Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử trên xe Toyoya Vios 2014

MỤC LỤC
MỤC LỤC..........................................................................................................i
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT........................................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................v
DANH MỤC HÌNH VẼ...................................................................................vi
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN Ô TÔ.. .3
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại.................................................................3
1.1.1. Nhiệm vụ..........................................................................................3
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiện liệu.......................................3
1.1.3. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng.....................3
1.2. Khái quát về hệ thống phun xăng điện tử...............................................5
1.2.1. Khái quát hệ thống phun xăng điện tử EFI......................................5
1.2.2. Ưu điểm của EFI so với chế hòa khí................................................5
1.2.3. Phân loại hệ thống EFI.....................................................................6
1.2.4. Cấu tạo cơ bản hệ thống EFI............................................................7
1.2.5. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử....................8
1.3. Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng trên ô tô.....................................9
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG PHUN
XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN TOYOTA VIOS 2014.............................................10
2.1. Giới thiệu về động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014............................10
2.2. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử............................................10
2.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử............................11
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH
TRÊN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ XE TOYOTA VIOS 2014.....13
3.1. Giới thiệu về xe toyota vios 2014.........................................................13
3.2. Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử EFI.......................................15
3.3. Sơ đồ hệ thống nạp thải........................................................................17
3.4. Hệ thống phân phối khí........................................................................18

3.4.1. Trục cam........................................................................................18
3.4.2. Xupap.............................................................................................18
3.4.3. Lò xo xupap...................................................................................19
3.4.4. Con đội...........................................................................................19
3.5. Giới thiệu chung...................................................................................19
3.5.1. Mô tả hệ thống cung cấp nhiên liệu...............................................20
3.5.2. Bơm nhiên liệu...............................................................................22
3.5.3. Bộ ổn định áp suất.........................................................................26
3.5.4. Bộ giảm rung động........................................................................27
3.5.5. Bộ lọc nhiên liệu............................................................................28
3.5.6. Vòi phun nhiên liệu........................................................................29
3.5.7. Cuộn điện trở.................................................................................31
3.6. Hệ thống nạp khí...................................................................................32
3.6.1. Khái quát hệ thống nạp khí............................................................32
3.6.2. Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí..............................32
3.7. Hệ thống điều khiển điện tử động cơ 1 NZ-FE trên xe Toyota Vios....34
3.7.1. Nguyên lý chung............................................................................34
3.7.2. Các cảm biến..................................................................................35
3.7.3. Cảm biến vị trí bướm ga................................................................38
3.7.4. Cảm biến oxy.................................................................................39
3.7.5. Cảm biến tỉ số không khí và nhiên liệu (A/F)................................42
3.7.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát...................................................42
3.7.7. Cảm biến vị trí trục cam...............................................................43
3.7.8. Cảm biến vị trí trục khuỷu.............................................................44
3.7.9. Cảm biến tiếng gõ..........................................................................46
3.7.10. Cảm biến vị trí bàn đạp ga...........................................................47
3.8. Hệ thống điều khiển điển tử ECU........................................................49
3.8.1. Chức năng của ECU.......................................................................50
3.8.2. Các bộ phận của ECU....................................................................51

3.8.3. Các thông số hoạt động của ECU..................................................51
3.8.4. Các chế độ làm việc.......................................................................52
3.8.5. Điều khiển lượng phun..................................................................54
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN VÀ BẢO DƯỠNG
HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ XE TOYOTA VIOS 2014.................56
4.1. Thông số động cơ 1 NZ-FE..................................................................56
4.2. Khái quát về chuẩn đoán hư hỏng hệ thống phun xăng điện tử...........58
4.3. Nguyên lý của hệ thống chuẩn đoán.....................................................59
4.4. Mã chẩn đoán........................................................................................59
4.5. Kiểm tra và xóa mã chuẩn đoán...........................................................65
4.5.1. Kiểm tra đèn báo kiểm tra động cơ................................................65
4.5.2. Phát mã chẩn đoán hư hỏng...........................................................65
4.5.3. Chế độ thử......................................................................................66
4.5.4. Xoá các mã chẩn đoán hư hỏng.....................................................66
4.6. Quy trình kiểm tra kim phun xăng điện tử...........................................67
4.7. Quy trình vệ sinh kim phun xăng điện tử.............................................69
4.8. Những lỗi thường gặp ở bộ phận bơm xăng.........................................70
4.8.1. Kiểm tra hệ thống điện...................................................................71
4.8.2. Kiểm tra áp suất nhiên liệu............................................................72
KẾT LUẬN.....................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................74


