MỤC LỤC

MỤC LỤC.. 1

LỜI NÓI ĐẦU.. 3

1. Mục đích ý nghĩa của đề tài 4

1.1. Mục đích. 4

1.2. Ý nghĩa. 4

2. Giới thiệu chung về động cơ 4G64. 4

2.1.Nhóm piston – trục khủyu – thanh truyền. 6

2.2.Cơ cấu phối khí 7

2.3. Hệ thống đánh lửa. 7

3. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu động cơ xăng. 8

3.1. Nhiệm vụ. 8

3.2 Các yêu cầu của hỗn hợp cháy. 9

3.2.1. Yêu cầu nhiên liệu. 9

3.2 .2. Tỉ lệ hỗn hợp. 9

3.3. Phân loại hệ thống nhiên liệu. 9

3.3.1. Phân loại theo hệ thống dùng chế hòa khí 9

3.3.2. Phân loại theo hệ thống phun xăng. 21

4. Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G64. 28

4.1. Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí 28

4.2. Hệ thống điều khiển điện tử. 30

4.2.1. Đặc điểm chung. 30

4.2.2. Sơ đồ nguyên lý điều khiển phun nhiên liệu. 31

4.2.3. Các loại cảm biến. 31

4.2.3.1. Cảm biến Ôxy. (Oxygen sensor). 31

4.2.3.2. Cảm biến đo gió.(AFS –Air Flow Sensor). 34

4.2.3.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp. 40

4.2.3.4. Cảm biến vị trí bướm ga. 40

4.2.3.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 41

4.2.3.6.Cảm biến vị trí trục cam.. 42

4.2.3.7. Cảm biến vị trí góc quay trục khuỷu. 43

4.2.3.8. Cảm biến áp suất khí nạp. 44

4.2.3.9. Cảm biến tốc độ xe. (Vehicle Speed Sensor). 45

4.2.3.10. Cảm biến kích nổ. 46

4.2.4.ECU (Electronic Control Unit). 47

4.2.4.1. Tổng quát về ECU.. 47

4.2.4.2. Cấu tạo ECU.. 47

4.2.4.3. Cấu trúc ECU.. 48

4.2.4.4. Các mạch giao tiếp. 49

4.2.5. Chức năng hoạt động cơ bản của ECU.. 50

4.2.5.1. Các thông số chính của ECU.. 50

4.2.5.2. Xử lý thông tin và tạo xung phun. 51

4.2.5.3. Điều khiển thời gian phun nhiên liệu. 52

4.3. Cơ cấu chấp hành của hệ thống. 58

4.3.1 Bơm nhiên liệu. 58

4.3.2 .Lọc nhiên liệu. 62

4.3.3. Bộ ổn định áp suất 64

4.3.4. Vòi phun xăng điện từ. 65

5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G64 trên xe Mitsubishi Zinger. 67

5.1. Sơ đồ làm việc tổng quát của hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G64. 67

5.1.1.Hoạt động của hệ thống. 68

5.2. Tính toán thời gian phun. 69

5.3 Tính toán nhiệt 71

5.3.1. Thông số ban đầu. 71

5.3.4. Xây dựng đồ thị công. 79

5.3.4.3. Lập bảng xác định đường nén và đường giãn nở. 79

5.3.4.4. Xác định các điểm đặc biệt. 80

5.3.4.5. Vẽ đồ thị công. 80

6. Đặc điểm, nguyên lý làm việc của hệ thống tự chẩn đoán động cơ 4G64. 82

6.1. Đặc điểm chung. 82

6.2. Khái quát về hệ thống tự chẩn đoán động cơ 4G64. 82

6.3. Hoạt động của đèn chẩn đoán. 83

6.4. Đọc và xóa mã chẩn đoán. 83

6.4.1. Chẩn đoán bằng chế độ tự động. 83

6.4.1.1. Đọc mã chẩn đoán. 83

6.4.1.2. Xóa mã chẩn đoán. 84

6.4.2. Chẩn đoán hệ thống với thiết bị chẩn đoán chuyên dùng MUT–II 84

6.4.2.1. Giới thiệu về thiết bị chẩn đoán chuyên dùng MUT – II 84

6.4.2.2. Đọc và xóa mã hư hỏng. 84

6.4.2.3. Kiểm tra hoạt động của cơ cấu chấp hành của hệ thống. 85

6.4.2.4. Lựa chọn và hiển thị các thông số của hệ thống. 85

6.4.2.5. Thử các chế độ làm việc của động cơ. 87

6.5. Trình tự và nội dung kiểm tra bằng cách sử dụng danh mục dữ liệu của MUT-II và kiểm tra cơ cấu chấp hành. 88

6.5.1. Trình tự thao tác. 88

6.5.2. Bảng danh sách dữ liệu. 88

6.5.3. Bảng kiểm tra bộ phận công tác. 92

6.5.4. Bảng kiểm tra các mã chuẩn đoán của hệ thống MPI động cơ 4G64. 94

7.Kết luận. 99

TÀI TIỆU THAM KHẢO.. 100

LỜI NÓI ĐẦU

      Trong xu thế phát triển của thế giới ngày nay nói chung, và của VIỆT NAM nói riêng thì ngành công nghiệp ô tô là một ngành không thể thiếu và đóng vai trò hết sức quan trọng. Nó giúp nền công nghiệp chung của cả thế giới phát triển, đồng thời nó là phương tiện chuyên chở đáp ứng nhu cầu vận tải và đi lại của con người, nó đóng vai trò quan trọng và thúc đẩy tất cả các ngành nghề và dịch vụ khác cùng phát triển theo.

Nắm rõ được tầm quan trọng của ngành nghề và sự đam mê của bản thân, khi sắp tốt nghiệp đại học để trở thành một kỹ sư của ngành ôtô, thì việc củng cố và bồi bổ thêm kiến thức chuyên ngành là hết sức quan trọng, và qua đợt thực tập tốt nghiệp vừa rồi em có cơ hội được tiếp xúc trực tiếp với nhiều dòng xe của các hãng khác nhau, đặc biệt được thực hành và tìm hiểu nhiều nhất trên các loại xe của  hãng Mitsubishi. Chính vì vậy em đã chọn đề tài tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G64 trên xe Mitsubishi Zinger.

Do kiến thức của bản thân còn  hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều và thời gian có hạn nên đồ án này của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong bộ môn tận tình chỉ bảo thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn …………….., cùng các thầy cô giáo trong bộ môn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

                                                                        ….., ngày … tháng… năm 20…

                                                                                Sinh viên thực hiện.

                                                                                 ………………….

1. Mục đích ý nghĩa của đề tài

1.1. Mục đích.

Tìm hiểu hệ thống cung cấp nhiên liệu MPI phun xăng đa điểm của động cơ, sẽ giúp chúng ta thấy rõ hơn sự ưu việt của phun xăng điện tử, đồng thời củng cố và bổ sung kiến thức về chuyên ngành.

- Tìm hiểu, nắm vững cấu tạo của từng chi tiết, cụm chi tiết của hệ thống cung cấp nhiên liệu để từ đó rút ra những ưu nhược điểm và tìm cách khắc phục, cải tiến, phát triển chúng ngày càng tối ưu hơn.

- Củng cố, bổ sung và tìm hiểu thêm kiến thức về điện, điện tử trên hệ thống.

- Hiểu rõ nguyên lý làm việc, nắm vững quy trình tháo lắp của từng chi tiết, cụm chi tiết lắp trên hệ thống, để có đủ kiến thức chẩn đoán và phát hiện những hư hỏng thường gặp.

- Tiếp cận và làm quen với việc chẩn đoán hư hỏng của xe bằng các thiết bị hiện đại, máy vi tính, thiết bị thử MUT II, MUT III ... thông qua các mã lỗi.

1.2. Ý nghĩa.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu là một trong những hệ thống quan trọng nhất của động cơ, và cũng là một trong những hệ thống được quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu và chế tạo động cơ, trước các yêu cầu hết sức khắt khe về tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải. Nghiên cứu và khảo sát hệ thống cung cấp nhiên liệu sẽ giúp chúng ta nắm vững những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sửa chữa, cải tiến và chế tạo chúng. Ngoài ra nó còn bổ sung thêm nguồn tài liệu để phục vụ học tập và công tác sau này.

2. Giới thiệu chung về động cơ 4G64

Xe Mitsubishi Zinger là loại xe du lịch 8 chỗ ngồi, dùng cho gia đình và cơ quan….sử dụng loại động cơ 4G64, được hãng Mitsubishi sản xuất đưa ra thị trường Đài Loan vào 12/2005, nhưng phải đến tận 09/2008 Mitsubishi Zinger mới có mặt tại thị trường Việt Nam.

Mitsubishi giới thiệu 2 phiên bản mới tại thị trường Việt Nam, Zinger GLS và Zinger GL, do trang bị nội thất có một số khác biệt. Mitsubishi Zinger tại Việt Nam được trang bị động cơ 4L 2.4L SOHC (4G64), dung tích 2.315cc, công suất cực đại đạt 139 mã lực tại tốc độ động cơ 5.250 vòng/phút, mô-men xoắn cực đại 207 N.m tại tốc độ động cơ 4000 vòng/phút, tỉ số nén 9,5.

Hệ thống nhiên liệu dùng trên xe là loại phun xăng đa điểm MPI (multipoint fuel injection) mỗi xi lanh có 1 vòi phun tương ứng.

2.1. Nhóm piston – trục khủyu – thanh truyền.

        Piston được làm bằng hợp kim nhôm chịu tải trọng nhiệt, cơ cao. Trên đỉnh piston có bề mặt lõm để tránh va đập với xupáp. Để làm kín xilanh và truyền nhiệt ra thân máy, trên mỗi piston lắp hai xécmăng khí và một xécmăng dầu.

Trục khuỷu là chi tiết quan trọng nhất, cường độ làm việc lớn nhất và giá thành cao nhất của động cơ. Công dụng của trục khuỷu là tiếp nhận lực tác dụng trên pittông truyền qua thanh truyền và biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay của trục để đưa công suất ra ngoài.Vật liệu làm thanh truyền là thép cácbon.

 Nhóm thanh truyền gồm có: thanh truyền, bulông thanh truyền, bạc lót.Trong quá trình làm việc nhóm thanh truyền truyền lực tác dụng trên pittông cho trục khuỷu, làm quay trục khuỷu. Thanh truyền được đúc bằng thép hợp kim.

2.2. Cơ cấu phối khí.

Cơ cấu phối khí là cơ cấu có nhiệm vụ nạp đầy không khí–nhiện liệu và thải sạch khí cháy ra khỏi buồng đốt đúng chất lượng, đúng thời điểm.

  Cơ cấu phối khí dùng một trục cam đặt trên nắp máy được dẫn động bởi đai răng.

Trong quá trình làm việc xuppáp và các chi tiết máy khác của cơ cấu phân phối khí giãn nở do chịu nhiệt độ cao. Vì vậy để tránh hiện tượng kênh xupáp người ta phải để khe hở nhiệt trong khâu dẫn động xupáp. Chính vì vậy nên trong quá trình mở đóng xupáp, đầu xupáp va đập với cò mổ gây nên tiếng gõ. Để tránh hiện tượng trên xe Mitsubishi Zinger sử dụng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở nhiệt bằng thủy lực.

2.3. Hệ thống đánh lửa.

  Hệ thống đánh lửa điện tử độc lập không sử dụng bộ chia điện mà sử dụng cuộn dây đánh lửa, mỗi cuộn dây được điều khiển bởi một transistor công suất (cũng được kết hợp thành một khối duy nhất).

  Phần tín hiệu của hệ thống đánh lửa không dùng bộ chia điện nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí điểm chết trên và cảm biến trục cam để xác định thời điểm chính xác để tạo ra tia lửa điện và buzi nào cần được điều khiển để đánh lửa.

 Cuộn dây sơ cấp của cuộn cao áp được nối đến mỗi đầu buzi. Do đó các buzi luôn luôn hoạt động độc lập.

 Khi transistor công suất được bật “ON” bởi tín hiệu từ bộ Engine-ECU, thì dòng sơ cấp đi qua cuộn dây. Khi transistor công suất được tắt “OFF” thì dòng sơ cấp bị mất điện đột ngột và một điện áp cao được tạo để đưa tia lửa điện đến các buzi.

