Hệ thống điều khiển động cơ trên xe santafe

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TP. HỒ CHÍ MINH

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng 01 năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: 1. Nguyễn Thị Diệp Sương
2. Nguyễn Thanh Vũ

MSSV: 14145239
MSSV: 16345037

Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ơ tơ
Mã ngành đào tạo: 52510205
Khóa: K14

Hệ đào tạo: Chính qui
Mã hệ đào tạo: K14145

Lớp: 141453A

1. Tên đề tài: “Hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe”
2. Nhiệm vụ của đề tài
Tìm hiểu và trình bày sơ lược về hệ thống điều khiển động cơ trên xe

động cơ xăng và động cơ diesel
-

Trình bày được cấu tạo và hoạt động tổng quát của hệ thống cũng như

tên gọi, chức năng của các chi tiết trong hệ thống
-

Biết được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các chi tiết và hệ thống

điều khiển trên xe
3. Sản phẩm của đề tài
Thuyết minh đề tài
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 27/11/2017
5. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 15/01/2018

TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Tên đề tài “Hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe”
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Diệp Sương

Nguyễn Thanh Vũ

MSSV: 14145239
MSSV: 16345037

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
I.

NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày và tính hợp lý của cấu trúc đề tài
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị
thực tiễn)
........................................................................................................ ..............
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

II.

NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

III.

ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
3. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không)...............................................
4. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10)..................................................
TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2018

Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Tên đề tài “Hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe”
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Diệp Sương
Nguyễn Thanh Vũ

MSSV: 14145239
MSSV: 16345037

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
I.

NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày và tính hợp lý của cấu trúc đề tài
......................................................................................................................

......................................................................................................................
................................................................................................................ ......
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị
thực tiễn)
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

II.

NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

III-

ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không)...............................................
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10)..................................................
TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng 01 năm 2018

Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài “Hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe”
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Diệp Sương
Nguyễn Thanh Vũ

MSSV: 1414523
MSSV: 16345037

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên
phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hồn
thành theo u cầu về nội dung và hình thức.

Chủ tịch Hội đồng:

______________________

___________________

Giảng viên hướng dẫn: _______________________

___________________

Giảng viên phản biện: _______________________

___________________

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 01 năm 2018
4


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập vào mở cửa nền kinh tế , ngành công nghiệp ô tô
Việt Nam cũng đang đứng trước những cơ hội và thách thức mới. Đó là những cơ hội cả
tiến và phát triển công nghệ cho ngang tầm với nước bạn trên thế giới, nhưng cũng có
những khó khăn, thử thách đặt ra đó là khả năng nắm bắt, tiếp thu công nghệ mới và cải
tiến các công nghệ cũ lạc hậu.
Công nghệ ô tô phát triển dự trên các tiêu chí: tăng cơng suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao
nhiên liệu, điện tử hóa q trình điều khiển và hạn chế mức thấp nhất thành phần ơ nhiễm
trong khí xả động cơ nhằm tạo ra một nền công nghiệp ô tô phát triển và thân thiện với môi
trường.
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và ngành cơng nghiệp tự động hóa,
ngành cơng nghiệp ơ tơ cũng có những bước tiến vượt trội, nhờ đó cải thiện đáng kể quá
trính làm việc của động cơ, nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm ô nhiễm môi trường. Tuy
nhiên, kéo theo đó là sự phức tạp về kết cấu và kỹ thuật điều khiển làm cho người sử dụng,
kỹ thuật viên ngành công nghệ ô tô nước ta gặp nhiều khó khăn trong việc nắm bắt và ứng
dụng cơng nghệ mới. Vì vậy cần có những nghiên cứu về các công nghệ mới này.
Là những sinh viên ô tô sắp ra trường, chúng em chọn đề tài: “Hệ thống nhiên liệu trên xe
SantaFE” làm đề tài tốt nghiệp. Em rất mong với đề tài này, em có thể củng cố tốt hơn kiến
thức của mình để khi ra trường có thể góp một phần vào sự phát triển của ngành công
nghiệp ô tô nước nhà.
Cuối cùng, chúng em xin được gửi lời cám ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn Nguyễn
Văn Long Giang đã chỉ bảo tận tình, giúp chúng em vượt qua những khó khăn vướng mắc

trong khi hồn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó, chúng em xin cám ơn các thầy cơ giáo
trong Khoa Cơ khí động lực đã tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp
này.

