Dien dong co KIA2 (basic)

Hệ thống điều khiển
động cơ

ECU


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Mục lục
Chủ đề

Trang

Các bước phát triển của hệ thống điều khiển động cơ

3

Khái niệm cơ bản về quá trình đốt cháy

4

Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp nhiên liệu

5

Kiểm soát hỗn hợp nhiên liệu

7

Bộ điều khiển

8

Các bộ phận khác của hệ thống điều khiển động cơ

9

Tổng quan hệ thống phân phối nhiên liệu

10

Bơm xăng

11

Điều khiển bơm xăng

13

Ống phân phối và van điều hòa áp suất

14

Hệ thống không có đường xăng hồi

16

Kim phun

17

Tổng quan hệ thống nạp khí

18

Buồng khí nạp và ống góp nạp

19

Cơ cấu ISC

20

Bướm ga - ETC

21

Sơ đồ khối ETC

22

Cơ cấu thay đổi chiều dài đường ống nạp

23

Cơ cấu điều khiển CVVT

26

Sơ đồ cơ cấu CVVT

27

Kiểm soát khí xả

28

Kiểm soát thời gian phun của ECM

30

Hiệu chỉnh lượng phun

32

Kiểm soát khi khởi động và khi làm ấm động cơ

33

Hiệu chỉnh khi tăng tốc và giảm tốc

34

Các phương thức phun và thời gian phun

35

Tổng quan về hệ thống đánh lửa

36

Các bộ phận chủ yếu

37

Kiểm soát góc đánh lửa sớm và góc đóng tiếp điểm

38

Nguyên tắc đánh lửa sớm

39

Góc đánh lửa sớm ban đầu

40

Hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa

41

Hiệu chỉnh khi quá nhiệt

42

Kiểm soát tiếng gõ

43

Các chức năng chẩn đoán

44

Rev:0

01.07.2010

2

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Các bước phát triển của hệ thống điều khiển động cơ

Giá thấp
Công suất cao

Mức tiêu hao
nhiên liệu thấp
Khả năng lái

Độ tin cậy cao
Mức ô nhiễm
môi trường thấp

Độ bền cao

Nhỏ gọn

Độ ồn &
rung động thấp

Các yêu cầu về an toàn, thuận tiện, kinh tế, và bảo vệ môi trường đang liên tục tăng lên, đòi hỏi
một sự cải tiến công nghệ liên quan. Hệ thống điều khiển động cơ vào thời kỳ ban đầu, việc kiểm
soát được thực hiện bằng phương tiện cơ khí, chẳng hạn như bộ chế hòa khí và bộ chia điện cơ
khí. Với các hệ thống này rất khó khăn để thu được hiệu quả tối ưu động cơ đồng thời đáp ứng
các quy định kiểm soát khí xả. Các giai đoạn phát triển tiếp theo là hệ thống phun nhiên liệu cơ khí
được gọi là K-Jetronic do Bosch phát triển, tiếp theo là các hệ thống điều khiển điện tử đầu tiên
như L-Jetronic cũng do Bosch phát triển. Một số hệ thống áp dụng chỉ cho một kim phun trung tâm,
nhưng hệ thống điều khiển động cơ (EMS) mới nhất áp dụng cho các kim phun độc lập, chúng có
thể được điều khiển riêng biệt. Các hệ thống duy trì các điều kiện tối ưu cho tỷ lệ nhiên liệu và khí
nạp cũng như thời gian đánh lửa để đồng thời cung cấp công suất và mô-men xoắn yêu cầu, và
giữ cho lượng khí thải thấp. Các hệ thống EMS ngày nay bao gồm các cảm biến ghi nhận các điều
kiện hoạt động của động cơ, các bộ chấp hành được sử dụng để tác động đến điều kiện hoạt
động cho phù hợp, cả hai quá trình đều xử lý bằng một thiết bị điện tử, bộ điều khiển. Bộ điều
khiển xử lý các dữ liệu được phản hồi từ các cảm biến để xác định điều kiện hoạt động tốt nhất và
sau đó điều khiển hoạt động các bộ chấp hành cho phù hợp. Hãy bắt đầu với những hoạt động cơ
bản của động cơ để hiểu được các yêu cầu kiểm soát chính xác.

Rev:0

01.07.2010

3

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Khái niệm cơ bản về quá trình đốt cháy

Động cơ xăng là một động cơ đốt trong với nguồn đánh lửa ngoài. Nó thường có một hệ thống
trộn hỗn hợp được đặt bên ngoài buồng đốt để tạo ra một hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Các kim
phun được đặt trong ống góp khí nạp và phun nhiên liệu ở phía trước của xu páp nạp (phun điểm),
tại đó nhiên liệu được trộn lẫn với không khí. Khi pít tông di chuyển xuống dưới, hỗn hợp được hút
vào buồng đốt. Sau đó, nó được nén khi pít tông di chuyển lên trên. Tiếp theo đó là bắt lửa từ tia
lửa bugi để bắt đầu quá trình đốt cháy. Nhiệt phát sinh trong quá trình đốt cháy làm tăng áp suất
bên trong xi lanh, đẩy pít tông di chuyển xuống, qua đó cung cấp năng lượng động cơ. Khi pít tông
di chuyển lên một lần nữa các khí cháy được đẩy ra và lặp lại chu trình. Nhìn kỹ hơn trong kỳ đốt
cháy của chu trình: với một quá trình đốt cháy hoàn hảo, hydrocacbon (HC) trong xăng phản ứng
với oxy có trong hỗn hợp khí nhiên liệu tạo ra hơi nước (H2O) và carbon dioxide (CO2). Thật
không may là quá trình đốt cháy trong động cơ không phải là hoàn hảo, làm khí xả có chứa các
thành phần có hại ví dụ như HC và CO. Hơn nữa: trong một số điều kiện hoạt động nhất định của
động cơ, nitơ có trong không khí cũng phản ứng với oxy sinh ra các oxit nitơ (NOX), là chất rất
độc hại (dạng khí). Do đó hàm lượng NOX và các thành phần gây hại khác chứa trong khí xả phải
được giảm thiểu bằng các biện pháp thích hợp. Để đạt được việc giảm thiểu này, nhiều biện pháp
đã được thực hiện và một trong những bộ phận quan trọng nhất là bộ xúc tác 3 thành phần,
nhưng cũng có những biện pháp khác bạn sẽ được biết trong thời gian tới của khóa học.