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Ký hiệu
ABDC
ATDC
BODH
ECT

ETCS
FC
EVAP
IAT
ISC
IGT
MPF
TP
THA
THW
VSV
VVT
VCPA
VPA/EPA

Diễn giải
Sau điểm chết trên
Sau điểm chết dưới
Trục cam kép đặt trên
Nhiệt độ nước làm mát động cơ
Hệ thống điều khiển bướm ga thông minh
Tín hiệu điều khiển bơm nhiên liệu
Điều khiển khí bay hơi
Nhiệt độ khí nạp
Điều khiển van thông minh
Tín hiệu đánh lửa
Khối lượng khí nạp
Cảm biến vị trí bướm ga
Tín hiệu nhiệt độ khí nạp
Tín hiệu nước làm mát

Van chuyền chân không
Hệ thống phối khí thông minh
Tín hiệu bàn đạp ga
Tín hiệu cảm biến góc mở bàn đạp ga/ Tín hiệu âm thanh

VTA1/ETA

của cảm biến
Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga/ Tín hiệu âm thanh của

ECU

cảm biến
Bộ điều khiển điện tử trung tâm

DANH MỤC CÁC BẢN


Bảng 3. 1 Bảng thông số kỹ thuật xe Vios 2014.............................................13
Bảng 3. 2 Giới thiệu chung.

19

Bảng 4. 1 Bảng thông số động cơ 1NZ-FE lắp trên xe Toyota Vios 2014......57
Bảng 4. 2 Bảng mã chẩn đoán DTC................................................................59


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1 Hệ thống phun xăng K-Jetronic........................................................4
Hình 1. 2 Hình Phân loại theo phương pháp lưu lượng khí nạp.......................6

Hình 1. 3 Cấu tạo cơ bản hệ thống EFI.............................................................7
Hình 1. 4 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển điện tử................................8Y
Hình 2. 1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử......................................10
Hình 2. 2 Sơ đồ khối nguyên lý làm việc của hệ thống.

1

Hình 3. 1 Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử.........................................15
Hình 3. 2 Sơ đồ mạch kim phun nhiên liệu.....................................................16
Hình 3. 3 Sơ đồ hệ thống nạp thải...................................................................17
Hình 3. 4 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu................................................21
Hình 3. 5 Bơm nhiên liệu................................................................................22
Hình 3. 6 Kết cấu của bơm xăng điện.............................................................23
Hình 3. 7 Sơ đồ mạch điều khiển bơm xăng L – EFI......................................24
Hình 3. 8 Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu...........................................25
Hình 3. 9 Mạch điều khiển tốc độ bơm xăng..................................................25
Hình 3. 10 Kết cấu bộ ổn định áp suất............................................................26
Hình 3. 11 Đặc tính hoạt động của bộ ổn định áp suất....................................26
Hình 3. 12 Bộ giảm rung động........................................................................27
Hình 3. 13 Kết cấu bộ lọc nhiên liệu...............................................................28
Hình 3. 14 Vòi phun nhiên liệu.......................................................................29
Hình 3. 15 Kết cấu vòi phun nhiên liệu...........................................................30
Hình 3. 16 Xung điều khiển kim phun ứng với từng chế độ làm việc............31
Hình 3. 17 Kết cấu cổ họng gió.......................................................................33
Hình 3. 18 Ống góp hút và đường ống nạp.....................................................34
Hình 3. 19 Sơ đồ các cảm biến........................................................................34
Hình 3. 20 kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng.......................35
Hình 3. 21 Sơ đồ kết cấu và điều khiển của cảm biến khí nap........................36

