MỤC LỤC

MỤC LỤC................

A: ĐẶT VẤN ĐỀ................

B: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI...................

C: ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................

D: NỘI DUNG ĐỒ ÁN.................

Chương 1: Tổng quan về hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử...............

1.1: Tổng quan về tình hình sản xuất và lưu hành xe ở Việt Nam và trên thế giới................

1.2: Tổng quan về hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử................

1.2.1: Công dụng của hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô ……………

1.2.2:  Phân loại hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô ……………

1.2.3: Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô…………….

1.2.4: Ưu điểm của phun xăng điện tử so với chế hòa khí …………

1.2.5: Nguyên lý hoạt động của phun xăng điện tử ……………

Chương 2: Khảo sát hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử…........

2.1: Thông số khảo sát ......................

2.1.1: Giới thiệu chung .......................

2.1.2: Thông số khảo sát xe Toyota Vios 2014 .....................

2.2.3: Thông số khảo sát hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô Toyota Vios 2014 ……………

2.2: Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử trên xe Toyota Vios 2014 ..............

2.2.1: Giới thiệu về động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014 ..................

2.2.2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử ......................

2.2.3: Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử ..................

2.3: Kết cấu và nguyên lý làm việc của các chi tiết trên hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử ...............

2.3.1: Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử .................

2.3.2: Sơ đồ hệ thống nạp thải ...................

2.3.3: Hệ thống phân phối khí ...................

2.3.4: Trục cam ..................

2.3.5: Xupap ....................

2.3.6: Lò xo xupap ..................

2.3.7: Con đội .......................

2.3.8: Giới thiệu chung ...................

2.8.1: Mô tả hệ thống cung cấp nhiên liệu ...............

2.8.2: Bơm nhiên liệu ...............

2.8.3: Bộ ổn định áp suất .............

2.8.4: Bộ giảm rung động ...............

2.8.5: Bộ lọc nhiên liệu ................

2.8.6: Vòi phun niên liệu .............

2.3.8.7: Cuộn điện trở ...............

2.3.9: Hệ thống nạp khí .................

2.3.9.1: Khái quát hệ thống nạp khí ............

2.3.9.2: Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí .................

2.3.10: Hệ thống điều khiển điện tử động cơ 1 ZN-FE trên xe Toyota Vios 2-14................

2.3.10.1:Nguyên lý chung .....................

2.3.10.2: Các cảm biến ...............

2.3.10.3: Cảm biến vị trí bướm ga ................

2.3.10.4: Cảm biến oxy .................

2.3.10.5: Cảm biến tỉ số không khí và nhiên liệu ...............

2.3.10.6: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................

2.3.10.7: Cảm biến vị trí trục cam ...................

2.3.10.8: Cảm biến vị trí trục khuỷu ................

2.3.10.9: Cảm biến tiếng gõ ...................

2.3.10.10: Cảm biến vị trí bàn đạp ga ..............

2.3.11: Hệ thống điều khiển điện tử ECU ................

2.3.11.1: Chức năng của ECU ..................

2.3.11.2: Các bộ phạn của ECU ..................

2.3.11.3: Các thống số hoạt động của ECU ...............

2.3.11.4: Các chế độ làm việc ................

2.3.11.5: Điều khiển lượng phun ..............

Chương 3: Những hư hỏng, nguyên nhân, phương pháp kiểm tra, sửa chữa của hệ thống phun xăng điện tử ............

3.1: Những hư hỏng, nguyên nhân, tác hại của hệ thống phun xăng điện tử .............

3.1.1: Bơm xăng bị hỏng ……...........

3.1.2: Vòi phun nhiên liệu bị hỏng …………

3.1.3: Kim phun nhiên liệu bị hỏng, rỏ rỉ ………

3.2: Phương pháp kiểm tra .....................

3.2.1: Kiểm tra bơm xăng ..................

3.2.2: Kiểm tra vòi phun nhiên liệu ................

3.2.3: Kiểm tra kim phun nhiên liệu bị hỏng, rỏ rỉ ..............

3.3: Phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh ................

3.3.1: Bơm xăng ……….....

3.3.2: Vòi phun nhiên liệu ……………

3.3.3: Kim phun nhiên liệu …………

Tài liệu tham khảo ……………

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của đất nước. Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế đất nước. Từ lúc ra đời cho đến nay ô tô được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực giao thông vận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch.

