MỤC LỤC
MỤC LỤC
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT. 5
LỜI NÓI ĐẦU.. 6
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ L8 - MAZDA 6. 7
1.1. Giới thiệu chung. 7
1.2. Giới thiệu động cơ L8. 13
1.3. Các cơ cấu, hệ thống trên động cơ L8. 15
Chương 2. HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ L8 – MAZDA 6. 24
2.1. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng. 24
2.2. Các kết cấu cơ bản của hệ thống phun xăng điện tử. 28
2.3. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ L8. 32
2.4. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ L8. 36
2.5. Các chế độ làm việc. 52
Chương 3. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ L8 - MAZDA 6. 56
3.1. Khai thác hệ thống. 56
3.2. Bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu. 61
3.3. Sửa chữa hệ thống. 653.4. Chẩn đoán hư hỏng ban đầu bằng máy chẩn đoán. 70
KẾT LUẬN.. 73
PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ MẠCH KẾT NỐI CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐỘNG CƠ L8. 74
PHỤ LỤC 2: KÝ HIỆU CÁC CHÂN PCM CỦA ĐỘNG CƠ L8. 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 76
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ôtô giữ một vị trí quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội. Ôtô được sử dụng phổ biến để phục vụ nền kinh tế quốc dân và trong lĩnh vực quốc phòng. Quá trình ra đời và phát triển của động cơ ô tô trải qua nhiều giai đoạn từ đơn giản đến hiện đại mà đặc biệt quan trọng là sự phát triển của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ. Cùng với sự phát triển tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới, hệ thống nhiên liệu động cơ xăng ngày càng được tối ưu hóa, khắc phục những hạn chế thường gặp ở những hệ thống cung cấp nhiên liệu đơn giản ban đầu sử dụng là bộ chế hòa khí; đạt được những yêu cầu ngày một cao về công suất động cơ, tiêu hao nhiên liệu và bảo vệ môi trường. Chính từ những sự phát triển về công nghệ mà những hệ thống nhiên liệu động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí dần được thay thế bằng hệ thống phun xăng điện tử.
Chính vì thế, việc nghiên cứu khai thác càng phức tạp hơn, nhất là đối với cán bộ kỹ thuật ngành xe máy quân đội. Bản thân là một cán bộ ngành xe máy, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ L8 trên xe Mazda 6” để củng cố tốt hơn kiến thức của mình, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ khi ra trường về đơn vị công tác, đồng thời có thể cung cấp cho các học viên khóa sau những kiến thức cơ bản về mặt lý thuyết hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng.
Cuối cùng tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn: Th.S…………….. đã chỉ bảo tận tình, giúp tôi vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó tôi xin cảm ơn các thầy trong khoa đã tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này.
Trong đồ án này tôi tập chung tìm hiểu các cơ cấu, hệ thống và nguyên lý hoạt động của chúng, mong rằng những gì mình đã làm sẽ tạo nguồn kiến thức nghiên cứu học tập sau này.
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ L8 - MAZDA 6
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Giới thiệu hãng xe ô tô: Mazda
Mazda là một hãng sản xuất ô tô của Nhật có trụ sở đặt tại Hiroshima. “Mazda” có cách phát âm giống với tên của người sáng lập, Jujiro Matsuda. Ông là người rất tôn sùng các vị thần linh nên đã chọn tên này nhằm thể hiện sự tôn trọng đối với gia đình và Zoroastrianism (Hoả giáo).
Năm 1949, sản xuất và xuất khẩu được tiến hành trở lại và một mẫu xe 3 bánh khác ra đời. Tiếp đó là chiếc xe 4 bánh đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào năm 1958 với tên gọi Mazda Romper. Những năm đầu của thập kỷ 60, Mazda đã tập trung nguồn lực nghiên cứu và phát triển động cơ quay Wankel nhằm tạo sự khác biệt so với các công ty sản xuất ô tô khác ở Nhật.
1.1.2. Giới thiệu xe Mazda 6
Mazda 6 hoặc Mazda6 (được gọi là Mazda Atenza ở Trung Quốc và Nhật Bản có nguồn gốc từ Ý) là một chiếc xe cỡ trung, sản xuất bởi Mazda từ năm 2003 để thay thế Mazda Capella 626.
Cho đến nay, Mazda 6 2019 là chiếc xe sedan cao cấp nhất của hãng và có kích thước tổng thể: 4865 x 1840 x 1450 mm, chiều dài cơ sở 2830 mm. Hộp số tự động 6 cấp, động cơ 2.0L cho khả năng tăng tốc từ 0 - 100km trong 10,7 giây.
