THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ TOYOTA 3SFE

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG
ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE

Họ và tên sinh viên: VÕ NHƯ LAI
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Niên khóa: 2007-2011

Tháng 06/2011


THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG
ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE

Tác giả

VÕ NHƯ LAI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công nghệ kỹ thuật ô tô

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ Bùi Ngọc Triều
Kỹ sư Phan Minh Hiếu

Tháng 06 năm 2011

i


LỜI CẢM TẠ
Được học tập và rèn luyện tại trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí
Minh là niềm vinh dự và tự hào của mỗi sinh viên. Trong khoảng thời gian học tập
tại trường, em luôn nhận thấy sự giảng dạy rất nhiệt tình của quý thầy cô, giúp em
có những kiến thức cơ bản làm hành trang bước vào đời. Tuy em đã cố gắng vận
dụng những kiến thức có được vào thực tế nhưng gặp không ít khó khăn, còn nhiều
bỡ ngỡ trong việc tiếp cận với thực tế. Có lẻ chính vì vậy mà nhà trường, khoa và
bộ môn đã tạo ra cơ hội để em được cọ xát với thực tế và vận dụng những kiến thức
đã học vào thực tiễn, nên đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm thành
phố Hồ Chí Minh, gởi lời cảm ơn đến các thầy cô Khoa Cơ khí Công nghệ, thầy chủ
nhiệm Th.S Bùi Công Hạnh đã tận tình chỉ bảo, và đặc biệt là sự quan tâm giúp đỡ
nhiệt tình của thầy Th.S Bùi Ngọc Triều và thầy K.S Nguyễn Minh Hiếu đã hướng
dẫn trực tiếp em thực hiện đề tài.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên cùng lớp, cũng như các
bạn sinh viên ngoài trường đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến cho luận văn tốt
nghiệp của mình được thành công tốt đẹp.
Trong quá trình thực hiện đề tài này, tuy đã cố gắng để hoàn thiện nhưng với
nhũng kiến thức còn hạn chế của mình nên chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Em
rất mong sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của quý thầy cô cùng các bạn độc giả để đề
tài được hoàn thành tốt hơn.

Sinh viên thực hiện
Võ Như Lai
Tháng 06/2011
ii

TÓM TẮT
1. Tên đề tài.
“THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE”
2. Thời gian và địa điểm.


Thời gian: Từ ngày 15 tháng 03 đến ngày 15 tháng 06 năm 2011.



Địa điểm: Xưởng thực tập sửa chữa ô tô, khoa Cơ khí- Công nghệ, trường

Đại học Nông Lâm TP.HCM.
3. Mục đích của đề tài.


Thông qua việc thực hiện đề tài này giúp em tìm hiểu một cách sâu sắc hơn

cấu tạo và hoạt động của hệ thống phun xăng, đặc biệt là hệ thống phun xăng điện
tử đa điểm.


Trên cơ sở tìm hiểu lý thuyết về hệ thống phun xăng, nghiên cứu thiết kế

mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ TOYOTA 3S-FE.


Thiết kế các bài thực hành đo đạt, kiểm tra hệ thống phun xăng trực tiếp

trên mô hình.
4. Phương tiện.


Tủ đồ nghề chuyên dụng ở xưởng thực tập.



Các máy ở xưởng gia công cơ khí: máy hàn, máy mài, máy khoan…



Đồng hồ VOM.



Máy ảnh kĩ thuật số.



Dụng cụ tháo lắp thiết bị



Đồng hồ đo VOM.

5. Kết quả.


Nắm được lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng.

iii




Hiểu được sâu sắc hơn cấu tạo và chức năng các bộ phận của hệ thống phun

xăng.


Chế tạo khung để gá lắp đặt các bộ phận của hệ thống phun xăng.



Lắp đặt các chi tiết của hệ thống phun xăng trên mô hình một các hợp lý.



Đo đạt, kiểm tra sự hoạt động của hệ thống.