Đất nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các ngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển. Trong đó, ngành công nghiệp ô tô luôn được chú trọng. Tuy nhiên nền công nghiệp ô tô nước ta chưa phát triển mạnh, xe ô tô chủ yếu được nhập từ nhiều nước.

Vì thế vấn đề nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống trên ô tô để phục vụ cho việc sử dụng, sửa chữa và bảo dưỡng phục hồi nhằm tăng khả năng khai thác, kéo dài tuổi thọ của hệ thống đảm bảo tính an toàn cao cho hành khách và hàng hóa là một yêu cầu cấp thiết.

Ngày nay ô tô được nhập vào nước ta ngày càng nhiều, và hiện đại cùng với sự phát triển của các hệ thống điện, điện tử. Đa số tài liệu là tiếng anh vì thế để nắm được nguyên lý hoạt động và biết được các hư hỏng để mang đi bảo dưỡng sửa chữa kịp thời là điều rất cần thiết. Việc nghiên cứu và tìm hiểu các hệ thống điện và điện tử trên ô tô là điều rất cần thiết cho nên em chọn đề tài nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử trên xe Toyota Vios 2014 là đề tài đồ án tốt nghiệp. Đây cũng là đề tài bổ ích và thiết thực giúp em hoàn thiện kiến thức và có một cái nhìn cụ thể hơn về hệ thống phun xăng điện tử.

A: ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay ngành công nghệ ô tô đã có những bước tiến vượt bậc, trên các xe ô tô đã được trang bị những hệ thống như: Hệ thống chống bó cứng phanh ABS ( viết tắt là ABS ), hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống điều khiển động cơ bằng điện tử, bộ phận phân bố lực phanh bằng điện tử, hệ thống treo, …

Để giúp cho em tiếp cận và hiểu được các công nghệ mới được trang bị trên xe ô tô hiện nay, giảng viên : Ths…………… đã đưa vào hướng dẫn em làm đồ án chuyên ngành cùng với đề tài: “Nghiên cứu khảo sát kỹ thuật hệ thống phun xăng điện tử trên xe Toyota Vios”.

D: NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Chương 1: Tổng quan về hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử

1.1: Tổng quan về tình hình sản xuất và lưu hành xe ở Việt Nam và trên thế giới

1.1.1: Lịch sử hình thành, tình hình sản xuất và lưu hành xe ô tô trên thế giới:

- Lịch sử ngành công nghiệp ô tô được bắt nguồn từ nửa sau thế kỷ 19 tại nước Đức - một trung tâm lớn về khoa học kỹ thuật của Châu Âu và có nhiều phát minh quan trọng đóng góp cho sự tiến bộ của thế giới. Trong số những nhà sáng chế hàng đầu của quốc gia này phải kể đến hai người con ưu tú là Karl Benz và Gottlieb Daimler, hai ông tổ của ngành xe hơi đã chế tạo ra những chiếc xe đầu tiên không cần ngựa kéo. 

- Vào những năm 1920, General Motors đã tạo ra bước phát triển mới cho ngành công nghiệp ôtô bằng việc nhấn mạnh vào các chi tiết kiểu dáng, mẫu mã xe. Mỗi năm, công ty lại tung ra thị trường một dòng xe mới, giới thiệu cho khách hàng các sản phẩm khác nhau tuỳ theo thu nhập của họ (như Cadillac dành cho tầng lớp thượng lưu, Chevrolet dành cho tầng lớp đại chúng) tạo thành một hệ thống quản lý phi tập trung hiện đại. Số xe hơi tiêu thụ tại thị trường Mỹ đã tăng từ 4.100 chiếc năm 1900 lên 895.900 chiếc vào năm 1915 và đạt mức 3,7 triệu chiếc vào năm 1925. 

1.1.2: Lịch sử hình thành, tình hình sản xuất và lưu hành xe ô tô ở Việt Nam:

- Ngành công nghiệp ô tô ở Việt Nam chỉ thực sự hình thành từ những năm 90, khi Chính phủ cho phép các doanh nghiệp có vốn đầu từ nước ngoài được sản xuất, lắp ráp ô tô tại Việt Nam. Trước năm 1990, Việt Nam chủ yếu nhập khẩu ô tô từ các nước xã hội chủ nghĩa. Thời gian này không có doanh nghiệp nào đầu tư lắp ráp, sản xuất ôtô. Các doanh nghiệp cơ khí lớn của Việt Nam chủ yếu làm công việc sửa chữa và đại tu xe.

