình 22: Mạch điện và cấu tạo cảm biến tiếng gõ
Hệ thống nạp và xả khí
• Mô tả chung

23
– Sử dụng bướm ga điện tử
– Sử dụng 02 bộ trung hòa khí xả 3 thành phần theo tiêu chuẩn EURO III
1 ng giẩm thanh chính 7 Bướm ga điện tử
2 Điểm nối 8 Khoang nạp khí bằng nhựa
3 ng giâm thanh phụ
4 Cảm biến khí ôxy có bộ sấy
5 Bộ TWC
6 Bộ góp nạp bằng thép không rỉ
Hình 23; Sơ đồ các chi tiết của hệ thống nạp và xả khí
CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ 1ZZ-FE
4.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

24
4.1.1 giới thiệu

25
ECU
ĐỘNG CƠ
CÁC CẢM BIẾN CÁC BỘ CHẤP HÀNH
Bộ đo gió dây nhiệt
Cảm biến vị trí trục
khuỷu
Cảm biến vị trí trục

cam
Cảm biến nhiệt độ
nước
Cảm biến vò trí bướm
ga
THA
NE
G
THW
VTA
#10
Cảm biến oxy
OX
vòi phun No.2
vòi phun No.3
vòi phun No.4
vòi phun No.1
#20
#30
#40