5


LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên, chúng em xin cám ơn các thầy trong Khoa Cơ khí động lực – trường Đại
học Sư pham Kỹ thuật, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Long Giang đã tạo điều kiện cho em
thực hiện đề tài “ Hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe”. Đối với em, đây là đề tài
khá mới nhưng đã mang lại cho em rất nhiều kiến thức mới và bổ ích. Trong q trình thực
hiện đề tài đã có cơ hội cũng cố các kiến thức đã học và tiếp cận với những kiến thức mới.
Vì đây là một đề tài còn mới đối với em mà kiến thức của chúng em cịn hạn chế nên khơng
thể tránh khỏi những sai sót trong q trình thực hiện. Mong quý thầy nhận xét và chỉ dẫn
thêm để bài làm của em được hoàn hiện hơn.
Lời cuối, chúng em xin kính chúc các thầy ln có nhiều sức khỏe, niềm vui, ln hạnh
phúc và có thêm thật nhiều thành tựu trong sự nghiệp của mình.

6


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁCH HÌNH
DANH MỤC CÁC BẢNG
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ...................................................................................................... 9
2. Mục tiêu ......................................................................................................... 9
3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 9
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................. 11
1. Giới thiệu về dòng xe Santafe – Động cơ R Engine – CRDi ...................... 11
2. Khái quát hệ thống điện điều khiển ........................................................... 12
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG ........................ 13
1. Khái quát về động cơ .................................................................................. 13
2. Sơ đồ hệ thống ............................................................................................. 14
3. Các tín hiệu đầu vào .................................................................................... 23
4. Sơ đồ mạch điện .......................................................................................... 39
5. Bộ điều khiển ............................................................................................... 40
6 Các cơ cấu chấp hành .................................................................................. 48
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DIESEL...................... 52
1 Khái quát về động cơ ................................................................................... 52
2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu R-Engine CRDi .................................................. 54
3. Các tín hiệu đầu vào .................................................................................... 67
4. Sơ đồ mạch điện .......................................................................................... 72
5 Bộ điều khiển ................................................................................................ 74
6. Các cơ cấu chấp hành ................................................................................. 80
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .................................................................................. 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 89

7


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CRDI: Common Rail Direct Fuel Injection
EVGT: Electronically controlled Variable Geometry Turbocharge
SUV: Sport Utility Vehicle
EGR: Exhaust Gas Recirculation
ECM: Engine Control Moudule
ABS: Anti Brake System

ESC: Electronic Speed Controller
CKPS: Cranksheft Position Sensor
TPS: Throttle Position Sensor
MAFS: Mass Air Flow Sensor
ISC: Idle Speed Control
ETC: Electronic Traction Control
TCS: Traction Control System
APS: Accelerator Pedal Position Sensor
VIS: Variable Intake Solenoid
PCSV: Purge Control SOLENOID VALVE
ATDC: After Top Dead Center
CMP: Camshaft Position
MAF: Mass Air Flow
MAP: Manifold Absolute Pressure
OCV: Oil Control Valve
ACV: Air Control Valve

8


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Công nghệ ô tô là một ngành khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng trên toàn
cầu. Sự tiến bộ trong thiết kế, vật liệu và kỹ thuật sản xuất đã góp phần tạo nên những
chiếc xe hiện đại, đầy đủ tiện nghi, tính năng an tồn cao và đáp ứng được các u cầu
về mơi trường. Trong xu thế phát triển ấy, nhiều hệ thống, trang thiết bị trên ô tô ngày
nay được điều khiển bằng điện tử, đặc biệt là các hệ thống an toàn như hệ thống phanh,
hệ thống điều khiển ổn định ô tô,... Ngoài ra, để đảm bảo đạt các chỉ tiêu về mơi trường,
về tính năng hoạt động, kinh tế nhiên liệu, các cải tiến liên quan đến ô tô cũng khơng
kém phần quan trọng, đó là các hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử cho cả động

cơ xăng và động cơ diesel đang được ứng dụng rộng rãi trên tồn thế giới.
Chính vì thế, chúng em chọn đề tài “ Hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe”
nhằm phần nào bổ sung kiến thức cho bản thân và thêm nguồn tài liệu thsm khảo, giúp
các bạn sinh viên thấy được bức tranh tổng quát về hệ thống điều khiển trên xe.
2. Mục tiêu
Mục tiêu cần đạt được sau khi hoàn thành đề tài như sau:
-

Nắm được sơ lược về hệ thống điều khiển động cơ trên xe động cơ xăng và động
cơ diesel.

-

Biết được cấu tạo và hoạt động tổng quát của hệ thống cũng như tên gọi, chức năng
của các chi tiết trong hệ thống.

-

Biết được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các chi tiết và hệ thống điều khiển trên
xe.

3. Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành đề tài này, chúng em đã kết hợp rất nhiều phương pháp nghiên cứu.
Trong đó đặc biệt là phương pháp nghiên cứu tài liệu, tìm kiếm và thu thông các thông
tin liên quan, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cơ, bạn bè,.... Từ đó tìm ra ý tưởng để hình
thành đề cương của đề tài.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Với yêu cầu về nội dung, các mục tiêu và thời gian có hạn và nguồn tài liệu hiện có,
đề tài chỉ giới hạn tập trung khảo sát:

9


-

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ trên xe SantaFe
động cơ xăng và xe SantaFe động cơ diesel, cũng như cấu tạo và nguyên lý của các
chi tiết trong hệ thống.

