Khảo sát thông số đầu vào tới quá trình phun của vòi phun nhiên liệu

Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

MỤC LỤC
Nội dung

Trang

LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................4
PHẦN I..........................................................................................................5
KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ...................5
1.1. KHÁI QUÁT VỀ EFI............................................................................................5
1.1.1. Lịch sử của động cơ EFI............................................................................5
1.1.2. Đặc điểm và kết cấu cơ bản của EFI..........................................................6
1.2. HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU..............................................................9
1.2.1. Sơ đồ nguyên lý..........................................................................................9
1.2.2. Bơm xăng..................................................................................................10
1.2.3. Lọc xăng...................................................................................................12
1.2.4. Dàn phân phối xăng..................................................................................13
1.2.5. Bộ điều áp xăng........................................................................................14
1.2.6. Vòi phun xăng chính................................................................................14
1.2.6.1. Hoạt động của vòi phun........................................................................15
1.2.7. Vòi phun khởi động lạnh..........................................................................18
1.3. HỆ THỐNG NẠP KHÔNG KHÍ........................................................................20
1.3.1. Cổ họng gió..............................................................................................20
1.3.2. Vít chỉnh hỗn hợp không tải.....................................................................20
1.3.3. Van khí phụ..............................................................................................21
1.3.4. Khoang nạp khí & Đường ống nạp..........................................................22
1.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ...............................................................23
1.4.1. Cảm biến vị trí bướm ga...........................................................................23
1.4.2. Cảm biến nhiệt độ nước.( THW )............................................................26
1.4.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp.......................................................................27

1.4.4. Cảm biến nồng độ ôxy.............................................................................27
1.4.5. Rơle EFI chính..........................................................................................30
1.4.6. Tín hiệu máy khởi động...........................................................................30
1.4.7. Tín hiệu G & tín hiệu NE.........................................................................31
1.4.8. Tín hiệu đánh lửa của động cơ.................................................................32
1.4.10. Tín hiệu điều hoà không khí (A/C)........................................................33
1.4.11. Tín hiệu phụ tải điện.( ELS )..................................................................34
1.4.12. Cảm biến nhiệt độ khí ERG.( THG ).....................................................34
1.4.13. Công tắc nhiệt độ nước làm mát.( TSW )..............................................35
1.5. ĐÁNH LỬA SỚM ( ESA ).................................................................................35
1.5.1. Thời điểm đánh lửa và các chế độ hoạt đông của động cơ......................35
1.5.2. Thời điểm đánh lửa và chất lượng xăng..................................................37
1.6. ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ KHÔNG TẢI (ISC).....................................................40

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 1


Khoa cơ khí Động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên.
1.7. CC H THNG IU KHIN KHC...........................................................42
1.7.1. H thng iu khin ct OD ca ECT.....................................................42
1.7.2. iu khin ct iu ho.(ACT)................................................................42
1.7.3. H thng iu khin ct EGR..................................................................43

PHN II.......................................................................................................44
PHNG N KT NI KIM TRA CHN ON................................44
2.1. C IM CA NG C 5A FE..............................................................44
2.2. PHNG N KT NI....................................................................................45
2.2.1. ốn kim tra ng c Check engine....................................................45

2.2.2. Thut toỏn phỏt hin hai ln.....................................................................46
2.2.3. Ch chn oỏn v ốn CHECK ENGINE .....................................46
2.2.4. Tớn hiu ra cc VF....................................................................................47
2.2.5. Tớn hiu ra ca tớn hiu cm bin oxy T..................................................48
2.2.6. in ỏp chn oỏn....................................................................................49
2.2.7. S hot ng ca chc nng Failsafe.......................................................49
2.3. QUY TRèNH KIM TRA CHN ON.........................................................50
2.3.1. C s t chn oỏn...................................................................................50
2.3.2. Cỏc chc cng ca h chng chn oỏn...................................................51
2.3.3. Phng phỏp t chn oỏn ca ng c bng ốn kim tra....................54
2.3.4. Quy trỡnh kim tra chn oỏn khi khụng dựng thit b kim tra.............61

PHN III.....................................................................................................71
KHO ST S NH HNG CA CC THễNG S U VO TI
QU TRèNH PHUN CA VềI PHUN NHIấN LIU..............................71
3.1. CHC NNG CA ECU...................................................................................71
3.1.1. iu khin thi im phun.......................................................................72
3.1.2. iu khin lng phun.............................................................................73
3.2. LNG PHUN C BN. ( loi D EFI )........................................................74
3.3. KHO ST S BIN THIấN CA XUNG PHUN.........................................75
3.3.1. Xung phun c bn khi tc khụng ti khi lm vic bỡnh thng......75
3.3.2. Xung phun ch tng tc khi lm vic bỡnh thng.........................76
3.4. KHO ST XUNG PHUN (ỏp dng trờn ng c 5A-FE)..............................78
3.4.1. Tớn hiu ỏnh la......................................................................................78
3.4.2. Tớn hiu cm bin ỏp sut ng ng np PIM.......................................78
3.4.3. Tớn hiu ca cm bin nhit nc lm mỏt.........................................79
3.4.4. Tớn hiu cm bin nhit khớ np..........................................................80
3.4.5. Tớn hiu cm bin v trớ bm ga.............................................................82
3.4.6. Tớn hiu cm bin nhit ng c v nhit khớ np.........................82
3.4.7. Ct nhiờn liu............................................................................................83

