TÌM HIỂU CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ G6CT 3.0 HYUNDAI TRÊN MÔ HÌNH G 3004 – X

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÌM HIỂU CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM
TRA - CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ G6CT 3.0 HYUNDAI TRÊN MÔ HÌNH
G - 3004 – X

Họ và tên sinh viên: ĐẶNG VĂN VINH
Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Niên khóa: 2006-2010

Tháng 7/2010
i


TÌM HIỂU CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA
CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ
G6CT 3.0 HYUNDAI TRÊN MÔ HÌNH G - 3004 – X

Tác giả

ĐẶNG VĂN VINH

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 sỹ THI HỒNG XUÂN

Tháng 07 năm 2010
i


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tại trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM tôi đã được tiếp thu
nhiều kiến thức bổ ích từ thầy cô và bạn bè, đó chính là hành trang quý báu để tôi bước
vào đời. Với lòng bết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến:
™

Gia đình mình, cảm ơn cha mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng và động viên cho con học
tập và hoàn thành khoá học của mình.

™

Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM, quý thầy cô Khoa Cơ Khí
Công Nghệ đã tận tình dạy bảo và truyền đạt kiến thức cho tôi trong thời gian học
tập tại trường.

™

Các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô Trường Đại Học Nông Lâm
TP.Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, tạo điều kiện và hướng dẫn cho tôi sử dụng những thiết
bị trong quá trình hoàn thành đề tài của mình.

™

Thầy Ths.Thi Hồng Xuân đã tận tình hưỡng dẫn trong quá trình học tập và làm đề tài

tốt nghiệp.

™

Cuối cùng xin cảm ơn tất cả các bạn trong lớp DH06OT đã quan tâm, giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và làm đề tài.
Trong quá trình hoàn thành đề tài này em đã cố gắng hết sức nhưng cũng không thể

tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự cảm thông và góp ý của các thầy cô,
các bạn để đề tài này hoàn thiện hơn nữa.
Một lần nữa kính chúc quý thầy cô và các bạn có một sức khỏe dồi dào để tiếp tục
công tác và học tập.

Chân thành cảm ơn !...
Đặng Văn Vinh
ii


TÓM TẮT
1. Tên đề tài
Tìm hiểu cấu tạo, hoạt động và phương pháp kiểm tra – chẩn đoán hệ thống cung
cấp nhiên liệu động cơ G6CT 3.0 HYUNDAI trên mô hình G – 3004 – X.
2. Thời gian và địa điểm tiến hành
Từ tháng 4/2010 đến tháng 6/2010.
Tại xưởng thực hành, thí nghiệm ô tô, khoa Cơ khí – Công nghệ, trường Đại Học
Nông Lâm TP.HCM.
3. Mục đích của đề tài
Đề tài thực hiện với các nội dung sau:
- Tra cứu tài liệu, cataloge và tìm hiểu về mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X của
Hàn Quốc.

- Tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động của hệ thống nhiên liệu trên động cơ G6CT 3.0
HYUNDAI.
- Trình bày phương pháp kiểm tra – chẩn đoán hệ thống nhiên liệu bằng các dụng cụ
chuyên dùng như: Scan X 431, thiết bị kiểm tra làm sạch vòi phun, thiết bị kiểm tra và
làm sạch bugi, thiết bị kiểm tra sức nén của động cơ…
4. Phương tiện làm việc
- Mô hình G – 3004 – X.
- Thiết bị kiểm tra, chuẩn đoán đa năng Scan X431.
- Thiết bị kiểm tra và làm sạch vòi phun CNC 602 – A…
5. Kết quả
- Thu được số liệu thực tế của các thiết bị tiến hành kiểm tra.
- Biết cách tiến hành làm thí nghiệm, kiểm tra các chi tiết trong hệ thống nhiên liệu.
- Đánh giá được tình trạng làm việc của mô hình và các thiết bị trong hệ thống nhiên
liệu.

iii


MỤC LỤC
Trang

Trang tựa………………………………….…………………………………………i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
TÓM TẮT .................................................................................................................iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH ...................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...................................................................................... ix
Chương 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
1.1 Dẫn nhập ...................................................................................................................... 1

1.2 Mục đích của đề tài ...................................................................................................... 2