-

Đề tài không tập trung vào tính tốn, thiết kế của các chi tiết trong hệ thống.

10


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Giới thiệu về dòng xe Santafe – Động cơ R Engine – CRDi
1.1 Dòng xe Santafe
Ra mắt từ năm 2001, Hyundai SantaFe là mẫu xe thể thao đa dụng đầu tiên của hãng
xe Hàn Quốc. Tên gọi “SantaFe” được đặt theo tên một thành phố tại Mỹ. Có lẽ ban đầu
Hyundai định phát triển mẫu SUV này dành riêng cho thị trường Mỹ nhưng sau đó thành
cơng của nó đã vươn ra tồn thế giới. Bản thân từ “SantaFe” có nghĩa là “niềm tin thần
thánh” trong tiếng Tây Ban Nha.
Santafe thuộc phân khúc SUV cỡ D của Huyndai, là dòng xe cạnh tranh với
Fortuner, Everest, Pajero Sport, Sorento,.... Santa Fe hướng tới hình ảnh SUV đơ thị trong
khi phần cịn lại thể hiện hình ảnh đường trường. Vẻ ngồi bóng bẩy, lượng tiện nghi phong
phú giúp Santa Fe chinh phục khách hàng trẻ.
1.2 Động cơ R engine
R-2.0 / 2,2 Engine là động cơ hiệu suất cao được cài đặt chủ yếu trong các loại xe

SUV bao gồm Santa Fe và Tucson ix. Được trang bị hệ thống tăng áp được điều khiển
bằng điện tử E-VGT, hệ thống phun nhiên liệu CRDI áp suất cao và hệ thống EGR.
1.3 Hệ thống nhiên liệu CRDi

Vòi phun

Bơm cao áp

ECM

Ray chứa chung
Hình 1.1: Hệ thống CRDi của Bosch

11


Hệ thống nhiên liệu CRDi bao gồm các hệ thống chính sau: ECM, bơm cao áp, ray
chứa chung và vịi phun. Trong hệ thống CRDi, bơm cao áp bơm nhiên liệu vào trong ray
chứa chung và nâng áp suất nhiên liệu trong ray chứa lên cao. Trong cùng thời điểm, áp
suất trong ray chứa chung ln được duy trì ổn định do thể tích ray chứa lớn và ln được
bơm cao áp bổ sung nhiên liệu. Điều này đảm bảo áp suất phun tại từng thời điểm là không
đổi.
Các xe Hyundai sử dụng hệ thống CRDi của hai hãng chính là Bosch và Delphi. Các động
cơ diesel CRDi lắp trên xe nhập về Việt Nam thường của hãng Bosch. Để đo lượng nhiên
liệu vào, Bosch sử dụng van tỉ lệ điện từ (MPV) còn Delphi sử dụng van đo lường đầu vào
(IMV).
2. Khái quát hệ thống điện điều khiển
Các yêu cầu về an toàn, tiện nghi, kinh tế và bảo vệ mơi trường liên tục được nâng
cao, do đó, hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng cũng liên tục phát triển để đáp ứng các
yêu cầu đó. Theo thời gian, yêu cầu của hệ thống phát triển theo xu hướng sau đây:

Giá thấp

Tiêu thụ ít nhiên liệu

Cơng suất cao Ổn định khi chạy

Độ tin cậy cao

Bền, gọn nhẹ

Ô nhiễm thấp

Ồn, rung động thấp

Cùng với sự phát triển đó, hệ thống nhiên liệu phát triển theo các hệ thống sau:
Chế hịa khí -> Hệ thống phun cơ khí -> Hệ thống phun điện tử
Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử ra đời và đã phát huy được các ưu điểm
nổi bật. Hệ thống phun nhiên liệu điện tử hiện nay bao gồm rất nhiền cảm biến để phát hiện
điều kiện hoạt động của động cơ và của xe. Các cơ cấu chấp hành để điều khiển các thông
số hoạt động của động động cơ. Một máy tính (ECM) xử lý tất cả các dữ liệu liên quan và
đưa ra các tín hiệu điều khiển. Hệ thống đã duy trì điều kiện hoạt động tối ưu cho động cơ.