Rev:0

01.07.2010

4

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp nhiên liệu

Không khí
14.7kg
NOx
N2+O2

Hỗn hợp khí

10,000 lít Không khí

Tỷ lệ hỗn hợp cân bằng lý tưởng

Nhiên liệu
1kg

1.0 lít nhiên liệu

λ = 1 tỷ lệ trộn thực = tỷ lệ hỗn hợp cân bằng
λ < 1 hỗn hợp giàu nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực < tỷ lệ hỗn hợp cân bằng)
λ > 1 hỗn hợp nghèo nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực > tỷ lệ hỗn hợp cân bằng)

Bộ xúc tác 3 thành phần

Theo kinh nghiệm: hoạt động của động cơ xăng cần có ôxy và nhiên liệu. Ôxy được cung cấp bởi
không khí, trong đó có khoảng 21% ôxy (O2) và 78% nitơ (N2). Phần còn lại bao gồm nhiều loại
khí khác. Nhiên liệu được lưu trữ trong các thùng chứa của xe và có hydrocacbon (HC) là thành
phần chính. Hydrocacbon bao gồm các nguyên tử hydro được liên kết hóa học với các nguyên tử
carbon. Năng lượng hóa học lưu trữ trong nhiên liệu được biến đổi thành năng lượng cơ học qua
quá trình đốt cháy. Tỷ lệ lý tưởng lý thuyết cho một quá trình đốt cháy hoàn toàn của nhiên liệu
xăng và không khí là 14,7:1, được gọi là tỷ lệ hỗn hợp cân bằng. Khi mức tiêu hao nhiên liệu của
động cơ có đánh lửa phần lớn phụ thuộc vào tỷ lệ nhiên liệu-không khí (A/F), một lượng không khí

lớn hơn (hỗn hợp nghèo) là cần thiết để đạt được mức tiêu hao nhiên liệu tối thiểu. Trong thực tế
đây là hạn chế cho tính dễ cháy hỗn hợp và thời gian của quá trình đốt cháy. Trên các mẫu xe hơi
hiện đại, mức tiêu hao nhiên liệu tối thiểu đạt được khi tỷ lệ A/F là 15-18:1, 15-18 kg không khí cho
mỗi 1 kg nhiên liệu, có nghĩa là khoảng 10,000 lít không khí được sử dụng để đốt một lít nhiên liệu.
Để có hiệu suất tốt hơn khi chạy không tải và khi mở hết bướm ga, một hỗn hợp "giàu" là bắt buộc.
Hệ thống trộn hỗn hợp phải có khả năng đáp ứng các nhu cầu khác nhau của động cơ. Các yếu tố
không khí-dư (lambda) cho biết tỷ lệ A/F thực tế khác với tỷ lệ tối ưu lý thuyết 14,7:1 như thế nào.
Số hạng lambda 1, đã được áp dụng cho hỗn hợp cụ thể này. Bộ xúc tác 3 thành phần được đặt
vào trong hệ thống ống xả để biến đổi các thành phần có hại trong khí thải thành các thành phần
vô hại. Để đảm bảo hoạt động bộ xúc tác 3 thành phần đúng, điều quan trọng là phải duy trì giá trị
trung bình  = 1.

Rev:0

01.07.2010

5

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1

Không khí
14.7kg
NOx
N2+O2

Hỗn hợp khí

10,000 lít Không khí

Tỷ lệ hỗn hợp cân bằng lý tưởng

Nhiên liệu
1kg

1.0 lít nhiên liệu

λ = 1 tỷ lệ trộn thực = tỷ lệ hỗn hợp cân bằng
λ < 1 hỗn hợp giàu nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực < tỷ lệ hỗn hợp cân bằng)
λ > 1 hỗn hợp nghèo nhiên liệu (tỷ lệ trộn thực > tỷ lệ hỗn hợp cân bằng)

Bộ xúc tác 3 thành phần

Để đáp ứng các yêu cầu này, số lượng không khí nạp vào phải được đo chính xác, và nhiên liệu
cũng cần cung cấp chính xác tương ứng cho phù hợp. Nhiệt độ cao và áp suất xi lanh có thể gây
ra phản ứng giưa nitơ với ôxy để tạo thành oxit nitơ (NOX). Mặc dù có nhiều hình thức khác nhau
của liên kết nitơ trong khí xả, oxit nitric (NO) chiếm đa số, khoảng 98% của tất cả các chất thải
NOX sản sinh ra từ động cơ. Số lượng lớn nhất của NOX được sản sinh trong điều kiện tải trọng
trung bình đến nặng, nhưng một lượng nhỏ cũng có thể được sản sinh trong điều kiện tốc độ thấp
và tải nhẹ. Lượng NOX sản sinh ra là rất cao, khi tỷ lệ A/F hơi nghèo hơn phạm vi hỗn hợp lý
tưởng. Mặt khác như được chỉ ra trong biểu đồ, mức HC và CO tương đối thấp gần với tỷ lệ
không khí / nhiên liệu lý thuyết lý tưởng 14.7:1. Điều này củng cố thêm nhu cầu duy trì nghiêm
ngặt việc kiểm soát hỗn hợp không khí / nhiên liệu. Mối quan hệ nghịch đảo giữa sản sinh ra
HC/CO và sản sinh ra NOX đặt ra một vấn đề khi kiểm soát tổng số lượng khí xả phát ra. Do mối
quan hệ này, rất phức tạp để giảm cả ba thành phần khí xả này cùng một lúc. Nguyên nhân chính
lượng NOX quá nhiều bao gồm cả lỗi hệ thống EGR, để làm nghèo hỗn hợp không khí / nhiên liệu,
hay nhiệt độ khí nạp cao. Nhưng ngay cả các thành phần vô hại của khí thải như CO2, phải được
giảm vì nó gây ra sự nóng lên của trái đất. Cách duy nhất để giảm CO2 là giảm mức tiêu hao