Hình 3. 22 Kết cấu cảm biến khí nạp..............................................................37
Hình 3. 23 Sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp...........................................38
Hình 3. 24 Cảm biến vị trí bướm ga................................................................38
Hình 3. 25 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga.....................................39
Hình 3. 26 Kết cấu cảm biến oxy....................................................................40
Hình 3. 27 Cấu tạo cảm biến oxy và các chân cảm biến.................................41
Hình 3. 28 Sơ đồ mạch cảm biến oxy và cảm biến A/F..................................41
Hình 3. 29 Cảm biến A/F và đồ thị mối quan hệ tỉ lệ A/F và điện áp ra.........42
Hình 3. 30 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát..................................................42
Hình 3. 31 Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát.......................43
Hình 3. 32 Cảm biến vị trí trục cam................................................................44
Hình 3. 33 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam.....................................44
Hình 3. 34 Cảm biến vị trí trục khuỷu.............................................................45
Hình 3. 35 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu..................................46
Hình 3. 36 Kết cấu cảm biến tếng gõ..............................................................46
Hình 3. 37 Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ..............................................47
Hình 3. 38 Kết cấu cảm biến vị trí bàn đạp ga................................................47
Hình 3. 39 Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga.................................48
Hình 3. 40 Cấu tạo của cảm biến và đồ thị thể hiện mối quan hệ điện áp ra góc
quay bàn đạp ga...............................................................................................49
Hình 3. 41 Bộ điều khiển trung tâm ECU.......................................................50
Hình 3. 42 Sơ đồ ECU điều khiển lượng phun.

5

Hình 4. 1 Kết cấu thân vỏ bên ngoài xe Toyota Vios 2014.............................56
Hình 4. 2 Mặt cắt dọc động cơ 1 NZ-FE.........................................................56
Hình 4. 3 Mặt cắt ngang động cơ 1 NZ-FE.....................................................57
Hình 4. 4 Góc phun và tình trạng tạo sương...................................................67
Hình 4. 5 Thiết bị kiểm tra phun xăng điện tử................................................69

Hình 4. 6 Làm sạch kim phun bằng máy TITANO.........................................70


LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đóng vai trò quan trọng trong sự phát
triển của đất nước. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển
hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế đất nước. Từ lúc ra đời cho đến
nay ô tô được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực giao thông vận tải, quốc phòng
an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch.
Đất nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa,
các ngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển. Trong đó, ngành công
nghiệp ô tô luôn được chú trọng. Tuy nhiên nền công nghiệp ô tô nước ta
chưa phát triển mạnh, xe ô tô chủ yếu được nhập từ nhiều nước. Vì thế vấn đề
nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống trên ô tô để phục vụ cho việc sử dụng, sửa
chữa và bảo dưỡng phục hồi nhằm tăng khả năng khai thác, kéo dài tuổi thọ
của hệ thống đảm bảo tính an toàn cao cho hành khách và hàng hóa là một
yêu cầu cấp thiết.
Ngày nay ô tô được nhập vào nước ta ngày càng nhiều, và hiện đại cùng
với sự phát triển của các hệ thống điện, điện tử. Đa số tài liệu là tiếng anh vì
thế để nắm được nguyên lý hoạt động và biết được các hư hỏng để mang đi
bảo dưỡng sửa chữa kịp thời là điều rất cần thiết. Việc nghiên cứu và tìm hiểu
các hệ thống điện và điện tử trên ô tô là điều rất cần thiết cho nên em chọn đề
tài nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử trên xe Toyota Vios 2014 là đề tài
đồ án tốt nghiệp. Đây cũng là đề tài bổ ích và thiết thực giúp em hoàn thiện
kiến thức và có một cái nhìn cụ thể hơn về hệ thống phun xăng điện tử.
Bên cạnh đó với mục đích củng cố kiến thức đã học, mở rộng kiến thức
chuyên môn và tìm hiểu thêm về các hệ thống khác, có thể quan sát các chi
tiết cũng như hoạt động của một hệ thống trên ô tô, kiểm tra, sửa chữa những
hư hỏng có thể gặp. Với những lý do trên em đã nghiên cứu đề tài “Nghiên
cứu hệ thống phun xăng điện tử trên xe Toyoya Vios 2014” với sự hướng dẫn

của thầy Trịnh Đắc Phong.