12


CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XĂNG
1. Khái quát về động cơ
SantaFe 2017 đang được cung cấp với 4 động cơ xăng cho Theta II cho với suất 176
mã lực, đạt tốc độ quay 6.000 vòng/phút cùng Momen xoắn cực đại 231 Nm tại 3750
vòng/phút. Xe trang bị hộp số tự động 6 cấp, kèm theo những khoa học an tồn chống bó

cứng phanh ABS, cân bằng điện tử ESC. Đặc biệt xe trang bị chế độ Drive Mode 3 chế độ
lái Eco, Normal, Sport làm tăng tính thú vị lúc cầm lái.
Động cơ xăng sử dụng tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khơng khí và nhiên liệu. Thơng
thường, hỗn hợp này được hịa trộn bên ngoài buồng đốt. Kim phun được lắp ở cổ nạp và
phun nhiên liệu vào ngay phía trước xu páp nạp và hịa trộn với khơng khí ở đó. Piston đi
xuống, hỗn hợp khơng khí và nhiên liệu được đưa vào buồng đốt. Piston đi lên và chu kỳ
nén bắt đầu, đến cuối hành trình nén, bugi bật tia lửa điện và đốt cháy hỗn hợp, năng lượng
cháy sinh ra sẽ đẩy piston đi xuống và làm quay trục khuỷu. Cuối cùng piston đi lên, xu
páp nạp mở và khí thải được đẩy ra ngồi. Trong q trình cháy, ngồi CO2, H2O buồng
đốt cịn tạo ra các khí độc hại CO, HC và NOx, rất nhiều biện pháp được đưa ra để làm
giảm nồng độ các chất khí độc hại này.
2.4ℓ
Item
Type
Displacement (cc)
Compression Ratio
Fuel Injection
Bore × Stroke (mm)
Stroke/Bore Ratio
Max.Power ( hp)
Max. Torque (Nm)
Fuel system
Fuel Pressure

High Pressure

Low Pressure
Timing Chain

GDI (YF)

MPI (NF)

I4/16Valve DOHC
2,359
11.3
Direct Injection
(combustion chamber)
88 × 97
1.10
199
252 Nm
Gasoline Direct
injection

2,359
10.5

135bar (Idle: 40bar)
4.5bar
Roller Chain

Port Injection
88 × 97
1.10
177
226 Nm
Multi Point
Injection
135bar (Idle:

40bar)
3.5bar
Silent Chain
13


Fuel Tank Capacity
Piston Pin
Intake/exhaust system
Piston
Cylinder Head
Injector

64l
Full Floating
CVVT
bowl
Features an injector
mounting hole.
High-Pressure Injection

Oil Cooler
Spark Plug

250Kpa High-Pressure
Sensor
Yes
M12 iridium

Injection Method

Split Injection

Fuel Pressure Sensor

EMS

Continental
S1: Linear + S2:
Oxygen Sensor
Zirconia
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của động cơ

Pressurized
CVVT
flat
Low-Pressure
Injection
M14 iridium
Single
Injection
←
S1: Zirconia +
S2: Zirconia

2. Sơ đồ hệ thống

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống
Hệ thống nhiên liệu có thể chia thành 4 hệ thống nhỏ chính: Hệ thống cấp khí nạp,
Hệ thống cấp nhiên liệu, Hệ thống đánh lửa và Hệ thống điều khiển. Trong nhiều trường

hợp người ta chia là 5 hệ thống trong đó có Hệ thống kiểm sốt khí thải, tuy nhiên các tài

14


liệu của Hyundai coi hệ thống kiểm sốt khí thải là hệ thống con hoặc tích hợp trong các
hệ thống trên.
2.1 Hệ thống cấp nhiên liệu

Hình 2.2: Hệ thống cấp nhiên liệu
Hệ thống cấp nhiên liệu bao gồm các thiết bị như hình minh họa. Nhiên liệu được
cấp lên các vòi phun bằng bơm nhiên liệu. Các chất bẩn được lọc sạch bằng lọc. Trong đa
số các động cơ, áp suất nhiên liệu được giữ ổn định tương đương với áp suất cổ hút, lượng
nhiên liệu được phun liên quan đến thời gian mở vịi phun.
2.1.1 Bơm nhiên liệu

Hình 2.3: Bơm nhiên liệu
Trên các loại xe Hyundai thường được trang bị hai loại bơm nhiên liệu cho các động
cơ xăng phun điện tử. Trước đây, thường sử dụng loại bơm lắp trên đường cấp nhiên liệu
thường kết hợp với thiết bị giảm xung áp suất, lọc nhiên liệu. Công suât cấp khoảng 1.5
đến 2.5 lít/phút và áp suất đạt 3 đến 6kg/cm2. Ngày nay, hầu hết các xe của Hyundai đều
dùng loại bơm lắp trong thùng nhiên liệu. Loại bơm này có ưu điểm là: giảm ồn, sóng áp
suất thấp, gọn nhẹ, chống rò gỉ, chống tạo bọt trong nhiên liệu. Thế hệ bơm nhiên liệu mới
15


nhất tích hợp cùng phao báo nhiên liệu và lọc. Gọi là loại bơm ướt vì nó nhúng trong nhiên
liệu, dịng nhiên liệu đi qua sẽ làm mát và bơi trơn mô tơ, van giảm áp mở khi đường nhiên
liệu bị tắc. Van 1 chiều sẽ đóng khi tắt bơm để duy trì áp suất trong ray chứa để lần khởi
động sau sẽ dễ dàng hơn.

