Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
1
Lời Nói Đầu
Ngày nay khi ngành công nghiệp ôtô trên thế giới và trong nước đang ngày càng
đi lên và đạt được nhiều thành tích đáng kể thì vấn đề nghiên cứu và học tập về ngành
động lực nói chung cũng như ôtô nói riêng trở nên rất cần thiết. Việc khảo sát cụ thể hệ
thống phun xăng điều khiển điện tử giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về
vấn đề này. Đây cũng là lý do mà
đã khiến em chọn đề tài này làm đề tài đồ án với mong
muốn góp phần nghiên cứu sâu hơn về hệ thống cung cấp nhiên liệu trên động cơ xăng,
để từ đó có thể đưa ra được các giải pháp về các vấn đề hư hỏng thường gặp ở hệ thống
cung cấp nhiên liệu động cơ này.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham kh
ảo còn
ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án bộ môn của em không tránh khỏi
những thiếu 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 thầy giáo hướng dẫn “Chu Đức Hùng”, các
thầy cô giáo trong khoa Động lực cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành
đồ án này. Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
2
Chương 1
Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI

1.2 lịch sử phát triển:
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người mỹ ông Stenvan đã nghĩ ra cách phun nhiên liệu
cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho phun nhiên liệu vào
buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ thống
phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại ( nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa
nên hay bị kích nổ và hiệu quả thấp ). Tuy nhiên, sau
đó sáng kiến này đã rất thành công
trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống phun xăng này nhiên
liệu được phun trực tiếp vào trước xupap hút nên có tên goi là K - Jetronic. K - Jetronic
được đưa vào sản xuất ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền
tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE - Jetronic, Mono –
Jetronic, L – Jetronic, Motronic…
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
4
Do hệ thống phun xăng cơ khí có nhiều nhược điểm nên đầu những năm 80,
BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện, có hai
loại : hệ thống L – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng
khí nạp ) và D – Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa vào áp suất trên đường ống
nạp).
Đến n
ăm 1984, người Nhật đã mua bản quyền của BOSCH và đã ứng dụng hệ
thống phun xăng L – Jetronic và D – Jetronic trên các xe của hãng Toyota (dung 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 lượ
ng phun dựa vào thời gian
cần thiết để nạp và phóng vào tụ điện. Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xử

6
Đây là hệ thống kiểu sử dụng kim phun cơ khí, chỉ sự dụng trên một số động cơ,
bộ phun mở lien tục, sự thay đổi áp suất đối với nhiên liệu sẽ làm thay đổi lượng nhiên
liệu được phun. Gồm bốn loại cơ bản sau:
• Hệ thống K – Jectronic: Đây là hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển hoàn
toàn bằng cơ khí và thủy lực sau đ
ó được cải thiện thành hệ thống KE – Jectronic với hệ
thống ECM mạnh hơn. Là hệ thống phun xăng cơ bản của các kiểu phun xăng điển tự
ngày nay. Nó có các đặc điểm như không cần những cơ cấu dẫn động của động cơ, có
nghĩa là động tác điều chỉnh xăng phun ra do chính độ chân không trong ống hút điều
khiển.xăng phun ra lien tục cà được xác
định tùy theo khối lượng không khí nạp. Được sử
dụng cho các xe như Audi : coupe, Quattro, 80, 90, 100, 200 .xe BMW: 318, 520….
• Hệ thống K – Jectronic có cảm biến khí thải: Có thêm cảm biến oxy
• Hệ thống KE – Jectronic: Là hệ thống được phát triển từ hệ thống K – Jectronic
với mạch điều chỉnh áp lực phun bằng điện tử.
1.3.2 Loại AFC:
Đây là hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển bằng điện. Hệ thống
phun xăng với kim phun điện có thể chia làm 2 loại chính:
• L – Jectronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là không khí): là hệ thống
phun xăng đa điểm điều khiển bằng điện tử. xăng được phun vào cửa nạp của các xylanh
động cơ theo từng lúc chứ không phun lien tục. Quá trình phun x
ăng và định lượng nhiên
liệu được thực hiện theo hai tín hiệu gốc: tín hiệu về khối lượng không khí đang nạp vào
và tín hiệu về vận tốc trục khuỷu của động cơ. Chức năng của L – Jectronic là cung cấp
cho từng xylanh động cơ một lượng xăng đáp ứng nhiều chế độ tải khác nhau của động
cơ. Một hệ thống các bộ cảm biế
n ghi nhận thông tin về chế độ làm việc của ôtô, về tình
trạng thực tế của động cơ, chuyển đổi các thông tin này thành tín hiệu điện . ECU sẽ xử
lý, phân tích các thông tin nhận được và tính toán chính xác lượng xăng cần phun ra. Lưu