nhiên liệu. Trong tổng số năng lượng phát sinh của quá trình đốt cháy, khoảng 20% được sử dụng
để lái chiếc xe; 80% còn lại là bị mất do ma sát, bù năng lượng khí động học, hoạt động các phụ
tải hoặc đơn giản chỉ lãng phí như là sinh nhiệt. Do đó nhiệm vụ quan trọng khác là nâng cao hiệu
suất động cơ nhằm làm giảm mức tiêu hao nhiên liệu.

Rev:0

01.07.2010

6

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Kiểm soát hỗn hợp nhiên liệu

ECM

ECM

Tỷ lệ hỗn hợp cân bằng lý tưởng

Như đã đề cập ở phần trước, giải pháp quan trọng nhất là bộ xúc tác 3 thành phần. Tên gọi này
đã được đưa ra do thực tế là nó làm giảm lượng HC, NOX, và CO có trong thành phần khí xả. Để
hoạt động có hiệu quả tối ưu, bộ xúc tác đòi hỏi một mối quan hệ đặc biệt giữa lượng của hỗn hợp
không khí và nhiên liệu được đốt. Sự liên hệ này là lượng hỗn hợp cần thiết cho một phản ứng
hoàn toàn của các thành phần trong nó và được gọi là hỗn hợp cân bằng. Như có thể thấy trong
biểu đồ trên, nếu hỗn hợp nằm ngoài phạm vi, lượng khí xả ô nhiễm sẽ tăng lên. Vì vậy, hệ thống
phun nhiên liệu hiện đại áp dụng một chu kỳ kiểm soát, nơi mà điều kiện thực tế được phản hồi trở

lại cho bộ điều khiển, sau đó nó liên tục điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp với mức yêu cầu. Loại kiểm soát
được gọi là kiểm soát vòng lặp đóng.

Rev:0

01.07.2010

7

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Bộ điều khiển

ĐẦU VÀO

Các cảm biến để ghi
nhận các điều kiện
hoạt động động cơ,
như tốc độ động cơ,
nhiệt độ nước làm
mát ...

BỘ ĐIỀU KHIỂN

ECM
xử lý tín hiệu phản hồi
điều khiển bộ chấp hành

ĐẦU RA

Các bộ chấp hành để
tác động tới các điều
kiện hoạt động của
động cơ, như tốc độ
động cơ, nhiệt độ nước
làm mát ...

Tất cả các điều khiển này phải được thực hiện bằng ECM. Nhằm mục đích tạo ra khả năng điều
khiển này, các điều kiện hoạt động động cơ được phát hiện và ghi nhận bởi các thiết bị đặc biệt,
được gọi là các cảm biến. Ví dụ như chúng phát hiện động cơ tốc độ, độ mở bướm ga và nhiều
điều kiện khác. Chi tiết về các cảm biến sẽ được trình bày trong phần 2 của chương Hệ thống điều
khiển động cơ. ECM xử lý các thông tin đầu vào từ các cảm biến và điều khiển đầu ra là các lệnh
phù hợp. Các thiết bị đầu ra được gọi là các thiết bị chấp hành. Các thiết bị chấp hành quan trọng
nhất là kim phun và cuộn dây đánh lửa, nhưng có nhiều thiết chấp hành hơn rất nhiều trong hệ
thống điều khiển. Các tín hiệu đầu vào được mô tả chi tiết trong các phần sau. Chức năng xử lý tín
hiệu và điều khiển đầu ra có thể được chia thành sáu lĩnh vực: Kiểm soát phun nhiên liệu, Điều
khiển đánh lửa, Điều khiển tốc độ không tải, Kiểm soát động cơ và khí xả, Kiểm soát khi hư hỏng
xảy ra (chức năng fail-safe và back-up), Tự chẩn đoán. ECM sử dụng chức năng lưu trữ và
chương trình để xử lý tín hiệu đầu vào được truyền tới bởi các cảm biến. Các tín hiệu này là căn
cứ để tính toán tín hiệu điều khiển tới các thiết bị chấp hành (ví dụ như cuộn dây đánh lửa, kim
phun).

Rev:0

01.07.2010

8

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Các bộ phận khác của hệ thống điều khiển động cơ

Hệ thống phân phối nhiên liệu

Hệ thống nạp khí

Hệ thống đánh lửa

Hệ thống
điều khiển
điện tử
Hệ thống xả
ECU

Một hệ thống phun nhiên liệu điện tử hiện đại có thể được chia thành bốn hệ thống nhỏ hơn cơ
bản (hoặc thậm chí là năm hệ thống nhỏ, nếu hệ thống kiểm soát khí xả được xem là hệ thống độc
lập). Chúng ta sẽ xem xét hệ thống cơ bản bao gồm bốn phần, là các thiết bị liên quan tới kiểm
soát khí xả liên kết hoặc tích hợp vào một trong những hệ thống đó là: hệ thống phân phối nhiên
liệu, hệ thống nạp khí, hệ thống điều khiển điện tử và cuối cùng là hệ thống đánh lửa. Trước khi
chúng ta nghiên cứu các hệ thống này, trước tiên quay trở lại lịch sử phát triển và xem qua các
giai đoạn phát triển về hệ thống phun nhiên liệu.