Xây dựng được các bài thực hành trực tiếp trên mô hình giúp cho các bạn

sinh viên khóa sau có điều kiện học tập tốt hơn.

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Th .S Bùi Ngọc Triều

Võ Như Lai

K.S Phan Minh Hiếu

iv


MỤC LỤC
Trang tựa .................................................................................................................. i
Lời cảm tạ ................................................................................................................ ii
Tóm tắt ..................................................................................................................... iii
Mục lục .................................................................................................................... v
Danh sách các chữ viết tắt ....................................................................................... vii
Danh sách các hình .................................................................................................. viii
Chương 1. MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1
1.1 Dẫn nhập ......................................................................................................... 1
1.2 Mục đích của đề tài ......................................................................................... 1
Chương 2. TỔNG QUAN ...................................................................................... 3
2.1 Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng ............................................................ 3
2.2 Phân loại hệ thống phun xăng ......................................................................... 5
2.2.1 Phân loại theo số vòi phun sử dụng ........................................................... 5
2.2.2 Phân loại theo nguyên tắc làm việc của hệ thống ..................................... 5
2.2.3 Phân loại theo nguyên lý đo lưu lượng khí nạp ........................................ 5
2.3 Kết cấu và hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử đa điểm cơ bản .......... 6
2.3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu .................................................................... 6
2.3.1.1 Bơm xăng ............................................................................................. 6
2.3.1.2 Bộ lọc xăng .......................................................................................... 7
2.3.1.3 Bộ giảm dao động ................................................................................ 8

2.3.1.4 Ống phân phối xăng ............................................................................. 8
2.3.1.5 Bộ điều áp ............................................................................................ 8
2.3.1.6 Vòi phun chính ..................................................................................... 10
2.3.1.7 Vòi phun khởi động lạnh ..................................................................... 10
2.3.2 Hệ thống nạp không khí ............................................................................ 11
2.3.3 Hệ thống điều khiển điện tử ...................................................................... 11
2.3.3.1 Bộ điều khiển trung tâm (ECU) ........................................................... 11
2.3.3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống nhiên liệu ................................. 14
2.3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ......................................................... 15
v


2.3.3.4 Cảm biến vị trí bướm ga ...................................................................... 16
2.3.3.5 Cảm biến vị trí bàn đạp ga ................................................................... 17
2.3.3.6 Cảm biến kích nổ ................................................................................. 18
2.3.3.7 Cảm biến nhiệt độ khí nạp ................................................................... 19
2.3.3.8 Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí pittông NE và G. ........................... 20
2.3.3.9 Cảm biến oxy ....................................................................................... 23
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ............................................ 25
3.1 Địa điểm .......................................................................................................... 25
3.2 Phương tiện thực hiện ..................................................................................... 25
3.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 25
3.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ........................................................... 25
3.3.2 Phương pháp thực hiện.............................................................................. 25
Chương 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN ................................................................... 27
4.1 Ý nghĩa mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ TOYOTA 3S-FE ...... 27
4.2 Thiết kế mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ TOYOTA 3S-FE ..... 27
4.2.1 Chuẩn bị .................................................................................................... 27
4.2.2 Quá trình thực hiện.................................................................................... 29
4.2.3 Hoạt động và thử nghiệm mô hình ............................................................ 32

4.2.4 Sử dụng mô hình ........................................................................................ 32
4.3 Xây dựng các bài thực hành về mô hình phun xăng .......................................... 33
4.3.1 Kiểm tra điện áp ...................................................................................... 33
4.3.2 Kiểm tra rơ le .......................................................................................... 34
4.3.3 Kiểm tra bơm xăng.................................................................................. 36
4.3.4 Kiểm tra lọc xăng .................................................................................... 37
4.3.5 Kiểm tra kim phun .................................................................................. 38
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................. 41
5.1 Kết luận ........................................................................................................... 41
5.2 Đề nghị ............................................................................................................ 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 43

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
EFI: Electronic Fuel Injection.
ECU: Electronic Control Unit.
ECTS: Engine Coolant Temperature Sensor.
TPS: Throttle Position Sensor.
APPS: Acceleration Pedal Position Sensor .
KS: Knock Sensor.
IATS: Intake Air Temperature Sensor.
CKPS: Crankshaft Position Sensor.