Hệ thống nhiên liệu của động cơ xăng bao gồm các thiết bị: thùng xăng, bơm xăng, lọc xăng,... Đối với hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử còn có ống phân phối, vòi phun chính, vòi phun khởi động lạnh, bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu, hệ thống điều khiển kim phun, ECU động cơ.

3.2.  Các yêu cầu của hỗn hợp cháy.

3.2.1. Yêu cầu nhiên liệu

- Có tính bay hơi tốt.

- Hạt phải nhỏ và phần lớn ở dạng hơi.

- Tính lưu động ở nhiệt độ thấp tốt.

- Tính chống cháy kích nổ cao.

3.2 .2. Tỉ lệ hỗn hợp

- Có thành phần hỗn hợp thích ứng với từng chế độ làm việc của động cơ.

- Hỗn hợp phải đồng nhất trong xylanh và như nhau với mỗi xylanh.

- Đáp ứng từng chế độ làm việc của động cơ, thời gian hình thành hỗn hợp phải đảm bảo tốc độ (không dài quá không ngắn quá).

- Hỗn hợp cung cấp phải đáp ứng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường và nhiệt độ động cơ.

- Thành phần nhiên liệu phải đảm bảo giúp cho sự hình thành hỗn hợp tốt.

3.3. Phân loại hệ thống nhiên liệu.

3.3.1. Phân loại theo hệ thống dùng chế hòa khí

- Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở họng.

- Hệ thống có ziclơ bổ sung.

      - Hệ thống điều chỉnh độ chân không ở ziclơ chính.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nhiên liệu dùng chế hòa khí

Trên các động cơ xăng cổ điển việc tạo hỗn hợp nhiên liệu không khí đều ở bên ngoài động cơ một cách thích hợp trong một thiết bị riêng trước khi đưa vào buồng cháy động cơ gọi là bộ chế hoà khí. Các bộ chế hoà khí hiện nay được chia ra làm các loại sau.

- Loại bốc hơi.

- Loại hút đơn giản.

- Loại hút hiện đại.

- Loại hút kết hợp với điều khiển điện tử.

- Loại phun.

a. Chế hòa khí hút đơn giản

Không khí từ khí trời được hút qua bầu lọc vào đường ống nạp (7) qua họng (9) của bộ chế hoà khí họng (9) làm đường ống bị thắt lại vì vậy tạo nên độ chân không khi không khí đi qua họng. Chỗ tiết diện lưu thông nhỏ nhất của họng là nơi có độ chân không lớn nhất. Vòi phun (8) được đặt tại tiết diện lưu thông nhỏ nhất của họng. Nhiên liệu từ buồng phao (4) qua ziclơ (6) được dẫn động tới vòi phun. Nhờ có độ chân không ở họng nhiên liệu được hút khỏi vòi phun và được xé thành những hạt sương mù nhỏ hỗn hợp với dòng không khí đi qua họng vào động cơ. Để bộ chế hoà khí làm việc chính xác thì nhiên liệu trong buồng phao luôn luôn ở mức cố định vì vậy trong buồng phao có đặt phao (5). Nếu mức nhiên liệu trong buồng phao hạ xuống thì phao (5) cũng hạ theo, van kim (3) rời khỏi đế van làm cho nhiên liệu từ đường ống (2) đi vào buồng phao. Phía sau họng còn có bướm ga (1) dùng để điều chỉnh số lượng hỗn hợp đưa vào động cơ.

Để chứng minh tại họng của bộ chế hòa khí vận tốc tăng lên và áp suất tại họng giảm đi, từ sơ đồ của bộ chế hòa khí và vì độ chân không tại họng của bộ chế hòa khí thường P_h không quá 2000 (mm) cột nước (20 KP_a) khi động cơ hoạt động ở chế độ cực đại và mở hết bướm ga. Như vậy P_h biến động từ 0 đến 20 KP_a . Vì vậy có thể bỏ qua tính chịu nén của không khí và coi lưu động của không khí như của chất lỏng không chịu nén, chuyển động liên tục, ổn định.

Xét tại 2 mặt cắt (0-0) và (H-H). Áp dụng phương trình liên tục của dòng chảy ổn định ( lưu lượng tại các mặt cắt không đổi ) ta có.

                                      V₀.S₀ = V_H.S_H = Q = const      (1)

V₀, V_H là vận tốc của dòng khí tại mặt cắt (0-0) và (H-H).

S₀, S_H là diện tích tiết diện của họng tại 2 mặt cắt trên.

Từ phương trình trên ta thấy rằng tại (H-H) thì Sh giảm vì vậy V_h tăng, nên vận tốc tại họng tăng lên.

Từ phương trình (2) ta thấy tại họng V_h tăng và  P_h giảm vậy áp suất tại họng giảm so với áp suất khí trời P₀. Nên độ chênh áp là: P_h = P₀ - P_h (phụ thuộc vào độ mở bướm ga của bộ chế hòa khí), đây chính là độ chân không ở họng.

- Xây dựng đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản.

Đặc tính của bộ chế hòa khí dùng để đánh giá sự hoạt động của bộ chế hòa khí khi thay đổi chế độ làm việc của động cơ. Nó là hàm số thể hiện mối liên hệ giữa hệ số dư lượng không khí () của hòa khí với một trong các thông số đặc trưng cho lưu lượng của hòa khí được bộ chế hòa khí chuẩn bị và cung cấp cho động cơ.

Có thể là lưu lượng không khí:  G_k

Độ chân không ở họng :  P_h

Trong đó:

G_{k ,} G_nl: Lưu lượng không khí và nhiên liệu qua bộ chế hòa khí (kg/s).

L_o : Lượng không khí lý thuyết dùng để đốt cháy 1 kg nhiên liệu (kg_k/kg_nl)

Hệ số dư lượng không khí  của hòa khí trong bộ chế hòa khí đơn giản sẽ giảm dần (tức hòa khí đậm dần lên) khi tăng độ chân không ở họng hoặc tăng lưu lượng không khí qua họng. Trên thực tế, mật độ không khí giảm dần khi tăng P_h trong khi đó  hầu như không thay đổi, đó là lý do chính làm cho hòa khí đậm dần khi tăng P_h.

Bộ chế hòa khí lý tưởng cần đảm bảo cho hòa khí có thành phần tối ưu theo điều kiện hoạt động của động cơ. Quy luật thay đổi thành phần hòa khí được xác định qua đặc tính điều chỉnh thành phần hòa khí, thể hiện qua sự biến thiên các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ theo hệ số dư lượng không khí  khi giữ không đổi tốc độ động cơ và vị trí bướm ga. Tung độ của đồ thị đặc tính điều chỉnh là suất tiêu hao nhiên liệu g_e (theo % của g_{e min}) và công suất có ích N_e (theo % N_{e min}  được xác định bằng thực nghiệm, ở tốc độ đã định và mở hết bướm ga). Các đường I-I' là kết quả khỏa nghiệm khi mở 100% bướm ga, còn đường II-II' và III-III' ... tương ứng với các vị trí bướm ga nhỏ dần. 

Qua đồ thị thấy rằng : với n= const , ở mỗi vị trí bướm ga giá trị của  tương ứng với công suất cực đại (các điểm 1, 2, 3) đều nhỏ hơn so với các điểm có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất  (các điểm 5, 6, 7 của đường I' ,II' ,III' ..hoặc 8, 9, 10 của các đường I, II ,III...).

      Ở mỗi vị trí bướm ga đạt giá trị cực đại đều có <1.

      Càng đóng nhỏ bướm ga ,  của điểm công suất cực đại càng giảm.

       Khi mở 100% bướm ga, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất suất hiện tại . Càng đóng nhỏ bướm ga vị trí xuất hiện g_emin càng chuyển hướng giảm của , khi đóng bướm ga gần kín giá trị  tương ứng với g_emin < 1.

        Như vậy khi đóng bướm ga nhỏ dần, muốn có công suất cực đại cũng như muốn có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ đều phải làm cho hòa khí đậm lên. Nối các điểm 1, 2 ,3, ...và các điểm 8, 9, 10 trên các đường I ,II, III sẽ được hai đường a và b thể hiện sự biến thiên của thành phần hòa khí của công suất cực đại (đường a) và của suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (đường b) khi mở dần bướm ga. Khu vực giữ hai đường a,b là khu vực có thành phần hòa khí tương đối tốt, cải thiện tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ. Khu vực bên ngoài hai đường a,b sẽ làm giảm công suất và suất tiêu hao nhiên liệu động cơ, không để động cơ hoạt động ở các khu vực này.

Tùy theo công dụng và điều kiện hoạt động của động cơ mà thực hiện điều chỉnh N_e và g_e biến thiên theo thành phần hoà khí  được sát với đường a hoặc đường b. Điểm 4 thể hiện thành phần hòa khí của động cơ chạy không tải.

 Mặt khác khi xây dựng đường đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng tức là xây dựng sự biến thiên của thành phần hòa khí trên tọa độ - G_h hoặc - P_h theo công suất cực đại hoặc theo suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất ta được đồ thị.

Hình 3-5  Đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng. I- giới hạn không tải

Đây là đồ thị - G_k thể hiện biến thiên của  theo G_k (tính theo % lưu lượng không khí khi mở hoàn toàn bướm ga) ở chế độ công suất cực đại (đường 2) và suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (đường 3).

Trong thực tế sử dụng, người ta chỉ đòi hỏi công suất cực đại khi mở 100% bướm ga (điểm 1) còn lại tất cả các vị trí đóng nhỏ bướm ga cần điều chỉnh để động cơ hoạt động với thành phần hòa khí đảm bảo tiết kiệm nhiên liệu. Vì vậy mối quan hệ lý tưởng nhất giữa  và G_k sẽ là đường 4, đó chính là đặc tính của bộ chế hòa khí lý tưởng khi chạy ở một số vòng quay nhất định.

So sánh đặc tính của bộ chế hòa khí đơn giản và bộ chế hòa khí lý tưởng thấy rằng: bộ chế hòa khí đơn giản không thể chuẩn bị hòa khí cho động cơ với thành phần tốt nhất ở mọi chế độ hoạt động. Do đó muốn hiệu chỉnh để được hình dạng sát với bộ chế hòa khí lý tưởng, thì trên cơ sở bộ chế hòa khí đơn giản cần phải bổ xung thêm một số cơ cấu và hệ thống để đảm bảo các yêu cầu sau:

- Ở chế độ không tải, muốn động cơ chạy ổn định cần có hòa khí đậm (0,40,8), và phải tạo điều kiện để xăng được phun tơi, phân bố đều và dễ bay hơi trong dòng khí nạp.

- Khi bướm ga mở tương đối rộng cần cung cấp hòa khí tương đối loãng (1,071,15).

-  Để đạt công suất cực đại khi mở 100% bướm ga cần đảm bảo (0,750,9)

Ngoài ra còn có các yêu cầu phụ, đảm bảo động cơ hoạt động tốt trong các chế độ làm việc sau:

- Khi khởi động lạnh ở tốc độ thấp cần hòa khí đậm   (0,30,4 hoặc đậm hơn ) để dễ khởi động.

- Khi cho ô tô bắt đầu lăn bánh, hoặc khi cần tăng tốc nhanh phải mở nhanh bướm ga để hút nhiều hòa khí vào xi lanh, những lúc ấy thường làm cho hòa khí bị nhạt (do quán tính của xăng nhỏ hơn nhiều so với không khí làm cho tốc độ xăng đi vào động cơ chậm hơn). Vì vậy, khi mở nhanh bướm ga, cần có biện pháp tức thời phun thêm xăng tới mức cần thiết để hòa khí khỏi nhạt, qua đó rút ngắn thời gian bắt đầu lăn bánh cũng như thời gian tăng tốc của ô tô và máy kéo.