- Ngành sản xuất, lắp ráp ô tô của Việt Nam hiện tại bao gồm 2 khối :

+ Các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài : tổng vốn đầu tư của 14 doanh nghiệp FDI là 920 triệu USD, năng lực sản xuất 220.000 xe/năm, sản xuất chủ yếu xe du lịch, xe đa dụng, xe tải.

+ Các doanh nghiệp trong nước : hiện có khoảng 30 doanh nghiệp đầu tư sản xuất, lắp ráp ô tô với tổng số vốn khoảng 2.500 tỉ đồng. Các doanh nghiệp trong nước chủ yếu sản xuất các loại ô tô bus, xe khách, xe tải nhỏ và nặng, các loại xe chuyên dùng.

- Khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp ô tô Việt Nam Mặc dù có sự gia tăng đáng kể về số lượng lắp ráp, tiêu thụ và với sự xuất hiện của một số lượng nhất định các cõ sở sản xuất phụ trợ, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam còn rất hạn chế về năng lực cạnh tranh. 

1.2: Tổng quan về hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử:

- Hệ thống phun xăng điện tử có tên gọi tắt là EFi hoặc Fi (được viết tắt của từ Electronic Fuel Injection hoặc Fuel Injection). Phun xăng điện tử là một hệ thống hòa khí mới, khi xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử sẽ không sử dụng bộ chế hòa khí (bình xăng con). 

- Hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô EFI hoạt động với bộ điều khiển điện tự động phun nhiên liệu vào buồng đốt động cơ. Quá trình này có sự giám sát của các cảm biến nên lượng nhiên liệu phun được cân bằng với lượng khí nạp, giúp hạn chế khí thải độc hại sinh ra khi động cơ vận hành. 

1.2.1: Công dụng của hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô:

- Khả năng tiết kiệm nhiên liệu tối đa. Với cơ chế phun tự động, hệ thống EFI cho phép lượng nhiên liệu phun vào theo định mức phù hợp với chế độ vận hành của động cơ. Theo đó, ở kỳ khởi động, hệ thống sẽ phun nhiều xăng để đáp ứng nhu cầu hòa khí. 

- Khi động cơ đã hoạt động ổn định, kim phun xăng sẽ điều chỉnh lượng nhiên liệu ở mức độ vừa đủ theo yêu cầu vận hành. Lượng hòa khí cũng được đốt cháy triệt để trong các buồng đốt mang đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu đáng kể.

1.2.2: Phân loại hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô:

Hiện nay hệ thống phun xăng điện tử được chia làm 3 loại chính:

- Hệ thống phun xăng đơn điểm (Single Point Injection – SPI): là dùng một vòi phun trung tâm để thay thế cho bộ chế hoà khí. Vòi phun này sẽ được đặt ngay trước bướm ga và sản sinh ra khí hỗn hợp trên đường nạp. Hơn nữa, nó điều chỉnh thời gian phun một cách chính xác với sự trợ giúp của ECU, cảm biến và thiết bị truyền động. 

+ Hệ thống phun xăng điện tử đa điểm bao gồm các bộ phận sau:

Kim phun

Bơm nhiên liệu

Ống phân phối nhiên liệu

Cảm biến áp suất nhiên liệu

1.2.3: Kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử trên ô tô:

- Kết cấu của phun xăng điện tử trên ô tô gồm 3 bộ phận chính:

+ Các cảm biến: có nhiệm vụ thu thập các số liệu khác nhau trên động cơ và trả về cho bộ phận điều khiển điện tử để bộ phận này tổng hợp và đưa ra các xử lý đúng đắn.  Các cảm biến sẽ bao gồm: cảm biến vòng tua, nhiệt độ không khí, cảm biến nhiệt độ động cơ, …

+ Bộ phận điều khiển điện tử: Chi tiết quan trọng nhất của bộ phận điều khiển điện tử là hệ thống điều khiển trung tâm (ECU). ECU sẽ tiếp nhận thông tin từ các cảm biến, sau khi thông tin được xử lý thì bộ phận này sẽ phát tín hiệu tới vòi phun để phun một lượng nhiên liệu vừa đủ tỷ lệ với lượng khí nạp. Đây chính là yếu tố quan trọng giúp những dòng xe sử dụng hệ thống này có thể tiết kiệm nhiên liệu. 