3.4.8.Tớn hiu t in ỏp c quy.........................................................................84
3.4.9. Lm m hn hp khi tng tc................................................................86
3.4.10. Khi mt tớn hiu t cm bin tc ng c NE..................................87

Đồ án tốt nghiệp.

Trang 2


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
KẾT LUẬN.................................................................................................89

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 3


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, là sự ra tăng của khí thải
gây ô nhiễm môi truờng. Khí thải do xe ôtô sử dụng nhiện liệu xăng gây ra cũng
đóng góp một lượng lớn khí thải độc hại. Mặt khác nguồn nguyên liệu dầu thô khai
thác từ tự nhiên dùng để điều chế xăng cũng dần cạn kiệt. Đó là hai lý do quan
trọng thúc đẩy các hãng chế tạo ôtô cho ra đời động cơ phun xăng điện tử. Mục đích
để nâng cao hiệu xuất cháy của nhiên liệu xăng và hạn chế lượng khí thải độc hại
sinh ra trong quá trình cháy. Để làm được điều đó hệ thống phải có một hệ thống
giám sát (cảm biến) và chấp hành hoạt động chính xác, kịp thời. Khi có sự sai hỏng
của hệ thống sẽ ảnh hưởng đến mức tiêu hao nhiên liệu và sinh ra nhiều khí thải độc
hại trong quá trình cháy không hoàn toàn.

Với các xe ôtô hiện đại được trang bị nhiều thiết bị điện tử thì việc chẩn đoán
càng trở nên khó khăn. Do vậy trên xe ôtô phải được trang bị hệ thống tự chẩn đoán
tình trạng kỹ thuật của xe. Nhằm báo cho người sử dụng biết được những hư hỏng
hiện tại của xe. Vấn đề tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường là vấn đề
cấp thiết, chúng em được khoa ra cho đề tài: “Khảo sát thông số đầu vào tới quá
trình phun của vòi phun nhiên liệu”. Thông qua quá trình khảo sát xung phun của
vòi phun nhiên liệu chúng ta có thể đo được lượng nhiên liệu được phun và từ
những xung phun có thể chẩn đoán được sự hư hỏng của các cảm biến.
Trong quá trình thực hiện đồ án, do trình độ và hiểu biết còn hạn chế. Nhưng
được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong khoa cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình
của các bạn trong lớp đến nay đồ án của chúng em đã hoàn thành. Tuy vậy vẫn còn
nhiều thiếu sót, mong thầy cô đóng góp ý kiến để đồ án của chúng em được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hưng yên, ngày

tháng

năm 2007.

Nhóm sinh viên thực hiện

Lưu Ngọc Tuyền

§å ¸n tèt nghiÖp.

Nguyễn Huy Tuyển
Trang 4

Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
PHẦN I

KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG
PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
1.1. KHÁI QUÁT VỀ EFI.
1.1.1. Lịch sử của động cơ EFI.
Cho đến những năm của thập kỷ 60, chế hoà khí đã từng được sử dụng
trong phần lớn các hệ thống phân phối nhiên liệu tiêu chuẩn. Mặc dù vậy, đến
năm 1971, Toyota đã phát triển hệ thống EFI (Electronic Fuel injection - hệ
thống phun xăng điện tử) của mình, hệ thống này phân phối nhiên liệu đến
các xilanh của động cơ tốt hơn so với chế hoà khí bằng việc phun nhiên liệu
có điều khiển điện tử. Việc xuất khẩu các xe có lắp động cơ EFI bắt đầu sớm
nhất vào năm 1979 với xe Crown (động cơ 5M – E) và xe Cressida (4M - E).
Kể từ đó, động cơ trang bị EFI sản xuất tăng dần lên về quy mô cũng như là
số lượng.
Việc điều khiển EFI có thể được chia thành hai loại, dựa trên sự khác
nhau về phương pháp dùng để xác định lượng nhiên liệu phun.
Một là một mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời
gian cần thiết để nạp và phóng một tụ điện. Loại khác là loại điều khiển bằng
bộ vi sử lý, loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.
Loại mạch tương tự là loại được Toyota sử dụng lần đầu tiên trong hệ
thống EFI của nó. Loại điều khiển bằng bộ vi sử lý được bắt đầu sử dụng vào
năm 1983.
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi sử lý được sử dụng trong xe
của Toyota gọi là TCCS ( TOYOTA Computer Controled Sytem - Hệ thống
điều khiển bằng máy tính của TOYOTA ), nó không chỉ điều khiển lượng phun
mà còn bao gồm ESA ( Electronic Spark Advance – Đánh lửa sớm điện tử )
để điều khiển thời điểm đánh lửa; ISC ( Idle Speed Control - Điều khiển tốc
độ không tải ) và các hệ thống điều khiển khác; cũng như chức năng chẩn