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Ô tô Mercedes 380SE (1982) sử dụng hệ thống K-Jetronic.

Hình 2.2: Cấu tạo của bơm nhiên liệu.
Hình 2.3: Cấu tạo lọc xăng.
Hình 2.4: Cấu tạo bộ giảm dao động.
Hình 2.5: Đặt tính hoạt động của bộ điều áp.
Hình 2.6: Cấu tạo bộ điều áp.
Hình 2.7: Cấu tạo vòi phun.
Hình 2.8: Cấu tạo của vòi phun khởi động lạnh.
Hình 2.9: Bộ điều khiển trung tâm ECU.
Hình 2.10 : Sơ đồ chân ECU động cơ.
Hình 2.11: Sơ đồ mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU.
Hình 2.12: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun điện trở cao.
Hình 2.13: Hình dáng cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Hình 2.14: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát.
Hình 2.15: Mạch điện và đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Hình 2.16 : Mạch điện của TPS trong hệ thống ETCS-i.
Hình 2.17: Đặc tuyến của TPS trong ETCS-i.
Hình 2.18: Cách bố trí của cảm biến kích nổ.
Hình 2.19: Cấu tạo cảm biến kích nổ.
Hình 2.20: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ.
Hình 2.21: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp.
Hình 2.22 : Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và điện trở của cảm biến nhiệt
độ khí nạp.
Hình 2.23: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát.
Hình 2.24: Dạng sóng tín hiệu G22+
Hình 2.25: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục cam.
Hình 2.26: Dạng sóng tín hiệu NE.
Hình 2.27: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục khuỷu.
Hình 2.28: Sơ đồ mạch điện và dạng sóng tín hiệu G, NE.
viii

Hình 2.29: Cấu tạo cảm biến oxy.
Hình 2.30: Đặc tính và sơ đồ mạch cảm biến oxy.
Hình 4.1: Mặt trước của mô hình.
Hình 4.2: Mô hình sau khi hoàn thành.
Hình 4.3: Kiểm tra điện áp nguồn ắc quy.
Hình 4.4: Kiểm tra rơle.
Hình 4.5: Kiểm tra điện trở vòi phun.

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Dẫn nhập.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc
ứng dụng các thành tựu về lĩnh vực điện tử vào ngành công nghệ ô tô ngày càng trở
nên phổ biến. Hệ thống phun xăng điện tử là một ứng dụng không thể thiếu trong hầu
hết các động cơ xăng sản xuất hiện nay. Sở dĩ như vậy, động cơ phun xăng điện tử có
nhiều ưu điểm mà động cơ sử dụng bộ chế hòa khí khó có thể đáp ứng được như: hệ số
cản trên đường nạp thấp, hệ số dư lượng không khí của từng xilanh rất đồng đều, quá
trình cháy rất lý tưởng, giảm tiêu hao nhiên liệu…mà nhất là khí xả của động cơ phun
xăng ít độc hại, đáp ứng được các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe
của các quốc qua phát triển.
Với mục đích nhằm giúp cho các bạn sinh viên khóa sau được tìm hiểu rõ hơn
về hệ thống phun xăng, không những nắm rõ được lý thuyết suông mà còn có cơ hội
được tiếp xúc với mô hình thực tế. Đồng thời, góp phần tăng cường thêm mô hình
giảng dạy trong điều kiện các trang thiết bị của ngành vẫn còn hạn chế. Do vậy, em đã
quyết định chọn đề tài: “ THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHUN XĂNG ĐỘNG CƠ TOYOTA
3S-FE ”. Mô hình thiết kế có thể kết hợp với nhiều loại ECU khác nhau do có các giắc

cắm cho từng vòi phun riêng lẻ. Đi đôi với việc thiết kế mô hình còn có các bài hướng
dẫn học viên thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập đạt kết quả tốt nhất.
1.2 Mục tiêu đề tài.
Nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên
trong quá trình tiếp thu bài tốt hơn.
 Giúp học viên quan sát mô hình một cách trực quan, sinh động, dễ nhận
biết được hình dạng và vị trí của các chi tiết trong hệ thống phun xăng.
 Giúp việc học lý thuyết gắn liền với thực hành.
1


