học phần: Mễ UN SA CHA V BO DNG H THNG PHUN XNG
IN T
Bi 1: i cng v h thng phun xng in t
Mc tiờu ca bi:
Hc xong Bi ny hc viờn s cú kh nng:
- Phỏt biu c khỏi nim, phõn loi, h thng phun xng in t.
- Trỡnh by c thnh phn cu to v nguyờn tc lm vic ca h thng phun xng in t.
- Nhn dng ỳng thnh phn v v trớ lp t trờn ng c.
Nụi dung ca bi:
1: Khỏi nim.
- Cấp hoà khí đồng đều, tỉ lệ hoà khí chính xác đến từng xi lanh của động cơ.
- Đáp ứng kịp thời lợng xăng phun ra khi góc mở của bớm ga thay đổi.
- Hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu phù hợp với từng chế độ tải khác nhau.
- Cắt nhiên liệu khi giảm tốc.
- Hiệu suất nạp lớn
1.1. Ưu điểm của hệ thống phun xăng
a. Giảm tiêu hao nhiên liệu của động cơ
- Lợng xăng phun ra luôn đợc điểu chỉnh sao cho tạo ra hỗn hợp tối u nhất. So với việc
sử dụng chế hoà khí thì tiết kiệm khoảng 11
ữ
16 % .
b. Tăng công suất động cơ
- ở hệ thống phun xăng sức cản không khí trên đờng nạp đợc giảm bớt do bỏ bộ chế hoà
khí. Kết cấu đờng nạp có thể tối u hoá để nạp đẩy tối đa cho động cơ ở mọi chế độ hoạt
động.
- ở hệ thống phun xăng hiện đại, ECU còn điểu khiển đồng thời cả hệ thống phun xăng
và đánh lửa để tăng hiệu suất cho động cơ.
c. Giảm bớt các khí thải độc hại
- Do xăng đợc phun ra dới dạng sơng mù nên hỗn hợp nhiên liệu đợc chuẩn bị tốt hơn, phân
phối đều hơn trong xi lanh nên cháy tốt hơn.
- ở một số hệ thống phun xăng còn sử dụng cảm biến khí xả kết hợp với bộ xúc tác
8. Vòi phun khởi động
19. Vít điều chỉnh hỗn hợp chạy không
tải
9. Vít điểu chỉnh tốc độ chạy không tải 20. ắc quy
10. Cảm biến vị trí bớm ga 21. Khoá điện
11. Bớm ga
3.2.
Nguyên lý làm việc của hệ thống
- Khi động cơ làm việc bơm xăng 2 hút xăng từ thùng chứa 1 đẩy qua bầu lọc 3 nạp
đầy vào dàn phân phối với áp Suất khoảng 2,5 ữ 3 bar. Xăng từ dàn phân phối nạp đầy vào
các vòi phun chính và phụ của hệ thống. Đến kỳ nạp xupap nạp mở không khí sạch đợc hút
2
vào buồng đốt của động cơ, lợng không khí nạp và độ mở của bứm ga đợc cảm biến đo gió
và cảm biến vị trí bớm ga ghi lại và báo về cho ECU.
- Tại bộ điều khiển trung tâm ECU các thông số về chế độ làm việc của động cơ do
các cảm biến ghi nhận và gửi về sẽ đợc tính toán theo một chơng trình đã đợc cài đặt sẵn. Từ
đó ECU sẽ điều chỉnh lợng xăng phun ra thích hợp nhất với từng chế độ tải của động cơ.
- Trong quá trình làm việc lu lợng xăng do bơm cung cấp luôn nhiều hơn lu lợng cần
thiết của động cơ. Vì vậy nhiên liệu luôn đợc lu thông giúp quá trình làm mát hệ thống đợc
tốt và loại trừ các bọt xăng, động cơ khởi động dễ dàng.
4: Quy trỡnh v yờu cu thỏo lp h thng phun xng in t.