Điều khiển bơm nhiên liệu

Hình 2.4: Mạch điện điều khiển bơm
Việc điều khiển bơm nhiên liệu tùy thuộc và từng loại động cơ có thể khác nhau đôi
chút, nhưng thông thường, bơm nhiên liệu thường được đóng mở bằng một rơ le bơm.
ECM sẽ cấp tín hiệu điện điều khiển rơ le. Thơng thường, bơm sẽ bật ngay sau khi ECM
nhận được tín hiệu quay của CKPS.
Để kiểm tra hoạt động của bơm có thể cấp điện trực tiếp cho bơm qua giắc cắm hoặc kiểm
tra qua máy chuẩn đoán (Actuation Test). Để kiểm tra áp suất nhiên liệu được bơm phải
lắp thêm đồng hồ đo áp vào đường ống nhiên liệu.
2.1.2 Lọc nhiên liệu

Hình 2.5: Lọc nhiên liệu
16


Lọc nhiên liệu để ngăn không cho các chất cặn bẩn đi đến vịi phun có thể làm hư
hại hoặc tắc vòi phun. Nếu lọc bị bẩn và tắc, lượng nhiên liệu cấp đến vịi phun có thể bị
thiếu hoặc áp suất không đủ dẫn đến chết máy, mất công suất hoặc khó khởi động. Nếu
nhiên liệu quá bẩn có thể dẫn đế tắc hồn tồn và động cơ khơng thể hoạt động. Do vậy,
việc kiểm tra, làm sạch và thay mới lọc theo lịch bảo dưỡng là rất quan trọng.
Đối với các động cơ tran bị bơm ngoài, lọc nhiên liệu được lắp bên ngoài giống như lọc
của động cơ diesel. Đối với hầu hết các động cơ xăng hiện nay, lọc nhiên liệu được lắp tích
hợp bên trong bơm nhiên liệu và đặt trong thùng nhiên liệu.
Chú ý: Trước khi thao tác với hệ thống cấp nhiên liệu cần phải giảm áp hệ thống để tránh
nguy cơ cháy nổ.
2.1.3 Hệ thống nhiên liệu có đường hồi
Trong hệ thống nhiên liệu có đường hồi, áp suất nhiên liệu trong ray chứa được điều
khiển bằnh van điều chỉnh áp suất lắp ở cuối ray, van này luôn giữ cho áp suất trong ray
không đổi ứng với áp suất chân không nhất định bên trong cổ hút. Thông thường, lượng

nhiên liệu được phun phụ thuộc vào áp suất phun, thời gian mở vịi phun và kích thước lỗ
vịi phun. Kích thước lỗ vịi phun khơng đổi. Tại một áp suất chân khơng nhất định của cổ
hút thì áp suất nhiên liệu trong ray cũng khơng thay đổi. Do đó, để điều khiển lượng nhiên
liệu được phun ECM điều khiển thời gian đóng mở vịi phun.

Hình 2.6: Hệ thống nhiên liệu có đường hồi
Khi áp suất trong đường ống phân phối vượt quá giới hạn, van điều chỉnh áp suất
mở và nhiên liệu sẽ hồi về thùng nhiên liệu. Lò xo hồi trong van đặt một lực tác động để
duy trì áp suất trong ống phân phối là 3.35bar. Điều đó có nghĩa là khi áp suất trong cổ hút
bằng với áp suất khơng khí thì áp suất nhiên liệu trong ray là 3.35 bar. Khi động cơ hoạt
17


động, xuất hiện áp suất chân không trong cổ hút, áp suất này tác động vào màng hút bên
trong van và kéo lò xo hồi làm giảm lực của lò xo dẫn đến áp suất nhiên liệu trong ray giảm
xuống.
2.2 Hệ thống cấp khí nạp

Hình 2.7: Hệ thống cấp khí nạp
Hệ thống cấp khí nạp điều khiển lượng khí yêu cầu cho buồng đốt. Các chi tiết chính
bao gồm lọc khí, thiết bị đo lưu lượng dịng khí, thiết bị đo nhiệt độ dịng khí, bướm gió và
thân bướm gió, cổ nạp và xu páp nạp. Khi piston đi xuống, xu páp nạp mở, bướm gió mở,
khơng khí từ bên ngồi sẽ đi qua hệ thống cấp khí nạp đi vào buồng đốt.
Lọc dùng để lọc các chất bẩn không ho vào buồng đốt.
Cảm biến khối lượng dịng khí nạp (MAFS): Đo khối lượng dịng khí nạp.
Bướm gió: điều khiển khối lượng khí đươc đưa vào buồng đốt.
Cảm biến vị trí bướm gió (TPS): cấp thơng tin phản hồi cho ECM.
Thiết bị điều khiển tốc độ không tải (ISC)
2.2.1 Khoang nạp và cổ nạp