1.2. Giới thiệu động cơ L8
Động cơ L8 trên xe Mazda 6 được hãng giới thiệu đầu tiên vào năm 2003. Đây là động cơ xăng 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng và thể tích làm việc 1,798 lít. Động cơ sử dụng 2 trục cam (DOHC) cho 2 xu páp riêng biệt, mỗi xy lanh bao gồm 2 xu páp.
Các thông số khác có thể tìm hiểu thêm tại bảng 1.1.
Hãng ô tô Mazda hiện đang là 1 trong những hãng ô tô có doanh thu lớn từ thị trường hạng trung, động cơ L8 của Mazda đã được phát triển từ gần 20 năm về trước, hiện tại thế hệ động cơ L8 đã được phát triển, hoàn thiện với nhiều hệ thống mới nhưng những công nghệ ban đầu trên nó đến thời điểm hiện tại vẫn chưa hề cũ đi.
1.3. Các cơ cấu, hệ thống trên động cơ L8
1.3.1. Những chi tiết cố định
Nắp máy, đáy các te, thân máy và xy lanh đều được chế tạo theo phương pháp đúc bằng hợp kim nhôm, các trục cam được bố trí trên đầu nắp máy. Việc làm kín được thực hiện nhờ đệm và keo tổng hợp.
1.3.2. Cơ cấu phân phối khí
Cơ cấu phối khí trên động cơ có tác dụng thực hiện quá trình thay đổi môi chất: Thải sạch sản vật cháy ra khỏi xy lanh, nạp đầy môi chất mới (hòa khí) vào xy lanh giúp cho động cơ làm việc liên tục.
1.3.3. Nhóm pittông, trục khuỷu, thanh truyền
+ Nhóm pittông: Pittông được làm bằng hợp kim nhôm, chịu được nhiệt và có tính dẫn điện cao. Đáy pittông được phủ than chì để giảm ma sát.
Chốt pittông được chế tạo bằng thép hợp kim cứng.
Có 3 Xéc măng: 2 Xécmăng khí và 1 xécmăng dầu;
+ Thanh truyền: Được đúc bằng thép hợp kim có nhiệm vụ truyền lực khí thể tác dụng lên piston cho trục khuỷu và truyền lực từ trục khuỷu lên piston ở các hành trình còn lại.
+ Trục khuỷu: Là trục khuỷu nguyên có kết cấu khá đặc biệt, bên trong có đường dầu đi bôi trơn các bạc lót và cổ trục;
1.3.4. Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu động cơ L8 đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu, bởi nó hợp thành từ nhiều hệ thống đó là hệ thống điều khiển điện tử (PCM), hệ thống nạp không khí, hệ thống đánh lửa, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới.
1.3.5. Hệ thống bôi trơn
Động cơ L8 dùng hệ thống bôi trơn cưỡng bức loại bôi trơn cácte ướt, bởi toàn bộ lượng dầu bôi trơn được chứa trong cácte của động cơ, các chi tiết đều được bôi trơn đầy đủ bằng lưu lượng và áp suất dầu thích hợp do bơm dầu cung cấp đến bề mặt làm việc của các chi tiết để bôi trơn và làm mát các chi tiết chuyển động của động cơ.
1.3.7. Hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa được điều khiển bằng điện tử PCM đánh lửa trực tiếp. Mỗi xy lanh có một bugi loại đầu dài và một cuộn dây đánh lửa được điều khiển bằng mạch bán dẫn dùng Transitor.
Điều khiển sự phát ra và chấm dứt tia lửa được PCM tính toán sau khi các dữ liệu được nhập vào bởi các cảm biến:
+ Cảm biến vị trí trục khuỷu;
+ Cảm biến vị trí trục cam;
+ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát động cơ;
1.3.8. Hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR)
Các hợp chất có trong khí thải của ô tô – Oxit Nitơ NOx (NO, NO2, N2O5, N2O…) là loại chất độc hại đối với môi trường và sức khỏe con người cần phải được hạn chế. Trong động cơ đốt trong, NOx được hình thành chủ yếu ở điều kiện áp suất và nhiệt độ cao (từ 2500 độ F).