Vì vậy người ta đã không sử dụng bộ chế hòa khí đơn giản mà thường sử dụng bộ chế hòa khí hiện đại. Nhưng trong quá trình phát triển của ngành công nghệ ôtô thì bộ chế hòa khí được kết hợp với điều khiển điện tử.

b. Chế hòa khí hút kết hợp với điều khiển điện tử

Hình 3-6  Bộ chế hòa khí điều khiển bằng điện tử

1: Bướm ga; 2:Cảm biến tốc độ mở bướm ga; 3: Cần đẩy; 4:Cơ cấu điều chỉnh độ mở bướm ga kiểu điện tử chân không; 5:Cơ cấu điều khiển đóng mở bướm gió; 6: Bướm gió; 7: Cần đẩy; 8: Kim điều chỉnh tiết diện thông qua ziclơ không khí không tải; 9:Cảm biến nhiệt độ động cơ; 10:Tín hiệu nhiệt độ động cơ; 11: Tín hiệu tốc độ mở bướm ga; 12: Tín hiệu vị trí màng đàn hồi của bộ điều chỉnh độ mở bướm ga kiểu điện tử chân không; 13:Tín hiệu tốc độ vòng quay động cơ; 14:Tín hiệu từ cảm biến Ôxy; 15: Các tín hiệu ra bộ điều chỉnh độ mở bướm ga; 16: Tín hiệu ra điều chỉnh độ mở bướm gió; 17:Đầu phát tín hiệu ra; 18: Bộ vi xử lý;

19: Đầu thu nhận tín hiệu vào; 20: Bộ điều khiển điện tử.

Nguyên lý làm việc của chế hòa khí có trang bị điện tử.

      Để thỏa mãn những yêu cầu ngày càng cao đối với quá trình hình thành khí hỗn hợp, nhằm giảm suất tiêu hao nhiên liệu và độc hại trong khí xả cũng như cải thiện chất lượng làm việc ở mọi chế độ của động cơ, người ta đã trang bị các bộ phận điện tử cho bộ chế hòa khí, bộ chế hòa khí khi đó được gọi là bộ chế hòa khí điện tử. Sau đây là trình bày một bộ chế hòa khí có tên là Ecotronic của hãng Bosch-Pierburg. Về cơ bản bộ chế hòa khí điện tử gồm một bộ chế hòa khí thông thường, một bộ điều khiển điện tử 20 và các cơ cấu điều khiển 4 để thay đổi độ mở bướm ga 1 và cơ cấu điều khiển 5 để thay đổi độ mở bướm gió 6.

Bộ điều khiển điện tử 20 gồm có các bộ phận chính sau: đầu nhận tín hiệu 19, bộ vi xử lý trung tâm 18 và đầu phát tín hiệu ra 17, tín hiệu vào sẽ được tiếp nhận và xử lý. Sau đó bộ điều khiển sẽ phát tín hiệu ra để điều khiển các cơ cấu chấp hành 4 và 5 nhằm tạo ra thành phần khí hỗn hợp tối ưu cho mọi chế độ làm việc của động cơ.

Trong cơ cấu điều chỉnh độ mở bướm ga kiểu điện tử chân không 4, vị trí của màng đàn hồi được xác định bởi sự cân bằng giữa lực hút chân không sau bướm ga và lực phục hồi của lò xo. Độ chân không trong không gian phía trên màng được điều chỉnh nhờ hai nam châm điện điều chỉnh các van thông. Nhờ cần đẩy 3, màng đàn hồi xác định độ mở bướm ga 1. Vị trí của màng đàn hồi được ghi nhận và truyền tín hiệu về bộ điều khiển điện tử 20 qua đường 12.

Khi động cơ khởi động bộ điều khiển đóng bướm gió và mở bướm ga ở một góc độ phù hợp. Hệ thống chính và hệ thống không tải cùng làm việc cho hỗn hợp đậm để khởi động giống như bộ chế hòa khí thông thường.

Chế độ tăng tốc được thực hiện như sau: Từ tín hiệu mở đột ngột bướm ga 11, bộ điều khiển điện tử sẽ chỉ thị cho cơ cấu 5 đóng mở rất nhanh bướm gió 6. Do đó hỗn hợp đậm lên đột ngột đáp ứng cho động cơ tăng tốc.

Khi động cơ chạy không tải, bộ điều khiển điện tử giữ cho tốc độ vòng quay không tải ổn định. Khi đó bướm ga và bướm khởi động đều do bộ điều khiển điện tử quyết định. Ngoài ra cần điều khiển 7 do cơ cấu điều khiển 5 dẫn động sẽ tác động  lên kim hiệu chỉnh 8 đóng bớt ziclơ không khí của hệ thống không tải, hỗn hợp sẽ được làm đậm. Do thành phần hỗn hợp được điều chỉnh tự động phù hợp với chế độ không tải nên n_kt nhỏ, tiết kiệm nhiên liệu. Cũng chính vì vậy mà động cơ không bị chết máy.

Ở chế độ kéo người lái bỏ chân ga nên bướm ga 1 chỉ do cơ cấu 4 điều khiển. Khi đó bướm ga sẽ mở ở một mức độ nào đó sao cho độ chân không sau bướm ga nhỏ đến mức không đủ để hút xăng ra ở hệ thống không tải tức là động cơ không tiêu thụ xăng nên tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường.

Tuy bộ chế hòa khí này làm việc tối ưu hơn bộ chề hoà khí hiện đại không có kết hợp điều khiển điện tử, nhưng vẫn còn tồn tại bộ chế hoà khí nên hoà khí ở mọi chế độ hoạt động của động cơ vẫn chưa được tối ưu, hiệu suất chưa cao vấn đề tiết kiệm nhiên liệu và ô nhiễm môi trường vẫn còn tồn tại ở mức độ cao. Vì vậy ở các động cơ hiện đại ngày nay người ta không dùng bộ chế hoà khí nữa mà sử dụng hệ thống phun xăng.

3.3.2. Phân loại theo hệ thống phun xăng

 a. Phân loại theo số vòi phun sử dụng

    - Hệ thống phun xăng nhiều điểm.

Mỗi xylanh động cơ được cung cấp nhiên liệu bởi một vòi phun riêng biệt. Xăng được phun vào đường ống nạp ở vị trí gần xupap nạp. Thường dùng cho các loại xe du lịch cao cấp có dung tích xylanh lớn.

  - Hệ thống phun xăng một điểm.

Việc chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu khí được tiến hành ở một vị trí tương tự như trường hợp bộ chế hoà khí, sử dụng một vòi phun duy nhất. Xăng được phun vào đường nạp, bên trên bướm ga. Hỗn hợp được tạo thành trên đường nạp. Hệ thống này được sử dụng khá phổ biến trên động cơ các loại xe có công suất nhỏ. Nó có ưu điểm là chỉ sử dụng một vòi phun nên bố trí dễ dàng, giá thành hạ. Nhưng nó có nhược điểm là chiều dài đường nạp đến mỗi xylanh khác nhau nên lượng không khí - nhiên liệu được phun vào mỗi xylanh khác nhau nên quá trình cháy ở các xylanh khác nhau.

- Hệ thống phun xăng hai điểm.

Thực chất đây là một biến thể của hệ thống phun xăng một điểm trong đó sử dụng thêm một vòi phun thứ hai đặt bên dưới bướm ga nhằm cải thiện chất lượng quá trình tạo hỗn hợp.

b. Phân loại theo phương pháp điều khiển phun

- Hệ thống phun xăng cơ khí

Trong hệ thống này, việc dẫn động, điều khiển, điều chỉnh định lượng hỗn hợp được thực hiện theo một số nguyên lý cơ bản như động học, động lực học, cơ học chất lỏng, nhiệt động lực học.

Có hai loại dẫn động cơ khí. Loại dẫn động bởi động cơ bao gồm bơm xăng và một bộ phận định lượng nhiên liệu hoạt động giống như hệ thống phun nhiên liệu của động cơ điêzen và một loại thứ hai hoạt động độc lập không có dẫn động từ động cơ.

- Hệ thống phun xăng điện tử

Ở các loại hệ thống phun xăng này, một loạt các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đến các thông số làm việc của động cơ cho một thiết bị tính toán thường được gọi là bộ vi xử lý và điều khiển trung tâm. Sau khi xử lý các thông tin này, bộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cần cung cấp cho động cơ theo một chương trình tính toán đã được lập trình sẵn và chỉ huy sự hoạt động của các vòi phun xăng (thời điểm phun và thời gian phun).

c. Phân loại theo cách xác định lượng khí

 - Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế loại L

   Hệ thống phun xăng loại này được trang bị thiết bị đo lưu lượng, cho phép đo trực tiếp thể tích hay khối lượng không khí lưu thông trong đường nạp. Thông tin về lưu lượng khí được cung cấp cho bộ điều khiển trung tâm dưới dạng tín hiệu điện để làm cơ sở tính toán thời gian phun.

Hình 3-7  Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phun xăng điện tử  L – Jetronic

1:Thùng xăng; 2:Bơm xăng; 3:Bầu lọc xăng; 4:ECU; 5: Vòi phun chính; 6: Bộ điều áp; 7: Khoang chứa khí; 8:Vòi phun khởi động; 9:Cảm biến vị trí bướm ga; 10:Cảm biến lưu lượng gió; 11:Cảm biến đo ôxy khí xả; 13:Cảm biến kích nổ; 14:Bộ chia điện; 15:Bộ van khí không tải; 16: Ắc quy; 17: Khóa điện.

·  Lưu lượng thể tích: thiết bị này làm việc theo nguyên tắc đo lực của dòng khí tác động lên một cửa đo quay quanh một trục lắp trên đường nạp. Góc quay của cửa phụ thuộc lưu lượng khí nạp và được xác định bởi một điện thế kế. Như vậy, thiết bị sẽ cung cấp một tín hiệu điện tỷ lệ với lưu lượng khí cho bộ điều khiển trung tâm. Để tăng độ chính xác phép đo, người ta thường dùng thêm một nhiệt kế để đo nhiệt độ không khí trong quá trình nạp.

·  Lưu lượng kế khối lượng kiểu dây đốt nóng: một sợi dây kim loại rất mảnh được căng ở một vị trí đo trong đường nạp. Khi lưu lượng khí thay đổi thì nhiệt độ và điện trở của dây cũng thay đổi theo. Một mạch điện tử cho phép điều chỉnh tự động dòng điện đốt nóng dây. Dòng điện này sẽ tỷ lệ với lưu lượng khí. Theo nguyên tắt này, việc đo nhiệt độ dòng khí sẽ không cần thiết nữa vì lưu lượng khối lượng được đo trực tiếp nên độ chính xác phép đo không bị ảnh hưởng bởi những dao động của nhiệt độ khí như phương pháp trên.

·  Lưu lượng kế khối lượng kiểu tấm đốt nóng: hệ thống này hoạt động theo nguyên lý tương tự như hệ thống trên. Việc thay thế dây kim loại bằng hai tấm kim loại gốm mỏng cho phép tăng độ bền vững của thiết bị đo và hạn chế ảnh hưởng do bụi bặm hoặc rung động. Hai tấm kim loại này có điện trở phụ thuộc nhiệt độ được mắc thành cầu điện trở, một để đo lưu lượng, một để đo nhiệt độ khí.

·  Hệ thống phun xăng với thiết bị đo lưu lượng kiểu siêu âm xử dụng hiệu ứng Karman - Vortex.

Một cơ cấu đặt biệt được lắp trên đường nạp nhằm tạo ra các chuyển động xoáy lốc của dòng không khí ở một vị trí xác định. Số lượng xoáy lốc sẽ tỷ lệ với lưu lượng thể tích. Một nguồn sóng siêu âm đặt trên đường ống nạp, phát sóng có tần số xác định theo hướng vuông góc với dòng chảy không khí. Tốc độ lan truyền của sóng siêu âm xuyên qua dòng khí phụ thuộc vào lượng khí chuyển động xoáy. Một thiết bị nhận sóng siêu âm sẽ đo tốc độ này và gửi tín hiệu điện đến bộ điều khiển trung tâm.   

-         Hệ thống phun xăng dùng lưu lượng kế loại  D

Hình 3-8  Sơ đồ hệ thống phun xăng điện tử loại D - Jetronic

1:Lọc khí; 2:Cảm biến áp suất ; 3.Bộ điều áp xăng; 4.Lọc xăng;

5: Bình xăng; 6:Vòi phun; 7:Ắc quy; 8:Khoá điện.