1.2.5: Nguyên lý hoạt động của phun xăng điện tử :

Hệ thống phun xăng điện tử thực chất là một hệ thống điều khiển tích hợp cả hai quá trình phun xăng và đánh lửa của động cơ. Hệ thống bao gồm ba khối thiết bị sau:

Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhận các thông số hoạt động của động cơ (lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nồng độ oxy)

Chương 2: Khảo sát hệ thống, cơ cấu của hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô Toyota Vios

2.1: Thống số khảo sát

2.1.1: Giới thiệu chung:

+ Toyota Vios là mẫu sedan cỡ B luôn chiếm đóng vị trí đầu bảng trong top xe bán chạy nhất tại thị trường Việt Nam trong suốt những năm qua. Được ra mắt lần đầu ở Việt Nam vào tháng 8/2003, Vios nhanh chóng trở thành “con gà đẻ trứng vàng” cho Toyota  thương hiệu vốn luôn đem lại cảm giác an tâm cho người tiêu dùng Việt.

+ Trải qua 15 năm đồng hành cùng người tiêu dùng Việt, Toyota Vios đã có nhiều thay đổi càng ngày càng tích cực hơn, đặc biệt phiên bản G với nhiều nâng cấp vốn được cho là nhằm thu hút hơn đối tượng khách hàng cá nhân, với sự chú trọng hơn về trang bị và đặc biệt là nâng cao tính năng an toàn cho xe.

2.2.3: Thông số khảo sát hệ thống phun xăng điện tử trên xe ô tô Toyota Vios 2014

- Động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014 là loại động cơ có kí hiệu là: 1NZ-FE. Toyota Vios 2014 mới sử dụng động cơ VVT-i 1.5 lít với hệ thống 16 van DOHC. Công suất cực đại 107 / 6000 (hp/rpm), mô-men xoắn tối đa là 141/4.200 (Nm/rpm).

2.2: Kết cấu và nguyên lý làm việc của phun xăng điện tử trên Toyota Vios 2014

2.2.1: Giới thiệu về động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014

Động cơ lắp trên xe Toyota Vios 2014 là loại động cơ có kí hiệu là: 1NZ-FE. Toyota Vios 2014 mới sử dụng động cơ VVT-i 1.5 lít với hệ thống 16 van DOHC mang lại sự vận hành tối ưu cho động cơ, cũng như  tiết kiệm nhiên liệu, tăng độ bền và đặc biệt giảm thiểu ô nhiễm nhờ tuân theo tiêu chuẩn Euro 4 về khí thải.

2.2.2: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử

Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử như hình dưới.

2.2.3: Nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử

Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện tình trạng của động cơ và điều khiển chạy của xe. ECU động cơ tính toán lượng phun nhiên liệu tối ưu và điều khiển các vòi phun nhiên liệu. 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 sự phun nhiện liệu gây ra. 

a: Hệ thống điều khiển điện tử

Đảm bảo hỗn hợp khí cháy có tỷ lệ lý tưởng (15:1). Bộ phận chính của hệ thống điều khiển điện tử là bộ điều khiển trung tâm (ECU), nó nhận thông tin từ các cảm biến (nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp, vị trí bướm ga, tín hiệu khởi động và cảm biến oxy) cùng với tín hiệu đánh lửa và thông tin từ bộ phận đo lượng khí nạp. 

c:  Hệ thống nạp khí

Bắt đầu từ một bộ lọc khí, sau khi đi qua nó không khí được lọc sạch và được dẫn qua một bộ đo lưu lượng khí nạp rồi đi qua bướm ga, đi tiếp tới buồng khí và đi vào cụm ống nạp của động cơ. Tại đây, nhiên liệu được phun vào, hoà trộn với không khí tạo thành hỗn hợp rồi được hút vào các xi lanh.

2.3: Kết cấu và nguyên lý làm việc của các chi tiết trên hệ thống phun xăng điện tử xe Toyota Vios 2014 :

2.3.1: Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử :

Nhiên liệu được lấy từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu và được phun dưới áp suất bởi vòi phun. Áp suất nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu phải được điều chỉnh để duy trì việc phun nhiên liệu ổn định bằng bộ điều áp và bộ giảm rung động. Các bộ phận chính: Bình nhiên liệu; Cụm bơm nhiên liệu; Bơm nhiên liệu; Lưới lọc của bơm nhiên liệu; Bộ lọc nhiên liệu; Bộ điều áp; Ống phân phối; Vòi phun; Bộ giảm rung động.