 Giúp sinh viên dễ dàng kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun
xăng.
 Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống phun xăng động cơ TOYOTA 3S-FE.
 Học viên có thể tiến hành học tập các bài thực hành trực tiếp trên mô hình
như: kiểm tra điện áp nguồn, kiểm tra bơm xăng, kiểm tra vòi phun…

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng.
Vào cuối thế kỷ 19, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng
không mang lại hiệu quả nên không được thực hiện. Đến năm 1887 người Mỹ đã có
đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ thống phun xăng vào sản xuất, áp dụng trên
động cơ tỉnh tại. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên động cơ 4
thì tỉnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ máy là dầu hoả nên hay bị kích nổ và hiệu
suất rất thấp), với sự đóng góp này đã đưa ra một công nghệ chế tạo hệ thống cung cấp
nhiên liệu máy bay ở Đức.

Từ đó trở đi, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các ô tô ở Đức và nó đã thay
dần động cơ sử dụng chế hoà khí. Hãng BOSCH đã áp dụng hệ thống phun xăng trên ô
tô hai thì bằng cách cung cấp nhiên liệu với áp lực cao và sử dụng phương pháp phun
nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt nên giá thành chế tạo cao và hiệu quả lại thấp với kỹ
thuật này đã được ứng dụng trong thế chiến thứ II.
Năm 1903, máy bay do anh em Wright (Mỹ) chế tạo trang bị động cơ phun xăng,
thực hiện chiến bay lịch sử.
Năm 1908, hệ thống phun xăng của anh em Wright được cải tiến và lắp trên động
cơ máy bay “Antornette” một trong những chiếc máy bay tốt nhất thời bấy giờ.
Năm 1927, hãng Bosch (Đức) đưa vào sản xuất một loại bơm phun xăng dùng
cho động cơ cao tốc nhiều xilanh. Một số nhà chế tạo ô tô bắt đầu quang tâm đến việc
úng dụng quá trình phun xăng vào động cơ ô tô.
Năm 1937, hệ thống phun xăng sử dụng cho loại máy bay Meserschmitt đã phá
kỷ lục về tốc độ bay hồi đó và được nước Đức sử dụng nhiều trong chiến tranh thế giới
lần II.
3


Năm 1950, ngoài động cơ máy bay, hệ thống phun xăng bắt đầu ứng dụng cho xe
du lịch cao cấp công suất lớn và xe đua, nhất là Mỹ.
Đến 1962 người Pháp phát triển nó trên ô tô Peugeot 404. Họ điều khiển sự phân
phối nhiên liệu bằng cơ khí nên hiệu quả không cao và công nghệ vẫn chưa đáp ứng
tốt. Đến năm 1966 hãng BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng
cơ khí. Trong hệ thống này nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupáp nạp nên có
tên là K-Jetronic (K- konstant-liên tục, Jetronic-phun). K-jetronic được đưa vào sản
xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho
việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau này.
Năm 1967, những kỹ thật mới trong phun xăng điện tử được phát triển mạnh,
nhất là hệ thống phun xăng liên tục khiểu cơ khí kết hợp với hệ thống điều khiển điện
tử.

Vào năm 1981 hệ thống K-jetronic được cải tiến thành hệ thống KE-Jetronic và
nó được sản xuất hàng loạt vào năm1984 và được trang bị trên các xe của hãng
Mescedes.

