ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây ngành công ngiệp chế
tạo ôtô đang trên đà phát triển mạnh mẽ, đặc biệt
cùng với ứng dụng khoa học kỷ thuật và công nghệ
vào trong ngành đã đưa ngành công nghiệp chế tạo ôtô
hoà nhập cùng với tốc độ phát triển của sự nghiệp
công nghiệp hoá và hiện đại hóa đất nước.
Việc tìm hiểu và nắm vững nguyên tắc hoạt động
cả hệ thống nhất là các hệ thống hiện đại là rất cần
thiết đối với một sinh viên ngành động lực. Nhưng trong
điều kiện khá thiếu thốn thiết bò của trường ta hiện nay
không thể đáp ứng được các nhu cầu của sinh viên
mặc dầu nhà trường đã có nhiều cố gắng để trang bò.
Vì vậy em được giao đề tài thiết kế mô hình sử dụng cho
công tác học tập của các sinh viên là điều rất cần
thiết và hợp lý.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa
nhiều, tài liệu tham khảo còn ít và điều kiện thời gian
không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không
tránh những sai sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ
môn chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thấy

giáo


TIÊU BIỂU:
2.1. HỆ THỐNG PHUN XĂNG K-JETRONIC:
2.2. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ L-JETRONIC:
2.3. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ D –JETRONIC:
2.3.1. Chức năng của hệ thống điều khiển động
cơ:
2.3.2. Kết cấu của hệ thống điều khiển động cơ:
3.THIẾT KẾ MÔ HÌNH:
3.1. YÊU CẦU MÔ HÌNH:
3.2. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:
3.2.1. Hãû thäúng âiãưu khiãøn âiãûn tỉí:
3.2.2. Hãû thäúng nhiãn liãûu:
3.2.3. Âạnh lỉía âiãûn tỉí (ESA):
3.2.4. Âiãưu khiãøn täúc âäü khäng ti (ISC):
3.2.5. Cháøn âoạn:
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

3.3. ĐẶC ĐIỂM CÁC CỤM CHI TIẾT TRÊN MÔ HÌNH:
3.3.1. Hệ thống nhiên liệu:
3.3.1.1. Bơm nhiên liệu:
3.3.1.2



liệu:
3.3.3.5. Âiều khiển thời điểm đánh lửa:
3.3.3.6. Âiều chỉnh thời điểm đánh lửa:
3.3.3.7.Điều khiển tốc độ không tải loại cuộn dây
quay:
3.3.3.8.Điều khiển bơm nhiên liệu:
3.3.3.9.Tín hiệu chẩn đoán:
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 3


MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỘNG CƠ 4A - FE

1. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI:
1.1. MỤC ĐÍCH:
Trong những năm gần đây, số lượng ô tô hiện đại
sử dụng động cơ xăng nhập vào nước ta ngày càng
nhiều. Các kiểu ô tô này đều đã được cải tiến theo xu
hướng tăng công suất, tốc độ, giảm suất tiêu hao
nhiên liệu, điện tử hóa quá trình điều khiển và đặc
biệt đã áp dụng mọi biện pháp, thành tựu khoa học để
giảm

đến


thống vi tính kiểm soát khí hỗn

hợp(CCCS), bộ điều khiển trung tâm(ECU)… và nhiều hệ
thống điều khiển khác.
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

Từ năm 1950 trở lại đây, động cơ phun xăng bắt
đầu phát triển rất

mạnh, nhất là trong 20 năm gần

đây, từ khi vấn đề chống ô nhiểm môi trường trở
thành vấn đề bức thiết trong mọi nghành, trong đó có
nghành sản xuất ôtô. Động cơ phun xăng có rất nhiều
ưu điểm nổi bật như hệ số cản trên đường nạp thấp,
hệ số dư lượng không khí của từng xilanh rất đồng đều,
quá trình cháy rất lý tưởng… mà nhất là khí xả của
động cơ phun xăng ít thành phần độc hại. Vì vậy việc
làm mô hình phun xăng điện tử là nhằm mục đích :
-