đoán và dự phòng.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 5


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
1.1.2. Đặc điểm và kết cấu cơ bản của EFI.
 Có thể cấp hỗn hợp khí – nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh.
Do mỗi một xylanh đều có vòi phun của mình & do lượng phun được
điều chỉnh chính xác bằng ECU theo sự thay đổi về tốc độ động cơ và tải
trọng, nên có thể phân phối đều nhiên liệu đến từng xylanh. Hơn nữa, tỷ lệ khí
– nhiên liệu có thể điều chỉnh tự do nhờ ECU bằng việc thay đổi thời gian
hoạt động của vòi phun (khoảng thời gian phun nhiên liệu). Vì các lý do đó,
hỗn hợp khí nhiên liệu được phân phối đều đến tất cả các xylanh & tạo ra
được tỷ lệ tối ưu. Chúng có ưu điểm về cả khía cạnh kiểm soát khí xả & lẫn
tính năng về công suất.
 Có thể đạt được tỷ lệ khí - nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc
độ động cơ.
Vòi phun đơn của chế hoà khí không thể điều khiển chính xác tỷ lệ khí
– nhiên liệu ở tất cả các dải tốc độ, nên việc điều khiển chia thành hệ thống
tốc độ chậm, tốc độ cao thứ nhất, tốc độ cao thứ hai…và hỗn hợp phải được
làm đậm khi chuyển từ một hệ thống này sang hệ thống khác. Vì lý do đó, nếu
hỗn hợp khí nhiên liệu không được làm đậm hơn một chút thì các hiện tượng
không bình thường (nổ trong ống nạp và nghẹt) rất dễ xảy ra khi chuyển đổi.
Mặc dù vậy, với EFI một hỗn hợp khí – nhiên liệu chính xác và liên tục luôn
được cung cấp tại bất kỳ chế độ tốc độ & tải trọng nào của động cơ. Đây là ưu
điểm ở khía cạnh kiểm soát khí xả & kinh tế nhiên liệu.
 Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga.

Ở động cơ lắp chế hoà khí, từ bộ phận phun nhiên liệu đến xylanh có
một khoảng cách dài. Cũng như, do có sự chênh lệch lớn giữa tỷ trọng riêng
của xăng và không khí, nên xuất hiện sự chậm trễ nhỏ khi xăng đi vào xylanh
tương ứng với sự thay đổi của luồng khí nạp. Mặc dù vậy, ở hệ thống EFI, vòi
phun được bố trí gần xylanh & và được nén với áp suất khoảng 2 đến 3
kgf/cm2, cao hơn so với áp suất đường nạp cũng như nó được phun qua một lỗ
nhỏ, nên nó dễ dàng tạo thành dạng sương mù. Do vậy, lượng phun thay đổi
tương ứng với sự thay đổi của lượng khí nạp tuỳ theo sự đóng mở của bướm
ga, nên hỗn hợp khí nhiên liệu phun vào trong các xylanh thay đổi ngay lập
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 6


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
tức theo độ mở của bướm ga. Nói tóm lại, nó đáp ứng kịp thời với sự thay đổi
của vị trí chân ga.
 Hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu.
Bù tại tốc độ thấp:
Khả năng tải tại tốc độ thấp được nâng cao do nhiên liệu ở dạng sương
mù tốt được phun ra bằng vòi phun khởi động lạnh khi động cơ khởi động.
Cũng như, do lượng không khí đầy đủ được hút vào qua van khí phụ, khả
năng tải tốt được duy trì ngay lập tức sau khi khởi động.
Cắt nhiên liệu khi giảm tốc:
Trong quá trình giảm tốc, động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi
bướm ga đóng kín. Do vậy, lượng khí nạp vào xylanh giảm xuống & độ chân
không trong đường nạp trở nên rất lớn. Ở chế hoà khí, xăng bám trên thành
của đường ống nạp sẽ bay hơi & vào trong xylanh do độ chân không của
đường ống nạp tăng đột ngột, kết quả là một hỗn hợp quá đậm, quá trình cháy
không hoàn toàn & làm tăng lượng cháy không hết (HC) trong khí xả. Ở động