4.1. Quy trình tháo lắp hệ thống ra khỏi xe
3
tt Thao tác Hình vẽ Chú ý
1 Tháo dây cáp ra khỏi các
cực của ác quy
Không bao
giờ đợc tháo
cáp ác quy
trên xe có
4
* Quy trình lắp hệ thống lên xe đợc thực hiện theo các bớc ngợc lại của quy trình tháo
Với một số chú ý sau:
- luôn dùng các gioăng đệm mới .
- khi lắp vòi phun chính : không dùng lại các vong đệm chữ O trớc khi lắp bôi trơn
đệm chữ O bằng dầu chuyên dùng, gióng thẳng vòi phun và giàn ống phân phối
rồi ấn thẳng vào không ấn nghiêng
- khi lắp các giăc nối chú ý nghe tiếng kêu nhỏ cho biết giắc đã đợc hãm.
Bài 2: Kiểm tra bảo dỡng ecu và các bộ cảm biến
Mc tiờu ca bi:
Hc xong bi ny ngi hc cú kh nng:
- Phỏt biu c nhim v, cu to v nguyờn tc lm vic ca mỏy tớnh v cỏc b cm bin.
- Phỏt biu c hin tng, nguyờn nhõn h hng, phng phỏp kim tra v bo dng
Mụun iu khin in t v cỏc b cm bin.
- Bo dng Mụun iu khin in t v cỏc cm bin ỳng phng phỏp v ỳng tiờu
chun k thut do nh ch to quy nh.
Nụi dung ca bi:
I. bộ điều khiển trung tâm ( ECU)
1. Nhiệm vụ
ECU có nhiệm vụ tính toán và cung cấp lợng nhiên liệu cần thiết để đáp ứng đợc yêu cầu làm
việc của động cơ ở mọi chế độ hoạt động. Xác định đợc góc đánh lửa sớm và điều khiển hệ
thống đánh lửa bán dẫn hoạt động ở thời điểm thích hợp. Và các chức năng khác nh điều
khiển động cơ chạy không tải, chức năng chẩn đoán, chức năng an toàn và dự phong khi gặp
sự cố. Và các chức năng khác.
Các chức năng này đợc thực hiện bằng việc xử lý thông tin đợc gửi về từ các cảm biến có
trong hệ thống.
2. Cấu tạo
Hình dạng bên ngoài của bộ điều khiển trung tâm (ECU), là một hộp kim loại tản nhiệt
tốt, vật liệu thờng dùng là hợp kim nhôm. Tùi từng loại xe mà ECU đợc đặt ở các vị trí khác
nhau. Các linh kiện điện tử của ECU đợc bố trí trên một mạch in, Nhờ ứng dung công nghệ
- Trong mỗi thì hút của động cơ nếu khối lợng không khí nạp vào càng nhiều thì thời l-
ợng phun xăng phải càng đợc kéo dài. Để đáp ứng điều này ECU thu nhận thêm về chế độ tải
trọng khác nhau của động cơ nh khởi động lạnh, toàn tải, sởi nóng sau khi đã khởi động
Căn cứ vào các thông tin này ECU tính toán thời lợng phun xăng bổ xung T
m.
- Nhận thấy việc mở vòi phun đợc điều khiển bằng dòng điện của ắc quy do đó thời l-
ợng mở vòi phun sẽ phụ thuộc vào điện áp ắc quy. Mà trên ôtô nguồn điện áp này không ổn
định. Nguồn điện áp yếu sẽ làm tăng thời gian cần thiết để từ hoá cuộn dây trong vòi phun
dẫn đến thời lợng phun xăng bị rút ngắn, hỗn hợp sẽ nghèo xăng. Để giải quyết vấn đề này
ECU đợc bố trí mạch bù trừ điện từ. Điện áp ắc quy sẽ luôn đợc theo dõi và khi cần thiết
mạch bù trừ sẽ kéo dài xung điều khiển mở vòi phun xăng thêm một thời lợng T
u
.