Hiểu một cách tổng quát và sâu hơn về hệ thống

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỘNG CƠ 4A - FE

HÃÛTHÄÚ
NG PHUN XÀNG ÂIÃƯ
U KHIÃØ
N BÀỊ
NG CÅ KHÊ- ÂIÃÛ
N TỈÍ
2

5

16

3

4
15
20

11

6

16 9


Hệ thống phun xăng K-JETRONIC là hệ thống phun
xăng cơ bản đối với các kiểu phun xăng điện tử hiện
đại ngày nay. Hệ thống K-JETRONIC là hệ thống phun
nhiên liệu kiểu thủy cơ. Lượng nhiên liệu cung cấp được
điều khiển từ lượng không khí nạp và nó phun liên tục
một lượng nhiên liệu vào cạnh xupap nạp của động cơ.
Các chế độ làm việc của động cơ đòi hỏi có sự
điều chỉnh hỗn hợp cung cấp, sự điều chỉnh được thực
hiện bởi hệ thống K-JETRONIC, nó đảm bảo được suất
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

tiêu hao nhiên liệu và vấn đề độc hại của khí thải. Sự
kiểm tra trực tiếp lưu lượng không khí, cho phép hệ thống
K-JETRONIC đạt được sự tính toán phù hợp vơí sự thay đổi
chế độ làm việc của động cơ. Để giải quyết vấn đề
chống ô nhiễm nó được kết hợp với các thiết bò chống
ô nhiễm. Lượng khí thải được kiểm tra chính xác bằng
lượng không khí nạp vào động cơ.
Kiểu K-JETRONIC được quan niệm có gốc giống như một
hệ thống hoàn toàn bằng cơ khí , trong thực tế nó được
kết hợp với các thiết bò điện tử để điều khiển hỗn
hợp khí nạp.


ĐỘNG CƠ 4A - FE

Kim phun nhiên liệu phun liên tục độc lập ở xupap nạp,
ở quá trình nạp hỗn hợp dự trử này sẽ được cung cấp
vào các xi lanh của động cơ.
Sự làm giàu hỗn hợp trong hệ thống có vai trò quan
trộng trong khi thay đổi chế độ làm việc của động cơ như
tăng tốc, cầm chừng, đầy tải và khởi động.
Như sơ đồ khối mô tả đường đi của không khí và
nhiên liệu. Không khí đi từ

lọc gió đến cảm biến lưu

lượng không khí, rồi sau đó qua cánh bướm ga vào động
cơ tại thời điểm xupap nạp mở còn nhiên liệu đi từ
thùng chứa nhiên liệu được bơm xăng hút lên đi qua lọc
xăng, bộ tích năng, để tới bộ đònh lượng và phân phối
nhiên liệu. Tại đây nhiên liệu được chia ra cho các xi lanh
Nhiên liệu
Khôngthích
khí hợp. Sau đây là sơ đồ khối thể hiện
với một lượng
phương pháp tạo hỗn hợp trên động cơ phun xăng rất cơ
bản.

Lọc xăng,
bơm xăng,
bộ tích
năng


2.3. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ L-JETRONIC:
1

2

5

ECU

3

6
4

7
12
13

14

11

10

8

-

+

đổi các dữ kiện này thành tín hiệu điện. Sau đó các tín
hiệu này được nhập vào bộ xử lý và bộ điều khiển
trung tâm ECU. ECU sẽ xử lý , phân tích các thông tin
nhận được và tính toán chính xác lượng xăng cần phun ra,
lưu lượng xăng phun ra được ấn đònh do thời lượng mở van
của vòi phun xăng.
Một bơm xăng cung cấp nhiên liệu cho động cơ và tạo
áp suất đủ mạnh để phun vào xilanh. Các vòi phun xăng
phun nhiên liệu vào cửa nạp của từng xilanh dưới sự chỉ
huy của bộ xử lý và điều khiển trung ương ECU. Hệ
thống phun xăng điện tử L-JETRONIC bao gồm các hệ
thống chức năng cơ bản sau đây:
-

Hệ thống cung cấp nhiên liệu

-

Hệ thống ghi nhận thông tin về chế độ hoạt động
của động cơ

-

Hệ thống đònh lượng nhiên liệu

•

Hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm trách 3

chức năng:

thông tin của các bộ cảm biến nói trên, đánh giá xử
l thäng tin này, lọc vào khuếch đại thành những tín hiệu
ra, sau đó đưa đến các vòi phun điều khiển mở van phun
xăng.
•

Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử

L-JETRONIC:
-

Tiết kiệm nhiên liệu:
Trong hệ thống cung cấp nhiên liệu bằng bộ chế

hòa khí do nơi kết cấu chia cắt của ống góp hút, các
xilanh nhận được khí hỗn hợp không đồng nhất. Công tạo
ra trong thì nổ của cạc xilanh không đều nhau, gây ra sự
hao tổn nhiên liệu. Trong hệ thống L-JETRONIC mổi xilanh
có khi cho nó một vòi phun xăng. Các vòi phun xăng
của động cơ được điều khiển do cùng một bộ xử lý
điều khiển trung tâm, nhờ vậy các xilanh động cơ được
cung cấp lượng xăng đồng đều đồng nhất ở bất cứ
chế độ hoạt động nào của ôtô.
-

Thích nghi với các chế độ tải trọng khác nhau:
Hệ thống phun xăng điện tử L-JETRONIC có khả

năng đáp ứng việc cung cấp nhiên liệu cho động cơ ở
tất cả chế độ và tải trọng thay đổi khác nhau của

2.4. HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ D –JETRONIC:

Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 12


MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỘNG CƠ 4A - FE

26

25

2

1

3

4

23

5
6
7
8

CHECK ENGINEE ; 8-Khuếch đại điều hoà ; 9-Ắcquy ; 10-ECU
động cơ ; 11-Bộ chia điện và IC đánh lửa ; 12-Biến trở ;
13-Cảm biến Oxy ; 14-TWC ; 15-Cảm biến nhiệt độ nước ;
16-Cảm biến kích nổ ; 17-Vòi phun ; 18-Bộ điều áp ; 19Cảm biến vò trí bướm ga ; 20-Cảm biến nhiệt độ khí nạp ;
21-Van ISC ; 22-Cảm biến áp suất đường ống nạp ; 23-Bình
xăng ; 24-Bơmnhiên liệu ; 25-Giắc kiểm tra ; 26-Công tắc
khởi động trung gian
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 13


MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỘNG CƠ 4A - FE

Mô tả hệ thống.
Các chức năng của hệ thống điều khiển động cơ
bao gồm EFI, ESA và ISC chúng điều khiển các tính năng
cơ bản của động cơ, chức năng chẩn đoán, chức năng
dự

phòng và an toàn chỉ hoạt động khi có trục tràûc

trong các hệ thống điều khiển này.
Ngoài ra thiết bò điều khiển phụ trên động cơ như
hệ thống điều khiển khí nạp… chức năng này đều được
điều khiển bằng ECU động cơ.



E1

W

ACT

AC1

V-ISC

E2

E21

SÄÚ4

SÄÚ2

VI PHUN

SÄÚ1

SPD
VTA

#10
IDL

#20


CM BIÃÚ
N VËTRÊ
BỈÅÏM GA

CM BIÃÚ
N
CHÁN KHÄNG

CM BIÃÚ
N KÊCH NÄØ

Fp

CM BIÃÚ
N
NHIÃÛ
T ÂÄ ÜNỈÅÏC

TE1

GIÀÕ
C K IÃØ
M TRA
+B

CM BIÃÚ
N
NHIÃÛ
T ÂÄ ÜKHÊNẢ


HÄÜ
P ÂẠNH
LỈÍA

ÂN CNH BẠO
KIÃØ
M TRA ÂÄÜ
NG CÅ

BÄÜÂIÃƯ
U CHÈNH
TÄÚ
C ÂÄÜKHÄNG TI

HÄÜ
P CÁƯ
U CHÇ

SÄÚ3

IG2
ÂÃÚ
N A/C AMPLIFIER

CÁƯ
U CHÇ
CHÊNH

IIA

Một bơm nhiên liệu cung cấp đủ nhiên liệu dưới một
áp suất không đổi đến các vòi phun.
Các vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu đònh trước
vào đường ống nạp theo tín hiệu từ ECU động cơ. ECU
động cơ nhận các tín hiệu từ rất nhiều cảm biến khác
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

nhau thông báo về sự thay đổi của các chế độ hoạt
động của động cơ như:
-

Áp suất đường ống nạp( PIM)

-

Góc quay trục khuỷu(G)

-

Tốc độ động cơ (NE)

-

1 ; 2-ECU
2
1-Vòi
phun
động
cơ ; 3-Các
biến ;
động cơ.