Các kim phun nhiên liệu được đặt ở nắp quy lát. Chúng phun nhiên liệu vào trong xylanh theo tín hiệu từ ECM.

2.3.3: Hệ thống phân phối khí:

Động cơ mạnh với trục cam kép và trang bị hệ thống VVT-i danh tiếng của Totyota giúp cho động cơ đạt công suất cao hơn, tiết kiệm nhiên liệu, đạt hiệu quả cao hơn ở những điều kiện đường xá khác nhau và bảo vệ môi trường.

2.3.5: Xupap

Mỗi xylanh có 4 xupap, 2 xupap nạp và 2 xupap thải.

Đường kính đầu xupap nạp lớn hơn đường kính xupap thải. Xupap có tác dụng đóng mở cửa các cửa nạp và thải.

Xupap được chế tạo bằng thép đặc biệt vì làm việc ở nhiệt độ cao, va đập mạnh và bị ăn mòn hóa học.

2.3.7: Con đội

Con đội được tiếp xúc với các cam trên trục cam. Khi làm việc con đội chuyển động trên các xilanh của nó. Trong quá trình làm việc, con đội chịu tác dụng của lực nghiêng do cam gây ra, chịu ma sát và va đập. Con đội thường được chế tạo bằng thép hoặc gang.

2.3.9: Hệ thống nạp khí

2.3.9.1: Khái quát hệ thống nạp khí

Không khí từ lọc gió đi vào cổ khoang nạp khí. Lượng khí nạp đi vào khoang nạp khí được điều khiển bẳng độ mở của bướm ga. Góc mở của bướm ga được điều khiển bằng mô tơ điều khiển bướm ga. Và mô tơ này được điều khiển bằng tín hiệu điện tử ECU của động cơ. 

2.3.9.2: Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí

a: Lọc không khí

Lọc không khí nhằm mục đích lọc sạch không khí trước khi không khí đi vào động cơ. Nó có vai trò rất quan trọng nhằm làm giảm sự mài mòn của động cơ. Trên động cơ 1NZ-FE dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc bằng giấy.

b: Cổ họng gió

Các bộ phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác.

Nguyên lý làm việc:

ECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở hoặc đóng bướm ga qua một cụm bánh răng giảm tốc. Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằng một cảm biến vị trí bướm ga, và thông số đó được phản hồi về ECU động cơ. 

c: Ống góp hút và đường ống nạp

Ống góp hút và đường ống nạp được chế tạo bằng nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng và sự truyền nhiệt đến nắp qui lát.

2.3.10: Hệ thống điều khiển điện tử đông cơ 1 ZN-FE trên xe Toyota Vios

2.3.10.1: Nguyên lý chung

Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến khác nhau để phát hiện các tình trạng hoạt động của động cơ và xe ô tô. Theo các tín hiệu từ các cảm biến này, ECU tính toán lượng phun nhiên liệu thích hợp nhất và điều khiển các vòi phun để phun khối lượng nhiên liệu thích hợp.

2.3.10.3: Cảm biến vị trí bướm ga

a: Kết cấu và nguyên lý hoạt động

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên thân bướm ga. Cảm biến này chuyển hóa góc mở bướm ga thành tín hiệu điện áp và gửi nó về ECU, ECU sử dụng tín hiệu này để nhận biết tải của động cơ, từ đó hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun, thời điểm đánh lửa và điểu khiển tốc độ.

b: Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga có 2 tín hiệu phát ra VTA và VTA2. VTA được dùng để phát hiện góc mở bướm ga và VTA2 được dùng để phát hiện hư hỏng trong VTA. Điện áp cấp vào VTA và VTA2 thay đổi từ 0-5V tỉ lệ thuận với góc mở của bướm ga.

2.3.10.4: Cảm biến oxy

ECM sử dụng cảm biến oxy để duy trì tỷ lệ hòa khí gần với lý thuyết, tức λ=1, đảm bảo hiệu quả bộ lọc tốt nhất.