- Nh vậy thời gian phun xăng thực tế T
i
sẽ là: T
i
= T
p
+ T
m
+ T
u
.
- Trong quá trình động cơ hoạt động thì giá trị T
m
, T
u
có thể bằng không hoặc lớn hơn
T
3.2. Loại điều khiển bằng ECU
động cơ.
Mạch nguồn trong hình minh
họa là loại trong đó hoạt động
của rơle chính EFI đợc điều
khiển bởi ECU động cơ. Loại này
yêu cầu cung cấp điện cho ECU
động cơ trong vài giây sau sau
khi tắt khoá điện OFF. Do đó
việc đóng hoặc ngắt của rơle
chính EFI đợc ECU động cơ điều
khiển. Khi bật khóa điện ON,
điện áp của ắc quy đợc cấp đến
cực IGSW của ECU động cơ và
mạch điều khiển rơle chính EFI
trong ECU động cơ truyền một
tín hiệu đến cực M-REL của
ECU động cơ, bật mở rơle chính
EFI. Tín hiệu này làm cho dòng
điện chạy vào cuộn dây, đóng
tiếp điểm của rơle chính EFI và
cấp điện cho cực +B của ECU
động cơ. Điện áp của ắc quy luôn
luôn cung cấp cho cực BATT có
lí do giống nh cho loại điều khiển
bằng khoá điện.
Hình 2.2: Mạch nguồn điều khiển bằng
ECU
Ngoài ra một số kiểu xe có một rơle đặc biệt cho mạch sấy nóng cảm biến tỷlệ không khí
- nhiên liệu, yêu cầu một lợng dòng điện lớn.
Cảm biến lu lợng khí nạp là một trong những cảm biến quan trọng nhất vì nó đợc sử
dụng trong EFI kiểu L để phát hiện khối lợng hoặc thể tích không khí nạp. Tín hiệu của khối
lợng hoặc thể tích của không khí nạp đợc dùng để tính thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa
sớm cơ bản. Cảm biến lu lợng khí nạp chủ yếu đợc chia thành 2 loại, các cảm biến để phát
hiện khối lợng không khí nạp, và cảm biến đo thể tích không khí nạp, cảm biến đo khối lợng
và cảm biến đo lu lợng không khí nạp có các loại nh sau: Cảm biến đo khối lợng khí nạp:
Kiểu dây sấy. Cảm biến đo lu lợng khí nạp: Kiểu cánh và kiểu gió xoáy quang học Karman
Hiện nay hầu hết các xe sử dụng cảm biến lu lợng khí nạp khí kiểu dây nóng vì nó đo chính
xác hơn, trọng lợng nhẹ hơn và độ bền cao hơn.
9
1.1 Kiểu cánh
Cảm biến lu l-
ợng khí nạp kiểu
cánh gồm có
nhiều bộ phận
nh thể hiện ở
hình minh họa.
Khi không khí
đi qua cảm biến
l- u lợng khí nạp
này từ bộ lọc
khí, nó đẩy tấm
đo mở ra cho
đến khi lực tác
động vào tấm đo
cân bằng với lò
xo phản hồi.
Chiết áp, đợc nối
đồng trục với
tấm đo này, sẽ
11
b. Hoạt động và chức năng
Nh thể hiện trong hình minh
họa, dòng điện chạy vào dây sấy
(bộ sấy) làm cho nó nóng lên. Khi
không khí chạy quanh dây này, dây
sấy đợc làm nguội
tơng ứng với khối không khí
nạp. Bằng cách điều chỉnh dòng
điện chạy vào dây sấy này để giữ
cho nhiệt độ của dây sấy không đổi,
dòng điện đó sẽ tỷ lệ thuận với khối
không khí nạp. Sau đó có thể đo
khối lợng không khí nạp bằng cách
phát hiện dòng điện đó. Trong trờng
hợp của cảm biến lu lợng khí nạp
kiểu dây sấy, dòng điện này đợc
biến đổi thành một điện áp, sau đó
đợc truyền đến ECU động cơ từ cực
VG.