Hình 2.1: Ô tô Mercedes 380SE (1982) sử dụng hệ thống K-Jetronic
Dù đã được thành công lớn trong ứng dụng hệ thống K-Jetronic và KE-Jetronic
trên ô tô, nhưng các kiểu này có khuyết điểm là bảo dưỡng sửa chữa khó và giá thành
chế tạo rất cao. Vì vậy các kỹ sư đã không ngừng nghiên cứu và đưa ra các loại khác
như Mono-jetronic, L-Jetronic, Motronic.
Đến năm 1984 người Nhật mua bản quyền của hãng BOSCH đã ứng dụng hệ
thống phun xăng L-Jetronic và D-jetronic trên các xe của hãng Toyota gọi là EFI
4


(Electronic Fuel Injection). Đến năm 1987 hãng Nissan dùng L-Jetronic thay cho bộ
chế hoà khí của xe Nissan sunny. Song song với việc phát triển của hệ thống phun
xăng, hệ thống điều khiển đánh lửa theo chương trình ESA (Electronic Spark
Advance) cũng đã được sử dụng vào những năm đầu thập kỷ 80 và loại tích hợp, tức
điều khiển cả phun xăng và đánh lửa của hãng BOSCH đặt tên là Motronic.
2.2 Phân loại hệ thống phun xăng.
2.2.1 Phân loại theo điểm phun.
Hệ thống phun xăng đơn điểm: Kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ
các xi lanh của động cơ, bên trên bướm ga.
Hệ thống phun xăng hai điểm : Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun
xăng một điểm, trong đó sử dụng thêm một vòi phun xăng thứ hai đặt bên dưới (hạ
lưu) bướm ga, nhằm cải thiện chất lượng quá trình tạo hỗn hợp.
Hệ thống phun xăng đa điểm : Mỗi xy lanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun
phía trước xupáp nạp.
2.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun.
Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của

động cơ (các cảm biến) và bộ điều khiển trung tâm (computer) để điều khiển chế độ
hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.
Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay
của nhiên liệu. Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối
nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ. Có một vài loại xe trang bị hệ
thống này.
Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để
kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
2.2.3. Phân loại theo thời điểm phun xăng .
Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ
thuộc vào xupáp. Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupáp mở ra hay đóng lại.
Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay trước khi xupáp
nạp mở ra hoặc khi xupáp nạp mở ra. Áp dụng cho hệ thống phun dầu.

5


Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc. Bất kì lúc
nào động cơ đang chạy đều có một số xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ.
Tỉ lệ hòa khí được điều khiển bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu tại các kim phun. Do
đó lưu lượng nhiên liệu phun ra cũng được giảm theo.
2.2.4. Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun.
Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành 2 nhóm bằng
nhau và phun luân phiên. Mỗi nhóm phun một lần vào một vòng quay trục khuỷu.
Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia thành 2 nhóm
bằng nhau và phun luân phiên.
Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng
quay trục khuỷu. Các kim được nối song song với nhau nên ECU chỉ cần ra một mệnh
lệnh là các kim phun đều đóng mở cùng lúc.

Phun theo thứ tự: Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xong tới cái
kế tiếp.
2.3 Kết cấu và hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử đa điểm cơ bản.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu gồm: thùng nhiên liệu, bơm nhiên liệu , lọc nhiên
liệu, đường ống dẫn nhiên liệu, đường nhiên liệu chung (Fuel rail),bộ điều hòa áp suất
nhiên liệu.
Nhiên liệu từ thùng được một bơm điện bơm đến đường ống nhiên liệu chung
qua một ống dẫn nhiên liệu và lọc nhiên liệu.Từ đường ống chung nhiên liệu cung cấp
cho tất cả các vòi phun của động cơ.
Nhiên liệu cung cấp đến các vòi phun được duy trì ở một áp suất nhất định nhờ
vào bộ điều hòa áp suất lắp trên đường ống dẫn nhiên liệu.
2.3.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ TOYOTA 3S-FE.
2.3.1.1 Bơm xăng.
Bơm xăng thường được lắp trong thùng nhiên liệu và thường dùng loại bơm cánh
quạt vì có ưu điểm là làm việc êm, dao động áp suất thấp.