Ở hệ thống phun xăng loại này, lượng khí nạp được xác định thông qua áp suất tuyệt đối trong ống nạp và chế độ tốc độ của động cơ, dựa vào các tham số hay đặc tính chuẩn đã được xác định từ trước, có tính đến biến thiên áp suất trong quá trình nạp. Các đầu đo được xử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu áp điện-điện trở kết hợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyển động. Trong thực tế, khi khởi động động cơ, do nhiệt độ thấp nên mật độ không khí tăng, ở cùng một áp suất thì lưu lượng khí nạp thực tế sẽ lớn hơn lưu lượng tính toán, dẫn đến hỗn hợp nhạt có thể gây chết máy. Dựa trên thông tin về nhiệt độ không khí  do cảm biến cung cấp, bộ điều khiển trung tâm sẽ tăng lượng xăng phun ra khi nhiệt độ khí nạp thấp. Phép đo lưu lượng kiểu này thường áp dụng cho các hệ thống phun xăng một điểm.

·              Ưu điểm:

o   Kết cấu, bảo dưỡng đơn giãn, dể lắp đặt điều chỉnh, giá thành hạ.

o   Ít gây sức cản khí động phụ trên đường nạp.

·              Nhược điểm:

o   Không đo trực tiếp lưu lượng không khí.

o   Nhạy cảm với dao động áp suất và nhiệt độ trên đường nạp.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng.

a. Hệ thống phun xăng cơ khí .

Có thể chia các cơ cấu của hệ thống này thành 3 bộ phận:

·        Bộ phận cung cấp nhiên liệu gồm: bình chứa, bơm xăng điện, bộ tích tụ xăng, bộ lọc xăng.

·        Bộ phận cung cấp không khí bao gồm: đường ống nạp và bộ phận lọc khí.

·        Bộ phận điều khiển tạo hỗn hợp bao gồm: thiết bị đo lưu lượng khí và thiết bị định lượng nhiên liệu.

Lượng không khí nạp vào xy lanh được xác định bởi lưu lượng kế. Căn cứ vào lượng khí nạp thực tế lưu lượng kế sẽ chỉ huy việc định lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ. Nhiên liệu được phun vào qua các vòi phun vào đường ống nạp ở ngay trên xupáp nạp. Lượng hỗn hợp nạp vào xylanh được điều khiển bởi bướm ga.

Bộ tích tụ xăng có hai chức năng: duy trì áp suất trong mạch nhiên liệu sau khi động cơ đã ngừng hoạt động để tạo điều kiện khởi động dễ dàng và làm giảm bớt dao động áp suất nhiên liệu trong hệ thống do việc xử dụng bơm xăng kiểu phiến gạt.

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 3-9  Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phun xăng cơ khí

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng sửa chữ và bảo dưỡng. Do không còn sử dụng bộ chế hòa khí, lượng xăng và không khí được định lượng với nhau một cách hợp lý theo từng chế độ hoạt động của động cơ, xăng được phun vào nhờ vòi phun nên các chế độ làm việc được tối ưu hơn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường hơn so với các loại trên.

Nhược điểm: do không sử dụng các cảm biến điện tử nên nhận biết các chế độ hoạt động của động cơ chưa thực sự được chính xác, các cơ cấu điều khiển bằng cơ khí nên còn tồn tại sự “trễ” của các thiết bị cơ khí điều đó dẫn đến hệ thống này làm việc chưa thực sự tối ưu hoá. Nên người ta sử dụng hệ thống phun xăng điều khiển 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 gồm:

-  Lưu lượng khí nạp Q_a đo qua lưu lượng kế.

-  Tốc độ động cơ N - đo qua cảm biến tốc độ.

-  Vị trí bướm ga n (pc) - đo qua cảm biến.

-  Nhiệt độ máy T_m  - đo qua nhiệt kế.

-  Nhiệt độ khí nạp T_a - đo qua nhiệt kế.

-  Điện áp ácquy U_b - đo qua nhiệt kế (potentiometre).

-  Tín hiệu khởi động động cơ S_d - đo qua công tắc khởi động.

-  Nồng độ oxy trong khí xả - đo qua cảm biến lambda.

Các tín hiệu của cảm biến được chuyển thành tín hiệu điện.

·  Bộ xử lý và điều khiển trung tâm ECU (gọi tắt là bộ điều khiển trung tâm) tiếp nhận các tín hiệu dưới dạng tín hiệu điện do các cảm biến truyền tới, chuyển thành tín hiệu số sau đó được xử lý theo một chương trình đã vạch sẵn. Những số liệu khác cần cho việc tính toán đã được ghi trong bộ nhớ của máy tính dưới dạng đồ thị hoặc dạng số.

·  Các tín hiệu ra của bộ điều khiển trung tâm được khuếch đại và đưa vào khối thứ ba là bộ phận chấp hành (actuateur). Bộ phận này có nhiệm vụ phát các xung điện chỉ huy việc phun xăng và đánh lửa cũng như chỉ huy một số cơ cấu thiết bị khác (hồi lưu khí thải, điều khiển mạch nhiên liệu, mạch khí,...) đảm bảo sự làm việc tối ưu ở mọi chế độ của động cơ.

Ưu điểm :

So với hệ thống dùng chế hòa khí, hệ thống phun xăng có những ưu điểm sau:

- Số lượng và thành phần hòa khí vào các xilanh đều hơn, nhờ đó trong điều kiện sử dụng có thể dùng hòa khí nhạt hơn, đặc biệt là các hệ thống phun xăng nhiều điểm.

- Hệ số nạp của động cơ lớn hơn vì: - Không có họng trong đường nạp do không có bộ chế hòa khí, - Giảm mức độ sấy nóng trên đường nạp, - Khi phun nhiên liệu vào xilanh động cơ khối lượng không khí nạp sẽ nhiều hơn.

- Tỉ số nén  lớn hơn vì giảm sấy nóng ống nạp khiến phần lớn xăng bay hơi trong xilanh. Tỉ số nén lớn hơn khoảng 1 đơn vị.

- Tính hưởng ứng của động cơ được cải thiện vì không thấy rõ tính chậm chạp, lạc hậu của dòng xăng so với không khí trong các chế độ chuyển tiếp.

- Định lượng xăng phun vào xilanh động cơ lúc khởi động chính xác hơn làm cho động cơ khởi động lạnh dễ hơn.

- Công suất động cơ cao hơn.

- Dùng hệ thống phun xăng trong động cơ nhiều xilanh cho phép hiệu chỉnh công suất của động cơ ở chế độ ít tải bằng cách ngừng cấp hòa khí cho một số xilanh.

- Qúa trình cháy được thực hiện tối ưu nhờ điều khiển đánh lửa hợp lý.

- Ô nhiễm môi trường do khí thải tạo ra là nhỏ nhất, đặc biệt trong hệ thống có cảm biến Lambda.

- Động cơ hoạt động tốt ở mọi điều kiện thời tiết, địa hình, tư thế xe.

- Dễ thực hiện biện pháp phân lớp hòa khí để khu vực gần cực buji luôn luôn có 0,850,95. Các khu vực còn lại trong buồng cháy là hòa khí nhạt.

      Những ưu điểm trên làm cho công suất động cơ tăng khoảng 10%, tiêu hao nhiên liệu giảm từ 10 16% và giảm nhiều độc hại của khí xả.

Nhược điểm :

Cấu tạo phức tạp, có yêu cầu khắt khe về chất lượng lọc sạch nhiên liệu  và không khí. Bảo dưỡng sửa chữa cần có trình độ chuyên môn cao.

Giá thành cao.

4. Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ 4G64

4.1. Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí.

Trong bầu lọc không khí bằng dầu quán tính không khí trải qua hai lần lọc: dưới tác dụng của giảm áp, dòng không khí hướng xuống dưới, đập vào mặt dầu nhờn (bụi bẩn bị dầu nhờn giữ lại) và đổi hướng một cách đột ngột, đi qua lõi lọc vào trong ống nạp của bộ chế hoà khí.

Bầu lọc không khí có lõi lọc khô. Lớp bên ngoàicủa lõi lọc làm bằng xơ sợi tổng hợp (lần lọc thứ nhất), lớp bên trong có xếp cáctông lượn sóng (lần lọc thứ hai).

Có rất nhiều kiểu lọc không khí nhưng ngày nay trên các xe Zinger thường sử dụng loại lọc thấm có lõi lọc bằng bìa giấy thay thế được. Loại này có ưu điểm giá thành không cao, dễ chế tạo.

- Cơ cấu bướm ga

Cơ cấu bướm ga được gắn vào đường ống nạp của động cơ và nối với ống cao su có gắn cảm biến lưu lượng khí.

Vị trí bắt đầu của bướm ga điều chỉnh bằng vít tỳ.

Góc quay của bướm ga được kiểm soát bằng cảm biến vị trí bướm ga, trục của nó được nối với trục của bướm ga. Toàn bộ thông tin về góc mở bướm ga và vận tốc đóng mở được đưa đến khối điều khiển động cơ (ECU động cơ).

 - Van điều chỉnh bổ sung không khí

Van điều chỉnh  (điều chỉnh chế độ chạy chậm không tải) có tác dụng điều khiển lượng không khí vòng qua bướm ga ở mọi chế độ hoạt động của động cơ.

Van điều chỉnh chế độ chạy chậm không tải là loại van điện từ quay. Van điều chỉnh chế độ chạy chậm không tải được lắp trên cổ họng gió, và khí nạp qua nó sẽ đi tắt qua bướm ga.

Độ mở của van điều chỉnh phụ thuộc vào tín hiệu điều khiển từ ECU động cơ.

Trong chế độ khởi động, khi bướm ga đóng, van điều chỉnh mở hoàn toàn cho đến khi động cơ hoạt động ổn định. Trong chế độ sấy nóng động cơ, van mở 50% cho phép nâng cao số vòng quay không tải để nâng cao nhiệt độ nước làm mát. Trong chế độ hạn chế số vòng quay thấp nhất, van mở nhỏ hơn 50% và thành nấc số vòng quay không tải thứ nhất của động cơ đã hâm nóng. Trong chế độ không tải cưỡng bức (chế độ phanh động cơ), nó đóng hoàn toàn và chuyển nó vào chế độ chạy chậm không tải, khi mà bướm ga đóng làm cho số vòng quay giảm  thấp hơn số vòng quay đã điều chỉnh. Trong chế độ tải một phần, van hé mở để dập dao động của không khí trong đường ống nạp, nhờ vậy động cơ làm việc ổn định hơn khi ta tăng giảm đột ngột.

- Cổ hút.

Dùng để làm kín và phân phối không khí đến từng xi lanh của động cơ.

Cổ hút gồm hai phần: Thân trên, trên đó có lắp cơ cấu bướm ga, bộ điều chỉnh lượng không khí bổ xung và thân dưới. Các thân có các mặt bích liên kết với nhau và với thân máy. Các mối ghép được làm kín bằng đệm. Không khí sau khi được đưa vào cổ hút được chia vào các ống nhờ có quán tính của dòng khi cho phép hạn chế được hỗn hợp xăng không khí vào ống nạp của xi lanh nhiều so với các xi lanh khác. Trong thân trên của cổ hút có lắp cảm biến nhiệt độ không khí.

4.2. Hệ thống điều khiển điện tử.

4.2.1. Đặc điểm chung

Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ được chia thành ba nhóm 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 ECU hay còn gọi là nhóm tín hiệu vào.

- ECU: có nhiệm vụ xử lý và tính toán các thông số đầu vào từ đó phát ra các tín hiệu điều khiển đầu ra.

- Các cơ cấu chấp hành: Trực tiếp điều khiển lựợng phun thông qua các tín hiệu điều khiển nhận được từ ECU.

Cảm biến ôxy loại này có một phần tử được chế tạo bằng Điôxit Zirconia

(ZrO₂ ), một loại gốm. Phần tử này được phủ ở cả bên ngoài và bên trong một lớp mỏng platin. Không khí bên ngoài được dẫn vào bên trong của cảm biến, bên ngoài của nó tiếp xúc với khí xả.

      Nguyên lý hoạt động: Nếu nồng độ ôxy trên bề mặt bên trong của phần tử Zirconia chênh lệch lớn so với bề mặt bên ngoài tại nhiệt độ cao (400 độ C hay cao hơn) phần tử Zirconia sẽ tạo ra một điện áp, điện áp này đóng vai trò  như một tín hiệu đến ECU động cơ, để báo về nồng độ khí xả ở mọi thời điểm.