Hình 2-7: Cảm biến lu lợng khí
kiểu dây sấy
c. Mạch điện bên trong
Trong cảm biến lu lợng khí nạp thực tế, nh trình bày ở hình minh họa, một dây sấy đ-
ợc ghép vào mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau
khi tích của điện trở theo đờng chéo bằng nhau ([Ra+R3]*R1=Rh*R2). Khi dây sấy này
(Rh) đợc làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa
các điện thế của các điểm A và B. Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và
làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy (Rh). Khi thực
hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tơng ứng trong điện
a. Cấu tạo
Cảm biến nhiệt độ khí
nạp (IAT) đợc lắp bên trong
cảm biến lu lơng khí
nạp(MAF) và theo dõi nhiệt
độ khí nạp. Một nhiệt điện trở
nằm trong cảm biến sẽ thay
đổi điện trở tơng ứng với
nhiệt độ khí nạp. Khi nhiệt độ
khí nạp thấp, giá trị điện trở
của nhiệt điện trở lớn, và
nhiệt độ khí nạp cao thì giá trị
điện trở thấp. Sự thay đổi của
điện trở đợc phản ánh dới sự
thay đổi điện áp đến ECU.
Hình 2-10: Cảm biến nhiệt độ khí nạp
THA
THA
E
2
E
2
E
1
ECU
R
13
3. Cảm biến áp suất đờng
ống nạp (Cảm biến chân
không)
theo mức biến dạng này. Tín hiệu điện áp, mà IC biến đổi từ sự dao động của giá trị điện trở
này gọi là tín hiệu PIM.
14
4. Cảm biến vị trí bớm ga
Cảm biến vị trí bớm ga đ-
ợc lắp trên cổ họng gió. Cảm
biến này biến đổi góc mở
bớm ga thành điện áp, đợc
truyền đến ECU động cơ nh
tín hiệu mở bớm ga (VTA).
Ngoài ra, một số thiết bị
truyền một tín hiệu IDL riêng
biệt. Các bộ phận khác xác
định nó lúc tại thời điểm chạy
không tải khi điện áp VTA
này ở dới giá trị chuẩn. Hiện
nay, có 2 loại, loại tuyến tính
và loại có phần tử Hall đợc
sử dụng. Ngoài ra, đầu ra 2 hệ
thống đợc sử dụng để tăng
độ tin cậy.
Hình 2-13: Cảm biến vị trí bớm ga
a. Loại tiếp điểm
Loại cảm biến vị trí bớm
ga này dùng tiếp điểm không
tải (IDL) và tiếp điểm trợ tải
(PSW) để phát hiện xem động
cơ đang chạy không tải hoặc
đang chạy dới tải trọng lớn.
Khi bớm ga đợc đóng hoàn
biến vị trí bớm ga loại tuyến
tính hiện nay có các kiểu
không có tiếp điểm IDL hoặc
các kiểu có tiếp điểm IDL nh-
ng nó không đợc nối với ECU
động cơ. Các kiểu này dùng
tín hiệu VTA để thực hiện
việc điều khiển đã nhớ và
phát hiện trạng thái chạy
không tải.
Một số kiểu sử dụng tín
hiệu ra hai hệ thống (VTA1,
VTA2) để tăng độ tin cậy.
Hình 2-15: Cảm biến vị trí bớm ga loại
tuyến tính
c. Loại phần tử Hall
Cảm biến vị trí bớm ga
loại phần tử Hall gồm có các
mạch IC Hall làm bằng các
phần tử Hall và các nam châm
quay quanh chúng. Các nam
châm đợc lắp ở trên trục b-
ớm ga và quay cùng với bớm
ga. Khi bớm ga mở, các nam
châm quay cùng một lúc, và
các nam châm này thay đổi vị
trí của chúng. Vào lúc đó, IC
Hall phát hiện sự thay đổi từ
thông gây ra bởi sự thay đổi
của vị trí nam châm và tạo ra
trên trục khuỷu và tùy vào từng
loại động cơ mà đĩa cảm biến
này đợc bố trí ở đầu trục, giữa
trục hay ở đầu sau của trục và
cụng tùy tùng nha sản xuất mà
số răng trên trục là khác nhau
nhng điểm giồng nhau của các
đĩa này là đều có một răng
khuyết.