Hình 2.8: Khoang nạp loại tích hợp
Khoang nạp và cửa nạp để dẫn khí nạp vào trong động cơ. Tính năng hoạt động và
nồng độ các chất độc hại có trong khí thải của động cơ có thể được cải thiện đáng kể khi
thiết kế của khoang nạp và cổ nạp hợp lý. Các loại xe Hyundai thường có hai loại là loại
18


tích hợp và loại tác rời. Trong cả hai trường hợp, vịi phun được lắp ở phía cuối cổ nạp và
phun vào xu páp nạp. Vật liệu làm cổ nạp và khoang nạp thường được làm bằng nhôm đúc,
gần đây chúng được cải tiến và làm bằng nhựa chịu nhiệt.
2.2.2 Bướm gió

Hình 2.9: Bướm gió
Bướm gió bao gồm thân bướm gió, bướm gió, cơ cấu điều khiển tốc độ khơng tải,
cảm biến vị trí bướm gió, các cửa lấy tín hiệu chân khơng (để điều khiển). Việc căn chỉnh
bướm gió và thiết bị điều chỉnh tốc độ không tải được thực hiện tại nhà máy sản xuất. Do
đó, khơng cần phải điều chỉnh lại trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên, khi bướm gió phải
sửa chữa hoặc thay thế, việc hiệu chỉnh là cần thiết.
Bướm gió điện tử (ETC)

Hình 2.10: Bướm gió điện tử
Để điều khiển lưu lượng khí nạp và tốc độ động cơ một cách chính xác nhất, hệ
thống bướm gió điện tử đã được ra đời. Thêm vào đó, ETC cịn dùng để điều khiển chế độ

19


ESP, TCS, điều khiển tốc độ không tải và điều khiển chế độ chạy tự động. Nhờ cơ cấu đơn
giản nên khả năng hỏng, gặp lỗi ít xảy ra.
Trong ETC, khơng có dây ga nối từ chân ga đến bướm gió, thay vào đó, vị trí chân ga được

phát hiện bằng cảm biến chân ga và gửi đến ECM, ECM xử lý thơng tin và cấp tín hiệu
đến mơt tơ bướm gió. Bướm gió được đóng hay mở bằng mơ tơ điện. Để đảm bảo an tồn
và chính xác, TPS cảm biến vị trí bướm gió và gửi thơng tin phản hồi về ECM để có thể
hiệu chỉnh kịp thời. Đối với bướm gió điện tử, khơng có thiết bị điều khiển tốc độ không
tải.
2.2.3 Hệ thống thay đổi đường nạp 2 cấp VIS

Tại tốc độ thấp

Tại tốc độ cao

Hình 2.11: Hệ thống thay đổi đường nạp
Trong hệ thống VIS hai cấp, ở tốc độ thấp và trung bình, van VIS đóng, do đó đường
đi của khí nạp dài do đó lợi dụng được hiệu ứng sóng âm để tăng hiệu quả nạp khí vào
buồng đốt. Khi tốc độ động cơ cao, sự dao động của dịng khơng khí thấp và nó sẽ cản trở
dịng khí nạp dẫn đến giảm hiệu suất nạp. Do đó, ở tốc độ cao, van VIS mở, qng đường
đi dịng khí thay đổi để phù hợp với sự dao động của dịng khí tại tốc độ cao và cải thiện
hiệu suất nạp ở tốc độ cao
2.2.3 Hệ thống kiểm sốt khí xả
Kiểm sốt khí thải buồng đốt: Ta đã biết, khí thải buồng đốt có chứa các chất độc
hại NOX, CO và HC, để xử lý các chất thải này người ta sử dụng bộ chuyển đổi xúc tác để
ơ xi hóa khử các khí độc hại NOX, CO và HC thành CO2 và H2O và bộ chuyển đổi xúc
tác này hoạt động có hiệu quả nhất khi hệ số λ = 1. Để điều khiển hệ thống kiểm sốt khí
thải, hệ thống sẽ liên tục điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun và khí được nạp để sao
cho hệ số λ dao động một phạm vi nhỏ quanh số 1.