Khi tỷ lệ không khí-nhiên liệu nhạt, sẽ có nhiều ôxy trong trong khí xả, nên chỉ có sự chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên ngoài của phần tử cảm biến. Vì lý do đó, điện áp do nó tạo ra  rất nhỏ (gần 0V). Ngược lại nếu tỷ lệ không khí- nhiên liệu đậm, ôxy trong khí xả gần như biến mất. Điều đó tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ ôxy bên trong và bên ngoài của cảm biến, nên điện áp tạo ra tương đó lớn (xấp xỉ 1V).

Hình 4-4  Kết cấu của cảm biến Ôxy

1: Tín hiệu từ khí xả; 2:Đường không khí; 3: Tín hiệu từ không khí; 4:Lò xo; 5:Tiếp xúc với lớp platin không khí; 6:Lớp bao kín; 7:Phần tử cảm ứng; 8:Vỏ bảo vệ; 9:Lớp Platin tiếp xúc với khí xả; 10:Lớp Zirconia; 11:Lớp platin bên trong

Lớp plantin (phủ bên ngoài phần tử cảm biến) có tác dụng như một chất xúc tác, làm cho ôxy và CO trong khí xả phản ứng với nhau. Nó làm giảm lượng ôxy và tăng độ nhạy của cảm biến.

Dựa trên tín hiệu phát ra từ cảm biến nồng độ ôxy, ECU động cơ tăng hay giảm lượng phun để duy trì tỷ lệ không khí-nhiên liệu luôn gần với lý thuyết.

b. Loại Titan

Cảm biến ôxy loại này bao gồm một phần tử bán dẫn chế tạo bằng Điôxít Titan  (TiO₂, cũng như ZrO₂, là một loại gốm). Cảm biến này dùng một phần tử bằng Titan loại màng dày tạo nên trên đầu phía của ống mỏng để nhận biết ôxy trong khí xả.

Cảm biến ôxy loại Titan được nối ECU động cơ như trong sơ đồ mạch. Một điện áp 1V luôn được ECU động cơ cấp đến cực OX (+). ECU động cơ có lắp một bộ so sánh, nó sẽ so sánh sự sụt áp tại cực OX (do sự thay đổi điện trở của Titan) với điện áp đối chiếu 0,45V. Nếu kết quả cho thấy điện áp OX lớn hơn 0,45V có nghĩa là, nếu điện trở của cảm biến ôxy thấp ECU động cơ sẽ biết rằng tỷ lệ không khí-nhiên liệu đậm. Nếu điện áp OX thấp hơn 0,45V (điện trở của cảm biến ôxy cao), ECU động cơ sẽ nhận biết tỷ lệ không khí nhạt hơn.

4.2.3.2. Cảm biến đo gió.(AFS –Air Flow Sensor)

Cảm biến lưu lượng khí được dùng trong động cơ để cảm nhận lượng khí nạp. Tín hiệu lượng khí nạp dùng để tính toán khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.

Có các loại cảm biến lưu lượng nạp sau:

a. Loại cánh:

Hình 4-6  Nguyên lý của cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh

1:Biến trở ; 2:Tấm giảm rung ; 3:Khoang giảm rung; 4:Tấm đo; 5:Tín hiệu Vs.

Lượng khí nạp hút vào động cơ  xác định bằng độ mở bướm ga và tốc độ động cơ. Khí nạp hút qua cảm biến lưu lượng gió thắng được lực căng của tấm đo. Tấm đo và biến trở có cùng một trục quay nên góc mở của tấm đo được biến trở chuyển thành điện áp. ECU sẽ nhận tín hiệu này (Vs) và do đó nhận biết góc mở của tấm đo từ biến trở này.

Điện trở từ P1 đến P5 (có cùng một giá trị điện trở)  được mắc nối tiếp, và điện áp cấp cho mạch là 12V thì điện áp tại P5 là 12V, tại P4 là 9V , tại P3 là 6V, tại P2 là 3V và tại P1 là 0V. Kim dịch chuyển của biến trở chuyển động cùng với tấm đo, nhận biết điện áp suất hiện và gửi một tín hiệu đến ECU (tín hiệu Vs)

       Lượng khí hút vào trong động cơ được xác định bằng độ mở bướm ga. Nếu lượng khí đi qua đường khí phụ tăng lên, thì không khí đi qua tấm đo giảm xuống và góc mở của bướm ga sẽ nhỏ hơn. Ngược lại, nếu lượng khí đường khí phụ giảm xuống, thì lượng khí đi qua tấm đo tăng và góc mở sẽ tăng lên. Do lượng phun cơ bản quyết định qua góc mở của tấm đo, nên tỷ lệ khí- nhiên liệu có thể thay đổi bằng cách điều chỉnh lượng khí đi qua đường khí phụ. Do vậy, bằng cách thay đổi tỷ lệ không khí-nhiên liệu tại chế độ không tải với vít điều chỉnh hỗn hợp không tải, có thể điều chỉnh được tỷ lệ nồng độ CO trong khí xả. Tại tốc độ không tải bởi vì nếu tấm đo mở rộng thì lượng khí đi qua đường khí phụ sẽ nhỏ hơn nhiều so với đường khí chính.

Khoang giảm chấn và tấm chống rung:

Khoang giảm chấn và tấm chống rung giúp làm ổn định chuyển động của tấm đo. Nếu lượng khí nạp chỉ được đo bằng tấm đo, sử thay đổi lượng khi sẽ làm cho tấm đo bị rung. Nhưng khi tấm chóng rung được gắn vào sao cho nó chuyển động cùng tấm đo, nó sẽ hấp thụ các rung động và làm ổn định chuyển động của tấm đo.

Công tắc bơm nhiên liệu:

Công tắc bơm nhiên liệu được lắp bên trong biến trở và nó đóng lại khi động cơ đang chạy và không  khí đi qua. Công tắc bơm nhiên liệu sẽ ngừng làm việc khi động cơ tắt thậm chí khi khóa điện bật ở vị trí ON

Tín hiệu Vs:

Có hai loại cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh, chúng khác nhau về mạch điện. Một loại, điện áp Vs giảm khi lượng khí nạp lớn còn loại kia thì Vs tăng lên khi lượng khí nạp tăng.

b. Loại xoáy quang học Karman

Loại cảm biến lưu lượng khí nạp này cảm nhận trực tiếp lượng khí nạp bằng quang học. So với loại cảm biến lưu lượng khí nạp loại cánh , nó có kích thước  nhỏ gọn hơn. Kết cấu đơn giản của đường khí cũng làm giảm sức cản nạp.

Chức năng hoạt động:

Loại này hoạt động dựa trên hiệu ứng Karman. Một dòng khí có tốc độ V đi qua vật cản hình trụ có đường kính d sẽ sinh ra dòng xoáy không khí (xoáy Karman) có tần

số f tỷ lệ thuận với V và tỷ lệ nghịch với  d.

Sử dụng quy tắc này, bằng cách đo tần số của cột xoáy, có thể xác định được lượng khí nạp. Tần số f của xoáy, tạo ra do giao động áp suất, làm cho một lá kim loại mỏng (gọi là tấm phản chiếu, tiếp xúc với áp suất của xoáy thông qua khe hướng áp suất) rung động theo tần số f. Rung động của tấm phản chiếu này được cảm nhận bởi một điôt phát quang kết hợp với 1 trasistor quang học.

Hình 4-7   Sơ đồ nguyên lý của cảm biến lưu lượng khí nạp loại xoáy quang học Karman và sơ đồ biểu diễn tín hiệu điện áp theo lượng khí nạp

1:Led; 2:Bộ tạo xoáy; 3:Khe hướng áp; 4:Tấm phản chiếu; 5:Transistor quang học.

Tín hiệu lượng khí nạp là một tín hiệu xung. Khi lượng khí nạp thấp, tín hiệu này có tần số thấp. Khi lượng khí nạp nhiều, tín hiệu này có tần số cao.

c. Loại dây sấy

Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây sấy đo trực tiếp khối lượng không khí. Kết cấu loại này vừa nhỏ gọn vừa nhẹ. Ngoài ra sức cản nạp do cảm biến tạo ta thấp. Không có cơ cấu cơ khí nên độ bền cao.

Hoạt động và chức năng :

Hình 4-8  Sơ đồ nguyên lý của cảm biến lượng khí nạp loại dây sấy

1:Dòng điện; 2:Khí nạp; 3: Dây sấy; 4:Biến trở.

Hình 4-9  Sơ đồ đấu dây loại dây sấy

1: Cảm biến lưu lượng khí; 2:Ra ( nhiệt điện trở ); 3:Bộ khuếch đại hoạt động; 4:ECU động cơ; 5:Rh (dây sấy).

Dòng điện chạy qua dây sấy làm cho nó nóng lên. Khi không khí chạy qua dây sấy, dây sẽ được làm mát phụ thuộc khối lượng không khí đi vào. Bằng cách điều khiển dòng điện chạy qua dây sấy để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, có thể đo lượng khí nạp bằng cách đo dòng điện. Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyển thành điện áp và gửi tới ECU động cơ.

Trong cảm biến lượng khí nạp thực tế, dây sấy được mắc song song trong một mạch cầu. Mạch cầu này có đặc điểm là điện thế giữa hai điểm A và B bằng nhau khi điện trở tính theo đường chéo là bằng nhau (R_a+R₃)R₁=R_h.R₂. Khi dây sấy R_h bị làm lạnh bởi không khí, điện trở giảm kết quả làm sự chênh lệch điện áp giữa A và B. Một bộ khuếch đại hoạt động để nhận biết sự chênh lệch này và làm cho điện áp cấp tới mạch tăng (tăng dòng chạy qua dây sấy R_h). Khi đó nhiệt độ dây sấy lại tăng lên làm điện trở tăng cho đến khi điện áp tại A và B bằng nhau. Bằng cách sử dụng tính năng này của mạch cầu, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể  đo được khối lượng khí nhờ nhận biết điện áp tại B. Hơn nữa trong hệ thống này nhiệt độ của dây sấy duy trì thường xuyên không đổi cao hơn nhiệt độ của khí nạp bằng cách dùng một điện trở Ra.

Vì vậy khối lượng khí nạp có thể đo một cách chính xác thậm chí nếu nhiệt độ khí nạp thay đổi, nên ECU động cơ không cần hiệu chỉnh thời gian phun theo sự thay đổi của nhiệt độ. Ngoài ra mật độ không khí giảm xuống do độ cao, khản năng làm mát của không khí giảm, mức độ làm mát dây sấy giảm. Khi đó khối lượng không khí nạp nhận biết được cũng giảm nên hiệu chỉnh phun bù ở độ cao là không cần thiết.

Đối với hệ thống phun xăng điện tử của xe Zinger sử dụng loại xoáy lốc quang học Karman bởi vì loại này giá thành rẻ và được sử dụng rộng rãi.

Cảm biến đo gió đo lượng không khí nạp và được lắp trên đường không khí nạp. Cảm biến đo gió (AFS) sử dụng xoáy lốc Karman để biết được lượng không khí nạp đi qua lọc gió và tạo ra tín hiệu cho biết lượng không khí nạp đến ECU.

Bộ ECU dùng tín hiệu này và tín hiệu tốc độ động cơ (vòng/phút) (tín hiệu từ cảm biến góc quay trục khủy) để tính và xác định thời gian mở kim phun cơ bản.

Tần số của xoáy lốc Karman được tạo ra tỉ lệ với tốc độ dòng không khí.Vì vậy tốc độ dòng không khí nạp vào động cơ có thể được xác định bằng cách đo tần số mà các xoáy lốc Karman tạo ra. Các xe của Mitsubishi Motors có 3 loại hệ thống cảm biến tần số xoáy lốc Karman: loại siêu âm, loại cảm biến áp suất và loại dây nhiệt. Loại siêu âm không được sử dụng trên các xe đời mới nữa. Trên xe Zinger sử dụng loại cảm biến áp suất.

- Sơ đồ cấu tạo và mạch điện của cảm biến.