cơ EFI, việc phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm ga đóng & động cơ chạy tại
tốc độ lớn hơn một giá trị nhất định, do vậy nồng độ HC trong khí xả giảm
xuống & làm tiêu hao nhiên liệu.
Nạp hỗn hợp khí - nhiên liệu có hiệu quả:
Ở chế hoà khí, dòng không khí bị thu hẹp tại họng khuếch tán để tăng
tốc độ dòng khí, tạo nên độ chân không bên dưới họng khếch tán.
Đó là nguyên nhân hỗn hợp khí – nhiên liệu được hút vào trong xylanh
trong hành trình đi xuống của piton. Tuy nhiên họng khếch tán làm hẹp (cản
trở) dòng khí nạp & đó là nhược điểm của động cơ. Mặt khác, ở EFI một áp
suất xấp xỉ 2 -3 kgf/cm2 luôn được cung cấp đến động cơ để nâng cao khả
năng phun sương của hỗn hợp khí – nhiên liệu, do có thể làm đường ống nạp
nhỏ hơn nên có thể lợi dụng quán tính của dòng khí nạp của hỗn hợp khí –
nhiên liệu tốt hơn.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 7


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
 Kết cấu cơ bản của EFI.
* Khái quát:
EFI có thể chia thành 3 khối chính:

- Hệ thống điều khiển điện tử.

- Hệ thống nhiên liệu.
- Hệ thống nạp khí.
EFI cũng có thể được chia thành điều khiển phun nhiên liệu cơ bản &
điều khiển hiệu chỉnh. 3 hệ thống này sẽ được mô tả chi tiết sau đây.

Sơ đồ kết cấu cơ bản của EFI.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 8


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

Hình : Sơ đồ nguyên lý của D EFI
* Điều khiển phun cơ bản.
Các thiết bị phun cơ bản duy trì một tỷ lệ tối ưu (gọi là tỷ lệ lý thuyết)
của không khí & nhiên liệu hút vào trong các xylanh. Để thực hiện được điều
đó, nếu có sự gia tăng lượng khí nạp, lượng nhiên liệu phun vào cũng phải gia
tăng tỷ lệ. Hoặc là nếu lượng khí nạp giảm xuống, lượng nhiên liệu phun ra
cũng giảm xuống.

1.2. HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU.
1.2.1. Sơ đồ nguyên lý.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 9


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

Hình 1.1.1. Các bộ phận trong hệ thống cung cấp nhiên liệu.
1. Thùng xăng.
2. Bơm xăng.

3. Lọc xăng.
4. Dàn phân phối.

5. Bộ điều áp xăng.
6. Vòi phun chính.
7. Vòi phun khởi động lạnh.

Nhiên liệu được hút ra từ thùng chứa bằng bơm nhiên liệu và phân phối
dưới áp suất đến từ ống phân phối nhiên liệu. Sự phân phối áp suất và thể tích
của bơm nhiên liệu được thiết kế vượt quá yêu cầu tối đa cho động cơ.
Bộ điều hoà áp suất cho phép một số nhiên liệu trở về thùng chứa khi
cần thiết để điều chỉnh áp suất nhiên liệu tại kim phun theo chế độ làm việc
của động cơ.
1.2.2. Bơm xăng.
Bơm được đặt trong bình xăng. So với loại trên đường ống, loại này có
độ ồn thấp. Một bơm tuabin, với đặc điểm là độ rung động nhiên liệu khi bơm
nhỏ, được sử dụng. Loại này bao gồm môtơ bơm, với một van một chiều, van
an toàn và bộ lọc gắn liền thành một khối.
 Bơm tuabin: Bơm tuabin bao gồm một hoặc hai cánh bơm được dẫn động

bằng môtơ, vỏ bơm và nắp bơm tạo thành bộ bơm. Khi môtơ quay các cánh
bơm quay cùng với nó. Các cánh gạt bố trí dọc chu vi bên ngoài của cánh
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 10


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
bơm để đưa nhiên liệu từ cửa vào đến cửa ra.

Hình 1.1.3: Bơm nhiêu liệu loại trong bình.
1. Van một chiều.
2. Van an toàn.
3. Chổi than.
7. Lưới lọc.

4. Rôto.
5. Stato.
6. Cánh bơm.
8. Vỏ bơm.

9. Cửa ra.
10. Cửa vào.
11. Lưỡi gạt.
12. Cánh bơm.

 Van an toàn: Van an toàn mở khi áp suất bơm ra đạt xấp xỉ 3.5 – 6

kgf/cm3. Và nhiên liệu có áp suất cao quay trở lại bình xăng. Van an toàn
ngăn không cho áp suất nhiên liệu vượt quá mức này.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 11


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
 Van một chiều: Van một chiều đóng khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động.

Van một chiều và bộ ổn áp đều làm việc để duy trì áp suất dư trong đường

ống nhiên liệu khi động cơ ngừng chạy, để dễ dàng cho lần khởi động sau.
 Điều khiển bơm nhiên liệu.