Chương 2. TỔNG QUAN .......................................................................................... 3
2.1 Giới thiệu chung về động cơ phun xăng ...................................................................... 3
2.1.1 Lịch sử phát triển .................................................................................................. 3
2.1.2 Cấu tạo và hoạt động chung của hệ thống nhiên liệu trên động cơ phun xăng .... 5
2.1.3 Chức năng, nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ phun xăng. .. 6
2.2 Phân loại hệ thống phun xăng ...................................................................................... 8
2.2.1 Hệ thống phun xăng gián tiếp ............................................................................. 10
2.2.2 Hệ thống phun xăng trực tiếp ............................................................................. 11
2.3 Giới thiệu về mô hình động cơ phun xăng điện tử G – 3004 – X ............................. 12
2.3.1 Phần sa bàn ......................................................................................................... 14
2.3.2 Phần động cơ ...................................................................................................... 16
2.4 Hệ thống nhiên liệu trên động cơ G6CT ................................................................... 18
2.4.1 Cấu tạo và hoạt động của hệ thống ..................................................................... 18
2.4.2 Hệ thống cung cấp nhiên liệu ............................................................................ 20
2.4.3 Hệ thống nạp không khí ..................................................................................... 21
2.4.4 Hệ thống điều khiển điện tử ............................................................................... 22
2.4.5 Bộ phận chấp hành ............................................................................................. 30
iv


Chương 3. PHƯƠNG PHÁP & PHƯƠNG TIỆN ................................................... 34
3.1 Địa điểm thực hiện đề tài. .......................................................................................... 34
3.2 Phương pháp kiểm tra – chẩn đoán – sửa chữa ......................................................... 34
3.3 Phương tiện thực hiện ................................................................................................ 35
3.3.1 Mô hình G – 3004 – X ........................................................................................ 35
3.3.2 Đồng hồ VOM .................................................................................................... 35
3.3.3 Thiết bị kểm tra, chẩn đoán đa năng Scan X431 ................................................ 36
3.3.4 Thiết bị kiểm tra và làm sạch Bugi (Spark Plug Cleaner & Tester Model SPCT –

100) ................................................................................................................... 37
3.3.5 Thiết bị kiểm tra góc đánh lửa sớm (Timing Light) ........................................... 38
3.3.6 Thiết bị kiểm tra sức nén động cơ (Compression) ............................................. 38
3.3.7 Thiết bị kiểm tra và làm sạch vòi phun CNC 620 – A ....................................... 39
3.4 An toàn lao động khi kiểm tra – chẩn đoán – sửa chữa hệ thống nhiên liệu. ............ 39

Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 40
4.1 Vận hành và kiểm tra hệ thống .................................................................................. 40
4.1.1 Cách vận hành thiết bị ........................................................................................ 40
4.1.2 Tình trạng của thiết bị......................................................................................... 41
4.2 Kết quả thu được sau khi kiểm tra hệ thống nhiên liệu ............................................. 41
4.2.1 Kiểm tra bơm xăng ............................................................................................. 41
4.2.2 Kiểm tra vòi phun ............................................................................................... 47
4.3 Kết quả thu được sau khi kiểm tra một số các cảm biến ........................................... 54
4.3.1 Kiểm tra cảm biến Oxy....................................................................................... 54
4.3.2 Kiểm tra cảm biến vị trí cánh bướm ga (Throttle position sensor- TPS) ........... 58
4.3.3 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát ......................................................... 62
4.4 Kết quả thu được khi tìm PAN với hệ thống tự chẩn đoán ....................................... 67

Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................... 70
5.1 Kết luận ...................................................................................................................... 70
5.2 Đề nghị....................................................................................................................... 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
v