Rev:0

01.07.2010

9

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Tổng quan hệ thống phân phối nhiên liệu

Van chống tràn
Bơm xăng
Giắc bơm xăng

Phao xăng
Thùng xăng

Bộ điều khiển

Bộ lọc than
Lọc xăng hoạt tính

Kim phun
Ống phân phối

Van điều hòa áp suất

Nhìn tổng quan về các yêu cầu chính xác của kiểm soát động cơ, chúng ta hãy xem qua các hệ
thống đã áp dụng trên xe KIA. Hãy bắt đầu với hệ thống phụ đầu tiên, hệ thống phân phối nhiên
liệu bao gồm thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng, ống phân phối, kim phun, van điều hòa áp suất và
ống dẫn xăng hồi. Xăng được phân phối từ thùng chứa tới kim phun bằng bơm xăng điện, thường
được đặt trong hoặc gần thùng xăng. Tạp chất được lọc bởi một bộ lọc xăng dung lượng cao.

Trong hầu hết các hệ thống cho đến nay, áp suất nhiên liệu được giữ không đổi có liên quan với
áp suất đường ống nạp qua van điều hòa áp suất, để giữ lượng xăng phun ở mức độ chính xác
dựa trên thời gian mở kim phun. Xăng thừa được hồi trả lại thùng chứa. Nhưng hệ thống không có
đường xăng hồi cũng được sử dụng những năm gần đây. Cả hai loại này sẽ được mô tả chi tiết
trong các phần sau. Các thiết bị bổ sung như là lọc than hoạt tính được lắp thêm để làm giảm phát
thải của nhiên liệu bay hơi thoát vào không khí. Hệ thống này cũng sẽ được mô tả chi tiết trong
khóa học.

Rev:0

01.07.2010

10

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Bơm xăng

Lọc xăng (yêu cầu thay thế định kỳ)

Qua nhiều năm, KIA đã sử dụng hai loại máy bơm xăng điện trong các hệ thống EFI. Hệ thống đầu
tiên sử dụng một bơm xăng lắp trên ống dẫn bên ngoài thùng chứa (loại trục lăn), trong đó kết hợp
với một đệm xung áp lực / giảm ồn để làm giảm các xung áp lực và làm bơm hoạt động êm hơn.
Nó có tốc độ bơm khoảng 1,5 ~ 2,5 l / phút và tạo ra một áp lực bơm 3,0 ~ 6.0kg / cm2. Ngày nay,
loại bơm xăng nằm bên trong được sử dụng, chúng được đặt nằm bên trong các thùng chứa (loại
WESCO). Loại này có các ưu điểm sau: tiếng ồn hoạt động thấp, rung động bơm nhiên liệu nhỏ,
loại mô tơ có vòng quay cao và mô men xoắn thấp cho phép thiết kế gọn và nhẹ. Nó có đặc điểm
tuyệt vời để ngăn rò rỉ nhiên liệu và chặn bay hơi. Loại mới nhất được tích hợp với phao xăng.

Mặc dù cả hai loại bơm có sự khác biệt nhưng cũng có nhiều tính năng giống nhau. Chúng được
gọi là bơm ướt vì các mô tơ điện nằm chìm trong nhiên liệu xăng. Xăng chạy qua hỗ trợ làm mát
và bôi trơn mô tơ bơm. Một van an toàn được tích hợp cho trường hợp đường ống cấp bị tắc. Van
sẽ mở ra, nếu áp suất xăng vượt quá một giá trị quy định, để dẫn xăng có áp suất cao trở lại phía
đầu vào của bơm. Một van một chiều được cài đặt để đóng cửa ra bơm xăng khi không hoạt động.
Điều này duy trì áp suất trong đường ống xăng, ngăn ngừa xăng bay hơi. Điều này đảm bảo tốt
hơn khả năng khởi động trong lần khởi động tiếp theo. Một lọc xăng được đặt trong đường ống
cấp xăng để ngăn chặn bụi bẩn xâm nhập và làm hư hỏng hoặc làm tắc các kim phun. Nếu lọc
xăng tắc làm hạn chế dòng chảy, động cơ sẽ bị rốc, mất công suất và có vấn đề khó khởi động.
Mặc dù hiếm khi vấn đề bộ lọc bị tắc hoàn toàn, nó có thể xảy ra ví dụ do chất lượng nhiên liệu
xấu, trong trường hợp này động cơ không thể hoạt động được nữa. Do đó thực sự cần thiết phải
kiểm tra, thay thế định kỳ lọc xăng.

Rev:0

01.07.2010

11

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1

Lọc xăng (yêu cầu thay thế định kỳ)

Khi thay thế lọc xăng, cần chu ý hướng lắp đặt chính xác của lọc, do hầu hết các loại lọc đều có
một hướng dòng chảy cụ thể. Thay thế lọc xăng và kiểm tra bơm xăng, tham khảo các phần hoạt
động của xe, làm dịch vụ và bảo dưỡng.
Cảnh báo

Khi tháo mở một đường ống xăng áp suất cao, nó có nguy cơ cháy nổ. Vì vậy quan trọng là phải
giảm áp suất hệ thống nhiên liệu trước khi tháo mở đường ống ra khỏ lọc. Cũng rất quan trọng là
phải ngắt kết nối cáp âm ắc quy trước khi tháo mở các đường ống xăng do một số lọc đặt gần vị
trí chân + B của máy đề. Sử dụng sách hướng dẫn sửa chữa và tuân theo chính xác các biện
pháp phòng ngừa an toàn và quy trình thay thế.