Hình 4-10  Sơ đồ cấu tạo và mạch điện của cảm biến đo gió (AFS) loại áp suất

1:Lỗ áp suất; 2: Cột tạo xoáy; 3: Đường áp suất xoáy lốc; 4:Cảm biến; 5: Bộ chỉnh lưu; 6: Điện áp ra AFS; 7: Điện áp ra khuếch đại; 8:Xoáy lốc Karman; 9: Đến bướm ga; 10: Cảm biến áp suất; 11:Không khí.

- Nguyên lý hoạt động.

Nếu một luồng xoáy lốc được tạo ra từ cột tạo xoáy lốc đặt trên đường ống nạp và áp suất được nhận biết thì áp suất này thay đổi mỗi khi xoáy lốc đi qua ống nạp và khi số lượng các xoáy lốc tăng lên, thì số lượng các thay đổi về áp suất cũng tăng lên tỷ lệ với sự thay đổi này. Nói cách khác, tần số của các thay đổi áp suất thì tỉ lệ với lượng không khí đi vào.

Cảm biến AFS chuyển đổi các sự thay đổi áp suất sang dạng sóng vuông và các tín hiệu của nó như là một tín hiệu xung tỉ lệ với lượng không khí nạp được đưa vào bộ Engine- ECU.

4.2.3.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến này cung cấp thông tin cho bộ ECU về nhiệt độ không khí nạp. Vì vậy nó có thể giúp ECU điều chỉnh lượng nhiên liệu phun phù hợp với các thay đổi nhiệt độ dẫn đến sự thay đổi về mật độ của không khí nạp.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng điện trở nhiệt mà điện trở của nó giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại.

Điện áp ra của cảm biến (điện trở nhiệt) đưa điện áp đến bộ Engine- ECU, điện áp này giảm khi nhiệt độ tăng và ngược lại.

Hình 4-11  Kết cấu và sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ khí nạp

1: Điện trở (Phần tử bán dẫn); 2:Vỏ cảm biến; 3:Lớp cách điện; 4:Đầu cắm.

4.2.3.4. Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cổ họng (thân bướm ga). Cảm biến này chuyển hóa góc mở sớm bướm ga thành tín hiệu điện áp và gửi đến ECU như là một tín hiệu về góc mở bướm ga.

Có 3 loại cảm biến vị trí bướm ga sau:

* Loại tiếp điểm (bật - tắt).

     * Loại tuyến tính.

     * Loại phần tử Hall.

Trên xe Mitsubishi Zinger ta sẽ sử dụng loại tuyến tính bởi vì nó có ưu điểm giá thành rẻ và nó nhận biết góc mở bướm ga một cách liên tục (và phát ra dữ liệu này từ tín hiệu VTA), do đó loại này nhận biết góc mở của bướm ga chính xác hơn.

Cảm biến vị trí bướm ga là loại tuyến tính. Dùng để xác định mức độ và số lần mở bướm ga. Loại cảm biến này bao gồm hai tiếp điểm trượt tại mỗi đầu của nó có lắp các tiếp điểm để tạo tín hiệu IDL và VTA (tín hiệu điện áp góc mở bướm ga).     Một điện áp không đổi 5V được cấp cho cực VC từ ECU động cơ. Khi tiếp điểm trượt dọc theo điện trở tương ứng với góc mở của bướm ga, một điện áp được cấp đến cực VTA tỉ lệ với góc mở này. Khi bướm ga đóng hoàn toàn, tiếp điểm cho tín hiệu IDL nối cực IDL và E2. Một tiếp điểm di động khác đóng mạch chỉ khi bướm ga đóng (ở vị trí cầm chừng). Tiếp điểm này cho phép bộ Engine – ECU xác định xem động cơ có đang chạy cầm chừng hay không.

Một điện áp 5V được cấp cho cảm biến từ ECU động cơ. Khi tiếp điểm trượt dọc theo vị trí điện trở tương ứng với góc mở của bướm ga. ECU động cơ nhận tín hiệu điện áp VTA từ cảm biến vị trí bướm ga tương ứng với vị trí điện trở, điện áp này tỷ lệ với góc mở bướm ga. ECU sẽ dựa vào tín hiệu này và kết hợp với tín hiệu từ các cảm biến khác để tính toán và hiệu chỉnh lượng phun nhiên liệu sao cho tối ưu và phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ.

4.2.3.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

 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. Cũng thông tin về nhiệt độ nước làm mát, ECU sẽ thay đổi điểm đánh lửa thích hợp với nhiệt độ động cơ.

4.2.3.6. Cảm biến vị trí trục cam          

Cảm biến vị trí trục cam phát hiện điểm chết trên nén của xilanh số 1. Có hai loại cảm biến trục cam sau:

* Loại phần tử Hall.                                                                             

* Loại phần tử điện trở từ.

Trên xe Zinger ta sẽ sử dụng loại cảm biến phần tử Hall. Bởi vì loại này được sử dụng rộng rãi và giá thành rẻ.

Cảm biến trục cam loại Hall IC. Nó có tác dụng xác định xy lanh nào đang làm việc bằng cách so sánh với cảm biến trục khuỷu.

Cảm biến là mạch tổ hợp trên cơ sở hiệu ứng Hall (hay hiệu ứng từ-điện trở) ghép vào bộ khuyếch đại- tạo hình tín hiệu. 

Cảm biến làm việc song hành với cơ cấu đánh dấu bằng chốt của trục cam: giữa chốt đánh dấu của trục cam trùng với giữa răng thứ nhất của đĩa đồng bộ.

Cảm biến xác định các pha ĐCT của xy lanh số một tức là nó cho phép xác định điểm bắt đầu của chu kỳ quay theo thứ tự làm việc của trục khuỷu động cơ.

Hình 4-14  Kết cấu và sơ đồ đấu dây cảm biến vị trí trục cam

1:Nam châm; 2: Phần tử Hall; 3:Lớp cách điện; 4:Đệm làm kín;

5:Transito; 6: Điện trở.

Nguyên lý làm việc:

- Khi trục cam quay chốt đánh dấu vào giữa nam châm và phần tử Hall.

- Khi cánh chốt đánh dấu ra khỏi vị trí giữa nam châm và phần tử Hall thì từ trường sẽ xuyên qua khe hở làm xuất hiện điện áp trên phần tử Hall làm cho transitor dẫn khi đó điện áp đầu ra của cảm biến U_ra » 0V.

- Khi chốt đánh dấu xen giữa nam châm và phần tử Hall thì từ trường từ nam châm sẽ vòng qua chốt đánh dấu làm mất điện áp trên phần tử Hall khi đó Transitor ngắt điện áp đầu ra của cảm biến U_ra » 5V và phát ra tín hiệu.

4.2.3.7. Cảm biến vị trí góc quay trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu xác định vị trí điểm chết.Cảm biến này được chia làm 4 loại dựa trên vị trí lắp, nhưng kết cấu cơ bản và hoạt động của chúng là như nhau:

   - Loại đặt bên trong bộ chia điện.

   - Loại cảm biến vị trí cam.

   - Loại tách rời.

   - Loại phần tử Hall.

Ta chọn cảm biến loại phần tử Hall để lắp trên xe Zinger. Cảm biến góc trục khủyu nhận biết góc trục khủyu bằng phần tử Hall. Bộ ECU động cơ điều chỉnh các kim phun dựa trên tín hiệu từ cảm biến này.

Cảm biến trục khuỷu là loại Hall IC.

Lỗ đột của các răng là điểm đặt dấu pha phân phối vị trí của trục khuỷu động cơ: bắt đầu răng thứ 10 của đĩa tương ứng với điểm chết trên (ĐCT) của các xy lanh thứ nhất và thứ tư (số đếm của các răng bắt đầu sau khi đột lỗ theo chiều quay trục khuỷu). Cảm biến vị trí trục khuỷu cho ta xác định được tốc độ và góc quay của trục khuỷu động cơ.

Cảm biến dùng để đồng bộ pha điều khiển bằng các cơ cấu điện-cơ của hệ thống với pha làm việc của các cơ cấu phối khí của động cơ. Nó cho phép mỗi vòng quay trục khuỷu, tính pha phun xăng và đánh lửa sớm 3⁰ một cách chính xác theo tốc độ của động cơ.

Hình 4-15  Kết cấu và sơ đồ đấu dây của cảm biến vị trí trục khuỷu

1:Cuộn dây; 2:Lõi sắt; 3:Phần nhiểm từ; 4: Nam châm; 5:Vỏ cảm biến;

6: Đĩa tín hiệu.

Nguyên lý làm việc:

- Khi trục khuỷu quay chốt đánh dấu vào giữa nam châm và phần tử Hall.

- Khi cánh chốt đánh dấu ra khỏi vị trí giữa nam châm và phần tử Hall thì từ trường sẽ xuyên qua khe hở làm xuất hiện điện áp trên phần tử Hall làm cho transitor dẫn khi đó điện áp đầu ra của cảm biến U_ra » 0V.

- Khi chốt đánh dấu xen giữa nam châm và phần tử Hall thì từ trường từ nam châm sẽ vòng qua chốt đánh dấu làm mất điện áp trên phần tử Hall khi đó Transitor ngắt điện áp đầu ra của cảm biến U_ra » 12V.

4.2.3.8. Cảm biến áp suất khí nạp

Cảm biến áp suất khí nạp được sử dụng để nhận biết áp suất trên đường ống nạp bằng một IC lắp trong cảm biến và phát ra tín hiệu PIM. Ecu động cơ quyết định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm dựa vào tín hiệu PIM này.

- Nguyên lý hoạt động :

Một chíp silicon gắn liền với buồng chân không được duy trì độ chân không chuẩn, tất cả được đặc trong bộ cảm biến. Một phía của chíp tiếp xúc với áp suất đường ống nạp, phía kia tiếp xúc với độ chân không trong buồng chân không

Áp suất của đường ống nạp thay đổi làm hình dạng của chíp silicon thay đổi, và giá trị điện trở của nó cũng dao động theo mức độ biến dạng. Sự dao động của giá trị điện trở này được chuyển thành một tín hiệu điện áp nhờ IC lắp bên trong cảm biến và sau đó được gửi đến ECU động cơ ở cực PIM dùng làm tín hiệu áp suất đường ống nạp cực VC của ECU động cơ cấp nguồn không đổi 5V đến IC.

Cảm biến áp suất đường ống nạp dùng bộ chân không được tạo ra trong buồng chân không. Độ chân không trong buồng này gần như tuyệt đối và nó không bị ảnh hưởng bởi sự dao động của áp suất khí quyển xảy ra do sự thay đổi độ cao. Cảm biến áp suất đường ống nạp so sánh áp suất đường ống nạp với độ chân không này và phát ra tín hiệu PIM, nên tín hiệu này cũng không bị dao động theo sự thay đổi của áp suất khí quyển.Điều đó cho phép ECU giữ được tỉ lệ khí – nhiên liệu ở mức tối ưu tại bất kỳ chế độ nào.

4.2.3.9. Cảm biến tốc độ xe  (Vehicle Speed Sensor)

Trục quay của cảm biến tốc độ được bắt trực tiếp vào bánh răng dẫn động của đồng hồ tốc độ trong hộp số. khi bánh răng bị dẫn của đồng hồ tốc độ quay, trục quay làm cho nam châm cũng quay theo. Đặt trên nam châm là một IC kết hợp với một phần tử điện trở từ (MRF). IC nhận biết sự quay của nam châm và tạo ra một tín hiệu 4 xung cho mỗi vòng quay của bánh răng bị dẫn đồng hồ tốc độ.

Các tín hiệu từ cảm biến này được sử dụng cho các mục đích như điều chỉnh cắt nhiên liệu khi chạy xe với tốc độ tối đa và là một trong các tín hiệu phán đoán tốc độ cầm chừng.

Hình 4-17  Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ xe

- Nguyên lý hoạt động.

Khi nam châm quay kết quả gây ra các thay đổi trong từ trường xung quanh MRE tạo ra các thay đổi về điện trở của MRE. Điện áp ra của IC thay đổi tương ứng theo. Điện áp ra được định dạng bởi bộ so sánh và được xử lý bởi bộ chia tần số để tạo ra một tín hiệu 4 xung cho một vòng quay. Tín hiệu được đưa đến cực B của transitor, làm cho transitor bật tắt qua đó nó tạo ra một tín hiệu 4 xung cho mỗi vòng quay của bánh răng bị dẫn của đồng hồ tốc độ.