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

TPS: Throttle Position Sensor
MAPS: Manifold Absolute Pressure Sensor
ETC Motor: Electronic Throttle Control Motor
IATS: Intake Air Temperature Sensor
MAFS: Mass Air Flow Sensor
VIS: Variable Intake Manifold Solenoid
CMPS: Camshaft Position Sensor
CVVT: Continuous Variabble Valve Timing (Hyundai)
VTEC: Variable Valve Timing And Lift Electronic Control (Honda)
VVT-i: Variable Valve Timing With Intelligence (Toyota)
OCV: Oil Control Valve
HO2S: Heated Oxygen Sensor
KS: Knock Sensor
ECTS: Engine Coolant Temperature Sensor
OTS: Oil Temperature Sensor
CKPS:Crankshaft Position Sensor
MCC: Manifold Catalytic Converter
UCC: Underbody Catalytic Converter
EFI: Electronic Fuel Injection
GDI: Gasoline Direct Injection
SPI: Single Point Injection
BPI: Bipoint Injection
MPI: Multipoint Infection
MFI: Multipoint Fuel Infection
APPS: Accelerator Pedal Position Sensor
ETC: Electronic Throttle Control
vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo của một hệ thống phun xăng điện tử EFI loại MPI ..................... 5
Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử EFI loại MPI ................................. 10
Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu trên động cơ GDI ....................................... 11
Hình 2.4: Mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X (nhìn ở phía trước) ........................ 12
Hình 2.5: Mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X (phía hông trái) .............................. 13
Hình 2.6: Mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X (phía hông phải) ............................ 14
Hình 2.7: Vị trí các bộ phận chức năng trên sa bàn.......................................................... 14
Hình 2.8: Động cơ nhìn từ phía trên ................................................................................. 16
Hình 2.9: Động cơ nhìn từ phía bên trái mô hình (phần hộp số động cơ)........................ 17
Hình 2.10: Cấu tạo của hệ thống nhiên liệu ..................................................................... 18
Hình 2.11: Sơ đồ khối của hệ thống cung cấp nhiên liệu ................................................. 20
Hình 2.12: Sơ đồ khối hệ thống phun xăng điện tử EFI. .................................................. 22
Hình 2.13: Vị trí của cảm biến đo lưu lượng khí nạp ....................................................... 23
Hình 2.14: Vị trí của cảm biến Oxy.................................................................................. 24
Hình 2.15: Vị trí của cảm biến vị trí cánh bướm ga ......................................................... 25
Hình 2.16: Cảm biến vị trí bàn đạp ga trên mô hình ........................................................ 26
Hình 2.17: Cấu tạo của cảm biến vị trí bàn đạp ga........................................................... 27
Hình 2.18: Vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................................................... 28
Hình 2.19: ECU được sử dụng trên động cơ G6CT ......................................................... 29
Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều khiển bướm ga ....................................... 31
Hình 2.21: Sơ đồ khối điều khiển bướm ga ...................................................................... 32
Hình 2.22: Sơ đồ điều khiển bơm nhiên liệu .................................................................... 33
Hình 3.1: Đồng hồ VOM .................................................................................................. 35
Hình 3.2: Máy Scan X431 ................................................................................................ 36
Hình 3.3: Thiết bị kiểm tra và làm sạch Bugi................................................................... 37
Hình 3.4: Thiết bị kiểm tra góc đánh lửa sớm .................................................................. 38
vii


Hình 3.5: Thiết bị kiểm tra và làm sạch vòi phun ............................................................ 39

Hình 4.1: Vị trí của bơm xăng trên mô hình .................................................................... 42
Hình 4.2: Cấu tạo của bơm xăng ...................................................................................... 42
Hình 4.3: Sơ đồ mạch điều khiển bơm xăng .................................................................... 43
Hình 4.4: Sơ đồ điều khiển tốc độ bơm xăng ................................................................... 44
Hình 4.5: Cấu tạo của vòi phun ........................................................................................ 48
Hình 4.6: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun nhiên liệu ..................................................... 49
Hình 4.7: Cách bố trí lỗ phun trên đầu vòi phun .............................................................. 50
Hình 4.8: Vị trí của Gioăng chữ O ................................................................................... 53
Hình 4.9: Cấu tạo của cảm biến Oxy ................................................................................ 55
Hình 4.10: Mạch điện của cảm biến Oxy loại Zirconium ................................................ 56
Hình 4.11: Mạch điện của cảm biến Oxy loại Titanium .................................................. 56
Hình 4.12: Đường đặc tính của cảm biến Oxy ................................................................. 57
Hình 4.13: Vị trí của cảm biến vị trí cánh bướm ga ......................................................... 58
Hình 4.14: Cấu tạo của cảm biến ...................................................................................... 59
Hình 4.15: Sơ đồ mạch và vị trí chân của cảm biến vị trí bướm ga ................................. 60
Hình 4.16: Đường đặc tính của cảm biến vị trí cánh bướm ga......................................... 61
Hình 4.17: Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát ................................................ 63
Hình 4.18: Sơ đồ chân của cảm biến nhiệt độ nước làm mát ........................................... 63
Hình 4.19: Sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................................. 64
Hình 4.20: Đường đặc tính của cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................................... 65
Hình 4.21: Hệ thống tự tạo PAN trên mô hình ................................................................. 67
Hình 4.22: Cách bố trí bôbin đánh lửa trên mô hình ........................................................ 68

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Cách phân loại hệ thống phun xăng ................................................................... 9
Bảng 4.1: Một số hư hỏng và biện pháp sửa chữa bơm nhiên liệu ................................... 46
Bảng 4.2: Một số hư hỏng và biện pháp sửa chữa vòi phun ............................................. 52