2.3.10.6: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

a: Kết cấu và nguyên lý hoạt động

Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theo dõi và báo cho ECU biết tình hình nhiệt độ nước làm mát động cơ. Nếu nhiệt độ nước làm mát của động cơ thấp (động cơ vừa mới khởi động) thì ECU sẽ ra lệnh cho hệ thống phun thêm xăng khi động cơ còn nguội. 

b: Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và điện trở R được mắc nối tiếp. Khi giá trị điện trở của cảm biến thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ nước làm mát, điện áp tại cực THW cũng thay đổi theo. Dựa trên tín hiệu này ECU tăng lượng phun nhiên liệu nhằm nâng cao khả năng ổn định khi động cơ nguội.

2.3.10.9: Cảm biến tiếng gõ

a: Kết cấu và nguyên lý hoạt động

Cảm biến tiếng gõ trong động cơ 1NZ-FE là loại phẳng (không cộng hưởng) có cấu tạo để phát hiện rung động trong phạm vi từ 6 - 15khz. 

b: Mạch điện cảm biến tếng gõ

Khi xảy ra hiên tượng kích nổ áp xuất trong xilanh động cơ tăng nhanh đột ngột ở lân cận điểm chết trên, làm công suất và hiệu suất động cơ giảm gây ảnh hưởng đến tuổi thọ động cơ. Để khắc phục cmar biến tiếng gõ được lắp trên thân máy và nhận biết tiếng gõ của động cơ. 

2.3.11: Hệ thống điều khiển điện tử ECU

Bộ điều khiển điện tử đảm nhiện nhiều chức năng khác nhau tùy theo từng loại của nhà chế tạo. Chung nhất là bộ tổng hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trử thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu đi thích hợp. 

ECU này tính thời gian phun nhiên liệu tối ưu dựa vào các tín hiệu từ các cảm biến.

2.3.11.1: Chức năng của ECU

ECU có hai chức năng chính: Điều khiển thời điểm phun và điều khiển lượng phun.

Chức năng điều khiển thời điểm phun quyết định khi nào thì từng vòi phun sẽ phun nhiên liệu vào từng xylanh. Điều đó được quyết định bằng tín hiệu đánh lửa sơ cấp (IG). Điều khiển thời điểm phun được quyết định theo thời điểm đánh lửa.

2.3.11.3: Các thông số hoạt động của ECU

a: Các thông số chính

Là tốc độ động cơ và lượng gió nạp. Các thông số này là thước đo trực tiếp tình trạng tải của động cơ.

b: Các thông số thích nghi

Điều kiện hoạt động của động cơ luôn thay đổi thì tỷ lệ hoà khí phải thích ứng theo. Chúng ta sẽ đề cập đến các điều kiện hoạt động sau: Khởi động, làm ấm, thích ứng tải.

2.3.11.4: Các chế độ làm việc

a: Làm đậm trong và sau khi khởi động

Quá trình làm đậm này sẽ tăng lượng phun phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát (lượng phun sẽ lớn khi nhiệt độ nước làm mát thấp) để nâng cao khả năng khởi động và cải thiện tính ổn định hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định sau khi động cơ đã khởi động. Lượng phun sẽ giảm dần đến lượng phun cơ bản.

c: Thích ứng theo điều kiện tải

Các mức tải khác nhau sẽ cần thành phần hỗn hợp khác nhau, đường cong về lượng xăng cần thiết được xác định từ đường cong của bộ đo gió trong từng điều kiện hoạt động của từng động cơ riêng.

d: Thích ứng theo nhiệt độ khí nạp

Lượng xăng phun sẽ thích hợp với nhiệt độ gió. Lượng gió cần thiết cho quá trình cháy sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt độ gió hút vào, không khí lạnh sẽ đặc hơn, điều này có nghĩa là với cùng một vị trí cánh bướm ga thì hệ số dung tích gió trong xylanh sẽ giảm, khi nhiệt độ tăng, thông tin ghi nhận nhờ cảm biến nhiệt độ không khí nạp tại bộ đo gió gửi về ECU. ECU xem nhiệt độ ở 20^oC là mức chuẩn. 

Chương 3: Những hư hỏng, nguyên nhân, phương pháp kiểm tra, sửa chữa

3.1: Những hư hỏng, nguyên nhân, tác hại

3.1.1: Bơm xăng bị hỏng:

Khi xăng trong bình bị cạn, xuống mức quá thấp không đủ để làm mát và bôi trơn cho bơm xăng, khiến cho bơm bị nóng lên khi hoạt động và bơm cũng không còn vận hành được bình thường.