1.3.9. Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu
Hệ thống kiểm soát thải hơi nhiên liệu (EVAP) tạm thời hấp thụ hơi nhiên liệu vào bộ lọc than hoạt tính và dẫn nó vào động cơ để đốt cháy, nhờ thế mà ngăn không cho nhiên liệu bay hơi từ thùng nhiên liệu lọt ra ngoài khí quyển.
Chương 2
HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ L8 - MAZDA 6
2.1. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ xăng
2.1.1. Khái niệm hệ thống phun xăng điện tử
Công nghệ phun xăng điện tử là một khái niệm không còn xa lạ đối với những ai đang sử dụng xe máy, ô tô.
2.1.2. Lịch sử ra đời của hệ thống phun xăng điện tử
Vào cuối thế kỷ XIX, một kỹ sư người Pháp ông Stévaan đã nghĩ ra cách phân phối nhiên liệu khi dùng một máy nén khí. Sau đó một thời gian, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng đốt, nhưng việc này không đạt được hiệu quả cao nên không thực hiện.
2.1.3. Phân loại hệ thống phun xăng điện tử
Phân loại hệ thống phun xăng điện tử theo nhiều tiêu chí: có thể phân loại theo số vòi phun, phân loại theo nguyên lý điều khiển quá trình phun hay phân loại theo nguyên lí đo lưu lượng khí nạp…
- Hệ thống phun xăng hai điểm (Bipoint hay BPI) là một biến thể của hệ phun xăng một điểm. Ưu điểm hệ thống phun xăng hai điểm là dùng thêm một vòi phun thứ hai đặt sau bướm ga nhằm cải thiện chất lượng quá trình nạp;
- Hệ thống phun xăng nhiều điểm (Multipoint - MPI) dùng nhiều vòi phun nhiên liệu gồm 2 loại:
+ Hệ EFI (Electronic Fuel Injection): Mỗi xy lanh được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt phun xăng vào đường nạp ở vị trí gần xupáp nạp;
+ Hệ GDI (Gasoline Direct Injection) hay FSI (Fuel Stratified Injection): phun xăng trực tiếp vào buồng cháy.
* Phân loại theo phương pháp phun:
Ta có 3 phương pháp sau đây:
- Phun đồng loạt (Simultaneus Injection): Nhiên liệu được phun đồng loạt cho tất cả các xy lanh sau mỗi vòng quay trục khuỷu, như vậy sau hai vòng quay trục khuỷu lượng nhiên liệu cần thiết để đốt cháy được phun làm hai lần.
- Phun theo nhóm (Group Injection): Sau 2 vòng quay trục khuỷu thì nhiên liệu được phun cho mỗi nhóm xy lanh một lần
2.2. Các kết cấu cơ bản của hệ thống phun xăng điện tử
Hệ thống phun xăng điện tử gồm 3 phần chính:
- Các cảm biến: làm nhiệm vụ thu thập các số liệu khác nhau trên động cơ và trả về cho bộ phận điều khiển điện tử tổng hợp và xử lý.
- Bộ phận điều khiển điện tử (ECU): ECU nhận thông tin từ các cảm biến. Sau khi xử lý thông tin thu được, bộ phận này sẽ phát tín hiệu tới vòi phun để phun một lượng nhiên liệu vừa đủ tỷ lệ với lượng khí nạp (chính yếu tố này giúp các dòng xe phun xăng điện tử tiết kiệm nhiên liệu và hoạt động với hiệu suất cao).
2.2.1. Các cảm biến cho tín hiệu ngõ vào
Hệ thống EFI sử dụng các cảm biến để phát hiện tình trạng hoạt động của động cơ và của xe, tín hiệu từ các cảm biến này được truyền đến ECU sau đó được ECU xử lý, đưa ra tín hiệu điều khiển đến các cơ cấu chấp hành, sau đây là các cảm biến cơ bản dùng trên hệ thống EFI:
+ Cảm biến vị trí bướm ga: phát hiện góc mở của bướm ga;
+ Cảm biến nhiệt độ nước làm: phát hiện nhiệt độ của nước làm mát;
+ Cảm biến nhiệt độ khí nạp: phát hiện nhiệt độ của khí nạp;
2.2.1. Khối điều khiển điện tử (ECU - Electronic Control Unit)
- Một số thuật ngữ cơ bản về khối điều khiển điện tử trên xe ô tô:
+ ECM: Engine Control Module: Hộp điều khiển động cơ
+ PCM: Powertrain Control Module: Hộp điều khiển hệ thống truyền động (động cơ và hộp số)
+ TCM: Transmission Control Module: Hộp điều khiển hộp số.