6


Hình 2.2: Cấu tạo của bơm nhiên liệu
Lọc xăng (lọc thô): được gắn trước bơm xăng để lọc cặn bẩn trong nhiên liệu
Motor: là động cơ điện một chiều.
Bánh công tác: có từ một đến hai cánh, quay nhờ motor điện. Khi motor quay,
bánh công tác sẽ kéo xăng từ cửa vào đến cửa ra. Sau khi qua cửa vào xăng sẽ đi
quanh motor điện và đến van một chiều.
Van một chiều: van một chiều sẽ đóng kín khi bơm ngừng làm việc. Tác dụng
của nó là giữ cho áp suất trong đường ống ở một giá trị nhất định, giúp cho việc khởi
động lại dễ dàng.
Van an toàn: van làm việc khi áp suất vượt quá giá trị nhất định. Van này có tác
dụng bảo vệ mạch nhiên liệu khi áp suất vượt quá giớ hạn cho phép ( trường hợp nghẹt

đường ống chính).
2.3.1.2 Bộ lọc xăng.
Bộ lọc nhiên liệu có công dụng lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất có trong xăng
nhằm bảo vệ các kim phun. Nó được gắn tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu.
Khi lắp ráp cần phải chú ý chiều mũi tên xăng vào xăng ra cho đúng.

Hình 2.3: Lọc xăng
7


2.3.1.3 Bộ giảm dao động.
Áp suất nhiên liệu được duy trì tại 2,3 – 3,2 kg/cm2 tùy theo độ chân không
đường nạp bằng bộ ổn định áp suất. tuy nhiên vẫn có sự dao động nhỏ trong áp suất
đường ống do phun nhiên liệu. Bộ giảm dao động có tác dụng hấp thụ các dao động
này bằng một lớp màng.

Hình 2.4 : Cấu tạo bộ giảm dao động
2.3.1.4 Ống phân phối xăng.
Có nhiệm vụ phân phối đồng đều nhiên liệu cho tất cả các vòi phun. Được thiết
kế với một thể tích lớn hơn nhiều lần so với lượng cung cấp chu trình, dàn phân phối
xăng còn có chức năng hạn chế dao dộng áp suất nhiên liệu trong mạch cung cấp nhiên
liệu. Ngoài ra bộ phận này còn tạo diều kiện dễ dàng cho việc lắp đặt vòi phun xăng.
2.3.1.5 Bộ điều áp.
Bộ điều áp làm ổn định áp suất nhiên liệu đến các vòi phun. Lượng nhiên liệu
được điều khiển bằng thời gian của tín hiệu cung cấp đến các kim phun. Mặc dù vậy,
do sự thay đổi độ chân không trong đường ống nạp, lượng nhiên liệu phun ra sẽ thay
đổi và phụ thuộc vào lực hút ở đáy kim nếu áp suất nhiên liệu trên đầu kim không đổi.
Do đó để đạt được lượng phun nhiên liệu chính xác, tổng áp suất nhiên liệu A và độ
chân không đường ống nạp B hay độ chênh áp giữa đầu kim phun và đáy kim phải
được giữ không đổi.

8


Hình 2.5 : Đặt tính hoạt động của bộ điều áp.

Hình 2.6: Cấu tạo bộ điều áp.
Hoạt động:
 Nhiên liệu có áp suất từ ống phân phối sẽ tác động vào màng của điều áp
làm mở van. Một phần nhiên liệu sẽ chảy trở lại bình chứa qua đường ống
hồi. Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng. Áp
suất nhiên liệu cũng thay đổi theo lượng nhiên liệu hồi.
 Áp thấp trên đường ống nạp được dẫn vào buồng phía lò xo màng, làm
giảm sức căng lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi khiến áp suất giảm. Nói
tóm lại, khi độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảm áp), áp suất
nhiên liệu chỉ giảm tương ứng với sự giảm áp đó. Vì vậy, tổng áp suất của
nhiên liệu A và độ chân không đường nạp B được duy trì không đổi.