* Mục tiêu đề tài: Giúp sinh viên hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ
thống phun xăng điện tử trên ô tô. Đặc biệt là hệ thống phun xăng trên xe
Toyota Vios 2014. Cũng như phương pháp kiểm tra, chẩn đoán của hệ thống
phun xăng điện tử trên xe Toyota Vios 2014 đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2019.
Sinh viên thực hiện

Bùi Anh Đức


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN Ô TÔ
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống nhiên liệu cấp cho động cơ xăng, có nhiệm vụ cung cấp xăng
và không khí, tạo thành môi chất đưa vào xylanh, phù hợp với chế độ tải và
tốc độ làm việc của động cơ.
Thành phần cung cấp vào động cơ ngoài việc đảm bảo sự làm việc tối ưu
về công suất và tiêu hao nhiên liệu, còn phải đảm bảo khí thải ít độc hại với
môi trường nhất.
1.1.2. Yêu cầu của hệ thống cung cấp nhiện liệu
Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ đầy đủ và chín xác cho động
cơ hoạt động.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu ổn định và chính xác.
1.1.3. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng
Dựa trên nguyên tắc định lượng xăng cung cấp vào xylanh động cơ,
người ta chia hệ thống nhiên liệu cho động cơ xang thành những loại cơ bản
là:

a. Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng bộ chế hòa khí.
Việc dẫn động điều khiển, và điểu chỉnh thành phần hỗn hợp khí – nhiên
liệu phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống cơ khí.
b. Hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng hệ thống phun xăng cơ khí.
Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống phun xăng trên động cơ 4
thì (nhiên liệu dùng trên động cơ máy 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.
Hãng BOSCH đã áp dụng hệ thống phung xăng trên ô tô 2 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. 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 hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng
cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau này.

Hình 1. 1 Hệ thống phun xăng K-Jetronic
1. Thùng xăng; 2. Bơm xăng; 3. Bộ tích năng; 4. Lọc xăng; 5. Bộ điều áp
xăng; 6. Kim phun xăng; 7. Đường ống nạp; 8. Kim phun xăng khởi động
lạnh; 9. Bộ định lượng và phân phối nhiên liệu; 10. Bộ đo lưu lượng không
khí; 11. Bộ điều chỉnh áp lực bằng điện; 12. Cảm biến Oxy; 13. Công tắc
nhiệt - thời gian; 14. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 15. Delco; 16. Van khí
phụ; 17. Công tắc vị trí bướm ga; 18. ECU; 19. Công tắc máy; 20. Ắc quy.


c. Hệ thống cung cấp nhiên liệu điều khiển điện tử (EFI)

Trong hệ thống này, bộ điều khiển trung tâm sẽ dựa vào các tiến hiệu
dạng điện do các cảm biến truyền về để xử lý thông tin và xác định lưọng
nhiên liệu cần thiết, bằng sự điều chỉnh thời điểm và thời gian hoạt động của
vòi phun xăng theo một chương trình đã được lập sẵn.
Trong hệ thống EFI có thể phân loại như sau:
Theo vòi phun.
Hệ thống phun xăng đơn điểm: Phun xăng đặt cở cổ hút chung cho toàn bộ
xylanh của động cơ, bên trên bướm ga.
Hệ thống phun xăng đa điểm: Mỗi xylanh của động cơ được bố trí một vòi
phun trước xupáp nạp.
Theo cách đo lưu lượng khí nạp.
d. Cảm biến đo khối lượng khí nạp
Cảm biến đo khối lượng kiểu tấm đốt nóng.
e. Cảm biến đo thể tích khí nạp
Cảm biến đo khối lưu lượng khí nạp kiểu gió xoáy quang học Karman.
Cảm biến đo lưu lượng khí nạp kiểu cánh.
1.2. Khái quát về hệ thống phun xăng điện tử
1.2.1. Khái quát hệ thống phun xăng điện tử EFI
Trong hệ thống EFI, cơ cấu dùng để đo lượng khí nạp được tách rời khỏi
cơ cấu phun nhiên liệu, lượng khí nạp được đo bằng một cảm biến (cảm biến
lưu lượng khí) và gửi tín hiệu phản hồi đến ECU (bộ điều khiển điện tử trung
tâm). Dựa vào tín hiệu lượng khí nạp và tín hiệu tốc độ quay của động cơ,
ECU sẽ truyền một tín hiệu đến các vòi phun, vòi phun sẽ phun một lượng
nhiên liệu thích hợp vào cửa nạp của từng xylanh.
1.2.2. Ưu điểm của EFI so với chế hòa khí


So với hệ thống chế hòa khí thì hệ thống phun xăng EFI có những ưu
điểm nổi bật sau:
Phân phối hòa khí đồng đều đến từng xylanh. Ở các chế độ chuyển tiếp

