Hệ thống phun xăng điện tử gián tiếp

1. Phân loại và cấu trúc hệ thống phun xăng điện tử gián tiếp

Hệ thống phun xăng điện tử gián tiếp loại dung cảm biến đo gió
Hệ thống phun xăng điện tử gián tiếp loại dung cảm biến đo gió
Hệ thống phun xăng điện tử gián tiếp loại dùng cảm biến áp suất đường ống nạp
Hệ thống phun xăng điện tử gián tiếp loại dùng cảm biến áp suất đường ống nạp

Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển của hệ thống phun xăng điện tử bao gồm các cảm biến:

Cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến áp suất đường ống nạp, cảm biến lưu lượng khí nạp, cảm biến oxy, cảm biến nhiệt độ nước. Các cảm biến gửi tín hiệu về ECU động cơ. ECU động cơ sẽ tính toán và đưa ra tín hiệu dưới dạng xung để điều khiển vòi phun phun nhiên liệu phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
Cấu trúc cơ bản của hệ thống phun xăng gián tiếp gồm 3 khối chức năng:Cau truc co ban cua he thong phun xang gian tiep

2. Khối cấp xăng

2.1. Công dụng

Khối cấp xăng có chức năng cung cấp lượng xăng thích hợp để trộn với gió (không khi nạp) tạo thành hỗn hợp cháy (hòa khí) cấp vào xy lanh động cơ để thực hiện chu trình công tác hút – nén – nổ – xả.

2.2. Các cụm chính

Thùng xăng (fuel tank), bơm xăng (fuel pump), lọc xăng (fuel filler), ống chia xăng (fuel rail), van điều áp xăng (fuel pressure regulator), vòi phun xăng (fuel injector).

2.3. Chu trình cấp xăng

Chu trinh cap xang

Chu trình thứ nhất (Chu trình có đường xăng hồi):

Chu trình cấp xăng thứ nhất có đường xăng hồi
Chu trình cấp xăng thứ nhất có đường xăng hồi

Chu trình cấp xăng thứ nhất bao gồm các thiết bị: Thùng nhiên liệu, bơm, lọc nhiên liệu, ống dẫn, ống chia xăng, van điều chỉnh áp suất nhiên liệu bằng chân không.

Hoạt động của chu trình: Khi động cơ hoạt động bơm hút xăng từ thùng nhiên liệu > lọc > ống dẫn > ống chia > vòi phun. Trong hệ thống nhiên liệu có đường hồi, áp suất nhiên liệu trong ray chứa được điều khiển bằng van điều chỉnh áp suất lắp ở cuối ray, van này luôn giữ cho áp suất trong ray không đổi ứng với áp suất chân không nhất định bên trong cổ hút. Thông thường, lượng nhiên liệu được phun phụ thuộc vào áp suất phun, thời gian mở vòi phun và kích thước lỗ vòi phun. Kích thước lỗ vòi phun không đổi. Tại một áp suất chân không nhất định của cổ hút thì áp suất nhiên liệu trong ray cũng không thay đổi. Do đó, để điều khiển lượng nhiên liệu được phun ECM điều khiển thời gian đóng mở vòi phun. Khi áp suất trong ray vượt quá giới hạn, van điều chỉnh áp suất mở và nhiên liệu sẽ hồi về thùng nhiên liệu. Lò xo hồi trong van đặt một lực tác động để duy trì áp suất trong ray là 3.35 bar. Điều đó có nghĩa là khi áp suất trong cổ hút bằng với áp suất không khí thì áp suất nhiên liệu trong ray là 3.35 bar. Khi động cơ hoạt động, xuất hiện áp suất chân không trong cổ hút, áp suất này tác động vào màng hút bên trong van và kéo lò xo hồi làm giảm lực của lò xo dẫn đến áp suất nhiên liệu trong ray giảm xuống.

Chu trình thứ hai (Chu trình không có đường hồi):

Chu trình cấp xăng không có đường hồi
Chu trình cấp xăng không có đường hồi

Chu trình cấp xăng thứ hai có các bộ phận: Thùng nhiên liệu, lọc nhiên liệu, bơm nhiên liệu, van điều chỉnh áp suất, ống phân phối, vòi phun, ray chứa làm bằng chất dẻo.