4

• Đánh lửa sớm điện tử(ESA):
ECU động cơ lập trình với số liệu để đảm bảo thời
điểm đánh lửa tối ưu dưới bất kỳ chế độ5 hoạt động
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 15

Hình 2.7. Sơ đồ điều khiển động cơ (đánh


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

nào của động cơ. Dựa trên các số liệu này, và các số
liệu do các cảm biến theo giõi các chế độ hoạt động
của động cơ cung cấp như mô tả dưới đây. ECU động cơ
sẽ gởi tín hiệu IGT(thời điểm đánh lửa) đến IC đánh lửa

• Chức năng an toàn:
Nếu các tín hiệu vào ECU động cơ không bình thường,
ECU động cơ sẽ chuyển sang dùng các giá trò tiêu chuẩn
lưu ở bộ nhớ trong để điều khiển động cơ, điều này cho
phép nó điều khiển được động cơ nên tiếp tục được hoạt
động bình thường của xe.
• Chức năng dự phòng:
Nếu thậm chí trong trường hợp một phần của ECU
không hoạt động, chức năng dự phòng vẩn có thể tiếp
tục điều khiển việc phun nhiên liệu và thời điểm đánh
lửa. Điều này cho phép nó điều khiển động cơ nên tiếp
tục được hoạt động bình thường của xe.
ECU động cơ còn điều khiển cả hệ thống điều khiển
khí và các hệ thống phụ khác.
2.4.2. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ:
Sơ đồ khối như hình sau:

Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

CÁC CẢM BIẾN

CÁC BỘ


VTA

CÁC BUGI

ISC

ISC

SPD

OX

VAF

RƠLE ĐÈN HẬU VÀ SẤY
KÍNH

CUỘN DÂY ĐÁNH
LẺA

THA

KHÓA ĐIỆN CỰC(CỰC
ST)
Tín hiệu khởi động

CÔNG TẮC KHỞI ĐỘNG TRUNG GIAN

VÒI PHUN NO.1

HT

NSW

FC
A/C

TE1

Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 18

ĐIỀU KHIỂN BƠM NHIỆT
LIỆU

RƠLE MỞ MẠCH
W

BATT

ĐÈN BÁO KIỂM TRA
ĐỘNG CƠ

ĂCQUY

GIẮC KIỂM TRA
TE2

ĐIỀU KHIỂN SẤY CẢM BIẾN
ÔXY

• Dễ dàng sử dụng và điều khiển
• Kích thước va økhối lượng không lớn lắm
• Có độ bền vững cao hoạt động ổn đònh tin cậy
3.2. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:
Tỉì u cáưu ca mä hçnh ta chn củm chi tiãút ca loải
hãû thäúng phun xàng D-JETRONIC làõp trãn âäüng cå 4A-FE, båíi
vç ngy nay hãû thäúng phun xàng ny âỉåüc ỉïng dủng
räüng ri v nhiãưu hãû thäúng â chỉïng thỉûc kh nàng
váûn hnh täút nhỉ sau:
3.2.1. Hãû thäúng âiãưu khiãøn âiãûn tỉí:
• Cm biãún ạp sút âỉåìng äúng nảp:
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

Cm biãún ạp sút âỉåìng äúng nảp dng âäü chán
khäng âỉåüc tảo ra trong bưng chán khäng. Âäü chán khäng
trong bưng ny gáưn nhỉ tuût âäúi v nọ khäng bë nh
hỉåíng båíi sỉû dao âäüng ca ạp sút khê quøn xáøy ra do
sỉû thay âäøi âäü cao.
Cm biãún ạp sút âỉåìng äúng nảp so sạnh ạp sút
âỉåìng äúng nảp våïi âäü chân khäng ny v phạt ra tên
hiãûu PIM nãn tên hiãûu ny cng khäng bë dao âäüng theo sỉû
thay âäøi ca ạp sút khê quøn . Âiãưu âọ cho phẹp ECU


MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ 4A - FE

• Cm biãún kêch näø.
• Tín hiệu star.
3.2.2 . Hãû thäúng nhiãn liãûu:
• Båm nhiãn liãûu.
Ta chn loải âàût trong bçnh vç loải ny tảo ra êt rung
âäüng v tiãúng äưn hån so våïi cạc loải trãn âỉåìng äúng .
• Âiãưu khiãøn båm nhiãn liãûu .
Âiãưu khiãøn báût tàõt bàòng ECU âäüng cå .
• Lc nhiãn liãûu .
• Bäü äøn âënh ạp sút .
• Vi phun.
Cọ 2 loải vi phun âỉåüc sỉí dủng hiãûn nay, âọ l vi
phun cọ âiãûn tråí cao v vi phun cọ âiãûn tråí tháúp nhỉng
mảch âiãûn dng cho 2 kiãøu ny cå bn l giäúng nhau.
Ta chn loải vi phun âiãûn tråí cao vç dng vi phun âiãûn
tråí tháúp âãø trạnh quạ nhiãût do dng låïn qua kim thç ta
phi dng thãm mäüt âiãûn tråí näúi tiãúp giỉỵa cäng tàõc mạy
v kim.
3.2.3. Âạnh lỉía âiãûn tỉí (ESA):
- Tên hiãûu IGF (xạc nháûn âạnh lỉía).
-

Tên hiãûu IGT( thåìi âiãøm âạnh lỉía)

3.2.4. Âiãưu khiãøn täúc âäü khäng ti (ISC):

tùy theo loại động cơ. Khi nhiên liệu phun ra, áp suất
nhiên liệu thay đổi một chút trong đường ống nhiên liệu
. Một vòi phun được lắp ở phía trước của mổi xilanh và
lượng nhiên liệu phun được điều khiển bằng âộ dài
khoảng thời gian dòng điện chạy qua vòi phun. Lượng
nhiên liệu thừa sẽ được trả về thùng chứa theo đường
Lọclàm
ống xả nhiên Bơm
liệu nhiên
về tại bộ điều
áp.
Như vậy khi
Bình
Ống
nhiên
nhiên
xăng
liệu liên tục trong mạch
việc nhiên liệuliệu
sẽ được vận chuyển
liệu
nhiên liệu .
Bộ giảm
rung động
Ống
hồi

Bộ ổn đònh
áp suất
: áp suất

Hình 3.2. Cấu tạo bơm xăng loại đặt trong thùng chứa.
1

2 3
4

5
6
7
8
9
10
11
16

A
13

12

Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 23

A-A
14
15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


- Lọc nhiên liệu: dùng để lọc cặn bẩn trong nhiên
liệu đối với loại lọc này thì lọc nhiên liệu được bắt sau
bơm.
3.3.1.3

. Âiều khiển bơm nhiên liệu:

Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 24


MÔ HÌNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỘNG CƠ 4A - FE

Bơm nhiên liệu trong xe chỉ hoạt động khi động cơ đang
chạy. Điều này tránh cho nhiên liệu không bò bơm đến
động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ
không chạy.
Điều khiển bật – tắt (bằng ECU động cơ)
Hình 3.3. Mạch điều khiển bơm xăng.
Giàõ
c kiãø
m tra
Båm xàng
E
Fp


NE

ÀÕ
cquy

-

Khi động cơ quay khởi động:

Khi động cơ đang quay khởi động dòng điện chạy qua
cực IG của khóa điện đến cuộn dây L1 của rơle chính,
làm rơle này bật bật ON. Tại thời điểm đó, dòng điện
chạy từ cực ST của khóa điện đến cuộn dây L3 của rơle
mở mạch, bật rơle này làm cho bơm hoạt động. Sau đó
máy khởi động hoạt động và động cơ bắt đầu quay, lúc
này ECU động cơ sẽ nhận được tín hiệu NE. Tín hệu này
làm cho transistor trong ECU bật ON và do đó dòng điện
chạy đến cuộn dây L2 củarơle mở mạch.
- Động cơ đã khởi động:
Sau khi động cơ đã khởi động và khóa điện được trả
về vò trí ON (cực IG ) từ vò trí STAR(cực ST) dòng điện chạy
đến cuộn dây L3 của rơle mở mạch bò cắt. Tuy nhiên
Svth : Lê Ngọc Lónh – Lớp 98C4B
Trang 25