động cơ hoạt động tốt hơn, chạy không tải êm dịu hơn. Tiết kiệm nhiên liệu,
giảm được các khí thải độc hại và đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe về
khí thải vì đảm bảo chính xác hệ số dư lượng không khí (λ ≈1).
Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không có họng khuếch
tán gây cản trở như động cơ chế hòa khí.
Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến cánh
bướm gió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh.
1.2.3. Phân loại hệ thống EFI
Tùy theo phương pháp sử dụng để cảm nhận lưu lượng khí nạp, hệ thống
EFI có thể được chia thành 2 loại như sau:

Hình 1. 2 Hình Phân loại theo phương pháp lưu lượng khí nạp
a. Loại D-EFI (loại điều khiển áp suất đường khí nạp)
Loại này đo mức độ chân không trong đường ống nạp do đó nhận biết được
lượng khí nạp qua mật độ của nó.
b. Loại L-EFI (loại điều khiển dòng khí nạp)
Loại L-EFI này nhận biết trực tiếp lượng khí nạp chạy qua đường ống nạp
bằng cảm biến lưu lượng khí nạp. Trên xe Toyota Vios 2014 sử dụng phương


pháp loại này để đo lưu lượng không khí nạp. Lưu lượng khí nạp được đo
bằng cảm biến khối lượng không khí điều khiển dây đốt nóng.
1.2.4. Cấu tạo cơ bản hệ thống EFI
Cấu tạo cơ bản hệ thống EFI có thể chia thành 3 khối là: Khối điều khiển
điện tử, khối nhiên liệu, khối khí nạp.
Hệ thống phun nhiên liệu điện tử EFI sử dụng các cảm biến khác nhau
để phát hiện tình trạng của động cơ và điều kiện chạy của xe.

Hình 1. 3 Cấu tạo cơ bản hệ thống EFI
1. Bình chứa xăng; 2. Bơm xăng điện; 3. Bộ lọc xăng; 4. ECU; 5. Vòi phun

chính; 6. Bộ điều áp; 7. Ống góp hút; 8. Vòi phun khởi động lạnh; 9. Cảm
biến vị trí bướm ga; 10. Cảm biến lưu lượng khí nạp; 11. Cảm biến lambda;
12. Công tắc nhiệt thời gian; 13. Cảm biến nhiệt độ động cơ; 14. Bộ chia điện;
15. Van khí phụ; 16. Ác quy; 17. Khóa điện; 18. Cảm biến Nhiệt độ khí nạp;


19. Rơ le
Nhiên liệu được lấy từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu và được
phun dưới áp suất bởi vòi phun. Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên
liệu phải được điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều
áp và bộ giảm rung động.
Và ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và làm cho các
vòi phun phun nhiên liệu.
1.2.5. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử

Hình 1. 4 Sơ đồ hệ thống phun xăng điều khiển điện tử
Hệ thống phun xăng điện tử thực chất là một hệ thống điều khiển tích
hợp cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ. Hệ thống bao gồm
ba khối thiết bị sau:
Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận các thông số hoạt động của động
cơ (lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nồng độ oxy)
Bộ xử lý và điều khiển trung tâm: tiếp nhận và xử lý các thông tin do


các cảm biến cung cấp. Tín hiệu điện đưa đến từ các cảm biến sẽ được chuyển
đổi thành tín hiệu số rồi được xử lý theo một chương trình đã vạch sẵn.
Những số liệu cần thiết khác cho việc tính toán đã được ghi nhớ sẵn trong bộ
nhớ của máy tính dưới dạng các thông số vận hành hay đặc tính chuẩn.
Các tín hiệu ra của bộ điều khiển trung tâm được khuếch đại và đưa
vào khối thứ ba là bộ phận chấp hành. Bộ phận này có nhiệm vụ phát các