Rev:0

01.07.2010

12

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Điều khiển bơm xăng

Bosch / Siemens

Melco

Công tắc khởi động

IG/SW (ON)
IG/SW (ST)
Rơ le điều khiển bơm xăng
Rơ le điều
khiển MFI

Thiết bị ngắt cấp xăng tự động (khi xe gặp tai nạn)

Giắc kiểm tra bơm xăng

Việc điều khiển bơm xăng hơi khác nhau, tùy thuộc vào mỗi nhà sản xuất hệ thống điều khiển
thực tế, nhưng nhìn chung bơm xăng được bật ON bởi một tín hiệu của bộ điều khiển. Tín hiệu
này được đưa ra sau khi ECM nhận được tín hiệu CKP. Để tạo điều kiện việc kiểm tra và cho phép
bơm hoạt động độc lập với điều khiển của ECM, một giắc kiểm tra bơm xăng được sử dụng, tại đó
có thể cấp trực tiếp dòng điện đến bơm xăng. Một phương pháp khác kích hoạt bơm hoạt động là
sử dụng chức năng kiểm tra bộ chấp hành của máy chẩn đoán (HI-SCAN PRO). Một số mẫu xe
được trang bị hệ thống tự động ngắt cấp xăng. Đây là thiết bị an toàn để ngăn ngừa cháy nổ khi
chiếc xe bị tai nạn, nó cắt dòng điện cấp tới bơm xăng nếu cảm biến phát hiện ra va chạm. Nếu
chiếc xe bị tai nạn, một viên bi thép được đẩy lên để đẩy "tiếp điểm di chuyển" làm tắt công tắc
bơm. Trên mức một va chạm phía trước với tốc độ 15 dặm/giờ, chắc chắn bơm xăng được tắt
điện, dưới mức tốc độ 8 dặm/giờ, nó không bị tắt. Khoảng 9-14 dặm/giờ là vùng không xác định,
hoặc có thể bật hoặc tắt, tùy thuộc vào điều kiện va chạm và dung sai sản xuất. Cảm biến được
lắp ở trên dầm dọc bên trái khoang động cơ. Cần cài đặt lại các cảm biến bằng cách nhấn nút
xuống để khởi động lại động cơ sau khi xảy ra va chạm.

Rev:0

01.07.2010

13

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Ống phân phối và van điều hòa áp suất

Tới thùng xăng
Vít điều chỉnh
Lò xo hồi
Gioăng

Lọc xăng

Bơm xăng
Ống xăng

Đường hồi
Cửa
vào

Van điều hòa áp suất

Thân van
Màng ngăn
Lò xo điều khiển

Chân không

Kim phun

Tại 0 độ chân không
Áp suất nhiên liệu

2.5 - 2.9 bar
2.5 - 2.9 bar

Cần phải kiểm tra rò rỉ bằng mắt hệ thống cấp
nhiên liệu khi bảo dưỡng
Cần kiểm tra đường ống chân không tới van điều
hòa áp suất khi kiểm tra / xe có sự cố

Áp suất khí
quyển
Áp suất đường
ống nạp

Đến nay hầu hết các hệ thống phân phối nhiên liệu thuộc về hệ thống được gọi là hệ thống phân
phối nhiên liệu loại có đường hồi. Trong các hệ thống này áp suất nhiên liệu được điều tiết bằng
van điều hòa áp suất thông qua áp suất đường ống nạp. Xăng thừa sẽ được hooif trả lại thùng
chứa. Nhiên liệu có áp lực được bơm xăng phân phối từ lọc đến ống phân phối (đường ống phân
phối nhiên liệu). Ống phân phối hoạt động như một bình chứa. Van điều hòa áp suất được gắn lên
thân ống phân phối. Van điều hòa áp suất đặt ở cuối ống phân phối giữ áp suất trong ống duy trì
tại một giá trị nhất định cao hơn áp suất đường ống nạp để có một áp lực phun thường xuyên có
hiệu quả. Về cơ bản lưu lượng phụ phụ thuộc vào áp suất, thời gian phun và kích thước của lỗ
phun. Kích thước lỗ phun là cố định và áp suất được giữ không đổi so với áp suất đường ống nạp,
lượng xăng phun có thể được ECM kiểm soát chính xác bằng cách thay đổi thời gian mở của kim
phun. Nhiên liệu thừa được hồi trả lại thùng chứa qua đường xăng hồi. Cài đặt ban đầu của van
điều hòa áp suất được thực hiện dựa trên áp suất khí quyển, nơi mà áp lực được giữ ở 3,35 bar.
Điều này có thể đạt được bằng cách đóng đường xăng hồi về thùng chứa với một van áp lực lò so,
van chỉ mở đường hồi nếu áp lực trên 3,35 bar. Lực lò so đóng kín van thông qua một màng, là
một phần của một buồng chân không. Buồng chân không này được kết nối với đường ống nạp
bằng một cách mà các áp suất bên trong của buồng giống như áp suất trong đường ống nạp. Nếu
chân không có trong đường ống nạp, màng được kéo về chống lại lực lò so, do đó làm giảm lực
đóng của lò so. Lực đóng van giảm làm giảm áp suất nhiên liệu trong ống phân phối. Bằng cách
này, áp suất nhiên liệu luôn được đặt ở mức cao hơn áp suất trong đường ống nạp.

Rev:0

01.07.2010

14

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1

Tới thùng xăng
Vít điều chỉnh
Lò xo hồi
Gioăng

Lọc xăng

Bơm xăng
Ống xăng

Đường hồi
Cửa
vào

Van điều hòa áp suất

Thân van
Màng ngăn

Lò xo điều khiển

Chân không

Kim phun

Tại 0 độ chân không
Áp suất nhiên liệu

2.5 - 2.9 bar
2.5 - 2.9 bar

Cần phải kiểm tra rò rỉ bằng mắt hệ thống cấp
nhiên liệu khi bảo dưỡng
Cần kiểm tra đường ống chân không tới van điều
hòa áp suất khi kiểm tra / xe có sự cố

Áp suất khí
quyển
Áp suất đường
ống nạp

Khi áp suất tăng sẽ làm tăng lực đóng van, hệ thống này có thể cũng được sử dụng cho động cơ
trang bị turbo tăng áp.