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1 Dẫn nhập
Xu hướng phát triển của các nhà sản xuất ô tô hiện nay là nghiên cứu hoàn thiện dần
quá trình hình thành hỗn hợp cháy để đạt được sự cháy tối ưu nhất, tăng công suất, tích
kiệm nhiên liệu và giảm thiểu hàm lượng độc hại của khí xả thải ra môi trường. Bởi vậy
hệ thống nhiên liệu ngày càng phát triển và công nghệ phun xăng điện tử EFI
(Electronic Fuel Injection) là một giải pháp.
Vào những năm 70 của thế kỷ trước, việc hình thành hỗn hợp khí trong động cơ xăng
vẫn được thực hiện nhờ bộ chế hòa khí, còn đối với động cơ Diesel được thực hiện nhờ
bộ bơm cao áp và vòi phun kiểu Bosch. Sau này, do nguồn nhiên liệu khan hiếm, các
tiêu chuẩn về khí xả cũng được quan tâm khắt khe hơn vì vậy mà công nghệ EFI càng
trở nên phổ thông hơn và thật sự bắt đầu phát triển mạnh vào những năm cuối thập niên
1980. Qua các thời kỳ hệ thống phun xăng điện tử đã được phát triển và ngày càng trở
nên hoàn thiện hơn. Ngày nay, gần như tất cả các ô tô đều được trang bị hệ thống điều
khiển động cơ cả xăng và Diesel theo lập trình, chúng giúp động cơ đáp ứng được các
nhu cầu gắt gao về khí xả và tính tích kiệm nhiên liệu. Thêm vào đó, công suất của động
cơ cũng được cải thiện rõ rệt. Sau đây là một số những ưu điểm nổi bật của công nghệ
phun xăng điện tử EFI:
-

Có thể cung cấp hỗn hợp khí – nhiên liệu đồng đều tới từng xy lanh do nhiên liệu
được phun trực tiếp vào van nạp của mỗi xy lanh.

-

Có thể đạt tỷ lệ khí – nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ động cơ.
1


-

Cải thiện mômen động cơ, đáp ứng kịp thời sự thay đổi góc mở bướm ga. Do nhiên
liệu phun trực tiếp vào van nạp, nên việc thiết kế dạng ống góp hút có thể cải thiện
vận tốc dòng không khí đi vào van nạp. Do đó cải thiện mômen động cơ và đáp
ứng nhanh hơn sự thay đổi của góc mở bướm ga.

-

Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí – nhiên liệu dễ dàng: Có thể làm đậm hỗn hợp
khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc. Kết hợp giữa phun sương nhiên
liệu và phun trực tiếp gần van nạp làm cho động cơ khởi động và hoạt động dễ hơn
ở nhiệt độ thấp.

-

Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí – nhiên liệu cao.

-

Do kim phun bố trí gần supap hút nên dòng khí nạp trên ống dẫn gió có khối
lượng thấp (chưa trộn với nhiên liệu) sẽ đạt tốc độ xoáy lốc cao, nhờ vậy nhiên liệu
sẽ không còn thất thoát trên đường ống nạp và hòa khí sẽ được trộn tốt hơn.

-

Công suất máy tăng lên trung bình 10% nhờ ống dẫn gió và ống góp hút to, rộng
hơn.

Trong phạm vi cho phép của đề tài này thì sẽ tìm hiểu về cấu tạo, hoặt động và
phương pháp kiểm tra - chuẩn đoán hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ G6CT 3.0
HYUNDAI trên mô hình động cơ phun xăng điện tử G – 3004 – X.
1.2 Mục đích của đề tài.
Được sự đồng ý của Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, dưới sự hướng dẫn
của thầy ThS. Thi Hồng xuân, đề tài: ”Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động. Phương pháp
kiểm tra-chuẩn đoán-sửa chữa hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ V6-3.0
HYUNDAI” được thực hiện với các nội dung sau:
-

Tra cứu tài liệu, cataloge và tìm hiểu về mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X
của Hàn Quốc.

-

Tìm hiểu về cấu tạo, hoạt động của hệ thống nhiên liệu trên động cơ G6CT 3.0
HYUNDAI.