xung điện chỉ huy việc phun xăng và đánh lửa cũng như chỉ huy một số cơ
cấu thiết bị khác (luân hồi khí thải, điều khiển mạch nhiên liệu, mạch khí...)
đảm bảo sự làm việc tối ưu của động cơ.
1.3. Lịch sử phát triển hệ thống phun xăng trên ô tô
Lịch sử phát triển của các hệ thống phun xăng đã kéo dài khoảng hơn
100 năm, kể từ khi bơm piston được ứng dụng vào phun nhiên liệu năm 1898
trên một số dòng sản phẩm, và đến nay, các hệ thống phun xăng tiên tiến như
EFI, GDI đang được ứng dụng rộng rãi trên ô tô hiện đại.
Vào cuối thế kỷ 19, một kỹ sư người Pháp - ông Stevan - đã nghĩ ra cách
phun nhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, ở Đức đã cho
phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả cao vì chi
phí tốn kém và trình độ công nghệ lúc bấy giờ chưa cho phép. Đầu thế kỷ 20,
người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 thì tĩnh tại
(nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu suất
rất thấp). Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã được ứng dụng thành công trong
việc chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức vào năm 1937,
khắc phục được nguy cơ đóng băng và cháy nổ của bộ chế hòa khí.
Để khắc phục nhược điểm trên cũng như dựa vào cơ sở của hệ thống KJetronic với van tần số, các nhà chế tạo đã đưa ra loại KE-Jetronic. Ở hệ
thống KE- Jetronic, tỷ lệ hỗn hợp để đáp ứng với các điều kiện hoạt động của
động cơ dựa vào sự thay đổi áp lực nhiên liệu của các buồng dưới của các bộ
chênh lệch áp suất, nhưng áp suất điều khiển ở trên đỉnh piston điều khiển là


được giữ cố định.
CHƯƠNG 2: CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG PHUN
XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN TOYOTA VIOS 2014
2.1. Giới thiệu về động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014
Động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014 là loại động cơ có kí hiệu là: 1NZFE. Toyota Vios 2014 mới sử dụng động cơ VVT-i 1.5 lít với hệ thống 16 van
DOHC mang lại sự vận hành tối ưu cho động cơ, cũng như tiết kiệm nhiên
liệu, tăng độ bền và đặc biệt giảm thiểu ô nhiễm nhờ tuân theo tiêu chuẩn

Euro 4 về khí thải. Công suất cực đại 107/6.000 (hp/rpm), mô-men xoắn tối
đa là 141/4.200 (Nm/rpm). Hệ thống đánh lửa không dùng bộ chia điện điều
khiển điện tử thông minh.
2.2. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử

Hình 2. 1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử
1. Thùng xăng; 2. Bơm xăng; 3. Lọc xăng; 4. Kim phun; 5. Bộ điều áp; 6.
Cảm biến vị trí bướm ga; 7. Cảm biến lưu lượng khí nạp; 8. Cảm biến nhiệt


độ nước làm mát; 9. Cảm biến trục khủy; 10. Cảm biến oxy; 11. Cổ xả; 12.
Lọc không khí; 13. Cảm biến nhiệt độ không khí; 14. Bướm ga.
2.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử
Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng
của động cơ và điều khiển chạy của xe. ECU động cơ tính toán lượng phun
nhiên liệu tối ưu và điều khiển các vòi phun nhiên liệu. Nhiên liệu được hút từ
bình nhiên liệu bằng bơm cánh gạt qua bình lọc nhiêu liệu để lọc sách các tạp
chất sau đó tới bộ giảm rung, bộ phận này có nhiệm vụ hấp thụ các dao động
nhỏ của sự phun nhiện liệu gây ra. Sau đó qua ống phân phối, ở cuối ống phân
phối có bộ ổn định áp suất nhằm điều khiển áp suất của dòng nhiên liệu và
giữ cho nó luôn ổn định. Tiếp đến nhiên liệu được đưa tới vòi phun dưới sự
điều khiển của ECU vòi phun sẽ mở ra nhiên liệu được phun vào buồng cháy
để động cơ hoạt động. Nhiên liệu thừa sẽ được đưa theo đường hồi trở về bình
nhiên liệu. Các vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào ống nạp tùy theo các tín hiệu
phun của ECU. Các tín hiệu phun của ECU sẽ được quyết định sau khi nó
nhận được các tín hiệu từ các cảm biến và nhiên liệu sẽ được ECU điều chỉnh
phù hợp với tình trạng của động cơ.
Hệ thống phun xăng điện tử EFI được chia ra thành 3 hệ thống nhỏ: hệ
thống điều khiển điện tử, hệ thống nhiên liệu và hệ thống nạp khí.
a. Hệ thống điều khiển điện tử

Đảm bảo hỗn hợp khí cháy có tỷ lệ lý tưởng (15:1). Bộ phận chính của
hệ thống điều khiển điện tử là bộ điều khiển trung tâm (ECU), nó nhận thông
tin từ các cảm biến (nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp, vị trí bướm ga, tín hiệu
khởi động và cảm biến oxy) cùng với tín hiệu đánh lửa và thông tin từ bộ
phận đo lượng khí nạp. Sau khi xử lý các tín hiệu thu được ECU sẽ phát tín
hiệu điều khiển vòi phun. Nhờ đó mà lượng nhiên liệu phun vào luôn luôn tỷ
lệ với lượng khí nạp.
b. Hệ thống nhiên liệu