Hoạt động: Khi động cơ hoạt động bơm hút nhiên liệu trong thùng chứa nhiên liệu qua lưới lọc của bơm > lọc nhiên liệu > ống dẫn > ống phân phối > vòi phun. Trong hệ thống này van điều khiển áp suất sẽ được lắp ngay ở bơm và duy trì áp suất nhiên liệu là 3.8 bar trong toàn hệ thống và không thay đổi khi áp suất chân không bên trong cổ hút thay đổi. Để bù vào việc thay đổi áp suất trong cổ hút người ta sẽ điều chỉnh thêm bằng thời gian đóng mở vòi phun. Trên ray chứa người ta lắp thêm các thiết bị giảm chấn sóng áp suất. Loại ray chứa gần đay nhất được làm bằng chất dẻo và tích hợp thiết bị giảm chấn áp suất.

Bơm xăng:

Có hai loại bơm xăng: Bơm cánh múc và bơm cánh gạt.

Loại bơm cánh múc

Bơm cánh múc
Bơm cánh múc

Loại bơm này thường được đặt trong thùng xăng, so với loại con lăn thì loại này có ưu điểm là ít gây tiếng ồn và không tạo dao động trong mạch nhiên liệu nên được dùng rộng rãi.

  • Mô tơ điện một chiều.
  • Bộ phận công tác của bơm: Có từ 1 ÷ 2 cánh, quay nhờ mô tơ điện. Khi mô tơ quay bánh công tác sẽ kéo xăng từ cửa vào đưa đến cửa ra. Sau khi đi qua cửa vào xăng sẽ đi quanh mô tơ điện đến van một chiều.
  • Van kiểm tra (van một chiều): Van một chiều sẽ đóng khi bơm ngừng làm việc. Tác dụng của nó là giữ cho áp suất trong đường ống ở một giá trị nhất định, giúp cho công việc khởi động lại dễ dàng. Nếu áp suất trong mạch không được giữ, do nhiên liệu bốc hơi hoặc quay về thùng xăng thì làm việc khởi động lại sẽ rất khó khăn.
  • Van an toàn: Van làm việc khi áp suất vượt qúa giá trị quy định. Van này có tác dụng bảo vệ mạch nhiên liệu khi áp suất vượt quá giới hạn cho phép (trong trường hợp nghẹt đường ống chính).
  • Lọc xăng: dùng để lọc cặn bẩn trong nhiên liệu được gắn trước bơm.

Loại bơm cánh gạt

Loại này được đặt bên ngoài thùng xăng và luôn gắn gần thùng để hiệu suất của bơm được cao hơn.

Bơm cánh gạt (1. Đường xăng vào 2. Van một chiều điều tiết áp suất 3. Con lăn 4. Roto bơm 5. Van xả 6. Đường xăng ra)
Bơm cánh gạt (1. Đường xăng vào 2. Van một chiều điều tiết áp suất 3. Con lăn 4. Roto bơm 5. Van xả 6. Đường xăng ra)

Cấu tạo bơm này gồm các thành phần sau:

  • Mô tơ điện một chiều;
  • Bộ phận công tác của bơm;
  • Van an toàn và van một chiều.

Hoạt động: Bơm xăng là loại bơm điện dùng con lăn (dạng bi đũa) hoặc bơm ly tâm sử dụng điện áp một chiều 12V. Khi có điện áp vào stato làm roto quay theo, hút và đẩy xăng qua cửa ra củn bơm đạt áp suất từ 2,5 – 3 bar. Phần động cơ điện của bơm được làm mát nhờ có dòng xăng đi qua.

Van giới hạn áp suất 2 có tá dụng giới hạn áp suất của bơm nếu áp suất của bơm lớn hơn quy định thì van sẽ mở cho xăng quay về buồng.

Van một chiều 5 có tác dụng giữ áp suất xăng trong dòng phân phối mặc dù khi bơm không làm việc sẵn sang cho lần khởi động sau.

Bộ phận bơm là một buồng rỗng hình trụ, trong đó có một đĩa quay lệch tâm được bố trí các con lăn trong các rãnh và bắt dính vào rotor. Khi có dòng điện chạy qua, rotor quay sẽ kéo đĩa lệch tâm quay. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các con lăn bị ép ra ngoài tạo một đệm xoay vòng liên tục làm tăng thể tích ở cửa vào giảm thể tích cửa ra.

Bộ dập xung:

Bộ dập xung
Bộ dập xung

Áp suất nhiên liệu được duy trì ở 2.25 – 2.9 KG/cm2 tùy theo độ chân không trên đường ống nạp bằng điều áp. Tuy nhiên, vẫn có sự dao động trên đường ống do quá trình phun nhiên liệu không liên tục. Bộ dập xung gồm hai bộ phận chính là lò xo và lớp màng ngăn có tác dụng hấp thụ một lượng xung nhỏ của áp suất nhiên liệu sinh ra của việc phun nhiên liệu và độ nén của bơm nhiên liệu.