Hình 1.1.4. Sơ đồ mạch điện bơm xăng.
 Điều khiển bật tắt bằng ECU động cơ.
Bơm nhiên liệu trong xe được trang bị động cơ EFI chỉ hoạt động khi
đông cơ đang chạy. Điều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ
trong trường hợp khoá điện bật ON nhưng động cơ không chạy.
* Khi động cơ quay khởi động: Khi động cơ khởi động, dòng điện chạy qua
cực IG của khoá điện đến L1 của rơle chính, làm rơle bật ON. Tại thời điểm
đó, dòng từ ST của khoá điện đến L3 của rơ le mở mạch, bật rơ le làm cho
bơm hoạt động.
Sau đó máy khởi động hoạt động và động cơ bắt đầu quay, lúc này
ECU động cơ sẽ nhận được tín hiệu NE. Tín hiệu này làm cho Transitor trong
ECU bật ON và do đó dòng điện chạy đến cuộn dây L2 của rơle mở mạch.
1.2.3. Lọc xăng.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 12


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
Lọc xăng có tác dụng lọc sạch cặn bẩn, tạp chất bảo đảm xăng sạch
cung cấp cho vòi phun hoạt động tránh hiện tượng tắc, kẹt, đóng không kín
của vòi phun.
Lọc xăng được lắp với đường ra của bơm. Thường được sử dụng bằng
màng giấy, có cỡ lọc khoảng 10 µ m.
Lọc xăng có cấu tạo cho
xăng đi theo một chiều nên khi

lắp phải theo đúng chiều, nếu
không sẽ làm cản trở lượng xăng
qua lọc. Phần tử lọc thường
được làm bằng giấy, vỏ bằng
thép hoặc nhựa. Sau một khoảng
thời gian làm việc thì phải thay
lọc mới. Thường xe chạy được
từ 33.000 đến 40.000 km thì
phải thay lọc mới.

Hình 1.1.5: Cấu tạo lọc xăng.
1. Phần tử lọc. 2. Vỏ. 3. Lưới đồng.

1.2.4. Dàn phân phối xăng.
Dàn phân phối có kết cấu là một ống rỗng, là nơi lắp và cấp xăng cho các
vòi phun làm việc, một đầu nối với lọc xăng, đầu còn lại lắp với bộ điều áp xăng.

Hình 1.1.6. Dàn phân phối.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 13


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
Trên phần thân của dàn phân phối có những cửa để lắp các vòi phun
chính.
Trong dàn luôn giữ một lượng xăng với áp lực xác đinh để vòi phun
làm việc ổn định.
1.2.5. Bộ điều áp xăng.

Có tác dụng điều chỉnh áp suất xăng đến các vòi phun phù hợp theo
điều kiện làm việc của động cơ. Được lắp với một đầu của dàn phân phối.
Bơm xăng làm việc tạo một áp suất trong hệ thống, khi áp suất vượt
quá áp suất tiêu chuẩn thì lò xo (6) bị ép lại màng van (3) mở xăng qua
đường xăng (2) về thùng làm cho áp suất xăng ở dàn phân phối giảm.
Khi bơm không làm việc, áp suất trong mạch giảm, lò xo (6) ép màng
van (3) đóng đường về giữ áp suất xăng trong dàn phân phối giúp cho lần sau
khởi động động cơ được dễ dàng.
Độ chân không của đường nạp được dẫn vào buồng phía lò xo (6) có
tác dụng ổn định lượng phun khi thay đổi tải.

Hình 1.1.7. Cấu tạo bộ điều áp xăng và biểu đồ điều áp.
1. Đường xăng vào.

5. Màng dung.

2. Đường xăng hồi.

6. Lò xo áp lực.

3. Màng đóng van.

7. Đường chân không.

4. Đế màng van.
Lượng phun nhiên liệu yêu cầu bởi động cơ được điều khiển theo thời
gian khi dòng điện cung cấp từ bộ ECU động cơ đến kim phun. Vì vậy, nếu
áp suất
nhiên liệu không được điều khiển thì áp suất tăng lượng phun nhiên liệu, và
nếu như áp suất nhiên liệu thấp thì sẽ làm giảm lượng phun cả khi cùng thời

gian mở.
1.2.6. Vòi phun xăng chính.
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 14


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
Vòi phun hoạt động bằng điện từ, có tác dụng phun xăng nó phun nhiên
liệu dựa trên tín hiệu do ECU cung cấp tạo nên hoà khí cấp cho động cơ hoạt
động. Vòi phun được lắp vào đường ống nạp hoặc nắp máy phía trước xupáp
nạp. Với hệ thống phun xăng này mỗi một xy lanh có một vòi phun riêng,
được lắp chặt với ống phân phối.

 Vòi phun có hai loại:
Loại dùng điện áp thấp (điện áp 5V)
lắp vào mạch phải nối qua điện trở phụ.
Loại dùng điện áp cao (điện áp
12V) lắp vào mạch trực tiếp.
Hình 1.1.8. Cấu tạo vòi phun.
1. Lưới lọc tinh.

5. Đuôi kim phun.