20


Hình 2.12: Vịng điều khiển lamda

Khi hỗn hợp nghèo nhiên liệu (λ>1), trong khí thải có chứa nhiều ơ xy, cảm biến ơ
xy cảm nhận nhiều ơ xy và tín hiệu đầu ra sẽ lớn hơn 0.5V, tín hiệu này được gửi về ECM,
ECM điều chỉnh lại lượng nhiên liệu phun và khí nạp theo hướng giàu nhiên liệu (λ<1).
Khi hỗn hợp khí nạp trở nên giàu nhiên liệu, nồng độ ơ xy có trong khí thải ít đi, cảm biến
ơ xy cảm nhận ít ơ xy và tín hiệu đầu ra nhỏ hơn 0.5V, tín hiệu này được gửi về ECM,
ECM điều chỉnh lại lượng nhiên liệu phun và lượng khí nạp theo chiều hướng nghèo nhiên
liệu .... Quá trình điều chỉnh này liên tục thực hiện và hệ số λ liên tục dao động xung quanh
giá trị 1 người ta goi đây là điều khiển theo vịng kín hoặc vịng điều khiển Lambda.

Hình 2.13: Hệ thống khí xả
Khí bay hơi vao gồm các khí hydrocarbon bay hơi từ thùng nhiên liệu và từ hộp các
te. Các chất khí này được kiểm soát và đưa trở lại buồng đốt để không xả ra môi trường.
21


Đối với các chất khí bay hơi từ thùng nhiên liệu và lọc nhiên liệu tại cổ thùng nhiên liệu sẽ
được đưa đến và lưu trữ tại bình than hoạt tính. Lượng khí này sẽ được đưa đến cổ nạp
thơng qua van điện từ PCSV. Van PCSV được ECM điều khiển đóng mở để cấp khí vào
cổ nạp tùy theo điều kiện hoạt động của động cơ. Van PCSV chỉ mở khi nhiệt độ nước làm
mát lên đến 800C, tải động cơ ở mức độ trung bình và hệ thống điều khiển vòng lambda
đang hoạt động.
Đối các chất bay hơi từ hộp các te sẽ được điều khiển và đưa quay trở lại buồng đốt
thông qua van PCVV và ống thở. Mức độ mở của van PCVV sẽ được quyết định bởi áp
suất chân không trong cổ nạp. Khi áp suất khí trong hộp các te quá lớn và vượt qua khả
năng của van PCVV thì nó sẽ đi qua ống thở để đến hộp lọc khí.
2.2.4 Hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa sử dụng bộ điều khiển cho ra một chế độ đánh lửa lý tưởng phù
hợp với mọi điều kiện hoạt động của xe, ECM xác định thời điểm đánh lửa dựa vào các tín
hiệu từ các cảm biến. Trong bộ nhớ của ECM có lưu thời điểm đánh lửa cho từng điều kiện
hoạt động của động cơ.

Mục đích của hệ thống đánh lửa là tạo tia lửa điện để đốt hỗn hợp nhiên liệu tại thời
điểm thích hợp nhất. Để đạt hiệu suất cao nhất, hệ thống đánh lửa phải kích hoạt sao cho
áp suất buồng đốt đạt cao nhất nằm trong khoảng 10 độ ATDC. Thời điểm đánh lửa phụ
thuộc vào tốc độ động cơ, hỗn hợp được trộn...

Hình 2.14: Hệ thống đánh lửa
Tín hiệu vào bao gồm MAF, MAP,CKP, CMP, ECT, TPS ... Căn cứ vào tín hiệu
đầu vào, ECM sẽ gửi tín hiệu đánh lửa đến transistor để cắt mát của cuộn sơ cấp, từ đó sinh
22


ra dịng điện có điện áp cao ở cuộn thứ cấp, điện áp này gửi đến bugi và phát sinh tia lửa
điện.
2.5 Hệ thống điều khiển điện tử
Bước 1: Xác định thời gian phun cơ sở
Tín hiệu đầu vào là khối lượng dịng khí nạp từ cảm biến MAFS, Áp suất dịng khí
nạp từ cảm biến TPS và tốc độ động cơ từ cảm biến CKPS. Căn cứ vào các tín hiệu này,
ECM sẽ tính tốn thời gian phun cơ sở.
Bước 2: Hiệu chỉnh thời gian phun cơ sở
Hiệu chỉnh thời gian phun cơ sở dựa trên nhiều tín hiệu đầu vào về tình trạng của
động cơ:
Hiệu chỉnh theo nhiệt độ dịng khí nạp
Hiệu chỉnh theo nhiệt độ nước làm mát
Hiệu chỉnh theo công suất
Bước 3: Xác định thời gian phun cuối cùng (Hiệu chỉnh theo điện áp)
3. Các tín hiệu đầu vào
ECM (Engine Control Module) là thiết bị rất quan trọng trong các xe dùng MFI, nó
nhận tín hiệu từ các cảm biến, cơng tắc…. sau đó xử lý những thông tin này để điều khiển
các thiết bị công tác cho phù hợp với từng điều kiện hoạt động của động cơ. Hình bên dưới
mơ phỏng vị trí của ECM:

Hình 2.15: ECM
Cảm biến đo gió (MAF), cảm biến chân khơng (MAP) là tín hiệu đo tổng lượng khơng
khí được động cơ hút vào các xy lanh.