Nếu khi đang chạy xe bình thường rồi bỗng dưng chết máy, đó cũng có thể là vấn đề phát sinh từ bơm xăng ô tô.

3.1.2: Vòi phun nhiên liệu bị hỏng:

- Vòi phun tiếp nhận năng lượng từ nam châm điện. Mỗi vòi phun đều có một lỗ ở dưới cùng nơi nhiên liệu đi vào động cơ. Khi không hoạt động, một thanh lò xo đẩy van kim, còn gọi là chốt, xoay xuống để chặn lỗ lại. Khi năng lượng đi tới cuộn dây quấn quanh đầu thanh chốt, cuộn dây bị nhiễm từ, có đặc tính như nam châm điện và kéo thanh lên, đồng nghĩa với việc mở van kim và cho phép nhiên liệu phun qua với áp suất cao.

- Trong hệ thống phun nhiên liệu đa điểm, mỗi xylanh đều có vòi phun riêng. Vòi phun cần được cung cấp một áp suất nhiên liệu nhất định, thường là 32 đến 44 psi, tùy thuộc vào mẫu xe và năm sản xuất.

3.1.3: Kim phun nhiên liệu bị hỏng, rò rỉ:

- Kim phun nhiên liệu ô tô là một bộ phận quan trọng trong hệ thống động cơ xe. Một khi kim phun nhiên liệu bị rò rỉ sẽ nguy hiểm cho lái xe.

- Kim phun điện tử ô tô là một bộ phận ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc của toàn động cơ xe. Cấu tạo kim phun nhiên liệu sẽ đảm bảo cho mức tiêu hao nhiên liệu cũng như nồng độ phát thải ở mức thấp nếu được hoạt động bình thường.

3.2: Phương pháp kiểm tra

3.2.1: Kiểm tra bơm xăng:

Phương pháp kiểm tra bơm xăng tốt nhất hiện nay là: Kiểm tra qua hệ thống điện và kiểm tra qua áp suất nhiên liệu.

- Kiểm tra qua hệ thống điện:

+ Kiểm tra cầu chì bơm xăng: Xác địnhvị trí của bơm xăng, nếu cầu chì cháy: cần thay thế bằng một cầu chì mới với cùng mức ampe. Nếu sau khi thay cầu chì mới và khởi động lại xe, cầu chì vẫn cháy thì có thể do chập mạch. Bạn nên cho xe đến cơ sở bảo dưỡng để được sửa chữa nhanh chóng.

- Kiểm tra qua áp suất nhiên liệu:

+ Kiểm tra lọc xăng: Nếu lọc xăng bị nghẽn sẽ khiến xe tăng tốc chậm, tuy nhiên lỗi này lại hay bị nhầm là do bơm xăng. Do vậy để xác định chính xác bạn có thể tháo lọc xăng ra để kiểm tra.  

+ Bơm xăng ô tô nói riêng và hệ thống phân phối nhiên liệu của động cơ nói chung rất quan trọng với khả năng khởi động và vận hành của ô tô. Do đó, để tránh tình trạng bơm xăng ô tô hỏng, chủ xe không nên để xe duy trì hoạt động khi xăng đã cạn (hoặc ở mức thấp) vì điều này khiến bơm xăng giảm dần độ bền. 

3.2.2: Kiểm tra vòi phun nhiên liệu:

- Xác định vị trí các mối nối của từng vòi phun. Khởi động xe. Tháo bỏ mối nối từng cái một.

- Nghe tiếng động cơ khi bạn tháo từng mối nối ra khỏi mỗi vòi phun riêng biệt. Nếu tốc độ động cơ giảm đột ngột hoặc động cơ nổ không đều cũng đồng nghĩa với việc vòi phun đang làm việc. 

3.2.3: Kiểm tra kim phun nhiên liệu bị hỏng, rỏ rỉ:

- Thứ nhất: Kiểm tra rò rỉ của kim phun

Lắp đầu nối phù hơp vào kim phun, sau đó kiểm tra xem O-ring kim có bị vỡ hay móp méo không (thay thế nếu có hư hỏng). Đặt kim phun lên bàn kiểm tra, đặt áp lực theo giá trị quy định của nhà sản xuất (tốt nhất là cao hơn 10%), quan sát tình trạng rò rỉ. Thay thế kim phun nếu có rò rỉ hơn 1 giọt trong 1 phút.