Bao gồm một bơm điện, nó hút xăng từ thùng chứa và đẩy vào hệ thống
qua một bầu lọc. Động cơ hoạt động, trong đường ống phân phối nhiên liệu
tới các vòi phun luôn luôn thường trực một áp suất khôg đổi (từ 2.87 đến 2.93
bar) đây cũng chính là áp suất phun. Khi nhận được tín hiệu điều khiển từ
ECU, van điện mở và nhiên liệu được phun vào trong đường ống nạp. Để giữ
áp suất ổn định trên đường ống nhiên liệu cấp tới các vòi phun, người ta bố trí
một van điều áp. Ngoài ra đường ống nhiên liệu còn được nối tới vòi phun
khởi động lạnh bố trí trong buồng khí nạp. Tín hiệu điều khiển vòi phun này
được lấy từ công tắc báo khởi động lạnh.
c. Hệ thống nạp khí
Bắt đầu từ một bộ lọc khí, sau khi đi qua nó không khí được lọc sạch và
được dẫn qua một bộ đo lưu lượng khí nạp rồi đi qua bướm ga, đi tiếp tới
buồng khí và đi vào cụm ống nạp của động cơ. Tại đây, nhiên liệu được phun
vào, hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp rồi được hút vào các xi lanh.


Hình 2. 2 Sơ đồ khối nguyên lý làm việc của hệ thống


CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN

CHÍNH TRÊN HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ XE TOYOTA
VIOS 2014
3.1. Giới thiệu về xe toyota vios 2014
Bảng 3. 1 Bảng thông số kỹ thuật xe Vios 2014.
STT
1
2
3
4
5
6
7
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

25
26
27
28

THỐNG SỐ KỸ THUẬT
Chiều dài toàn thể
Chiều dài cơ sở
Chiều rộng toàn thể
Chiều rộng cơ sở
Chiều cao xe
Khoảng sáng gầm
Trọng lượng đầy tải
Trọng lượng không tải
Sức chở
Kiểu động cơ
Dung tích xy lanh công tác
Kích thước lốp
Dung tích bình nhiên liệu
Công suất cực đại
Momen xoắn cực đại
Dung tích khoang chứa hành lý
Bán kính quay vòng tối thiểu
Hệ số cản không khí
Vận tố tối đa
Hộ số tự động 4 cấp
Hệ thống treo
Phanh trước
Phanh sau
Hệ thống âm thanh

Vỏ và mâm xe
Dung tích khoang chứa hành lý
Tiêu chuẩn khí thải
Cửa khóa điều chỉnh từ xa
Kính cửa sổ điều chỉnh điện

ĐƠN VỊ
KT/TL
mm
4300
mm
2550
mm
1700
mm
1460
mm
1475
mm
133
KG
1500
KG
1075-1090
Người
4 người
1NZ-FE, 4 xy lanh, 16 van,
DOHC, Dual VVT-i
cc
1496

185/60R15
Lít
42
(kW)ML/v
29(107)/6000
KG.m/v
14,1/4200
Lít
475
m
4,9
0.28
170 (km/h)
Độc lập/ dầm xoắn
Đĩa thông gió 15 inch
Đĩa đặc 14 inch
FM/AM,CD
player,MP3,WMA USB ,6 loa
185/60R15 Mâm đúc
Lít
575
Euro 4


29
30
31
32
33
34

35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46

Chất liệu ghế

Da
Trượt và ngả

Ghế trước
Chỉnh độ cao mặt ghế
Ghế sau
Gập 60:40
Sưởi ghế
Không
Cảm biến lùi
Không
Đèn sương mù
Có
Cụm đèn trước
Halogen, dạng bóng chiếu

Hệ thống chống trộm
Có
Cảnh báo điểm mù
Không
Màn hình giải trí
Không
Chìa khóa
1 chìa có remote, 1chìa thường
Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)
Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD)
Hổ trợ lực phanh khẩn cấp (BA)
Đèn báo phanh trên cao
Túi khí (người lái và hành khách phía trước)
Hệ thống chống trộm
Hệ thống trợ lưc lái điện