Hình 2-17: Vị trí cảm biến NE & G
17
Cm bin v trớ
trc khuu
Cm bin
trc cam
Hình 2-18: Cảm biến NE &G đợc lắp trong bộ chia điện
Loại đặt trong bộ chia điện
Nh thể hiện ở hình minh họa, loại này có một rôto tín hiệu và cuộn nhận tín hiệu
tơng ứng với tín hiệu G và NE nằm trong bộ chia điện. Số răng của rôto và số cuộn nhận tín
hiệu khác nhau tuỳ theo kiểu động cơ. ECU đợc cung cấp các thông tin dùng làm tiêu chuẩn
đó là, thông tin về góc quay của trục khuỷu là tín hiệu G, và thông tin về tốc độ động cơ là
tín hiệu NE.
5.1. Cảm biến vị trí trục cam
(bộ tạo tín hiệu G)
Trên trục cam đối diện với
cảm biến vị trí trục cam là đĩa
tín hiệu G có các răng. Số răng
là 1,3 hoặc một số khác tuỳ theo
kiểu động cơ. (Trong hình vẽ có
3 răng). Khi trục cam quay, khe
NE và tín
hiệu G để xác
định đầy đủ
và chính xác
góc của trục
khuỷu. Ngoài
loại này, một
số bộ phát tín
hiệu có 12,
24 hoặc một
răng khác,
nhng độ
chính xác của
việc phát hiện
5.2. Cảm biến vị trí của trục
khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE)
Tín hiệu NE đợc ECU động
cơ sử dụng để phát hiện góc của
trục khuỷu và tốc độ của động
cơ. ECU động cơ dùng tín hiệu
NE và tín hiệu G để tính toán
thời gian phun cơ bản và góc
đánh lửa sớm cơ bản. Đối với tín
hiệu G, tín hiệu NE đợc tạo ra
bởi khe không khí giữa cảm biến
vị trí trục khuỷu và các răng trên
chu vi của rôto tín hiệu NE đợc
lắp trên trục khuỷu. Hình minh
họa trình bày một bộ tạo tín hiệu
có 34 răng ở chu vi của rôto tín
không khí - nhiên liệu lý thuyết. Cảm biến oxy phát hiện xem nồng độ ôxy trong khí xả là
giàu hơn hoặc nghèo hơn tỷ lệ không khí -nhiên liệu lý thuyết. Cảm biến này chủ yếu đợc
lắp trong đờng ống xả, nhng vị trí lắp và số lợng khác nhau tuỳ theo kiểu động cơ. Cảm biến
oxy có một phần tử làm bằng ziconi ôxit (ZrO2), đây là một loại gốm. Bên trong và bên
ngoài của phần tử này đợc bọc bằng một lớp platin mỏng. Không khí chung quanh đợc dẫn
vào bên trong của cảm biến này, và phía ngoài của cảm biến lộ ra phía khí thải. ở nhiệt độ
cao (400 C hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp nh là do sự chênh lệch lớn giữa
các nồng độ của ôxy ở phía trong và phía ngoài của phần tử zirconi này. Ngoài ra, platin tác
động nh một chất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và các bon monoxit (CO)
trong khí xả. Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lợng oxy và tăng tính nhạy cảm của cảm biến.
Khi hỗn hợp không khí - nhiên liệu nghèo phải có oxy trong khí xả sao cho chỉ có một chênh
lệch nhỏ về nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngoài của nguyên tố zirconi.
