Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
MÉu trang phô b×a §ATN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
(Times New Roman, hoa, 14)
KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ
(Times New Roman, hoa, đậm, 16)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Times New Roman, hoa, đậm, 30)
ĐỀ TÀI: (Times New Roman, hoa, đậm, 18)
Người thực hiện: (Times New Roman, đậm, 14)
Lớp: (Times New Roman, đậm, 14)
Khoá: (Times New Roman, đậm, 14)
ngêi híng dÉn khoa häc :
1. (Times New Roman, đậm, 14)
2. (Times New Roman, đậm, 14)
Hà Nội - 201…(Times New Roman, hoa, đậm, 14)
1
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Mục lục.
Lời nói đầu…………………………………………………………………… 3
Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI…………………….4
1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử……………… ….4
2. Hệ thống phun xăng điện tử EFI……………………………………… 9
Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 1TR – FE dùng
trên xe Inova G của Toyota………………………………………………… 19
1. Giới thiệu chung về động cơ 1TR – FE trên xe Inova G…… ……… 19
2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu…………………………………………… 21
3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu………………………….22
Chương 3: Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của
động cơ 1TR – FE trên xe Inova G…………….………………………….… 23
trọng trong việc tiết kiệm nhiên liệu cũng như kinh tế người sử dụng.
Đề tài gồm có 4 chương:
o Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI.
o Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ
1TR-FE dùng trên xe Inova G.
o Chương 3: : Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun
xăng điện tử của động cơ 1TR-FE trên xe Inova G .
o Chương 4: Các hư hỏng thường gặp và chuẩn đoán.
Em xin gửi lời cảm ơn đến hai thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Tuấn Nghĩa và
thầy Nguyễn Anh Ngọc, các thầy trong khoa Công Nghệ ôtô cùng tất cả các bạn
sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 25/05/2011
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN VĂN QUANG
3
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Chương 1:
Tổng quan về hệ thồng phun xăng điện tử EFI
1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử:
1.1 Khái niệm về phun xăng điện tử:
Chữ EFI trên động cơ và phía sau thân xe là viết tắt của từ Electronic
Fuel Injection, có nghĩa là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử. Đây
là hệ thống cung cấp hỗn hợp nhiên liệu tốt nhất hiện nay. Tùy theo các chế
độ làm việc khác nhau của ôtô mà hệ thống tự thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên
liệu để cung cấp cho động cơ hoạt động tốt nhất. Cụ thể ở chế độ khởi động
trong thời tiết lạnh giá, hỗn hợp khí được cung cấp giàu xăng, sau khi động
cơ đã được nhiệt độ vận hành, hỗn hợp khí sẽ nghèo xăng hơn. Ở chế độ cao
tốc lại được cung cấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại.
Trên các xe đời cũ sử dụng bộ chế hòa khí để tạo hỗn hợp nhiên liệu
và cung cấp nhiên liệu cho động cơ. Cả hai loại này: bộ chế hòa khí hay hệ
với động cơ 4A – ELU). Đến những năm 1987 , hãng Nissan dung L – Jetronic thay
bộ chế hòa khí của xe Sunny.
Việc điều khiển EFI có thể chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về
phương pháp dung để xác định lượng nhiên liệu phun.
Một là một loại mạch tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời gian
cần thiết để nạp và phóng vào tụ điện. Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xử
lý,loại này sử dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng mạch tương tự là loại được Toyota sử
dụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó. Loại điều khiển bằng vi xử lý được bắt
đầu sử dụng vào năm 1983.
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe của
Toyota gọi là TCCS (Toyota computer controlled system – hệ thống điều khiển
bằng máy tính của Toyota), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn bao gồm
ESA (Electronic Spark advance – đánh lửa sớm điện tử) để điều khiển thời điểm
đánh lửa ; ISC (Idle speed control – điều khiển tốc độ không tải) và các hệ thống
điều khiển khác cũng như chức năng chẩn đoán và dự phòng. Hai hệ thống này có
thể phân loại như sau:
6
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Hình vẽ: Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử
Loại EFI mạch tương tự và vi điều khiển bằng bộ vi xử lý về cơ bản là giống
nhau, nhưng có thể nhận thấy một vài điểm khác nhau như các lĩnh vực điều khiển
và độ chính xác.