).
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)
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
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
9
B: cầm chừng
C: bướm ga mở một phần
D: gia tốc
E: bướm ga mở hoàn toàn
Hình trên giới thiệu các thành phần hòa khí nhất định.hình 1.2 giới thiệu các các
hòa khí yêu cầu động cơ khi hoạt đông ở các chế độ khác nhau. Lúc khởi động
lạnh yêu cầu hòa khí đậm ( m ≈ 9:1), ở tốc độ trung bình bướm ga mở một phần
m ≈ 15:1. Khi mở bướm ga đột ngột để tăng tốc, cũng phải làm đậm tạm thời cho
hòa khí , nếu không xe sẽ chết máy. Hòa khí cũng được làm đậm m ≈ 13:1 khi m
ở
rộng bướm ga (vì lúc này cần đốt hết ôxy trong buồng cháy để phát hết công suất).

Hình vẽ 1.2: biến thiên của hiệu suất bộ xúc tác hóa khử theo tỷ số m (không
khí – nhiên liệu).

được áp suất cần thiết
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
11
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 lien tụ
c 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 củ
a lõi giấy khoảng 10μm. Xăng phải chiu xuyên qua lõi giấy và tấm lọc
trước khi chảy vào bộ phân phối. Lõi lọc phảu được thay mới đúng định kỳ. Trong
quá trình lắp ráp cần lưu ý chiều nũi 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 c
ấp 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 nhiên
liệu trong ố
ng chia xăng của các béc phun. Việc điều áp này rất cần thiết, vì nhờ áp suất
xăng không đổi nên lượng xăng phun ra chỉ còn phụ thuộc vào một yếu tố duy nhất là
thời gian mở van cho béc phun xăng hay thời lượng phun xăng.

nhiên liệu. Điều này có nghĩa là góc phun của các tia xăng xũng như khoảng cách giữa
các béc phun và xupáp hút phải được tính toán thật chính xác và ph
ải 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 c
ảm 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 thich 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 khố
i 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 thei 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 c
ảm biến để đến
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
14
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

GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
15
d) Cảm biến ôxy trong khí thải (oxygen sensor):
Bộ cảm biến ôxy được lắp đặt trong ống thoát khí thải. Công dụng của cảm biến là
theo dõi, ghi nhận lượng ôxy còn sót lại trong khí thải để báo cho ECU. Nếu lượng ôxy
còn nhiều chứng tỏ khí hỗn hợp nghèo xăng, ECU sẽ điều chỉnh phun thêm xăng. Nếu
lượng ôxy còn ít chứng tỏ hỗn hợp giàu xăng, ECU sẽ giảm bớt lượng xăng phun ra.
e) ECU độ
ng cơ:
ECU tiếp nhận thông tin về chế độ đang hoạt động của động cơ do hệ thống các bộ
cảm biến cung cấp. ECU xử lý các thông tin này và quyết định phát tín hiệu điều khiển
mở béc phun xăng, lượng xăng phun ra nhiều hay ít tùy thuộc vào độ dài 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 thố
ng 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) C
ổ họng gió:
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG

GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
17
c) Chế độ tăng tốc bốc máy:
Lúc cần vượt nhanh qua mặt một xe khác lưu thông cùng chiều, phải tăng tốc cho
xe tức thì. Ở chế độ này bướm ga mở đột ngột khối lượng không khí nạp vào nhiều trong
xylanh làm cho khí hỗn hợp nghèo xăng. Khi ECU nhận được tín hiệu tăng tốc nhờ bộ
cảm biến lưu lượng dòng khí nạp. Khi bướm ga mở lớn đột xuất, khối l
ượng khí nạp tăng
vọt lên, mâm đo của bộ cảm biến dòng khí nạp xoay dịch chuyển một góc lớn hơn. Hộp
ECU nhận được tín hiệu này sẽ chỉ huy phun thêm nhiên liệu, điều chỉnh tỷ lệ khí hỗ hợp
để có hệ số dư lượng không khí λ = 0,9.
d) Làm giàu khí hỗn hợp ở chế độ toàn tải:
Ở chế độ toàn tải, động cơ phát huy công suất t
ối đa, vì vậy cần phải cung cấp cho
động cơ một lượng khí hỗn hợp giàu xăng hơn so với chế độ tải một phần. Việc điều
chỉnh thêm xăng cần thiết này được lập trình sẵn trong bộ xử lý và điều khiển điện tử
ECU. Bộ ECU nhận được thông tin về chế độ toàn tải nhờ công tắc vị trí bướm ga hay
c
ảm biến vị trí bướm ga.
e) Kiểm soát vận tốc ralăngti:
Cơ cấu này sẽ giúp điều chỉnh hỗn hợp khí căn bản duy trì động cơ nổ cầm chừng,
để cho vận tốc vận tốc cầm chừng được êm và ổn định, cơ cấu kiểm soát vận 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.

Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô

Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam kép
DOHC có VVT-I, dẫn động xích.
Dung tích công tác 1998 cm
3

Đường kính xy lanh D 86 mm
Hành trình piston S 86 mm
Tỉ số nén 9,8
Công suất tối đa 100Kw/5600 rpm
Mô men xoắn tối đa 182/4000 (N.m/rpm)
Hệ thống phun nhiên liệu L-EFI
Tiêu chuẩn khí xả Euro Step 2
Cơ cấu phối khí 16 xupap dẫn động bằng xích,có VVT-i

Mở 52
0
~0
0
BTDC Nạp
Đóng 12
0
~64
0
ABDC
Mở 44
0
BTDC
Thời
điểm
phối

VVT-i. Động cơ có công suất 100Kw/5600v/p có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển
bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển b
ởi ECU.
2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 1TR-FE trên xe
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
21
innova G:
2.1 Sơ đồ cấu tạo:
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 1TR-FE.
1:Bình Xăng; 2:Bơm xăng điện; 3:Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm; 4:Lọc
Xăng; 5:Bộ lọc than hoạt tính; 6:Lọc không khí; 7:Cảm biến lưu lượng khí nạp;
8:Van điện từ; 9: Môtơ bước; 10:Bướm ga; 11:Cảm biến vị trí bướm ga; 12:Ống
góp nạp; 13:Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14:Bộ
ổn định áp suất;15:Cảm biến vị trí
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
22
trục cam; 16:Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17:Ống phân phối nhiên liệu;
18:Vòi phun; 19:Cảm biến tiếng gõ; 20:Cảm biến nhiệt độ nước làm mát; 21:Cảm
biến vị trí trục khuỷu; 22:Cảm biến ôxy.

2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng động cơ 1TR-FE:
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 nhiên liệu 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

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;
Đồ án môn học tính toán thiết kế ôtô
GVHD : CHU ĐỨC HÙNG SVTH : HỒ ĐĂNG TRUNG
24
7,9:Cánh bơm; 10:Cửa xăng ra; 11:Cửa xăng vào.
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 c
ơ 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.

¾ Ðiều khiển b
ơm nhiên liệu:
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho nhiên
liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ
chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu
Khi động cơ đang quay khởi động.
Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện
đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu
ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA).
Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor công suất bật