Kiểm tra van điều hòa áp suất
Để kiểm tra van điều hòa áp suất, tham khảo các phần Hoạt động của xe, làm dịch vụ và bảo
dưỡng. Sử dụng sách hướng dẫn sửa chữa và tuân theo chặt chẽ các biện pháp phòng ngừa an
toàn và quy trình sửa chữa.

Rev:0

01.07.2010

15

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Hệ thống không có đường xăng hồi

Ống
Ống phân
phân phối
phối nhiên
nhiên
liệu
liệu bằng
bằng nhựa
nhựa

Giá
Giá đỡ
đỡ

Ống
Ống xăng
xăng bằng
bằng

thép
thép không
không gỉ
gỉ

Các mô hình mới nhất của hệ thống phun nhiên liệu là các hệ thống không hồi nhiên liệu (RLFS),
không có đường hồi nhiên liệu trở về thùng chứa. Lý do của hệ thống này là để giảm bớt nhiên
liệu không chỉ bay hơi thoát khỏi đường ống hồi, mà còn để giảm khả năng bốc hơi cao hơn do
thực tế khi nhiên liệu trở về từ van điều hòa đã làm tăng nhiệt độ của nhiên liệu trong thùng và do
đó lượng bay hơi cũng tăng. Hệ thống được phát triển do tăng cường các quy định bay hơi nhiên
liệu. Van điều hòa áp suất hiện đang lắp tại các cụm bơm nhiên liệu và được cài đặt ở một giá trị
cố định (3.8bar). Do đó áp suất phun hiệu quả hiện nay điều chỉnh thay đổi theo áp suất đường
ống nạp. Việc điều chỉnh cần thiết theo áp suất đường ống nạp hiện nay được thực hiện bằng yếu
tố bù của thời gian phun. Để dập tắt xung động, các van dập tắt dao động áp lực được lắp đặt tại
phần cuối của ống phân phối. Giai đoạn gần đây nhất, là loại ống phân phối bằng nhựa với van
dập tắt dao động áp lực tích hợp. Van dập tắt dao động áp lực được cài đặt bên trong của đường
ống và gồm một ống thép biến dạng.

Rev:0

01.07.2010

16

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Kim phun

+B

+B

Điệ n trở từ
Kim phun có
điện trở thấp

Chùm mũi Hình vành Vành nón
(4H)
bút chì
nón

Kim phun có
điện trở cao

2-dòng

Đa điểm

Chú ý:
Không được cấp điện ắc quy trực tiếp vào kim phun có điện trở thấp. Nó sẽ làm kim phun hư hỏng do quá
nhiệt cuộn điện trở từ.

Một kim phun là một van đo có thể được điều khiển bằng ECM. Chúng bao gồm phần lớn là thân
kim phun, vòi phun và cuộn dây điện từ. Vòi phun được mở ra hoặc đóng lại thông qua cuộn dây
điện từ, được kích hoạt, không kích hoạt bằng ECM. Một chân cực của cuộn dây điện từ được cấp
nguồn khi đánh lửa được bật ON. Được thực hiện hoặc trực tiếp hoặc thông qua cuộc rơ le MFI
chính. Chân cực thứ hai của cuộn dây được nối mát qua ECM. Khi các mạch điều khiển ECM bật
ON, dòng điện qua cuộn dây điện từ kim phun được nối mát. Từ trường cuộn dây làm vòi phun

mở ra chống lại lực lò so. Khi các mạch điều khiển ECM tắt, lực lò so đóng vòi phun. Có hai loại
mạch điều khiển thông thường hiện đang sử dụng trên xe KIA. Cả hai loại mạch điều khiển làm
việc trên nguyên tắc kiểm soát nối mát, nhưng một loại sử dụng một điện trở bên ngoài cuộn dây
điện từ và kim phun có điện trở thấp (0,6 -3 Ohm), loại khác sử dụng một kim phun có điên trở cao
(12 -17 Ohm) mà không có điện trở riêng biệt. Kim phun đáp ứng các tiêu chuẩn sau: tỷ lệ chính
xác lưu lượng nhiên liệu, độ tuyến tính tốt, phạm vi hoạt động rộng, đặc điểm phun tốt, không có
rò rỉ, tiếng ồn thấp và độ bền cao. Có rất nhiều loại kim phun khác nhau đáp ứng với những nhu
cầu khác nhau của các loại động cơ khác nhau. Điển hình cho điều này là số lượng khác nhau của
các lỗ phun, sự khác nhau hình dạng của các kiểu phun. Khi lắp kim phun luôn luôn sử dụng
gioăng chữ O mới để tránh rò rỉ và chắc chắn rằng chúng được lắp đặt chính xác trên đường ống
nạp.

Rev:0

01.07.2010

17

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Tổng quan hệ thống nạp khí

Buồng khí nạp
MAF

Xu páp nạp

Thân bướm ga

Lọc gió

TPS

Điều khiển không tải

Hệ thống nạp khí đo và điều khiển lượng không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy. Nó chủ yếu
bao gồm lọc gió, thiết bị đo lượng khí nạp (cảm biến lưu lượng gió như trong biểu đồ ví dụ trên),
bướm ga kết hợp trong thân bướm ga, buồng khí nạp (ống góp nạp) và cuối cùng là xu páp nạp.
Khi bướm ga mở ra, không khí hút vào bằng hành trình đi xuống pít tông qua lọc gió, cảm biến lưu
lựng gió, đi qua bướm ga, ống góp nạp và cuối cùng tới xi lanh qua xu páp nạp. Vận tốc dòng khí
tăng lên do các ống góp dài, hẹp, dẫn đến hiệu quả cải tiến tích khí nạp của động cơ. Lượng khí
nạp cấp cho động cơ phụ thuộc vào góc mở bướm ga và tốc độ của động cơ. Nếu bướm ga mở
thêm, nhiều khí nạp hơn được hút vào các xi lanh động cơ. Vị trí của bướm ga được phát hiện bởi
cảm biến vị trí bướm ga TPS. KIA sử dụng ba phương pháp khác nhau để đo khối lượng khí nạp:
Cảm biến áp suất khí nạp tuyệt đối (MAP), và hai loại khác nhau của cảm biến lưu lượng khí: Cảm
biến lưu lượng gió loại cánh gạt và Cảm biến khối lượng gió loại màng. Điều khiển tốc độ không
tải ISC được lắp đặt để kiểm soát tốc độ không tải một cách chính xác và cung cấp đủ khí nạp qua
đường khí phụ khi bướm ga đóng để cung cấp không tải nhanh khi khởi động lạnh có nhiệt độ
động cơ dưới một mức nhiệt độ nhất định.