1.3 Phân loại hệ thống phun xăng:
Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại theo nhiều kiểu.Nếu phân
biệt theo cấu tạo kim phun, ta có 2 loại:
Loại CIS :
Đây là hệ thống kiểu sử dụng kim phun cơ khí, chỉ sử dụng trên một số động
cơ, bộ phun mở liên tục, sự thay đổi áp suất đối với nhiên liệu sẽ làm thay đổi lượng
nhiên liệu được phun. Gồm ba loại cơ bản sau:
thành hai loại:
Loại TBI(throttle body injection): Phun xăng đơn điểm, gồm một hoặc hai
béc phun xăng và phun trực tiếp vào cánh bướm ga tại đầu họng hút.
Loại MPI(multi points injection): Phun xăng đa điểm, trên hệ thống phun
xăng này động cơ có bao nhiêu xy lanh thì sẽ có bây nhiêu kim phun béc phun
xăng. Béc được bố trí xịt xăng vào ngay cửa hút gần sát xu páp hút. Hệ thống phun
8
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
xăng điển tử đa điểm là hệ thống định lượng và điều khiển hiện đại nhất hiên nay,
nó tối ưu cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ.
2. Hệ thống phun xăng điện tử EFI:
2.1 Thành phần hòa khí:
Thành phần hòa khí thể hiện tỷ lệ hòa trộn giữa xăng và không khí trong hòa
khí, được đặc trưng bằng hệ số dư không khí α (hoặc λ) hoặc bằng hệ số tỷ lệ không
khí – nhiên liệu m – đó là tỷ số lượng không khí Gk và số lượng xăng Gx chứa
trong hòa khí (m= ).
Với m= 14,7:1 – đủ không khí, ta có α=1 và có hòa khí chuẩn (lý tưởng)
Với m >14,7:1 – dư không khí, ta có α >1 và có hòa khí nhạt (nghèo xăng)
9
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Với m <14,7:1 – thiếu không khí, ta có α <1 và có hòa khí đậm (giàu xăng)
Thành phần hòa khí gây ảnh hưởng lớn tới tính năng hoạt động của xe đòi
hỏi một thành phần hòa khí nhất định.
Hình vẽ 1.1: biến thiên cua tỷ số không khí – nhiên liệu theo điều kiện hoạt
động của xe.
Ký hiệu :
A: khởi động
B: cầm chừng
C: bướm ga mở một phần
D: gia tốc
− Bộ lọc xăng.
− ống chia xăng của các béc phun.
− Bộ điều áp xăng (pressure regulator)
− Các béc phun xăng.
a) Bơm xăng điện: bơm xăng điện được thiết kế để bơm cung cấp một
lượng xăng nhiều hơn mức yêu cầu tối đa của động cơ. Yếu tố này tạo được áp
suất cần thiết trong mạch ở bất kỳ chế độ hoạt động nào của động cơ. Bơm được
thiết kế van chặn bố trí tại cửa thoát của bơm xăng ngăn không cho xăng tháo lui
thùng chứa khi bơm nhiên liệu ngừng bơm. Van giới hạn áp suất giới hạn áp
suất xăng đi. Khi nối mạch công tắc máy và công tắc khởi động thì bơm xăng
hoạt động tức thì và liên tục sau khi khởi động xong. Bơm xăng điện được bố
trí trực tiếp kế bên thùng chứa xăng và không đòi hỏi phải bảo trì bảo dưỡng.
b) Bầu lọc xăng: Nó có công dụng lọc sạch các tạp chất trong xăng nhằm
bảo vệ các béc phun xăng. Bầu lọc có hai phần tử lọc: Một lõi lọc bằng giấy và
một tấm lọc. Độ xốp của lõi giấy khoảng 10µm. Xăng phải chiu xuyên qua lõi
giấy và tấm lọc trước khi chảy vào bộ phân phối. Lõi lọc phải được thay mới
12
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
đúng định kỳ. Trong quá trình lắp ráp cần lưu ý chiều mũi tên chỉ hướng vào và
ra.
c) Ống chia các béc phun xăng: Ống chia xăng có chức năng như một
kho chứa nhiên liệu của các béc phun. Dung tích của nó lớn hơn nhiều lần so với
lượng xăng cần thiết cung cấp cho chu kỳ hoạt động của động cơ. Nhờ vậy tránh
được tình trạng làm thay đổi áp suất trong ống chia. Ống chia có công dụng sau
đây:
− Cung cấp xăng đồng đều cho các béc phun dưới áp suất bằng nhau
− Làm nơi gá lắp các béc phun và giúp cho việc tháo ráp các béc phun được dễ
dàng.
d) Bộ điều áp nhiên liệu:
Trong mạch cung cấp nhiên liệu, bộ điều áp có công dụng cố định áp suất
phải được duy trì cố định.