2. Giắc tín hiệu vào.

6. Rãnh nhiên liệu.

3. Cuộn dây điện từ.

4. Lò xo.

7. Đầu kim.
 Điều khiển vòi phun có hai dạng.
Dạng điều khiển bằng thay đổi điện áp.
Dạng điều khiển bằng thay đổi dòng điện.
Khi có tín hiệu từ ECU điều khiển cuộn dây điện từ tạo lực từ hút thân
kim làm cho lỗ kim mở xăng được phun qua lỗ kim theo dạng hạt nhỏ, dạng
sương mù.
Lượng phun được điều khiển thông qua thời gian phát ra tín hiệu.
Độ nâng kim phun thường bằng 0.1 mm.
Thời gian mở của kim phun thường từ 1 đến 1.5 m/s.
1.2.6.1. Hoạt động của vòi phun.
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 15


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
Khi một ECU động cơ đưa dòng điện đến cuộn dây solenoid của một
kim phun, thì van sẽ di chuyển lên, mở lỗ tia ra để cho nhiên liệu được phun ra
ngoài.

Hình 1.1.9.a. Mạch điện vòi phun chính loại điện áp thấp.

Hình 1.1.9.b. Mạch điện vòi phun điện áp cao.
1.2.6.2. Phương pháp điều khiển dòng điện. (Động cơ 5A – FE ).
Trong các vòi phun sử dụng phương pháp này, cuộn điện trở bị loại bỏ,
và vòi phun có điện trở thấp được nối trực tiếp với ắc quy. Dòng điện được
điều khiển bằng cách bật và tắt một transitor trong ECU.

Khi piton của vòi phun bị kéo lên, một dòng điện lớn sẽ chạy qua làm
cho cường độ tăng lên nhanh chóng. Điều này làm cho van kim mở ra nhanh

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 16


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
hơn, kết quả là cải thiện được độ nhạy phun và làm giảm khoảng thời gian
phun không hiệu quả.
Trong khi piton đang bị giữ, dòng điện giảm đi ngăn không cho cuộn
dây trong vòi phun quá nóng cũng như giảm công suất tiêu thụ.

Hình 1.1.10. Sơ đồ tín hiệu điều khiển dòng điện và điện áp.
Trên sơ đồ ta thấy dòng điện điều khiển bằng transitor sẽ được tăng
nhanh qua đó sẽ làm cho cường độ dòng tăng trong kim phun, làm cho thời
gian mở kim phun tăng từ đó làm giảm thời gian phun không hiệu quả.
Nếu dòng điện đặc biệt lớn chạy đến vòi phun vì một lý do nào đó,
rơle bảo vệ chính sẽ tắt, cắt dòng điện đến vòi phun.
1.2.6.3. Đặc tính phun.
Đặc tính phun của một kim phun được diễn tả bằng mối quan hệ giữa
thời gian kích điện của cuộn dây solenoid của kim phun Ti (ms) và số lượng
nhiên liệu được phun q ( mm3 / hành trình ).

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 17

Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

Hình 1.1.11. Đặc tính phun của một kim phun.
1.2.7. Vòi phun khởi động lạnh.
Vòi phun phụ có tác dụng phun thêm một lượng xăng tạo hoà khí đậm
đặc, làm cho máy dễ nổ khi ở trạng thái máy nguội.
Đây cũng là van điện
từ hoạt động theo nguyên lý
như vòi phun chính nhưng
tín hiệu điều khiển thông
qua công tắc nhiệt thời gian.
Khi bật công tắc khoá dòng
điện từ ắc quy qua rơ le vào
công tắc nhiệt thời gian khởi
động lạnh.
Hình 1.1.12. Vòi phun khởi động lạnh.
Nếu nhiệt độ của động cơ nhỏ hơn nhiệt độ mở của công tắc nhiệt t 0 =
350C thì công tắc nhiệt đóng, vòi phun mở, xăng được phun thêm tạo hoà khí
đậm đặc máy dễ nổ và sau 8s thì công tắc nhiệt ngắt mạch, vòi phun ngừng
hoạt động.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 18


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

Hình 1.1.13. Sơ đồ mạch điện của công tắc nhiệt và vòi phun khởi động lạnh.

Hình 1.1.14. Mạch điện của vòi phun khởi động lạnh và quan hệ nhiệt độ
nước làm mát và thời gian phun.
Khi nhiệt độ nước làm mát còn thấp, các công tắc đóng lại. Khi khoá
điện xoay đến vị trí ST, dòng điện chạy như sau & nhiên liệu được phun ra.
Khi khoá điện được thả về vị trí ON sau khi khởi động động cơ, vòi
phun khởi động ngừng phun.
Nếu môtơ khởi động quay trong khoảng thời gian dài, có thể sẽ xảy ra
xặc xăng (ướt các buji ). Tuy nhiên, khi dòng điện chạy qua cuộn dây sấy,
thanh lưỡng kim được xấy nóng và các công tắc mở ra, và do đó không có
dòng điện chạy qua vòi phun khởi động lạnh. Vì vậy tránh được hiện tượng
xặc xăng khi động cơ khó khởi động. Thanh lưỡng kim được xấy nóng bằng
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 19