4.2.3.10. Cảm biến kích nổ

Cảm biến kích nổ được bắt ở khối xilanh, để nhận biết sự rung động của động cơ theo một tần quy định (cho biết sự kích nổ).

Khi kích nổ xảy ra, thì cảm biến tăng tín hiệu điện áp của nó một cách đáng kể và đưa đến bộ Engine-ECU. Bộ ECU ngay lập tức đáp ứng lại đối lại với tín hiệu vào này bằng cách làm trễ thời điểm đánh lửa.

Khi độ rung động giảm đến một mức độ bình thường, thì thời điểm đánh lửa sẽ được tăng sớm trở lại theo sự điều khiển của bộ Engine-ECU của động cơ.

Quá trình nhận biết sự kích nổ và điều chỉnh thời điểm đánh lửa xảy ra liên tục như là một quá trình khép kín.

4.2.4. ECU (Electronic Control Unit)

4.2.4.1. Tổng quát về ECU

Hệ thống điều khiển động cơ theo chương trình bao gồm các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển cơ cấu chấp hành.Cơ cấu chấp hành luôn đảm bảo thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các tín hiệu cảm biến. Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và thích ứng cầm thiết để giảm tối đa chất độc hại trong khí xả củng như xuất tiêu hao nhiên liệu. ECU cũng đảm bảo công suất tối đa ở các chế độ hoạt động của động cơ và giúp chẩn đoán động cơ khi có sự cố xảy ra.

Điều khiển động cơ bao gồm hệ thống điều khiển xăng, đánh lửa, tốc độ cầm chừng, quạt làm mát, góc phối cam….

Bộ điều khiển, máu tính, ECU hay hộp đen là tên gọi khác nhau của bộ điều khiển điện tử. Nhìn chung, đó là tổ hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, trữ thông tin, tính toán, quyết định các chức năng hoạt động và gửi đi các tín hiệu điều khiển thích hợp.

ECU được đặt trong vỏ kim loại để tránh nước văng. Nó được đặt ở nơi ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch kín. Các linh kiện công suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của ECU mục đích để tản nhiệt tốt. Vì dùng IC và linh kiện tổ hợp nên ECU rất gọn, sự tổ hợp các nhóm chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao. Một đầu ghim đa chấu dùng nối ECU với hệ thống điện trên xe, với kim phun và các cảm biến.

4.2.4.2. Cấu tạo ECU

a . Bộ nhớ

Bộ nhớ trong ECU chia làm bốn loại:

-ROM: (read only memory): dùng trữ thông tin thường trực. Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý và được lắp cố định trên mạch in.

-RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên đễ lưu trữ thông tin mới được ghi vào bộ nhớ. RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chỉ bất kỳ. RAM có hai loại:

+        Loại RAM xoá được: bộ nhớ sẽ mất khi mất dòng điện cung cấp.

+        Loại RAM không xoá được: vẫn duy trì bộ nhớ cho dù mất nguồn cung cấp. RAM.

RAM lưu trữ những thông tin về hoạt động của các cảm biến dùng trong hệ thống chẩn đoán.

-PROM (programable Read Only Memory): cơ bản giống ROM nhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi xử dụng chứ không phải ở nơi sản xuất như ROM. PROM cho phép sữa đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khác nhau.

-KAN (keep alive memoy). KAN dùng để lưu trữ những thông tin mới (những thông tin tạm thời) cung cấp đến bộ xử lý. KAN vẫn duy trì bộ nhơ ngay cả khi động cơ ngừng hoạt động hoặc tắt công tắc máy. Tuy nhiên nếu tháo nguồn cung cấp thì bộ nhơ KAN sẽ bị mất.

b. Bộ vi xử lý (microprocessor).

Bộ vi xử lý có chức năng và ra quyết định. Nó là bộ não của ECM.

Hình 4-18  Sơ đồ khối của ECU với bộ vi xử lý

c. Đường truyền (BUS)

Chuyền các lệnh và số liệu trong ECU theo hai chiều.

4.2.4.3. Cấu trúc ECU

Bộ phận chủ yếu của ECU là bộ vi xử lý hay còn gọi là CPU (control processing unit), CPU lựa chọn các lệnh và xử lý số liệu từ bộ nhớ ROM và RAM chứa các chương trình và số liệu và ngõ vào ra (I/O) điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển số liệu đã xử lý đến cơ cấu chấp hành.

Sơ đồ cấu trúc CPU trên hình. Nó có bao gồm cơ cấu đại số logic để tính toán dữ liệu. các bộ lưu trữ tạm thời dữ liệu và bộ điều khiển các chức năng khác nhau.

Bộ điều khiển ECU hoạt động trên cơ sở tín hiệu số nhị phân với điện áp cao biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0.

4.2.4.4. Các mạch giao tiếp

- Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số còn gọi là bộ chuyển đổi A/D (Anlog to Digital).

Dùng chuyển đổi các tín hiệu tương tự từ đầu vào thay đổi điện áp trên các cảm biến nhiệt độ, cảm biến lưu lượng, cảm biến vị trí bướm ga thành các tín hiệu số để bộ vi xử lý hiểu được.

- Bộ đếm  (counter).

Dùng để đếm xung. Ví dụ như từ cảm biến vị trí trục khuỷu rồi gửi lượng đếm về bộ xử lý.

- Bộ nhớ trung gian (Buffer).

Chuyển tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu sóng vuông dạng số. Nó không gửi lượng đếm như trong bộ đếm. Bộ phận chính là một transtor sẽ đóng mở theo cực tính của tín hiệu xoay chiều.

- Bộ khuyếch đại.

Dùng để khuyếch đại tín hiệu từ các cảm biến gửi đến rồi sau đó gửi đến bộ xử lý để tính toán.

- Bộ ổn áp.

Hạ điện áp xuống 5 volt mục đích để tín hiệu báo được chính xác.

- Giao tiếp ngõ ra:

Tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý đưa đến các transitor công suất điều khiển rơle, solenoid môtơ. Các transitor này có thể được bố trí bên trong hoặc bên ngoài ECU động cơ.

4.2.5. Chức năng hoạt động cơ bản của ECU

ECU động cơ có chức năng cơ bản là tiếp nhận thông tin từ các cảm biến dưới dạng điện áp sau đó chuyển thành các tín hiệu dạng xung điện. Từ các tín hiệu mà các cảm  biến đưa về ECU có nhiệm vụ xử lý và hiệu chỉnh lại các thông số hoạt động của động cơ tại thời điểm đang hoạt động. Sau khi xác định được chế độ hoạt động của động cơ tại thời điểm đó, ECU tính toán thời điểm đánh lửa, thời điểm phun nhiên liệu và lượng nhiên liệu cần cung cấp cho động cơ hoạt động tại thời điểm đó là tối ưu.

ECU động cơ có nhiệm vụ điều khiển các cơ cấu chấp hành làm việc theo chế độ hoạt động của động cơ, như điều khiển phun nhiên liệu, điều khiển đánh lửa, điều khiển bơm nhiên liệu, điều khiển van không tải.

4.2.5.1. Các thông số chính của ECU

- 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.

- 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.

Đối với khởi động và làm ấm ECU sẽ tính toán xử lý các tín hiệu của cảm biến nhiệt độ động cơ. Đối với tình trạng thay đổi tải thì mức tải không tải, một phần tải, toàn tải được chuyển tín hiêu đến ECU nhờ cảm biến vị trí bướm ga.

- Các thông số chính xác.

Để đạt được chế độ vận hành tối ưu ECU xem thêm các yếu tố ảnh hưởng:

- Trạng thái chuyển tiếp khi gia tốc.

- Sự giới hạn tốc độ tối đa.

- Sự giảm tốc.

Những yếu tố này được xác định từ các cảm biến đã nêu, nó có quan hệ và tác động tín hiệu điều khiển đến kim phun một cách tương ứng.

ECU sẽ tính toán các thông số thay đổi cùng với nhau, mục đích cung cấp cho động cơ một lượng xăng cần thiết theo từng chế độ hoạt động.

4.2.5.2. Xử lý thông tin và tạo xung phun

Xung tín hiệu từ hệ thống đánh lửa được xử lý trong ECU động cơ. Tín hiệu được gửi đến cực B của từng transitor công suất trong igniter theo thứ tự thì nổ và thời điểm đánh lửa của động cơ

Điểm bắt đầu của xung đúng với thời điểm phun của kim. Hai vòng quay trục khuỷu mỗi kim phun sẽ phun một lần. Thời gian phun phụ thuộc vào lượng không khí và tốc độ động cơ.

Thời gian phun cơ bản đựơc tạo ra nhờ bộ dao động đa hài điều khiển chia tần số, gọi là bộ DSM. DSM nhận thông tin tốc độ (n) từ bộ chia tần, cùng với tín hiệu gió vào Vs. DSM chuyển tín hiệu điện áp thành các xung điều khiển dạng chữ nhật mục đích để điều khiển lượng phun theo chu kỳ định sẵn.

- Thời gian phun cơ bản:

Thời gian phun cơ bản: t_p quyết định theo lượng gió nạp và tốc độ động cơ. Có hai trường hợp phun như sau:

+        Trường hợp 1: tốc độ động cơ n tăng khi lượng gió vào Q không đổi. Áp lực khí nạp giảm làm xylanh thiếu không khí, lúc này cần xăng ít nên thời gian t_p ngắn.

+        Trường hợp 2: công suất động cơ tăng hay tương ứng lượng khí nạp tính theo phút tăng trong khi đó tốc độ động cơ không đổi thì xylanh  được nạp khí nhiều hơn, xăng càng nhiều hơn thời gian t_p dài hơn.

Khi vận hành bình thường, tốc độ động cơ và công suất thường thay đổi cùng lúc. Vì vậy DSM tính toán liên tục thời gian phun cơ bản t_p. Ở tốc độ cao công suất động cơ cao (mức toàn tải) thời gian t_p dài hơn, lượng xăng phun nhiều hơn.

- Thời gian phun hiệu chỉnh theo tình trạng hoạt động:

Hình 4-21  Sơ đồ bộ xử lý và tạo xung

Thời gian phun được tính toán trong tần nhân của bộ ECU theo sơ đồ trên ta thấy: từ thời gian phun cơ bản t_p tần nhân thu thập các thông tin về các điều kiện hoạt động của động cơ như chạy nóng, toàn tải... từ đó tính ra một hệ số hiệu chỉnh k. Tích số giữa k và t_p ta dược thời gian hiệu chỉnh theo tình trạng hoạt động gọi là t_m.

Thời gian t_m cộng thời gian t_p kết quả thời gian phun dài ra, hỗn hợp giàu lên. Do đó thời gian t_m được xem  như thông số làm giàu hỗn hợp.

Ví dụ khi khởi động lạnh, kim phun sẽ phun xăng nhiều hơn gấp hai đến ba lần so với lúc quá trình động cơ đã nóng lên.

- Thời gian hiệu chỉnh theo điện áp bình:

Thời gian phụ thuộc rất nhiều vào điện thế bình. Điện áp bình càng thấp thì xăng phun càng ít vì do sự kích phun trễ.

Đối với ắc quy có điện áp thấp như trường hợp sau khi khởi động thì cần được bù một lượng thích hợp t_s được gọi là thời gian phun tính trước, mục đích để động cơ nhận đúng lượng xăng cần thiết.

t_s- gọi là thông số bù điện áp hay còn gọi là thông số đáp ứng trễ phụ thuộc vào điện áp.

- Xung phun:

Thời gian phun tổng cộng của kim phun t₁ =  t_p + t_m + t_s, t₁ được đưa đến tần ra, được khuyếch đại và ra điều khiển kích mở kim phun.

Tần ra của ECU cung cấp dòng cho các kim cùng lúc. Ở động cơ 4 xylanh cần phải có 4 tần ra và 4 tần này hoạt động thống nhất nhau.

4.2.5.3. Điều khiển thời gian phun nhiên liệu

Mỗi kim phun được phun một lần cho mỗi chu kỳ làm việc của động cơ. Việc phun được định theo thời điểm đánh lửa và thứ tự đánh lửa (1 – 3 – 4 – 2).