Bộ điều áp:

Bộ điều áp điều chỉnh áp suất nhiên liệu vào vòi phun ở 324 Kpa (3,3kgf/cm2). Các giá trị này có thể thay đổi tùy theo kiểu động cơ. Ngoài ra bộ điều áp còn duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu cũng như cách thức duy trì ở van một chiều của bơm nhiên liệu.

Bộ điều áp loại 1
Bộ điều áp loại 1
Bộ điều áp loại 2
Bộ điều áp loại 2

Bộ điều áp bao gồm van bi, lò xo, màng như hình trên. Loại này điều chỉnh áp suất nhiên liệu ở một áp suất không thay đổi. Khi áp suất nhiên liệu vượt quá áp suất của lò xo trong bộ điều áp van bi sẽ mở ra để trả nhiên liệu về bình nhiên liệu chỉnh áp suất.

2.4. Điều khiển bơm xăng

+ Điều khiển ON/OFF:

Điều khiển ON/OFF
Điều khiển ON/OFF
  • Trạng thái 1: Khóa điện bật ON, không nổ máy : cuộn dây W1 được cấp điện, hút tiếp điểm K1 đóng và ắc quy cấp (+) đến tiếp điểm chờ K2. Đồng thời W1 cũng được cấp (+) và chờ (-) ở giắc FC. Ở chế độ này Tr1 được điều khiển ON 5 giây để thông mát (-) cho W1 và K2 đóng 5 giây. Bơm xăng được cấp điện 5 giây: (+) Aq K1 > K2 > bơm xăng > mát > (-) ắc quy.
  • Trạng thái 2: Khi khởi động máy( Đề ): Tín hiệu STA từ khóa điện cấp đến ECU động cơ và ECU điều khiển Tr1 ON liên tục trong khi đề để thông mát (-) cho W2, K2 đóng để cấp điện cho bơm xăng ( mạch tuần tự nhiên ).
  • Trạng thái 3: Khi máy đã nổ và tắt Đề : Tín hiệu STA bị cắt, ECU nhận tín hiệu NE. Căn cứ tín hiệu NE ECU điều khiển Tr1 như sau:

Ở tốc độ thấp: Tỷ lệ thời gian xung ON/OFF nhỏ và thời gian hoạt động của bơm xăng ít, nghỉ nhiều.

Ở tốc độ cao: Tỷ lệ thời gian xung ON/OFF lớn và bơm xăng hoạt động kéo dài, nghỉ ít.

+ Điều khiển hai tốc độ:

Điều khiển 2 tốc độ.
Điều khiển 2 tốc độ.
  • Trạng thái 1: Khóa điện bật ON, không nổ máy : cuộn dây W1 được cấp điện, hút tiếp điểm K1 đóng và ắc quy cấp (+) để tiếp điểm chờ K2. Đồng thời W1 cũng được cấp (+) và chờ (-) ở giắc FC. Ở chế độ này Tr1 được điều khiển ON 5 giây để thông mát (-) cho W1 và K2 đóng để cấp điện cho bơm xăng qua tiếp điểm K3 đang đóng ở A. Bơm xăng được cấp điện 5 giây:
    (+) Aq K1 > K2 > K3 (ở vị trí A) > bơm xăng > mát > (-) ắc quy.
  • Trạng thái 2: Khi khởi động máy (đề): Tín hiệu STA từ khóa điện cấp đến ECU động cơ và ECU điều khiển Tr1 ON liên tục trong khi Đề để thông mát (-) cho W2, K2 đóng để cấp điện cho bơm xăng qua tiếp điểm K3 đang thường đóng ở A (mạch tuần tự như trên).
  • Trạng thái 3: Khi máy đã nổ và tắt đề: Tín hiệu STA bị cắt, ECU nhận tín hiệu NE. Căn cứ tín hiệu NE ECU điều khiển Tr2 như sau:

Ở tốc độ thấp: Tr2 được điều khiển ON, cuộn dây W3 được thông mát (-) qua Tr2 và hút tiếp điểm K3 về vị trí B > Bơm xăng được đấu nối trực tiếp với điện trở nên quay với tốc độ thấp.

Ở tốc độ cao: Tr2 OFF, cuộn dây W3 bị cắt điện và K3 trả về vị trí đóng ban đầu (vị trí A) bơm xăng không đấu với điện trở nên quay tốc độ cao.

Facebook