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
cuộn dây để giữ cho công tắc không đóng lại, do vậy tránh được hiện tượng
xặc xăng.
1.3. HỆ THỐNG NẠP KHÔNG KHÍ.
1.3.1. Cổ họng gió.
Cổ họng gió bao gồm bướm ga, nó điều khiển lượng khí nạp trong quá
trình động cơ hoạt động bình thường, và một khoang khí phụ, cho phép một
lượng không khí nhỏ đi qua trong khi chạy không tải. Một cảm biến vị trí
bướm ga cũng được lắp trên trục của bướm ga. Một số loại cổ họng gió cũng
được lắp một van khí phụ loại nhiệt hay một bộ đệm bướm ga để làm cho
bướm ga không đóng đột ngột. Nước làm mát được dẫn qua cổ họng gió để
ngăn không cho nó bị đóng băng tại thời tiết lạnh.

Hình 1.2.1. Kết cấu cổ họng gió.

1.3.2. Vít chỉnh hỗn hợp không tải.
Bướm ga đóng hoàn toàn khi chạy không tải. Kết quả là, dòng khí nạp
vào sẽ đi qua khoang khí phụ vào trong khoang nạp khí.
Tốc độ không tải của động cơ có thể được điều chỉnh bằng việc điều
chỉnh lượng khí nạp đi qua khoang khí phụ: xoay vít chỉnh tốc độ không tải
( theo chiều kim đồng hồ ) sẽ làm giảm dòng khí phụ và giảm tốc độ không
tải của động cơ, nới lỏng vít chỉnh ( xoay nó ngược chiều kim đồng hồ ) sẽ
làm tăng lượng khí qua khoang khí phụ và tăng tốc độ không tải của động cơ.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 20


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
1.3.3. Van khí phụ.
Động cơ TOYOTA 5A – FE. Dùng van khí phụ loại sáp nhiệt, van khí
phụ loại sáp được chế tạo liền trong cổ họng gió.

Hình 1.2.2. Cấu tạo của van khí phụ
Van khí phụ loại sáp được tạo nên bởi một van nhiệt, một van chắn, lò
xo trong & một lò xo ngoài. Van nhiệt được điền đầy bởi sáp giãn nở nhiệt,
sáp này giãn nở & co lại phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ nước làm
mát.
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, van nhiệt co lại và van chắn được mở
bằng lò xo.
Nó cho phép không khí đi qua van khí phụ, bỏ qua bướm ga, vào trong
khoang nạp khí.
Khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên, van nhiệt giãn nở làm cho lò xo
đóng van chắn lại. Do lò xo trong khoẻ hơn, van chắn đóng dần lại, hạ thấp

tốc độ của động cơ cho đến khi nó đóng hẳn lại
Theo phương pháp này, tại thời điểm nhiệt độ nước làm mát động cơ
đạt 800C, van chắn sẽ đóng lại và tốc độ không tải của động cơ trở lại bình
thường. Nếu nhiệt độ nước làm mát tăng cao hơn, van nhiệt sẽ giãn nở nhiều
hơn. Nó nén lò xo lại, làm tăng lực lò xo giữ cho van chắn đóng chặt.
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 21


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
1.3.4. Khoang nạp khí & Đường ống nạp.
Do không khí hút vào
trong các xylanh bị ngắt quãng
nên sẽ xảy ra dung động trong
khí nạp. Rung động này sẽ làm
cho tấm đo gió của cảm biến đo
áp suất chân không rung động.
Do vậy, một khoang nạp khí có
thể tích lớn được dùng để giảm
rung động không khí này.
Hình 1.2.3. Khoang nạp khí loại liền.
Có hai loại ống nối khoang nạp khí và đườn ống nạp, một loại liền và,
một loại rời.
1.3.5. Cảm biến áp suất đường nạp. ( Cảm biến chân không ).
Xe COROLA – TOYOTA . Với động cơ thế hệ 5A – FE, hệ thống
cung cấp gió dùng cảm biến áp suất đường nạp để tạo tín hiệu cơ bản gửi cho
ECU, qua đó xác định được lượng gió nạp vào xylanh động cơ. Gọi là loại D
– EFI.
Cảm biến này thực hiện việc đo áp suất đường nạp, qua đó xác định

lượng khí nạp vào động cơ.
Cảm biến chân không chuyển sự thay đổi áp suất trong đường ống nạp
thành sự thay đổi về điện áp và được nối qua một ống cao su đến buồng chứa
chân không.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 22


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.