Tín hiệu đánh lửa sơ cấp cũng được xử dụng để xác định thời điểm phun. ECU sẽ nhận tín hiệu đánh lửa sơ cấp và biến đổi nó thành một xung. Ở động cơ 4 xy lanh có một tín hiệu phun cho mỗi 1 lần tín hiệu đánh lửa.

Trong khi động cơ đang quay khởi động, rất khó biết được chính xác lượng khí nạp bằng cảm biến lưu lượng khí nạp do sự dao động lớn về tốc độ động cơ. Vì lý do đó, ECU chọn một khoảng thời gian phun cơ bản lưu lượng trong bộ nhớ của nó phù hợp với nhiệt độ nước làm mát của động cơ mà không tính đến lượng khí nạp. Sau đó bổ xung thêm một hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp và hiệu chỉnh theo điện áp để tạo ra khoảng thời gian phun thực tế.

* Khi khởi động lạnh, hệ thống phun khởi động lạnh hoạt động để nâng cao khả năng khởi động.

Các tín hiệu liên quan:

- Góc quay trục khuỷu (G).

- Tốc độ động cơ (NE).

- Nhiệt độ nước làm mát (ECT).

- Nhiệt độ khí nạp (T- MAP).

- Điện áp ăc quy (+ B).

b.Điều khiển sau khi khởi động.

Khi động cơ chạy với tốc độ ổn định lớn hơn một tốc độ ổn định, ECU động cơ xác định khoảng thời gian của tín hiệu phun như sau:

Khoảng thời gian của tín hiệu phun = khoảng thời gian phun cơ bản x hệ số hiệu chỉnh phun + hiệu chỉnh điện áp.

Khoảng thời gian phun cơ bản.

Đây là khoản thời gian phun cơ bản nhất và nó được xác định bởi lượng khí nạp và tốc độ động cơ. Khoảng thời gian phun cơ bản có thể biểu diển bằng công thức sau:

Khoảng thời gian phun cơ bản = K x Lượng khí nạp/Tốc độ động cơ.

K: hệ số hiệu chỉnh.

Các tín hiệu liên quan:

- Tốc độ động cơ (NE).

- Lượng khí nạp (JAIR).

Các hiệu chỉnh phun.

ECU động cơ được thông báo liên tục điều kiện hoạt động của động cơ tại từng thời điểm bằng các tín hiệu của các cảm biến. Sau đó thực hiện hiệu chỉnh khoảng thời gian phun cơ bản khác nhau dựa trên các tín hiệu này.

* Hiệu chỉnh đậm sau khi khởi động.

Ngay lập tức sau khi khởi động (tốc độ động cơ lớn hơn giá trị xác định), ECU động cơ cung cấp thêm một lượng nhiên liệu trong một khoảng thời gian nhất định nhằm ổn định hoạt động của động cơ. Hiệu chỉnh đậm sau khi khởi động ban đầu được xác định bởi nhiệt độ nước làm mát và sau đó lượng phun giảm dần với tốc độ không đổi.

Khi nhiệt độ nước đặc biệt thấp, hiệu chỉnh này tăng gấp đôi lượng phun.

Các tín hiệu liên quan:

- Tốc độ động cớ (NE).

- Nhiệt độ nước làm mát (ECT).

* Hiệu chỉnh khi hâm nóng động cơ.

Do nhiên liệu bay hơi kem khi đông cơ còn lạnh, động cơ sẽ hoạt động kém nếu không cung cấp cho một hỗn hợp đậm hơn.

Vì lý do đó, khi nhiệt độ nước làm mát thấp, cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ thông báo cho ECU động cơ để tăng lượng phun nhằm bù lại cho đến khi nhiệt độ đạt đến một giá trị nhất định.

Khi nhiệt độ nước đặc biệt thấp, hiệu chỉnh này tăng gấp đôi lượng phun.

Các tín hiệu liên quan:

- Nhiệt độ nước làm mát (ECT).

- Hiệu chỉnh đậm khi trợ tải.

* Khi động cơ hoạt động dưới chế độ tải nặng, cần tăng lượng nhiên liệu phun theo tải để đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt.

Để xác định tải của động cơ nhờ vào cảm biến vị chí bướm ga. Hiệu chỉnh làm đậm này sẽ tăng lượng phun khoảng 10 % ÷ 30%.

Các tín hiệu liên quan:

- Vị trí bướm ga (TPS).

- Lượng khí nạp (JAIR).

- Tốc độ động cơ (NE).

Hiệu chỉnh tỷ lệ khí nhiên – liệu khi chuyển tiếp giữa các chế độ.

“Chuyển tiếp” là thời điểm mà khi đó tốc độ động cơ thay đổi, hoặc là trong quá trình tăng hay giảm tốc độ. Trong quá trình chuyển tiếp, lượng nhiên liệu phun phải tăng hay giảm để đảm bảo tính năng của động cơ.

* Hiệu chỉnh đậm khi tăng tốc: Khi ECU động cơ nhận thấy khi xe đang tăng tốc bằng tín hiệu từ các cảm biến, nó làm tăng lượng phun để nâng cao tính năng tăng tóc. Giá trị hiệu chỉnh ban đầu được xác định bằng nhiệt độ nước làm mát và mức độ tăng tốc. Lượng phun giảm dần tính từ thời điểm này.

* Hiệu chỉnh làm nhạt khi giảm tốc: khi ECU động cơ nhận thấy động cơ giảm tốc, nó giảm lượng phun để tránh cho hỗn hợp quá đậm trong khi giảm tốc.

Các tín hiệu liên quan:

- Lượng khí nạp (JAIR).

- Tốc độ động cơ (NE).

- Vị trí bướm ga (TPS).

- Nhiệt độ nước làm mát (ECT).

* Hiệu chỉnh phản hồi tỷ lệ khí – nhiên liệu.

ECU động cơ sẽ hiệu chỉnh khoảng thời gian phun dựa trên tín hiệu từ cảm biến ôxy để giữ cho tỷ lệ khí – nhiên liệu trong khoảng hẹp gần với tỷ lệ lý thuyết.

Để tránh cho bộ lọc khí xả quá nóng và để đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt, phản hồi khí – nhiên liệu không xảy ra dưới các điều khiện sau:

Trong khi khởi động.

Trong khi làm đậm sau khởi động.

Trong khi làm đậm tăng tốc.

Khi nhiệt độ nước làm mát thấp hơn một giá xác định.

Khi sảy ra cắt nhiên liệu.

Khi tín hiệu nhạt liên tục dài hơn một khoảng thời gian xác định.

ECU so sánh điện áp của tín hiệu từ cảm biến ôxy với một điện áp định trước. Nếu điện áp của tín hiệu cáo hơn, nó nhân biết rằng tỷ lệ của hỗn hợp đậm hơn lý thuyết và giảm lượng nhiên phun ở mức xác định. Nếu điện áp của tín hiệu thấp hơn, nó nhận tháy rằng tỷ lệ hỗn hợp thấp hơn lý thuyết và tăng lượng phun nhiên liệu.

Các tín hiệu liên quan:

- Cảm biến ôxy (OX).

- Cắt nhiên liệu.

* Cắt nhiên liệu trong khi giảm tốc: Khi giảm tốc từ tốc độ động cơ cao, bướm ga đống hoàn toàn, ECU động cơ sẽ cắt nhiên liệu để nầng cao tính kinh tế nhiên liệu và giảm lượng khí xả không mong muốn. khi tốc độ động cơ giảm xuống một giá trị xác định hay bướm ga mở, nhiên liệu không tải được phun trở lại. Tốc độ cắt nhiên liệu và tốc độ phun trở lại sẽ cao hơn khi nhiệt độ nước làm mát thấp.

Các tín hiệu liên quan:

- Vị trí bướm ga (TPS).

- Tốc độ động cơ (NE).

- Nhiệt độ nước làm mát (ECT).

* Cắt nhiên liệu khi tốc độ động cơ cao: Để tránh cho động cơ chạy quá nhanh, việc phun nhiên liệu giảm đi nếu tốc độ đông cơ vượt quá giá trị xác định. Nhiên liệu sẽ phu trở lại khi tốc độ động cơ giảm xuống một giá trị nhất định.

Các tín hiệu liên quan:

- Tốc độ động cơ (NE).

- Hiệu chỉnh điện áp.

Có một sự chậm trể nhỏ từ lúc ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến và gửi tín hiệu phun đến vòi phun cho đến khi vòi phun thực sự mở ra. Sự chậm trể này sẽ lớn hơn khi điện áp ăc quy giảm xuống. Điều này có nghĩa là khoảng thời gian van van trong vòi phun mở sẽ chở nên ngắn hơn so với tính toán của ECU và làm cho tỷ lệ không khí – nhiên liệu thực tế sẽ trở nên cao hơn (nhạt hơn) so với yêu cầu của động cơ nếu không khắc phục bằng hiệu chỉnh điện áp. Trong hiệu chỉnh điện áp, ECU động cơ se bù lại sự chậm trễ này bằng cách kéo dài thời gian của tín hiệu phun một lượng tương ứng với sự trễ này. Điều này sẽ hiệu chỉnh khoảng thời gian phun thực tế sao cho phù hợp với tính toán của ECU.

Các tín hiệu liên quan: Điện áp ăc quy (+ B)

4.3. Cơ cấu chấp hành của hệ thống.

4.3.1 Bơm nhiên liệu

Đối với động cơ sử dụng bộ chế hòa khí thường dùng bơm chuyển xăng dẫn động cơ khí hoặc dẫn động điện.

Trong các loại bơm dẫn động cơ khí thì bơm màng được sử dụng nhiều nhất.

Bơm màng có thể điều chỉnh lưu lượng xăng một cách tự động, trong lúc thay đổi lưu lượng thì áp suất xăng ở phía sau bơm vẫn giữ nguyên không đổi.

Hình 4-25  Bơm nhiên liệu kiểu màng

1:Cần dẫn động; 2: Tay kéo bơm tay; 3: Thanh; 4: Lò xo; 5: Màng; 6: Van nạp; 7: Lưới lọc; 8: Nắp bơm; 9: Van xả; 10: Lò xo của cần dẫn  động

Bơm nhiên liệu  kiểu màng làm việc như sau:

Khi bánh lệch tâm của trục phân phối tác động lên đầu ngoài của đòn bẫy 1 của bơm, màng 5 của thanh 3 kéo xuống phía dưới. Ở khoang phía trên màng tạo ra giảm áp; van giảm áp 6 mở ra dưới tác động của giảm áp này. Nhiên liệu từ thùng chứa đi qua lưới lọc 7, điền đầy vào khoang phía trên màng. Khi vấu của bánh lệch tâm rời khỏi cần 1, lò xo 10 đưa cần trở về vị trí ban đầu. Đồng thời dưới tác động của lò xo 4, màng 5 cong lên phía trên. Áp suất của nhiên liệu phía trên màng làm đóng các van nạp và van van xả 9. Nhiên liệu bị bơm đẩy về buồng phao của bộ chế hoà khí. Khi nhiên liệu điền đầy buồng phao, màng của bơm vẫn ở vị trí dưới, còn cần 1 chuyển động không tải dọc theo thanh 3. Trong trường hợp này, nhiên liệu không đi vào bộ chế hoà khí.

Bơm màng điều khiển bằng điện:

Hình 4-26  Bơm màng điều khiển bằng điện

1: Van hút; 2: Nắp bơm; 3: Màng bơm; 4: Cuộn dây nam châm điện; 5: Vít cố định; 6: Vít di động lắp với trụ bơm; 7: Thân bơm;8: Công tắc điện; 9: Trụ bơm; 10: Lò xo hồi vị màng bơm; 11: Miếng sắt điện; 12: Van thoát.

Bơm xăng điều khiển bằng điện có những ưu điểm sau:

Ở bất kỳ tốc độ nào của động cơ bơm vẫn cho một lưu lượng tối đa, bộ chế hoà khí luôn luôn được cung cấp xăng với một áp lực không đổi.

Không bắt buộc phải lắp bơm ngay trên động cơ mà lắp ở nơi nào thuận tiện nhất và cách xa động cơ, như thế ít gây nguy hiểm (cháy do rỉ xăng ra ngoài).

Khi động cơ chưa làm việc vẫn bơm xăng được mà không cần bơm tay.