9


 Van tự động đóng lại nhờ lò xo, khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động. Kết
quả là van một chiều bên trong bơm nhiên liệu và van bên trong điều áp
duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu.
2.3.1.6 Vòi phun chính.
Vòi phun là một vòi hoạt động bằng điện từ, nó phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín
hiệu từ ECU. Vòi phun được lắp vào đường ống nạp hay nắp quy lát, gần cổng nạp của
nắp quy lát qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối.
Bộ phun nhiên liệu vận hành bằng cuộn dây solenoid được kích hoạt bằng ECU.
Cuộn solenoid trong bộ phun sẽ mở hoặc đóng bộ này. Solenoid được từ hóa khi có

điện áp. Lực từ sẽ nâng phần ứng lên, do đó sẽ nâng van kim. Nhiên liệu phun trong
khoảng thời gian van kim mở. Khi không có điện áp, cuộn dây mất từ tính, lò xo sẽ
đẩy kim đóng lại, làm dừng sự phun nhiên liệu.

Hình 2.7: Cấu tạo vòi phun : 1 – Nhiên liệu vào; 2- Giắc nối điện; 3 – Thân van
kim; 4 – Lỗ phun; 5 – Lưới lọc; 6 – Lò xo hồi; 7 – Phần ứng; 8 – Cuộn dây Solenoid.
2.3.1.7 Vòi phun khởi động lạnh.
Vòi phun khởi động lạnh có chức năng cải thiện tính khởi động của động cơ lạnh.
Vòi phun chỉ hoạt động khi đang quay động cơ (khởi động) tại nhiệt độ nước làm mát
10


thấp. Thêm vào đó, khoảng thời gian phun cực đại bị giới hạn bằng công tắc định thời
vòi phun khởi động để ngăn hiện tượng nghẹt xăng (các bugi bị ướt) do sự phun liên
tục của vòi phun khởi động lạnh gây ra.

Hình 2.8 : Cấu tạo của vòi phun khởi động lạnh
Khi khóa điện bật ở vị trí start, dòng điện chạy qua cuộn dây và kéo pittông đến
chống lại lực lò xo. Do vậy, van sẽ mở và nhiên liệu chảy qua pittông đến đầu vòi
phun.
2.3.2 Hệ thống nạp không khí.
Hệ thống nạp không khí gồm: Lọc không khí, bướm ga, đường ống nạp, ống góp
và van nạp.
Khi bướm hỗn hợp mở không khí được hút vào bầu xilanh qua bầu lọc không khí,
bướm ga, ống góp nạp và van nạp.
Khối lượng không khí nạp được đo bằng cảm biến đo gió hoặc gián tiếp bằng
cảm biến khối lượng không khí nạp (MAFS) và cảm biến áp suất tuyệt đối đường nạp
(MAPS).
2.3.3 Hệ thống điều khiển điện tử.
Hệ thống điều khiển điện tử bao gồm nhiều cảm biến khác nhau, một bộ điều

khiển trung tâm (ECU), các vòi phun và hệ thống dây dẫn liên quan.
2.3.3.1 Bộ điều khiển trung tâm (ECU).
ECU xác định chính xác lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ từ các dữ
liệu ghi nhận từ các cảm biến.
ECU điều khiển thời gian vòi phun mở một cách chính xác (độ rộng xung điều
khiển) để có một tỉ số không khí trên nhiên liệu hoàn hảo nhất (tỉ số KK/NL=14,7/1).
11


Phụ thuộc vào tình trạng hoạt động của động cơ lượng nhiên liệu phun sẽ thay
đổi. ECU ghi nhận thay đổi nhiệt độ nước làm mát, tốc độ động cơ, góc mở bướm ga,
khối lượng không khí nạp, nồng độ oxy trong khí xả và xác định lượng nhiên liệu
phun. ECU cũng đảm bảo công suất tối đa ở các chế độ hoạt động của động cơ và giúp
chẩn đoán động cơ khi có sự cố xảy ra (việc chẩn đoán mã lỗi thông qua đèn check
engine hoặc máy chẩn đoán chuyên dụng).