- Thứ hai: Kiểm tra các góc phun và tình trạng tạo sương

- Thứ tư: Kiểm tra ở tốc độ không tải

+ RPM: 1600/phút

+ Nhịp xung: 2,2ms

+ Số lần mở kim phun: 3000

+ Quan sát sự đồng đều của quá trình phun, thay thế hoặc làm sạch nếu khối lượng phun lớn hơn 9%

- Thứ năm: Kiểm tra ở tốc độ tải tối đa

+ RPM: 4000/phút

+ Nhịp xung: 3,75ms

+ Số lần mở kim phun: 3000

- Thứ tám: Kiểm tra mô phỏng

+ Mô phỏng hoạt động của kim phun trong các tốc độ động cơ từ thấp đến cao.

Rửa bằng sóng siêu âm, kết nối kim phun với dây và đặt nó vào bồn siêu âm. Đổ chất làm sạch vào (thường là đầy 1/3 bồn), nhấn ON. Sau đó, chọn tùy chọn 8 (rửa bằng sóng siêu âm).

3.3: Phương pháp bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh

3.3.1: Bơm nhiên liệu:

- Bảo dưỡng hằng ngày:

+ Kiểm tra mực xăng trong thùng chứa và đổ hem xăng cho ôtô. Kiểm tra bằng cách xem xét bên ngoài độ kín các chỗ nối của bộ chế hòa khí, bơm xăng, các ống dẫn và thùng xăng.

- Bảo dưỡng cấp 2:

+  Kiểm tra độ kín của thùng xăng và các chỗ nối của ống dẫn hệ thống nhiên liệu, sự bắt chặt của bộ chế hòa khí và bơm xăng, nếu cần thiết, thì khắc phục hư hỏng.

+ Kiểm tra sự hem kết của cần kéo với cần bướm ga và của dây cáp với bướm gió, sự hoạt động của cơ cấu dẫn động, độ mở và đóng hoàn toàn của bướm ga và bướm gió.

3.3.2: Vòi phun nhiên liệu:

- Thân nắp vòi phun:

+ Thân vòi phun có thể bị chờn hỏng lỗ ren lắp đầu nối ống dẫn, nứt nắp trong quá trình sử dụng. Các vết nứt vỡ có thể sửa chữa bằng cách hàn đắp, sửa nguội phẳng còn các lỗ ren bắt ống dẫn bị chờn hỏng được sửa bằng cách hàn đắp ta rô lại. 

- Vít điều chỉnh, lò xo đẩy và ty đẩy:

+ Vít điều chỉnh thường bị chờn hỏng ren trong khi lò xo có thể bị yếu, giảm tính đàn hồi. Ty đẩy thường bị sứt gãy, vỡ đầu tiếp xúc với kim phun. 

3.3.3: Kim phun nhiên liệu

- Bước 1: Tháo kim phun từ xe và đánh dấu từng chiếc. Kiểm tra điện trở của kim phun. Độ chênh lệch điện trở cần thấp 1Ω, nếu cao hơn thì cần thay kim phun.

- Bước 2: Kết nối nguồn điện qua đầu cắm bên phải máy, sử dụng điện AC 220V. Bật công tắc nguồn ở bên phải máy.

- Bước 4: Cho kim phun vào bể sóng siêu âm để tiến hành các bước làm sạch

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1: Nguyễn Oanh, (2008), Ô tô thế hệ mới – Phun xăng điện tử EFI, Nhà xuất bản tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh.

2: Phạm Minh Hiếu, (2018), Hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong, Hà Nội.

3: Cẩm nang sửa chữa xe TOYOTA VIOS 2014.

4: Lê Văn Anh - Nguyễn Huy Chiến - Phạm Việt Thành, (2015), Giáo trình kĩ thuật bảo dưỡng và sửa chữa ô tô, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

5: Nguyễn Tuấn Nghĩa - Lê Hồng Quân - Phạm Minh Hiếu, (2014), Giáo trình Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

6: Nguyễn Thành Bắc - Chu Đức Hùng - Thân Quốc Việt - Phạm Việt Thành - Nguyễn Tiến Hán, (2017), Hệ thống điện – điện tử ô tô cơ bản, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"