6. Cảm biến nhiệt độ nớc làm mát
Cảm biến nhiệt độ nớc đợc gắn
nhiệt điện trở bên trong, mà nhiệt độ
càng thấp, trị số điện trở càng lớn, ngợc
lại, nhiệt độ càng cao, trị số điện càng
thấp. Và sự thay đổi về giá trị điện trở
của nhiệt điện trở này đợc sử dụng để
phát hiện các thay đổi về nhiệt độ của
nớc làm mát. Nh đợc thể hiện trong
hình minh họa, điện trở đợc gắn trong
ECU động cơ đợc mắc nối tiếp trong
mạch điện sao cho điện áp của tín hiệu
đợc phát hiện bởi ECU động cơ sẽ thay
đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở
này. Khi nhiệt độ của nớc làm mát
thấp, điện trở của nhiệt điện trở sẽ lớn,
tạo nên một điện áp cao trong các tín
hiệu THW. Cảm biến nhiệt độ nớc đo
ợng phun nhiên liệu để duy
trì tỷ lệ không khí - nhiên
liệu trung bình ở tỷ lệ không
khí - nhiên liệu lý thuyết.
Một số cảm biến oxy zirconi
có các bộ sấy để sấy nóng
phần từ zirconi. Bộ sấy này
cũng đợc ECU động cơ điều
khiển. Khi lợng không khí
nạp thấp (nói khác đi, khi
nhiệt độ khí xả thấp), dòng
điện đợc truyền đến bộ sấy
để làm nóng cảm biến này.
Hình 2-22: Cảm biến oxy (Cảm biến
O2)
8. Cảm biến tiếng gõ
Cảm biến tiếng gõ đợc
gắn vào thân máy, và truyền
tín hiệu KNK tới ECU động
cơ khi phát hiện tiếng gõ
động cơ. ECU động cơ nhận
tín hiệu KNK và làm trễ thời
điểm đánh lửa để giảm tiếng
gõ. Cảm biến này có một
phần tử áp điện, tạo ra một
điện áp AC khi tiếng gõ gây
ra rung động trong thân máy
và làm biến dạng phần tử
này. Tần số tiếng gõ của
động cơ nằm trong giới hạn
2
Không cháy hoàn toàn
( Không khởi động đợc)
1. Mạch điều khiển bơm nhiên liệu
2. Mạch đánh lửa
3. Hệ thống nhiên liệu
3
Động cơ quay bình thờng
( Khó khởi động)
1. Mạch tín hiệu máy khởi động
2. Mạch van không tải ISC
3. Mạch điều khiển bơm nhiên liệu
4. Mạch đánh lửa
5. Bugi
6. áp suất nén
7. Hệ thống nhiên liệu
4 Động cơ khó khởi động
khi nguội
1. Mạch tín hiệu máy khởi động
2. Mạch van không tải ISC
3. Mạch điều khiển bơm nhiên liệu
4. Mạch đánh lửa
5. Bugi
23
6. Hệ thống nhiên liệu
5
Động cơ khó khởi động
khi nóng
1. Mạch tín hiệu máy khởi động
2. Mạch van không tải ISC
11
Nghẹt/ tăng tốc kém
(khả năng tải kém)
1. Hệ thống nhiên liệu
2. Mạch điều khiển bơm nhiên liệu
3. Mạch đánh lửa
12
Nổ trong ống xả
( khả năng tải kém)
1. Hệ thống đánh lửa
2. Bugi
3. Hệ thống nhiên liệu
13
Chết máy ngay sau khi
khởi động
1. Mạch điều khiển bơm nhiên liệu
2. Mạch van không tải ISC
14
Chết máy ngay sau khi nhả
bàn đạp ga.
1. Mạch vòi phun
2. Mạch van không tải ISC
3. ECU động cơ
I. Tháo lắp kiểm tra bộ điều khiển trung tâm và các bộ cảm biến
1.1. Tháo lắp ECU động cơ
a. Quy trình tháo
- Tăt khóa điện về vị trí FFO sau khoảng 6
giây ( một số xe yêu cầu)
- Tháo cực âm của ắc quy