2.2.3. Các cơ cấu chấp hành
+ Sau khi nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến, bộ vi xử lý truyền các tín hiệu điều khiển đến các Transistor công suất để điều khiển các cơ cấu chấp hành như kim phun, bơm xăng...thông qua các solenoid, rơle...
+ Các cơ cấu chấp hành thừa lệnh điều khiển của ECU trong hệ thống phun xăng bao gồm bơm xăng, các kim phun và van không tải ISC (Idle Speed Control).
2.2.4. Ưu, nhược điểm của EFI với hệ thống dùng chế hòa khí
- So với hệ thống chế hòa khí thì hệ thống phun xăng EFI có những ưu điểm nổi bật sau:
+ Hệ số nạp cao hơn;
+ Phân phối hòa khí đồng đều đến từng xy lanh;
+ Ở các chế độ chuyển tiếp động cơ hoạt động tốt hơn, chạy không tải êm dịu hơn;
2.3. Hệ thống nhiên liệu trên động cơ L8
* Cấu tạo và nguyên lý hoạt động các bộ phận chính trong hệ thống nhiên liệu:
Hệ thống cung cấp nhiên liệu là một bộ phận của hệ thống phun nhiên liệu L - EFI (sử dụng cảm biến MAF - cảm biền lưu lượng không khí nạp để điều chỉnh lượng phun xăng), hệ thống này bao gồm bộ phận chính sau đây:
+ Bơm nhiên liệu, van điều áp;
+ Dàn ống phân phối xăng, bộ giảm xung;
+ Các vòi phun.
2.3.1. Bơm nhiên liệu, van điều áp
- Bơm xăng: là loại bơm điện cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại bơm đặt trên đường ống.
- Nguyên lý làm việc:
+ Bơm quay, dẫn động cánh bơm quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạt nhiên liệu từ cửa vào qua lọc (áp xuất thấp), nhiên liệu được tuần hoàn phía trong của bơm cánh gạt và được đẩy ra khỏi bơm qua cửa ra.
+ Van một chiều 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 hóa hơi tại nhiệt độ cao gây khó khăn khi khởi động lại động cơ.
2.3.2. Ống phân phối và bộ giảm xung
- Bộ giảm xung nằm giữa dàn ống phân phối, nó dùng một màng ngăn để hấp thụ các xung rung động do kim phun và bơm xăng gây ra.
- Ống phân phối nhiên liệu có chức năng như một kho chứa nhiên liệu của các kim phun xăng. Dung tích của nó lớn hơn nhiều lần so với lượng xăng cần thiết cung cấp cho một chu kỳ của động cơ.
2.4. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ L8
+ Nguyên lý chung:
Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ nói chung và trên động cơ L8 của Mazda 6 nói riêng về cơ bản được chia thành ba bộ phận chính:
+ Các cảm biến: Có nhiệm vụ nhận biết các hoạt động khác nhau của động cơ và phát ra các tín hiệu gửi đến PCM hay còn gọi là nhóm tín hiệu vào; giúp cho PCM có thể đưa ra những chỉnh đoán chính xác về các chế độ, điều kiện làm việc, để làm sao đó cho động cơ hoạt động tốt, đúng mục đích của người điều khiển.
+ PCM: Có nhiệm vụ xử lý và tính toán các thông số đầu vào từ đó phát ra các tín hiệu điều khiển đầu ra.
2.4.1. Các cảm biến
2.4.1.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) - tín hiệu điều khiển phun xăng
Cảm biến đo khối lượng khí nạp MAF được dùng để đo khối lượng (lưu lượng) dòng khí nạp đi vào động cơ và chuyển thành tín hiệu điện áp gửi về PCM động cơ. PCM sẽ sử dụng tín hiệu cảm biến MAF để tính toán lượng phun xăng cơ bản và tính toán góc đánh lửa sớm cơ bản.
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ như được thể hiện trong hình minh họa là loại cắm phích được đặt vào đường không khí, và làm cho phần không khí nạp chạy qua khu vực phát hiện.
- Sơ đồ chân cảm biến lưu lượng khí nạp
Chân cấp nguồn: C
Chân mass: B được nối với 2AC
Chân tín hiệu: A, được nối với 1P trên PCM
(Chân PCM xem tại phụ lục 1, 2)
2.4.1.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT)
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
+ Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp và theo dõi nhiệt độ khí nạp.