Hình 1.2.4. Sơ đồ đấu dây của cảm biến áp suất và quan hệ giữa áp suất
đường nạp và tín hiệu điện áp.
Cảm biến chân không bao gồm một phần tử chuyển áp suất và một IC
dùng để khuếch đại tín hiệu ra của phần tử chuyển đổi. Phần tử chuyển đổi
áp suất là một màng silicon dùng hiệu ứng điện trở áp điện của chất bán dẫn.
Khi áp suất trong đường ống nạp thay đổi thì điện áp phát ra của cảm
biến thay đổi từ đó tạo tín hiệu đo lượng gió trong đường ống nạp. Tín hiệu
được gửi về ECU. Qua tín hiệu này ECU điều chỉnh đánh lửa sớm hay trễ.
Cảm biến áp suất đường ống nạp được sử dụng trong loại D – EFI để
cảm nhận áp suất đường ống nạp. Đây là một cảm biến quan trọng nhất của
EFI.
Cảm biến áp suất đường ống nạp dùng độ chân không được tạo ra trong
buồng chân không. Độ chân không trong buồng này gần như tuyệt đối và nó
không bị ảnh hưởng bởi sự dao động của áp suất khí quyển xảy ra do sự thay
đổi độ cao.
Cảm biến áp suất đường ống nạp so sánh áp suất đường ống nạp với độ
chân không này và phát ra tín hiệu PIM, nên tín hiệu này cũng không bị dao
động theo sự thay đổi của áp suất khí quyển.

Điều đó cho phép ECU giữ được tỷ lệ khí – nhiên liệu ở mức tối ưu tại
bất kỳ độ cao nào.
1.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ.
1.4.1. Cảm biến vị trí bướm ga.
Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng gió. Cảm biến này
chuyển hoá góc mở bướm ga thành một điện áp và gửi nó đến ECU như là
một tín hiệu về góc mở bướm ga. Tín hiệu IDL được sử dụng chủ yếu để điều
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 23


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc và hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa, còn tín
hiệu VTA và PSW được dùng chủ yếu để tăng lượng phun nhiên liệu nhằm
tăng công suất ra.
Động cơ 5A – FE sử dụng loại 2 tiếp điểm bật tắt.

Hình 1.3.1. Cảm biến vị trí bướm ga và sơ đồ tín hiệu.
1. Công tắc toàn tải. (Pv)

4. Công tắc không tải.(Po)

2. Cam đóng mở công tắc.

5. Giắc tín hiệu ra.

3. Trục điều khiển bướm ga.
Cảm biến vị trí bướm ga loại này nhận biết hoặc là động cơ đang ở chế
độ không tải hay tải nặng bằng các tiếp điểm không tải (IDL) hay trợ tải

(PSW). Cảm biến vị trí bướm ga đưa ra 2 tín hiệu đến ECU; tín hiệu IDL và
tín hiệu PSW. Tín hiệu IDL sử dụng chủ yếu cho việc điều khiển ngắt nhiên
liệu còn tín hiệu PSW sử dụng chủ yếu cho việc tăng lượng phun nhiên liệu &
tăng công suất ra của động cơ.
 Hoạt động.
Tiếp điểm không tải. Khi bướm ga ở vị trí đóng, ( nhỏ hơn 1.5 từ vị trí
đóng hoàn toàn), tiếp điểm động và tiếp điểm không tải tiếp xúc với nhau báo
cho ECU biết động cơ đang ở chế độ không tải. Tín hiệu này cũng dùng cho
việc cắt nhiên liệu khi giảm tốc .
§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 24


Khoa c¬ khÝ §éng lùc – Trêng §¹i häc SPKT Hng Yªn.
Tiếp điểm trợ tải. Khi bướm ga mở một góc khoảng 50 0 hay 600 ( tuỳ
theo động cơ ) từ vị trí đóng, tiếp điểm động và tiếp điểm trợ tải tiếp xúc với
nhau và xác định chế độ đầy tải.
Tiếp điểm không tiếp xúc. Trong tất cả các thời gian còn lại, tiếp điểm
không tiếp xúc.
Hiện tượng giật cục. Tốc độ động cơ mà tại đó nhiên liệu bị cắt và
phun trở lại khác nhau tuỳ theo nhiệt độ nước làm mát. Mặc dù vậy, ví dụ nếu
nhiên liệu bị cắt tại tốc độ 2500v/phút & phun trở lại tại 2000v/p, động cơ sẽ
chết máy do nhiên liệu bị cắt khi tốc độ đạt 2500v/p & phun trở lại khi tốc độ
đạt dưới 2000v/p. Qúa trình này lặp đi lặp lại nhiều lần, như trong hình vẽ,
gây nên hiện tượng giật cục.
Hình 1.3.3: Hiện tượng giật
cục.
Nước, bụi...trong cảm biến vị
trí bướm ga sẽ làm tiếp điểm

không tải bị dính, nhiên liệu bị
cắt & hiện tượng giật cục xảy
ra khi lái xe. Như trong sơ đồ ta thấy biểu thị sự giật cục ở 2500v/p & trở lại ở
2000v/p.

Hình 1.3.4: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga.

§å ¸n tèt nghiÖp.

Trang 25