Các béc phun xăng được gá lắp trên các vòng đệm cao su đặc biệt. Các vòng
đệm này giúp béc phun không bị rung động, đồng thời được cách nhiệt tốt với động
cơ tránh hiện tượng tạo bọt hơi xăng bên trong béc phun.
2.2.2 Hệ thống điều khiển điện tử:
Trong hệ thống phun xăng điển tử, các bộ cảm biến có chức năng theo dõi,
dò tìm, nhận biết tình hình và chế độ hoạt động cụ thể của động cơ để báo lên ECU
bằng các tín hiệu điện. Hệ thống các bộ cảm biến cùng với bộ vi xử lý và điều khiển
ECU hình thành hệ thống điều khiển trung ương.
Nhận được thông tin của các bộ cảm biến, ECU sẽ đánh giá và xử lý thông
tin, sau đó ra lệnh cho hệ thống phun xăng cung cấp một lượng nhiên liệu chính xác
thích hợp cho chế độ đang hoạt động của động cơ.
a) Cảm biến đo lượng khí nạp vào xy lanh động cơ:
Chế độ tải của động cơ được ghi nhận bằng chính khối lượng do động cơ
hút.Hệ thống đo lường khối lượng không khí nạp hoạt động cực kỳ chính xác. Nó
có khả năng đo lường chính xác trong cả tình huống mòn khuyết của động cơ theo
thời gian sử dụng ôtô. Như chúng ta đã biết, trước khi được nạp vào xy lanh động
cơ, khối lượng không khí nạp phải lưu thông xuyên qua bộ cảm biến không khí nạp
hay thiết bị đo gió. Điều này có nghĩa là trong quá trình tăng tốc, tín hiệu thông tin
về dòng khí rời bộ cảm biến để đến ECU trước khi khối lượng không khí này thực
sự được nạp vào bên trong xy lanh động cơ. Đặc điểm này cho hệ thống phun xăng
điển tử cung cấp được một tỷ lệ hỗn hợp khí chính xác, tối ưu và kịp thời vào bất kỳ
15
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
thời điểm nào trong suốt quá trình thay đổi tải trọng của động cơ. Có các loại thiết
bị đo khí nạp thường được trang bị trên hệ thống phun xăng điện tử là:
− Thiết bị đo khí nạp kiểu mâm đo.
− Thiết bị đo khí nạp kiểu dây nung nóng.
− Thiêt bị đo khí nạp kiểu phim nung nóng.
− Thiết bị đo khí nạp kiểu dòng xoáy lốc Karman.
thời gian mở van kim của béc xăng, có nghĩa là tùy thuộc vào thời lượng mở van
phun xăng.
Trên ôtô, hộp ECU động cơ của hệ thống phun xăng điển tử EFI là một hộp
kim loại được lắp đặt vào nơi thoáng mát, không bị ảnh hưởng của nhiệt độ động
cơ. Thông tin về vận tốc trục khuỷu và thông tin về khối lượng không khí nạp là hai
yếu tố cơ bản quyết định độ dài của thời gian mở van béc phun xăng.
2.2.3 Hệ thống nạp khí:
a) Bầu lọc khí:
Bầu lọc khí có tác dụng lọc sạch không khí trước khi đưa vào cổ họng gió và
đi vào đường ống nạp.
b) Bướm ga:
Lượng khí đi vào động cơ phụ thuộc vào độ mở của bướm ga. Bướm ga mở
càng rộng thì lượng khí đi vào động cơ càng nhiều và ngược lại bướm ga mở nhỏ
thì lượng khí đi vào động cơ ít đi.
c) Cổ họng gió:
Cổ họng gió bao gồm:Bướm ga để điều khiển lượng không khí nạp trong quá
trình hoạt động của động cơ. Một đường khí phụ để cho phép một lượng nhỏ không
khí đi vào trong quá trình chạy không tải. Một cảm biến vị trí bướm ga để nhận biết
góc mở bướm ga. Một số loại cổ họng gió còn trang bị một bộ đệm chân ga để cho
phép bướm ga trả từ từ khi nó đóng lại hay van khí phụ loại sáp.
d) Van khí phụ :
Van khí phụ điều khiển tốc độ của động cơ khi động cơ còn lạnh.