- Sơ đồ chân cảm biến đo nhiệt độ khí nạp
Chân cấp nguồn: C
Mass: Chân E được nối với 2H trên PCM
Chân tín hiệu: D được nối với 2E trên PCM.
Điện áp phát ra khi thay đổi nhiệt độ:
IAT 20°C (68 °F): 2,4 – 2,6 V
IAT 30°C (86 °F): 1,7 – 1,9 V
(Chân PCM xem tại phụ lục 1, 2)
2.4.1.4. Cảm biến vị trí bướm ga (TP)
Người sử dụng tác động vào chân ga, dẫn động bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ xác định độ mở của bướm ga và gửi thông tin về bộ xử lý PCM, từ đó PCM đưa ra các quyết định giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tối ưu theo độ mở bướm ga.
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
+ Cảm biến vị trí bướm ga trong động cơ là loại tuyến tính có công tắc không tải;
Cảm biến vị trí bướm ga bao gồm 1 điện trở, 2 con trượt và các tiếp điểm được bố trí phía trong của của cảm biến.
- Sơ đồ chân cảm biến vị trí bướm ga
Chân nguồn: C được nối với 2K
Mass: A được nối với 2H
Chân tín hiệu: B được nối với 2A
(Chân PCM xem tại phụ lục 1, 2)
2.4.1.6. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW)
- Nguyên lý làm việc: Khi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theo dõi và báo cho PCM biết tình hình nhiệt độ nước làm mát động cơ.
Khi PCM tính toán nhiệt độ nước làm mát thấp hơn -400C hoặc lớn hơn 1400C lúc này PCM sẽ báo hỏng và PCM nhập chế độ dự phòng với nhiệt độ quy ước là 800C.
- Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Chân tín hiệu: A được nối với 1M
Mass: B được nối với 2H (Chân PCM xem tại phụ lục 1, 2)
2.4.1.8. Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP)
- Cấu tạo, nguyên lý hoạt động
Đĩa tạo tín hiệu được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được 100 của góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ).
- Sơ đồ chân cảm biến vị trí trục khuỷu
Chân A: được nối với 2D - CKP (+)
Chân B: được nối với 2G - CKP (-)
(Chân PCM xem tại phụ lục 1, 2)
2.4.2. Hệ thống điều khiển điện tử PCM
Bộ điều khiển điện tử đảm nhiệm 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 trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu đi thích hợp. Những bộ phận phụ hỗ trợ cho nó là các bộ ổn áp, điện trở hạn chế dòng.
3.3.2.1. Chức năng hoạt động cơ bản
- Bộ điều khiển PCM hoạt động theo dạng tín hiệu số nhị phân điện áp cao biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0 trong hệ số nhị phân có hai số 0 và 1;
- Mỗi một số hạng 0 hoặc 1 gọi là 1 bít. Một dãy 8 bít sẽ tương đương 1 byte hoặc một từ (word). Byte này được dùng biểu hiện cho một lệnh hoặc một mẫu thông tin. Một mạch tổ hợp (IC) tạo byte và trữ byte đó.
- Các bộ phận phụ
Ngoài bộ nhớ, vi xử lý và đồng hồ, PCM còn trang bị thêm các mạch giao tiếp giữa đầu vào và đầu ra gồm:
+ Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số còn gọi là bộ chuyển đổi A/D (Anlog to Digital);
+ Bộ đếm (Counter);
+ Bộ nhớ trung gian (Buffer);
3.3.2.2. Chức năng thực tế
- PCM có hai chức năng chính:
+ Điều khiển thời điểm phun: Được quyết định theo thời điểm đánh lửa;
+ Điều khiển lượng xăng phun: Tức là xác định thời điểm phun, thời gian này quyết định theo tín hiệu phun cơ bản: Được xác định theo tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu lượng gió nạp;
+ Tín hiệu hiệu chỉnh: Được xác định từ các cảm biến (nhiệt độ, vị trí, mức độ tải, thành phần khí thải và từ các điều kiện của động cơ như điện áp bình).
3.3.2.3. Các bộ phận của PCM
- PCM được đặt trong vỏ kim loại để tránh nước văng. Nó được đặt ở nơi ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và va đập cơ học cũng như sự rung động mạnh;
- Các linh kiện điện tử của PCM được sắp xếp trong một mạch kín. Các linh kiện công suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của PCM mục đích để tản nhiệt tốt.