Rev:0

01.07.2010

18

FLGM-1ET6K

Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Buồng khí nạp và ống góp nạp

Các cổng chân không

Buồng khí nạp
Ống góp nạp
Cảm biến vị trí
bướm ga
(có thể điều chỉnh khi có
vấn đề tốc độ không tải)

Loại tách rời

Buồng khí nạp

Nước làm mát

Ống góp nạp

Loại tích hợp

Thân bướm ga cần làm vệ sinh khi có vấn đề về tốc độ không tải

Thân bướm ga bao gồm bướm ga, mạch khí phụ không tải, cảm biến vị trí bướm ga và cũng chứa
các cổng cho các nguồn chân không khác nhau để hoạt động, ví dụ để cho các thiết bị giảm khí
thải như van EGR. Việc điều chỉnh ban đầu của bướm ga và van ISC được thực hiện tại nhà máy,
do đó, không không cần điều chỉnh không tải ban đầu. Hiệu suất động cơ và giảm khí thải có thể
được tối ưu hóa thông qua việc thiết kế các buồng khí nạp và ống góp nạp. Việc tối ưu hóa cải

thiện hiệu quả thể tích của động cơ qua đó cải thiện mô-men xoắn và công suất của động cơ. Hai
loại đường ống nạp khác nhau được sử dụng trên xe KIA: loại tích hợp và loại tách rời nhau.
Trong cả hai loại, việc phun nhiên liệu được thực hiện ở phần cuối của đường ống nạp gần xu páp
nạp. Những hệ thống cổng cấp nhiên liệu phun này có lợi thế là nhiên liệu không di chuyển qua
hết chiều dài đường ống nạp. Điều này dẫn tới giảm lượng khí thải và cải thiện tiêu hao nhiên liệu.
Gần đây, cơ cấu thay đổi chiều dài đường ống nạp (VIS) được áp dụng để nâng cao hơn nữa hiệu
quả thể tích cho hoạt động khác nhau. Bướm ga và / hoặc vị trí bướm ga có thể cần phải được
kiểm tra / điều chỉnh trong trường hợp xuất hiện các vấn đề tốc độ không tải. Làm sạch thân bướm
ga có thể cần được thực hiện khi bảo dưỡng xe. Hãy tham khảo các phần Hoạt động xe, làm dịch
vụ và bảo dưỡng.
Sử dụng sách hướng dẫn sửa chữa và chặt chẽ tuân theo các biện pháp phòng ngừa và quy trình
sửa chữa.

Rev:0

01.07.2010

19

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Cơ cấu ISC

Cần điều chỉnh về vị trí ban đầu khi
có vấn đề về tốc độ không tải

Tốc độ không tải được điều khiển bởi ECM qua Van Kiểm soát Tốc độ không tải. Cơ cấu kiểm soát
tốc độ không tải quy định về tốc độ không tải bằng cách điều chỉnh lượng khí nạp được phép qua

đường khí phụ khi bướm ga đóng lại. Tốc độ không tải được điều khiển bởi cơ cấu này cho tất cả
các điều kiện như khởi động lạnh, khởi động nóng, phụ tải A/C, phụ tải thiết bị điện, vị trí tay số N /
D (R).... Việc điều chỉnh ban đầu của cơ cấu tốc độ không tải có thể cần được thực hiện trong
trường hợp có vấn đề tốc độ không tải. Hãy tham khảo các phần Hoạt động xe, làm dịch vụ và bảo
dưỡng. Sử dụng sách hướng dẫn sửa chữa và chặt chẽ tuân theo các biện pháp phòng ngừa an
toàn và quy trình sửa chữa.

Rev:0

01.07.2010

20

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Bướm ga - ETC

Lò xo hồi

Cánh bướm ga

Thân bướm ga

Bánh răng

Trục
TPS1,2

Mô tơ điều khiển

Bằng cách kiểm soát lượng khí nạp và mức độ chính xác của RPM động cơ, ETC được sử dụng
cho việc thiết lập tối ưu hóa sự tiện lợi khi lái xe. Hơn nữa ETC được sử dụng để dễ dàng kiểm
soát hơn các chức năng ESP / TCS, kiểm soát không tải, .... Ngoài ra, tỷ lệ xảy ra hư hỏng giảm
xuống và độ tin cậy sẽ được tăng lên do mạch điện đơn giản và giảm kết nối. Trong trường hợp
một hệ thống hư hỏng, chế độ hoạt động cầm chừng được đảm bảo bởi một góc mở bướm ga 5
độ (thực hiện bởi lực lò so của một lò so bên trong bướm ga). Ngoài ra cũng rất dễ dàng trang bị
một hệ thống kiểm soát tốc độ thấp hoặc để kiểm soát lực kéo có sẵn, mà trong quá khứ có thể
được yêu cầu thực hiện hoặc chỉ thông qua thời gian đánh lửa hoặc cơ cấu phụ tại bướm ga.