2.2.4 Hiệu chỉnh tỷ lệ khí hỗn hợp:
17
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Bộ điều khiển ECU còn có thêm chức năng điều chỉnh tỷ lệ khí hỗn hợp tùy
theo các chế độ hoạt động khác nhau của động cơ nhằm làm cho động cơ phát huy
tối đa công suất, giảm hơi độc trong khí thải, giúp quá trình khởi động động cơ
được nhanh và dễ, ổn định hoạt động của ôtô trong mọi chế độ khác nhau.
a) Chế độ khởi động lạnh:
tốc cầm chừng sẽ tăng thêm vận tốc trục khuỷu ở chế độ ralăngti. Việc tăng tốc này
cũng giúp rút ngắn thời gian nổ máy sưởi nóng động cơ.
Chương 2
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 1TR-FE dùng trên xe
Inova G của Toyota
1. Giới thiệu chung về động cơ 1TR-FE trên xe Inova G :
Toyota Inova có 2 loại là : Inova G và Inova J
Loại xe Innova G Innova J
Động cơ 2.0 lít (1TR-FE) 2.0 lít (1TR-FE)
Hộp số 5 số tay 5 số tay
Số chỗ ngồi 8 chỗ 8 chỗ
Loại xe Innova G Innova J
Trọng lượng toàn tải
2170 kg 2600 kg
Trọng lượng không tải
1530 kg 1515 kg
Dài x rộng x cao toàn bộ
4555mm x 1770mm x 1745mm
Chiều dài cơ sở
2750 mm 2750 mm
Chiều rộng cơ sở
1510 mm 1510 mm
Khoảng sáng gầm xe
176 mm 176 mm
19
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Loại động cơ 1TR-FE
Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam kép
DOHC có VVT-I, dẫn động xích.
Dung tích công tác
0
~64
0
ABDC
Xả Mở 44
0
BTDC
Đóng
8
0
ABDC
Độ nhớt /cấp độ của dầu bôi
trơn 5W-30/API SL, SJ, EC or ILSAC
Loại Innova G Innova J
Treo trước Độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và
thanh cân bằng
Treo sau 4 điểm liên kết, lò xo cuộn và tay đòn
bên
Phanh trước
Đĩa thông gió
Phanh sau
Tang trống
Bán kính quay vòng tối thiểu
5,4 m
Dung tích bình xăng
55 lit
Vỏ và mâm xe 205/65R15 Mâm
đúc
195/70R14 Thép,
chụp kín
trạng hoạt động của động cơ.
22
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Chương 3
Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ
1TR-FE trên xe Toyota Inova G
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính:
1.1 Bơm nhiên liệu:
Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loại
bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại trên đường ống. Các chi
tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên liệu, van một chiều, van an
toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối.
Hình 3.1: Kết cấu của bơm xăng điện.
1:Van một chiều; 2:Van an toàn; 3:Chổi than; 4:Rôto; 5:Stato; 6,8:Vỏ bơm;
7,9:Cánh bơm; 10:Cửa xăng ra; 11:Cửa xăng vào.
23
Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa CNKT Ô Tô
Rôto (4) quay, dẫn động cánh bơm (7) quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạt
nhiên liệu từ cửa vào (11) đến cửa ra (10) của bơm, do đó tạo được độ chân không
tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy nhiên liệu
đi.
Van an toàn (2) mở khi áp suất vượt quá áp suất giới hạn cho phép (khoảng
6 kG/cm2).
Van một chiều (1) có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động. Van một chiều
kết hợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu khi
động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại. Nếu không có áp suất
dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khó khăn khi khởi
động lại động cơ.
Ðiều khiển bơm nhiên liệu:
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho
lọc (2). Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10µm. Các tạp
chất có kích thước lớn hơn 10µm được giữ lại đây. Sau đó xăng đi qua tấm lọc (3)
25
Copyright: Tài liệu đại học ©