3.3.2.4. Tổng quát quá trình làm việc của hệ thống nhiên liệu
- Hệ thống nhiên liệu động cơ đóng vai trò rất quan trọng, nó không đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu, bởi nó hợp thành từ nhiều hệ thống đó là hệ thống điều khiển điện tử (PCM), hệ thống nạp không khí, hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc độ động cơ, tạo ra sự tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun của các xe đời mới.
- Lượng không khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc không khí và được đo bởi cảm biến lưu lượng không khí. Tỷ lệ hòa trộn được PCM tính toán và hòa trộn theo tỷ lệ phù hợp nhất.
2.5. Các chế độ làm việc
2.5.1. Chế độ khởi động
- Thời gian khởi động giảm sẽ giảm tiêu hao năng lượng của ắc quy đồng thời tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường. Ở nhiệt độ thấp, khả năng bay hơi của nhiên liệu kém, nhiên liệu bám vào thành vách nhiều động cơ sẽ khó nổ nên phải cung cấp thêm nhiên liệu để hỗ trợ khởi động.
- Tỷ lệ A/F ở chế độ khởi động được chia theo nhiệt độ động cơ, tỷ lệ A/F ở điều kiện chuẩn 400 ÷ 800C là tỷ lệ hòa khí tối ưu 14,7:1 và tỷ lệ A/F ở chế độ khởi động lạnh sẽ đậm hơn so với khi động cơ đã nóng;
2.5.2. Chế độ hâm nóng
- Khi nhiệt độ động cơ thấp, nhiên liệu bay hơi kém làm cho quá trình cháy xảy ra không hoàn toàn dẫn tới tăng lượng phát thải gây ô nhiễm môi trường. Mặt khác độ nhớt của dầu bôi cao, khó đi bôi trơn làm tăng tổn hao cơ khí đồng thời khe hở giữa các chi tiết lớn gây va đập mạnh, hòa khí lọt xuống hộp trục khuỷu nhiều.
- Nhiệt độ động cơ là thông số được sử dụng phổ biến nhất làm thông số đầu vào của quá trình làm đậm trong chế độ hâm nóng;
- Khi nhiệt độ động cơ còn thấp, tỷ lệ A/F đậm để nhanh chóng làm nóng động cơ và tỷ lệ này sẽ giảm dần khi nhiệt độ động cơ tăng lên đến tỷ lệ tối ưu 14,7:1;
2.5.4. Chế độ tăng tốc
- Khi tăng tốc, bướm ga mở đột ngột, không khí đi vào đường nạp tăng nhanh hơn nhiều so với nhiên liệu làm hỗn hợp nghèo đột ngột. Để đáp ứng cho sự tăng lượng không khí hút vào này, hệ thống nhiên liệu sẽ bổ sung thêm vào một lượng nhiên liệu để duy trì chính xác hỗn hợp không khí - nhiên liệu;
- Ở bộ chế hòa khí khi tăng tốc, bơm tăng tốc hoạt động để làm đậm hỗn hợp tránh tình trạng hỗn hợp bị loãng tức thì do xăng không kịp phun vào họng khuếch tán giúp động cơ tăng tốc tốt. Tỷ lệ A/F càng đậm khi gia tốc đạp ga càng lớn;
2.5.6. Chế độ không tải cưỡng bức
- Khi động cơ bị giảm ga đột ngột, lúc này động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm ga đóng kín (động cơ bị kéo). Do vậy, độ chân không sau bướm ga tăng lên rất lớn. Ở chế độ này động cơ hoạt động không ổn định làm tăng lượng phát thải gây ô nhiễm môi trường;
- Ở bộ chế hòa khí khi động cơ bị kéo, bướm ga đóng kín tạo ra độ chân không lớn hút nhiều xăng vào trong đường nạp và dầu bôi trơn sục lên buồng cháy. Kết quả là tạo hỗn hợp không tốt, quá trình cháy xảy ra không hoàn toàn gây ô nhiễm môi trường một cách nghiêm trọng;
Chương 3
BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ L8 - MAZDA 6
3.1. Khai thác hệ thống
3.1.1. Một số chú ý trong quá trình sử dụng
- Hệ thống phun xăng điện tử đòi hỏi ít chăm sóc vặt, ngoại trừ phải thay bộ lọc xăng đúng định kỳ. Tuy nhiên sau thời gian sử dụng dài vẫn nảy sinh các vấn đề sau:
+ Bơm xăng bị mòn khuyết;
+ Bộ điều áp xăng hỏng;
+ Các vòi phun xăng bị dơ nghẽn;
- Trong quá trình khai thác sử dụng động cơ phun xăng có thể gặp một số trường hợp hư hỏng như sau:
+ Động cơ chết máy;
+ Khó khởi động;
3.1.2. Các hiện tượng hư hỏng trong quá trình sử dụng
3.1.2.1. Động cơ chết máy
Động cơ chết máy thể hiện như bảng 3.2.