Rev:0

01.07.2010

21

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Sơ đồ khối ETC
Bướm ga
Cánh
bướm ga
TPS1
TPS2

ECM
Đông cơ

APS 1, 2

Mô tơ bướm ga

Đường truyền
CAN

Bánh răng
dẫn động

ABS ECM
(Điều khiển TCS)

Với một bướm ga điện không có liên kết cơ khí tới bàn đạp ga, vị trí của bàn đạp ga được phát
hiện bởi các cảm biến vị trí bàn đạp ga. Các tín hiệu từ APS được gửi đến ECM, lần lượt sẽ được
gửi như một tín hiệu đầu ra tới mô tơ bướm ga. Mô tơ bướm ga hoặc đóng hoặc mở bướm ga
dựa trên các tín hiệu này. Để điều khiển chính xác và bảo đảm an toàn, vị trí của bướm ga được
phát hiện bởi các TPS và phản hồi lại ECM. Điều này cho phép hoạt động điều khiển chính xác và
bảo đảm độ tin cậy. Do hệ thống này giảm mô-men xoắn bướm ga, tín hiệu yêu cầu từ hệ thống
khác có thể dễ dàng thực hiện. Cũng không cần thiết có thêm thiết bị bổ sung để kiểm soát không
tải.

Rev:0

01.07.2010

22

FLGM-1ET6K

Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1
Cơ cấu thay đổi chiều dài đường ống nạp

Khi tốc độ cao

Khi tốc độ thấp

ECM

Một hệ thống để nâng cao hiệu quả thể tích là hệ thống có cơ cấu thay đổi chiều dài đường ống
nạp. Tùy thuộc vào cách bố trí thực tế, nó thay đổi hiệu quả cả chiều dài của đường ống nạp hoặc
dung tích của buồng khí nạp hoặc kết hợp cảu cả hai khả năng. VIS được kiểm soát bởi ECM và
cung cấp hiệu suất động cơ tối ưu trong các điều kiện hoạt động khác nhau, theo tốc độ và tải
động cơ. KIA có các cách bố trí khác nhau khi áp dụng VIS, tùy thuộc vào mẫu xe thực tế và kiểu
động cơ. Hệ thống đầu tiên, được nêu ra ở đây hoạt động theo hai giai đoạn. Tại tốc độ động cơ
thấp đến trung bình, bướm ga đóng lại. Vì vậy khí nạp phải đi một quãng đường dài trên đường
ống nạp. Do khoảng cách quãng đường dài, tác dụng cộng hưởng hỗ trợ các xi lanh nạp đầy ở tốc
độ động cơ thấp. Nhưng ở tốc độ động cơ cao hơn các dao động của dòng không khí sẽ làm
chậm tốc độ và cản trở việc nạp khí, dẫn đến hiệu quả nạp thấp. Bởi vì điều này, bướm ga được
mở ra khi tốc độ cao hơn, do đó thay đổi hiệu ứng cộng hưởng theo cách hỗ trợ nạp khí vào xi
lanh ở tốc độ cao hơn. Đối với các tiêu chuẩn liên quan của động cơ cụ thể, vui lòng tham khảo
sách hướng dẫn sửa chữa.

Rev:0

01.07.2010

23

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1

Van chia
ống góp nạp
Van ngăn buồng
khí nạp

Dải phía trên
cho xy lanh
#1, #3 và #5
Dải phía dưới
cho xy lanh
#2, #4 và #6

Cần kiểm tra bằng mắt các ống chân không khi bảo dưỡng

Cơ cấu hiển thị ở đây hoạt động theo ba giai đoạn: Thấp, Trung bình và Cao. Tại rpm thấp, van
van chia ống góp nạp và van ngăn buồng khí nạp đóng, nâng cao hiệu quả thể tích khí nạp bằng
cách ngăn khí nạp tích vào tất cả xi lanh ở tốc độ động cơ thấp. Ở tốc độ động cơ trung bình
(khoảng 3.000 vòng/phút, tham khảo sách hướng dẫn sửa chữa) van chia ống góp nạp mở, kết
nối hai hàng xy lanh bên trái và bên phải. Một hiệu ứng bổ sung áp lực nạp được tạo ra bởi ảnh
hưởng của dao động áp suất sinh ra khi các xy lanh khác nạp khí. Ở tốc độ động cơ cao, van
ngăn buồng khí nạp cũng mở ra (khoảng 5.000 vòng/phút, tham khảo sách hướng dẫn sửa chữa)
để có một lượng khí nạp cao và chiều dài đường ống nạp ngắn hơn nhằm đạt được khả năng điền
đầy khí nạp tốt hơn của xi lanh. Đối với các tiêu chuẩn liên quan của động cơ cụ thể, vui lòng tham
khảo sách hướng dẫn sửa chữa.

Rev:0

01.07.2010

24

FLGM-1ET6K


Hệ thống điều khiển động cơ xăng 1

1400 rpm

3950 rpm

Mở

Đóng

Mở

Mở

Mở

Mở

TPS = 25 %

Phiên bản này của VIS (Cơ cấu thay đổi chiều dài đường ống nạp) được dùng để nâng cao hiệu

quả tích khí nạp trong phạm vi rpm từ thấp đến trung bình. Khi tốc độ động cơ nằm phia dưới và
phía trên phạm vi này, van VIS mở. Trong khoảng giữa, van đóng lại nếu góc TPS nằm ở trên một
giá trị cụ thể và khí nạp cấp cho từng hàng xy lanh riêng lẻ làm tăng hiệu quả thể tích khí nạp, do
đó cải thiện mô-men xoắn và giảm khí thải. Các tiêu chí hoạt động được đưa ra trong ví dụ mẫu là:
khoảng 1.400 ~ 3.950 vòng/phút và giá trị góc TPS trên 25% các van đóng, nếu không van mở.
Đối với các tiêu chuẩn liên quan của động cơ cụ thể, vui lòng tham khảo sách hướng dẫn sửa
chữa.

Rev:0

01.07.2010

25

FLGM-1ET6K