-

Trình bày phương pháp kiểm tra – chẩn đoán hệ thống nhiên liệu bằng các dụng cụ
chuyên dùng như: Scan X 431, thiết bị kiểm tra làm sạch vòi phun, thiết bị kiểm tra
và làm sạch bugi, thiết bị kiểm tra sức nén của động cơ…
2

Chương 2
TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu chung về động cơ phun xăng
2.1.1 Lịch sử phát triển
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 trong động cơ tĩnh
tại. Đầu thế kỷ 20 người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên động cơ 4 thì tĩnh tại
(tuy nhiên thì nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa 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. Sau đó 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, kỹ
thuật này đã được áp dụng trong thế chiến thứ II.
Việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống phun xăng bị gián đoạn trong một khoảng thời
gian dài do chiến tranh, đến năm 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. Đây là nền tảng cho sự phát triển không ngừng của hệ thống phun xăng điện
tử sau này. Trên thực tế, hệ thống phun xăng điện tử EFI (Electronic Fuel Injection) đã
3


xuất hiện từ những năm 1950, nhưng mãi đến năm 1980 hệ thống này mới thực sự phát
triển rộng rãi tại Châu Âu. Trên những mẫu xe hiện tại vẫn sử dụng hệ thống nhiên liệu
EFI, tuy nguyên lý cơ bản không thay đổi nhưng nhờ có công nghệ điều khiển điện tử
phát triển đã giúp cho hệ thống ngày càng hoàn thiện và đạt hiệu quả cao hơn rất nhiều.
Với những ưu điểm vượt trội sự ra đời và phát triển của hệ thống nhiên liệu EFI đã thay

thế hoàn toàn hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí cổ điển.
Năm 1955 hãng Mercedes – Benz đầu tiên ứng dụng phun xăng trực tiếp vào buồng
đốt của động cơ. Tuy nhiên, việc ứng dụng này bị quên lãng do thời điểm đó các thiết bị
điện tử chưa được phát triển và ứng dụng nhiều trên động cơ ô tô, nên việc điều khiển
phun nhiên liệu của động cơ thuần túy bằng cơ khí. Vì vậy so sánh với việc tạo hỗn hợp
ngoài buồng đốt thì quá trình tạo hỗn hợp bên trong buồng đốt cũng không khả quan
hơn nhưng kết cấu và giá thành lại cao hơn rất nhiều. Năm 1996 với sự tiến bộ của khoa
học kỹ thuật điện tử, động cơ xăng ứng dụng phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt
của Mitsubishi quay trở lại thị trường với tên gọi là GDI (Gasoline Direct Injection).
Với việc lắp một vòi phun nhiên nhiệu bên trong xylanh (giống động cơ Diesel) với áp
suất phun cao, nhà sản xuất hoàn toàn có thể đẩy tỷ số nén nên cao, giúp hỗn hợp nhiên
liệu không khí “tơi” hơn, quá trình cháy diễn ra hoàn hảo hơn, công suất lớn hơn, tiết
kiệm nhiên liệu hơn và đặc biệt là giảm thiểu khí xả vào môi trường hơn. Chính vì thế
mà sau đó nhiều hãng xe hơi nổi tiếng cũng lần lượt áp dụng công nghệ này vào động
cơ của mình điển hình như: PSA Peugeot Citron, Daimler Chrysler, Volkswagen,
General Motors, Toyota…
Rõ ràng hệ thống nhiên liệu GDI có nhiều ưu điểm hơn hệ thống EFI nhưng nếu so
sánh về mặt cấu tạo thì ta thấy hệ thống GDI phức tạp hơn nhiều, để có thể trang bị hệ
thống GDI thì vật liệu làm piston và xylanh phải có độ bền cao, chịu nhiệt tốt, ngoài ra
thì việc chế tạo vòi phun cũng phức tạp hơn nhiều. Do vậy chi phí cho hệ thống nhiên
liệu GDI cao hơn nhiều so với EFI.
Trong phạm vi cho phép của đề tài này chúng em sẽ trình bày hệ thống phun xăng
điện tử EFI của mô hình G – 3004 – X.

4


2.1.2 Cấu tạo và hoạt động chung của hệ thống nhiên liệu trên động cơ phun xăng
Hệ thống nhiên liệu trên động cơ phun xăng điện tử cung cấp tỷ lệ khí hỗn hợp cho
động cơ một cách tối ưu. Tùy theo chế độ hoạt động của ô tô, ECU điều khiển thay đổi

tỷ lệ xăng – không khí một cách chính xác. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiết giá
lạnh khí hỗn hợp được cung cấp rất giàu xăng. Sau khi động cơ đã đạt được nhiệt độ vận
hành, khí hỗn hợp sẽ nghèo xăng hơn. Ở các chế độ tốc độ cao và tăng tốc khí hỗn hợp
lại được cung cấp giàu xăng theo đúng yêu cầu. Xăng được phun vào các xupap nạp của
các xylanh động cơ theo từng thời điểm chứ không liên tục. Quá trình phun xăng và
định lượng nhiên liệu được quyết định bởi ECU động cơ. Nó lấy tín hiệu từ các cảm
biến để tính toán và quyết định thời điểm phun và lượng phun. Trong đó có 2 tín hiệu
gốc đó là tín hiệu về khối lượng không khí nạp và tín hiệu tốc độ trục khuỷu là hai tín
hiệu quan trọng. Sau đây sẽ trình bày cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của một hệ thống
phun xăng điện tử EFI loại MPI:

Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo của một hệ thống phun xăng điện tử EFI loại MPI

5


™ Cấu tạo:
1- Bình chứa xăng; 2- Bơm xăng điện; 3- Bộ lọc xăng; 4- Dàn phân phối; 5- Bộ điều
chỉnh áp suất xăng; 6- Bộ giảm dao động áp suất; 7- Bộ điều chỉnh trung tâm; 8- Bôbin
đánh lửa; 9- Delco; 10- Bugi; 11- Vòi phun chính; 12- Vòi phun khởi động lạnh; 13- Vít
điều chỉnh không tải; 14- Bướm ga; 15- Cảm biến vị trí bướm ga; 16- Cảm biến đo lưu
lượng không khí nạp; 17- Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 18- Cảm biến oxy; 19- Cảm biến
kích nổ; 20- Cảm biến nhiệt độ động cơ; 21- Thiết bị bổ sung không khí khi chạy ấm
máy; 22- Vít điều chỉnh hỗn hợp khi chạy không tải; 23- Cảm biến vị trí trục khuỷu; 24Cảm biến tốc độ động cơ; 25- Ắc quy; 26 -Công tắc khởi động; 27- Rơle chính; 28Rơle bơm xăng.
™ Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ làm việc, xăng từ bình chứa (1) được bơm xăng (2) hút qua bộ lọc xăng
(3) rồi theo đường ống dẫn xăng đến dàn phân phối xăng (4) tại đây xăng được phân
phối tới các vòi phun, ở đầu cuối dàn phân phối có lắp thông với bộ điều chỉnh áp suất
xăng (5) để ổn định áp suất xăng trong dàn ống phân phối. Tất cả các thông tin nhận
được từ các bộ cảm biến (cảm biến nhiệt độ nước làm mát, cảm biến vị trí cánh bướm

ga, cảm biến oxy, cảm biến đo lưu lượng và nhiệt độ khí nạp, cảm biến nhiệt độ khí nạp,
cảm biến đo áp suất đường ống nạp, cảm biến vị trí trục khuỷu) sẽ được ECU tiếp nhận
và xử lý. Sau khi xử lý thông tin nhận từ các cảm biến thì ECU sẽ ra lệnh cho vòi phun
phun xăng ra đúng thời điểm và đúng lượng cần thiết. Xăng được phun có kích thước rất
nhỏ (cỡ 100μm), các hạt nhiên liệu này sẽ hoá hơi ngay và hoà trộn với không khí tạo
thành hỗn hợp cháy. Hỗn hợp cháy được hút vào xylanh động cơ theo trình tự làm việc
của động cơ. Khi bugi đánh lửa thì hỗn hợp cháy sẽ bốc cháy và sinh công. Khí thải sẽ
qua xupáp xả và theo đường ống xả ra ngoài.
2.1.3 Chức năng, nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ phun xăng.
Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng có chức năng là cung cấp hỗn hợp nhiên liệu –
không khí (hỗn hợp cháy) cho động cơ hoặt động với hệ số dư lượng không khí (α) phù
6


hợp ở từng chế độ làm việc của động cơ. Do đó nó phải đảm bảo được những yêu cầu
chung như sau:
-

Nhiên liệu phải được hòa trộn đồng đều với toàn bộ lượng khí có trong buồng cháy
(hỗn hợp cháy phải đồng nhất). Hỗn hợp cháy được coi là đồng nhất khi nó có thành
phần như nhau tại mọi khu vực trong buồng cháy, để đạt được trạng thái này, nhiên
liệu phải bốc hơi hoàn toàn và hòa trộn đều với lượng không khí trong xylanh. Mức
độ đồng nhất của hỗn hợp cháy ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất, công suất, và hàm
lượng các chất độc hại trong khí xả. Độ đồng nhất của hỗn hợp cháy được quyết
định bởi các yếu tố: Tính chất vật lý của nhiên liệu (tính hóa hơi, sức căng bề mặt,
độ nhớt), nhiệt độ không khí và của các bề mặt tiếp xúc với hỗn hợp cháy (vách
đường nạp, đỉnh piston, thành xylanh), chuyển động rối của khí trong đường ống nạp
và trong xylanh. Các biện pháp để nâng cao tính đồng nhất của hỗn hợp cháy:
+ Sấy nóng đường ống nạp để xăng hóa hơi nhanh.
+ Phun xăng thành những hạt có kích thước nhỏ.