3.2. Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử EFI

Hình 3. 1 Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử


Nhiên liệu được lấy từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu và được
phun dưới áp suất bởi vòi phun. Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên
liệu phải được điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều
áp và bộ giảm rung động. Các bộ phận chính: Bình nhiên liệu; Cụm bơm
nhiên liệu; Bơm nhiên liệu; Lưới lọc của bơm nhiên liệu; Bộ lọc nhiên liệu;
Bộ điều áp; Ống phân phối; Vòi phun; Bộ giảm rung động.
Mỗi xi-lanh được trang bị một vòi phun riêng biệt đặt ngay trước xupap.
Hệ thống vòi phun được lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định thời
điểm phun chính xác. Hệ thống EFI phun nhiên liệu bên ngoài buồng cháy,

phun gián tiếp. Hỗn hợp sẽ hình thành bên ngoài rồi mới qua xupap nạp vào
bên trong buồng cháy. Lượng xăng phun ra được điểu chỉnh kịp thời, chính
xác theo sự thay đổi của lượng khí nạp.
Công suất động cơ tăng, độ tin cậy cao, đảm bảo nồng độ các chất động
hại dưới quy định cho phép.
 Mạch kim phun nhiên liệu


Hình 3. 2 Sơ đồ mạch kim phun nhiên liệu
Các kim phun nhiên liệu được đặt ở nắp quy lát. Chúng phun nhiên liệu
vào trong xylanh theo tín hiệu từ ECM.
Phương pháp bằng cách dùng vòi phun để phun nhiên liệu đồng thời vào
tất cả các xylanh của động cơ. Phương pháp phân các xylanh thành một vài
nhóm và lúc này, nhiên liệu được phun theo nhóm vào xy lanh. Và cuối cùng
là phương pháp phun độc lập vào từng xylanh của động cơ. Thời điểm phun
nhiên liệu bắt đầu phun tại thời điểm được điều khiển bởi ECU theo lượng khí
nạp, tốc độ của động cơ,… Ngoài ra, khi lượng phun càng lớn thì thời điểm
bắt đầu phun càng nhanh.
Các kim phun xăng được cung cấp nhiên liệu dưới áp suất không đổi nhờ
bơm xăng điện và bộ điều áp xăng. ECU liên tục tiếp nhận thông tin từ các bộ
cảm biến, xử lý các thông tin này bằng cách so sánh với các dữ liệu đã được
cài đặt trong bộ nhớ vi xử lý. Sau đó nó quyết định thời điểm và thời lượng
phun xăng bằng cách đặt điện áp vào cuộn dây solenoid trong kim phun.
Cuộn dây solenoid sẽ được từ hóa khi ECU đặt điện áp vào. Lúc này từ
trường sẽ hút lõi làm nhất van kim cho phun xăng. Lượng xăng phun ra nhiều
hay ít tùy thuộc vào thời gian van kim mở dài hay ngắn. Khi ECU ngắt điện,
cuộn dây solenoid mất từ tính, lò xo đẩy van kim đóng bệ van chấm dứt phun
xăng.
3.3. Sơ đồ hệ thống nạp thải

Hình 3. 3 Sơ đồ hệ thống nạp thải
1. Bộ lọc không khí; 2. cảm biến lưu lượng khí nạp; 3. Cảm biến nhiệt độ khí
nạp; 4. Mô tơ bước; 5. Cảm biến vị trí bướm ga; 6. Bộ góp nạp; 7. Van PCV;
8. Van EGR; 9. Cảm biến tiếng gõ; 10. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 11.
Cảm biến vị trí trục khủy; 12. Bộ xúc tác 3 chức năng; 13. Bộ giảm âm phụ;
14. Bộ giảm âm chính; 15. Bình chứa nhiên liệu; 16. Hộp hấp thụ hơi xăng;
17. Van điều khiển sự thoát hơi nhiên liệu; 18. Cảm biến oxy; 19. Cảm biến vị
trí trục cam.
3.4. Hệ thống phân phối khí
Động cơ mạnh với trục cam kép và trang bị hệ thống VVT-i danh tiếng
của Totyota giúp cho động cơ đạt công suất cao hơn, tiết kiệm nhiên liệu, đạt
hiệu quả cao hơn ở những điều kiện đường xá khác nhau và bảo vệ môi
trường.