23


Cảm biến áp suất khí quyển (Barometric Pressure Sensor) đo độ cao của xe so với
mặt biển, từ đó cho ECM biết mật độ ơ-xy có trong khơng khí thơng qua áp suất khí quyển.
Cảm biến ơ xy trên (Up stream Oxygent Sensor) báo về ECM lượng ơ-xy cịn thừa
trong khí xả và cảm biến ơ-xy dưới (Down stream Oxygent Sensor) báo về ECM lượng ôxy thừa sau bầu lọc khí xả.
Cơng tắc chân phanh, cơng tắc chân cơn báo về ECM vị trí của hai bàn đạp này, nó
thể hiện ý định điều khiển của người lái.
Các công tắc tải điện và cực FR báo về ECM để ECM điều khiển tốc độ không tải
cho phù hợp, giúp động cơ chạy ổn định ở chế độ không tải.
Công tắc áp suất dầu trợ lực lái báo về ECM ý định điều khiển của người lái để ECM
điều khiển tốc độ không tải cho phù hợp, giúp động cơ chạy ổn định ở chế độ không tải.
Nhiệt độ nước làm mát giúp ECM điều khiển góc phun sớm và lượng phun nhiên
liệu.
Cảm biến vị trí chân ga báo về ECM ý định điều khiển của người lái để ECM điều
khiển mô-men xoắn cũng như công suất của động cơ.
Cảm biến vị trí trục cơ báo về ECM vị trí của trục cơ và tốc độ của trục cơ. Tín hiệu
này cũng là một trong những tín hiệu chính giúp ECM điều khiển lượng phun và góc đánh
lửa sớm.
IG “ON” là tín hiệu của người lái yêu cầu ECM cấp nguồn cho hệ thống MPI của
động cơ.
Tín hiệu đề máy báo cho ECM biết để chạy chế độ khởi động, chế độ này chủ yếu
liên quan đến kim phun và góc đánh lửa sớm.
Tín hiệu B+ báo cho ECM biết nguồn từ ắc quy có nằm trong giải cho phép hay

khơng, tín hiệu này giúp ECM quyết định thời gian làm việc của các thiết bị công tác, VD,
ECM sẽ bù độ trễ của vòi phun nếu điện áp ắc-quy báo về thấp.
Cảm biến kích nổ (Knock sensor) báo về ECM hiện tượng kích nổ để ECM điều khiển
góc đánh lửa phù hợp, giảm thiểu hiện tượng kích nổ.
Cảm biến bỏ lửa (Missfire Sensor) giúp ECM nhận biết được hiện tượng bỏ máy của
mạch điện của hệ thống đánh lửa.
Cảm biến nhiệt độ dầu báo nhiệt độ của dầu cho ECM, thơng qua nhiệt độ dầu, ECM
sẽ tính tốn độ lỗng, đặc của dầu để thực hiện việc điều khiển bù trong hệ thống CVVT.
24


Cảm biến tốc độ xe giúp ECM điều khiển các thiết bị phụ thuộc vào tốc độ, CB tốc
độ bánh xe giúp ECM nhận biết tình trạng mặt đường.
Cảm biến gia tốc báo về ECM độ gia tăng tốc độ của xe theo hướng xe chạy, tín hiệu
này kết hợp với tốc độ bánh xe để xác định tình trạng mặt đường.
Công tắc báo cắt côn và công tắc báo số “N” giúp ECM quyết định việc có cho phép
động cơ khởi động hay không. Với công tắc cắt côn, nó cịn có tác dụng giúp ECM bù cơng
suất cho tốc độ không tải khi người lái vào số.
Công tắc A/C, công tắc áp suất ga, cảm biến áp suất ga giúp ECM quyết định việc có
đóng lốc điều hịa hay khơng và nếu có thì ECM sẽ bù cơng suất trong chế độ không tải
(nâng chân ga).
Các loại mạng giúp ECM liên kết với các hộp điều khiển khác để chia sẻ thơng tin có
liên quan đến các hộp khác, ví dụ như u cầu tăng hoặc giảm cơng suất động cơ trong quá
trình HT ESP/TCS làm việc. Đường truyền mạng cịn giúp ECM liên kết mới máy chẩn
đốn để làm việc với thiết bị này.
Tín hiệu từ hệ thống immobilizer dùng để ECM quyết đinh cho phép động cơ khởi
động động cơ hay không.
3.1 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature Sensor – IATS)

Hình 2.16: Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt đọ khí nạp sử dụng nhiệt điện điện trở có hệ số nhiệt âm. Khi nhiệt
độ khí nạp tăng, giá trị điện trở cảm biến giảm và ngược lại. ECM dựa vào tín hiệu này để
phát hiện nhiệt độ khí nạp vào động cơ.

25