+ Thiết kế đường ống nạp, buồng cháy hợp lý để tạo chuyển động rối của môi chất
công tác trong đường ống nạp và trong xylanh.

-

Thành phần hỗn hợp cháy phải phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ. Tức là
hệ số dư lượng không khí (α) phải ở mức cho phép. Hệ số dư lượng không khí được
định nghĩa là tỷ số giữa lượng không khí thực tế đi vào buồng cháy (Ltt) và lượng
không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn một đơn vị số lượng nhiên liệu
(Llt). Về mặt lý thuyết, hệ số dư lượng không khí α có thể biến động trong giới hạn
bốc cháy của khí hỗn hợp, giới hạn bốc cháy dưới là α = 1,3 ÷ 1,4 và giới hạn bốc
cháy trên là α = 0,4 ÷ 0,5.
+ α =1: Lượng không khí nạp bằng lượng không khí lý thuyết, hỗn hợp này gọi là
hỗn hợp lý tưởng hay hỗn hợp hoá định lượng.
+ α > 1: Hỗn hợp nghèo xăng. Lượng không khí dư nhiều, tốc độ cháy giảm, quá
trình cháy kéo dài sang đường dãn nở làm cho công suất, hiệu suất giảm.

7


+ α < 1: Hỗn hợp giàu xăng. Lượng không khí thiếu so với lượng không khí lý
thuyết khoảng 15÷25%, nhiên liệu cháy không hết, công suất giảm, suất tiêu hao
nhiên liệu tăng, sinh nhiều muội than trong buồng cháy, khói đen…
+ α = 0,85 ÷ 0,90: Lượng không khí thiếu so với lượng không khí lý thuyết, tốc độ
cháy lớn, công suất động cơ đạt cực đại.
-

Hỗn hợp cháy phải được phân bố đồng đều cho các xylanh của động cơ nhiều
xylanh. Đối với động cơ nhiều xylanh, hỗn hợp cháy được cung cấp cho từng xylanh
phải như nhau về phương diện số lượng và thành phần. Nếu không phân bố đồng đều

sẽ giảm công suất danh nghĩa, tăng tiêu hao nhiên liệu, xuất hiện hiện tượng kích nổ,
tăng hàm lượng các chất độc hại trong khí xả…Các biện pháp thường được sử dụng
để tăng sự phân bố đồng đều:
+ Kết cấu hệ thống nạp hợp lý.
+ Sấy nóng đường ống nạp bằng nhiệt của khí xả để tăng cường sự bay hơi của xăng
trong đường ống nạp.
+ Sử dụng hệ thống phun xăng đa điểm.

2.2 Phân loại hệ thống phun xăng
Dựa vào nhiều tiêu chí khác nhau người ta có thể phân ra các loại hệ thống phun xăng.
Sau đây là một số cách phân loại:

8


Bảng 2.1: Cách phân loại hệ thống phun xăng

Tiêu chí phân loại

Phân loại
• Hệ thống phun xăng đơn điểm

Phân loại theo điểm phun

• Hệ thống phun xăng đa điểm
• Phun xăng điện tử
• Phun xăng thủy lực

Phương pháp điều khiển kim phun

• Phun xăng cơ khí
• Hệ thống phun xăng gián đoạn
• Hệ thống phun xăng đồng loạt

Phân loại theo thời điểm phun xăng

• Hệ thống phun xăng liên tục
• Phun theo nhóm đơn
Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim

• Phun theo nhóm đôi

phun

• Phun đồng loạt
• Phun theo thứ tự
• Phun xăng trực tiếp

Phân loại theo vị trí của kim phun

• Phun xăng gián tiếp

Tuy nhiên trong những động cơ hiện đại ngày nay chúng ta thường chỉ nghe tới hệ
thống phun xăng trực tiếp GDI (Gasoline Direct Injection) hoặc hệ thống phun xăng
gián tiếp (phun xăng điện tử) EFI (Electrolic Fuel Injection).