3.2. Bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu
- Trước khi tiến hành công tác bảo dưỡng sửa chữa hệ thống nhiên liệu, chúng ta cần phải chuẩn bị như sau:
+ Vị trí sửa chữa phải bảo đảm an toàn;
+ Xem lại các chú ý an toàn quan trọng trong lúc thao tác trên hệ thống nhiên liệu;
3.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên
3.2.1.1 Nắp thùng nhiên liệu, các đường ống dẫn, các cút nối, van kiểm soát hơi nhiên liệu
- Trong thùng nhiên liệu có hơi nhiên liệu. Nếu nắp thùng đóng không kín, nhiên liệu hay hơi nhiên liệu có thể trào ra, làm ô nhiễm không khí, gây cháy nổ…
- Nếu van một chiều chân không trong nắp thùng nhiên liệu không hoạt động bình thường, sẽ sinh ra độ chân không lớn trong thùng, có thể làm biến dạng hay nứt thùng.
3.2.1.2. Lọc nhiên liệu
- Xăng trong bình có thể chứa một lượng chất bẩn và nước mà nếu để chúng đi đến đường ống hay vòi phun chúng sẽ có thể làm tắc và gây trục trặc cho động cơ;
- Lọc nhiên liệu tách các tạp chất ra khỏi nhiên liệu và tránh không để xảy ra những hư hỏng kể trên. Tuy nhiên, nếu các chất bẩn tích tụ trong lọc nhiên liệu, tính năng lọc của bộ lọc sẽ giảm. Vì vậy, lọc nhiên liệu phải được thay thế định kỳ, vì lọc nhiên liệu được bố trí cùng với cụm bơm xăng nên thao tác sẽ phức tạp hơn.
3.2.1.5. Lọc gió
- Không khí hút vào động cơ có chứa bụi và các hạt khác có thể làm tắc đường ống vào, làm thành xy lanh chóng mòn và dầu máy nhanh biến chất. Lọc gió giữ lại bụi và các hạt bẩn trong không khí, không cho chúng lọt vào hệ thống và xy lanh động cơ;
- Nếu lọc gió bị tắc bởi bụi bẩn, luồng khí sẽ bị ngăn cả, làm giảm tính năng của động cơ. Vì vậy, phải kiểm tra, bảo dưỡng lọc gió thường xuyên;
3.2.1.6. Ống xả và giá treo
- Ống xả và ống giảm thanh bị ăn mòn dần dần từ phía bên trong do tác động của hơi ẩm và khí sunfít trong khí xả. Đặc biệt ở những xe liên tục chạy những quãng đường ngắn, nhiệt của bản thân ống xả không đủ làm hơi nước bay hơi, dẫn đến tăng tốc độ ăn mòn ống giảm thanh, hơi ẩm trong không khí cũng có thể gây ra ăn mòn mặt ngoài của những chi tiết này;
- Vì vậy cần phải kiểm tra ống xả và ống giảm thanh định kỳ bao gồm:
+ Kiểm tra sự ăn mòn hay hư hỏng, biến dạng quá mức trên thân ống xả;
+ Kiểm tra sự lắp chặt của ống xả và ống giảm thanh, trong quá trình hoạt động, do sự rung xóc mà có thể làm các bu lông lắp ghép bị nới lỏng hoặc tuột các giá treo ống xả;
3.2.2. Bảo dưỡng định kì
3.2.2.1. Cấp một
Dùng mắt kiểm tra tình trạng các bộ phận thuộc hệ thống cung cấp nhiên liệu, độ kín khít các mối nối, và nếu cần thì khắc phục những hư hỏng.
3.2.2.2.Cấp hai
- Kiểm tra độ kẹp chặt và độ kín khít của thùng chứa nhiên liệu, ống dẫn nhiên liệu, bơm , vòi phun, bầu lọc và cơ cấu dẫn động bơm;
- Kiểm tra dòng chảy nhiên liệu nếu cần thì xả nhiên liệu cho không khí lẫn trong hệ thống ra ngoài;
3.3. Sửa chữa hệ thống
3.3.1. Quan sát hệ thống nhiên liệu
- Khi có hiện tượng trở ngại kỹ thuật xảy ra nên xem đèn báo hỏng hóc trong bảng đồng hồ (tablo). Nếu đèn này không sáng thì bước đầu tiên trong công tác chẩn đoán hỏng hóc là phải quan sát. Với động cơ đang ngừng, quan sát các đầu nối, các ống dẫn xăng và ống dẫn không khí xem có bị rò rỉ xăng hay bị hở hơi không.