Hình 2.9: Bộ điều khiển trung tâm ECU
ECU là một tổ vi mạch và bộ phận dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trữ thông tin,
tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu điều khiển thích hợp.
ECU được đặt trong vỏ kim loại để giải nhiệt tốt và được bố trí ở nơi ít bị ảnh
hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm.
Sơ đồ chân ECU động cơ:
+B1

BATT

+B

W

FC
EGW

A/C

SPD

THW

PIM

THA

T

E2

PSW

VC

IDL

IGF

G1
NE

G-

OX
VF

Hình 2.9 : Sơ đồ chân ECU động cơ
Tên gọi của các ký hiệu chân ECU:

Kí hiệu

Tên gọi

E01

Mass của kim phun

E02

Mass của kim phun

E1

Mass của ECU

E2

Mass của các cảm biến

STA

Tín hiệu khởi động
12

VISC

NSW
E1

STA

#10

E01

IGT

#20

E02


NSW

Tín hiệu điều khiển công tắc khởi động trung gian

IGT

Tín hiệu thời điểm đánh lửa

IGF

Tín hiệu xác nhận đánh lửa

G1

Tín hiệu góc trục khuỷu

NE

Tín hiệu số vòng quay động cơ

VF

Cực xác định tỉ số A/F

T

Kiểm tra mã lỗi

IDL

Tín hiệu từ tiếp điểm không tải

V-ISC

Tín hiệu điều khiển cầm chừng

OX

Tín hiệu cảm biến oxy

A/C

Tín hiệu điều khiển hệ thống điều hòa không khí

W

Nguồn cho đèn check ở bảng đồng hồ tableau

SPD

Tốc độ xe

THA

Tín hiệu nhiệt độ khí nạp

THW

Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát

VC

Điện áp 5V cung cấp cho các cảm biến

BATT

Dương thường trực của ECU

+B

Dương cung cấp cho ECU sau rơ le chính

+B1

Dương cung cấp cho ECU sau rơ le chính

VCC

Nguồn 5V cấp từ ECU

PIM

Tín hiệu MAP sensor gởi về ECU

G-

Tín hiệu nối mass

#10

Cực kim phun nối về ECU

#20

Cực kim phun nối về ECU

PSW

Tín hiệu từ tiếp điểm tải lớn

FC

Tín hiệu rơle mở mạch của bơm xăng

EGW

Tín hiệu lưu hồi nước

13


2.3.3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống nhiên liệu.
 Mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU máy hoạt động theo nguyên lý ONOFF

Hình 2.10: Sơ đồ mạch điều khiển bơm xăng qua hộp ECU.
 Mạch điều khiển vòi phun.

Hình 2.11: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun điện trở cao
Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được những tín hiệu
đầu vào từ các cảm biến. Qua đó, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun. Quá trình mở
và đóng của kim phun diễn ra ngắt quãng. ECU gởi tín hiệu đến bộ biến đổi điện áp
EDU tăng tín hiệu điều khiển kim phun, lưu lượng phun phụ thuộc vào độ rộng xung.
14


Độ rộng xung thay đổi tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ. Giả sử cánh bướm ga mở
lớn khi tăng tốc thì cần nhiều nhiên liệu hơn. Do đó ECU sẽ tăng độ rộng của xung
lên. Điều này làm cho thời gian phun sẽ giữ lâu hơn trong mỗi lần phun để cung cấp
thêm một lượng nhiên liệu.
2.3.3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature Sensor –
ECTS).

Dùng để xác định nhiệt độ động cơ.
Cấu tạo:

Hình 2.12: Hình dáng cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Thường là trụ rỗng có ren ngoài,bên trong có gắn một điện trở có hệ số nhiệt điện
trở âm (tức là khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm xuống và ngược lại). Cảm biến được
gắn ở trên thân máy, gần họng nước làm mát.
Sơ đồ mạch điện:

Hình 2.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt nước làm mát.
Nguyên lý làm việc :
Điện trở nhiệt là một phần tử cảm nhận sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ, nó làm
bằng vật liệu có hệ số điện trở âm. Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị
điện áp gởi đến ECU.
15