9


2.2.1 Hệ thống phun xăng gián tiếp

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử EFI loại MPI
Hay còn gọi là hệ thống phun xăng điện tử EFI, hệ thống này đặt vòi phun bên ngoài
buồng cháy do đó hỗn hợp cháy sẽ được hình thành bên ngoài rồi mới qua xupap nạp
vào bên trong buồng đốt. Hệ thống EFI được chia ra làm 3 loại chính:
-

Hệ thống phun xăng đơn điểm SPI (Single Point Injection), hệ thống này chỉ dùng
một vòi phun trung tâm duy nhất thay thế cho bộ chế hòa khí. Vòi phun nhiên liệu
được đặt ngay trước bướm ga và khí hỗn hợp được tạo thành ngay trên đường ống
nạp. Hệ thống có cấu tạo khá đơn giản, chi phí chế tạo rẻ, thường chỉ xuất hiện ở
những xe nhỏ.

-

Hệ thống phun xăng hai điểm BPI (Bipoint Injection) được nâng cấp từ hệ thống
phun xăng đơn điểm. Hệ thống này sử dụng thêm một vòi phun đặt sau bướm ga
nhằm tăng cường nhiên liệu cho hỗn hợp. Hệ thống này ít được sử dụng do không
cải thiện nhiều so với SPI.
10


-

Hệ thống phun xăng đa điểm MPI (Multipoint Injection), một số sách còn có tên gọi
khác là MFI (Mutipoint Fuel Injection) hệ thống này trang bị cho mỗi xylanh một
vòi phun riêng biệt đặt ngay trước xupap nạp. Hệ thống này lấy tín hiệu từ những
cảm biến để xác định thời điểm phun và lượng phun một cách chính xác.

2.2.2 Hệ thống phun xăng trực tiếp

Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu trên động cơ GDI
Hệ thống này sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt với áp suất cao.
Hỗn hợp nhiên liệu không khí được hình thành bên trong buồng đốt động cơ. Đẩy tỷ số
nén của động cơ tăng cao, hỗn hợp không khí nhiên liệu “tơi” hơn, hiệu suất và công
suất lớn hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn. Theo các chuyên gia thì hệ thống GDI tiết kiệm
nhiên liệu hơn 15% so với hệ thống phun xăng điện tử thông thường. Tuy nhiên hệ
thống GDI cũng phải giải quyết một số vấn đề nan giải đó là: Do nhiệt độ quá trình cháy
tăng nhanh nên hàm lượng khí NO trong khí xả khá lớn. Để có thể trang bị một hệ thống

11


GDI, vật liệu sử dụng để làm piston và xylanh phải có độ bền cao, do nhiệt sinh ra trong
quá trình cháy là rất lớn, ngoài ra việc chế tạo vòi phun cũng hết sức phức tạp.
2.3 Giới thiệu về mô hình động cơ phun xăng điện tử G – 3004 – X

Hình 2.4: Mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X (nhìn ở phía trước)

12


Hình 2.5: Mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X (phía hông trái)

13


Hình 2.6: Mô hình phun xăng điện tử G – 3004 – X (phía hông phải)
2.3.1 Phần sa bàn

Hình 2.7: Vị trí các bộ phận chức năng trên sa bàn

14


¾ DLC (Delta Link Connector): Chức năng là bộ phận dùng để kết nối giữa ECU động
cơ với máy Scan để kiểm tra chuẩn đoán lỗi động cơ.
¾ Đuôi cắm năng lượng (Power Socket): Chức năng là cung cấp năng lượng cho dụng cụ
chuẩn đoán hư hỏng động cơ.
¾ Công tắc máy (Ignition Key): Chức năng là cung cấp nguồn năng lượng cho hệ thống
điện, gồm có các vị trí sau: Vị trí khóa, vị trí mở, vị trí khởi động động cơ.
¾ Bộ phận điều chỉnh ga (Accelerator): Chức năng là dùng để tăng hoặc giảm tốc độ
động cơ.
¾ Đồng hồ đo điện áp (Volt Meter): Hiển thị điện áp của accu khi công tắc ở vị trí ON,
hay điện áp nạp cho accu khi động cơ hoạt động.
¾ Đồng hồ đo áp suất nhiên liệu (Fuel Pressure): Thể hiện áp suất mà bơm nhiên liệu
cung cấp cho vòi phun trong suốt quá trình động cơ khởi động và hoạt động (áp suất
đó vào khoảng 2 ÷ 3,5 kgf/cm2).
¾ Đồng hồ đo áp suất chân không (Vaccum): Chức năng là đo áp suất cổ góp hút (áp
suất này phụ thuộc vào vị trí của cánh bướm ga).
¾ Bảng công tắc tạo lỗi (Pan): Cho phép tự tạo lỗi các cảm biến, các tín hiệu của cơ cấu
chấp hành để hiểu được sự ảnh hưởng của chúng đến hoạt động của động cơ qua đó có
thể quan sát, đo đạc, phân tích những hư hỏng mà không gây hại cho các mối nối điện.

15