- Quan sát các bộ phận xem có bị nứt vỡ không;
- Xem xét cần ga, dây ga phải di chuyển nhẹ, dễ, không bị rít kẹt.
Sau quan sát, nếu không tìm thấy hư hỏng trên các đường ống thì cần phải kiểm tra xem các mã số hỏng hóc có được lưu giữ trong bộ nhớ của PCM không.
3.3.2. Kiểm tra sự hoạt động của bơm nhiên liệu
Dùng tay kiểm tra sự chuyển động của dòng nhiên liệu ở đường ra của cụm bơm bằng cách cho bơm hoạt động nhưng không được khởi động (mở khóa điện), nếu bơm có hoạt động nhưng không thấy có dòng nhiên liệu tác động ta tiến hành tháo bơm ra để kiểm tra.
3.3.4. Kiểm tra kim phun
- Kiểm tra lưu lượng phun :
+ Tháo cực âm của ắc quy;
+ Tháo các kim phun ra khỏi ống phân phối;
3.3.5. Kiểm tra bộ điều áp xăng
- Sau khi kiểm tra áp suất xăng trong hệ thống phun xăng của động cơ L8, cần phải kiểm tra bộ điều áp xăng như sau:
+ Cho động cơ nổ cầm chừng;
+ Tháo ống dẫn chân không ra khỏi bộ điều áp;
3.4. Chẩn đoán hư hỏng ban đầu bằng máy chẩn đoán
Quá trình sửa chữa, bảo dưỡng ô tô rất phức tạp, không phải là lúc nào chúng ta cũng có sẵn các chuyên gia để bảm đảm vì thế Mazda 6 (2003) đã được hãng tích hợp kèm các phần mềm đọc mã lỗi giúp chúng ta có thể kiểm tra nhanh việc hư hỏng của các bộ phận. Ra đời từ những năm cuối thập niên 70, đầu thập niên 80 của thế kỷ trước, hệ thống OBD ban đầu được sử dụng để kiểm tra, chẩn đoán tính năng và sự vận hành của động cơ.
KẾT LUẬN
Tới đây đồ án “Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ L8 trên xe Mazda 6”, tôi đã cơ bản hoàn thành.
Do điều kiện nghiên cứu chỉ ở mức độ lý thuyết dựa trên tài liệu tiếng Anh tìm kiếm được nên không tránh khỏi những sai sót, nhưng chắc chắn rằng nội dung đề tài cũng có giá trị nhất định làm cơ sở cho việc học tập, nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế thực hiện nhiệm vụ sau này.
Qua đồ án này tôi đã bổ sung được những kiến thức chuyên nghành về các hệ thống cung cấp nhiên liệu điển hình trên động cơ xăng. Nội dung đồ án đã đi phân tích những ưu nhược điểm của động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí và động cơ xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử, tìm hiểu phần hệ thống nhiên liệu bao gồm các thiết bị điện tử, các thiết bị chính cung cấp nhiên liệu, hệ thống cảm biến tín hiệu... Tuy nhiên do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị và chưa cập nhật đủ nên cần phải hoàn thiện thêm. Qua đồ án này đã bổ sung cho bản thân thêm nhiều kiến thức chuyên ngành động cơ đốt trong và đặc biệt là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử hiện đại.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: ThS................. đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đồ án .
TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………..
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. Tiếng Việt
1. Nguyễn Tấn Lộc, Thực tập động cơ 2, Đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, 2007.
2. Thạc sĩ Nguyễn Văn Trạng, Giáo trình động cơ đốt trong 1, Đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, 2005.
3. Ô tô thế hệ mới - phun xăng điện tử EFI, Nhà xuất bản tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh, 2008.
B. Tiếng Anh
1. Mazda 6 Training Manual, tài liệu của hãng Mazda, 2003.
2. Mazda 6 Workshop Manual, tài liệu của hãng Mazda, 2002.
3. Mazda 6 Workshop Manual Supplement, tài liệu của hãng Mazda, 2003
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"