Bài giảng Hệ thống phun xăng - đánh lửa

HỆ THỐNG PHUN XĂNG Nội dung chính LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG SO SÁNH ĐỘNG CƠ DÙNG BCHK VÀ PHUN XĂNG PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁP ỨNG THÀNH PHẦN HỔN HỢP CỦA ĐỘNG CƠ ƯU ĐIỂM SO VỚI ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG BCHK LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Vào cuối thế kỷ 19, 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. Đến năm 1887 người Mỹ đã có đóng góp to lớn trong việc triển khai hệ thống phun xăng vào sản xuất, áp dụng trên động cơ tỉnh tại. Đầu thế kỷ 20, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các loại ôtô ở Đức và nó đã thay dần động cơ sử dụng bộ chế hòa khí. Năm 1962, người Pháp triển khai nó trên ôtô Peugoet 404. Năm 1973, các kỹ sư người Đức đã đưa ra hệ thống phun xăng kiểu cơ khí gọi là K-Jetronic. Vào năm 1981 hệ thống K-Jetronic được cải tiến thành KE-Jetronic và nó được sản xuất hàng loạt vào năm 1984 và được trang bị trên các xe của hảng Mercedes. Đến năm 1984, người Nhật mới ứng dụng hệ thống phun xăng trên các xe của Hảng Toyota. Sau đó các hảng khác như Nissan của Nhật cũng ứng dụng kiểu L-Jetronic thay cho bộ chế hoà khí. CÁC YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG Tỉ lệ không khí và nhiên liệu phải thích hợp với các chế độ làm việc của động cơ. Hạt nhiên liệu cung cấp phải nhỏ và phần lớn phải ở dạng hơi. Hỗn hợp phải đồng nhất trong xy lanh và như nhau ở mỗi xy lanh. Thời gian hình thành hỗn hợp phải đáp ứng tốt khi động cơ làm việc ở số vòng quay cao. Điều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc nhằm tiết kiệm được nhiên liệu và giải quyết được vấn đề ô nhiểm môi sinh. Hỗn hợp cung cấp phải phù hợp với sự ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất môi trường và nhiệt độ của động cơ. Lượng nhiên liệu sử dụng phải có chất lượng tốt. Do không sử dụng độ chân không để hút nhiên liệu như bộ chế hoà khí. Do vậy người ta tăng đường kính và chiều dài của đường ống nạp để làm giảm sức cản và tận dụng quán tính lớn của dòng khí để nạp đầy. Lượng khí thải được kiểm tra để hiệu chỉnh lượng nhiên liệu phun cho chính xác… PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHUN XĂNG Kiểu LU Kiểu KE Kiểu L Kiểu D Motronic Kiểu LH Kiểu K Hệ thống phun xăng Kiểu điện tử Kiểu cơ khí KIỂU KE III GDI Kiểu K-JETRONIC (1973-1995) K-Jetronic = CIS (Continue Injection System) Gồm: Hệ thống đo lưu lượng không khí. Hệ thống định lượng nhiên liệu. Hệ thống cung cấp nhiên liệu. Hệ thống đo lưu lượng không khí. Hệ thống định lượng nhiên liệu. Hệ thống cung cấp nhiên liệu ĐẶC ĐIỂM PHUN XĂNG KIỂU K - Là hệ thống phun xăng đa điểm. - Việc định lượng nhiên liệu nhờ hệ thống cơ khí. - Để định lượng nhiên liệu phun bằng cách thay đổi áp suất phun. - Các kim phun, phun liên tục. HỆ THỐNG KE-JETRONIC Đây là hệ thống phun xăng kiểu cơ khí, nó dựa trên nền tảng của hệ thống phun xăng kiểu K. Là hệ thống phun đa điểm, các kim phun phun liên tục và việc định lượng nhiên liệu chủ yếu nhờ hệ thống cơ khí, có sự hiệu chỉnh lưu lượng phun bằng hệ thống điện tử. CÁC CẢM BIẾN ECU HIỆU CHỈNH LƯU LƯỢNG PHUN Có sự tham gia hiệu chỉnh từ ECU HỆ THỐNG KEIII-JETRONIC Dựa trên sự phát triển của hệ thống phun xăng kiểu KE. Do vậy, nó cũng là hệ thống phun xăng đa điểm, các kim phun phun liên tục và áp suất phun thay đổi. Việc định lượng nhiên liệu chủ yếu nhờ hệ thống cơ khí. Hệ thống điện tử thực hiện các nhiệm vụ sau: ECU CÁC CẢM BIẾN - HC lưu lượng phun - Điều khiển đánh lửa - Điều khiển cầm chừng HỆ THỐNG KE-MOTRONIC Dựa trên sự phát triển của hệ thống KEIII. Là hệ thống phun đa điểm, các kim phun phun liên tục và áp suất phun thay đổi. Định lượng nhiên liệu chủ yếu nhờ hệ thống cơ khí. Hệ thống điện tử điều khiển các chức năng sau: ° Hiệu chỉnh lưu lượng phun. ° Điều khiển đánh lửa sớm. ° Điều khiển tốc độ cầm chừng. ° Điều khiển chẩn đoán. ° Điều khiển an toàn. ° Điều khiển chống ô nhiểm… ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ Việc định lượng nhiên liệu chủ yếu nhờ hệ thống điện tử. Các kim phun, phun gián đoạn và có chu kỳ. Aùp suất phun là không đổi. Để thay đổi lưu lượng phun bằng cách thay đổi thời gian phun. Kiểu L - Jetronic (1973-1986) Đặc điểm phun xăng kiểu L (EFI) Là hệ thống phun xăng đa điểm. Aùp suất phun của kim phun là không đổi. Các kim phun phun gián đọan và có chu kỳ. Để thay đổi lưu lượng phun bằng cách thay đổi thời gian mở kim phun. Kiểu D - Jetronic (1967 – 1979) D –Jetronic: Loại này không đo lưu lượng không khí mà đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp. MAP (Manifold Absolute Pressure) KIỂU MOTRONIC (1989-2000) TCCS:Toyota Computer Control System ECCS (Nissan) Điều khiển cả phun xăng và đánh lửa chung một máy tính ECM (Honda): Electronic Control Module EEC (Ford): Electronic Engine Control ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG MOTRONIC Phát triển dựa trên nền tảng của hệ thống L-Jetronic. Ơû hệ thống này ECU điều khiển các chức năng sau: ECU điều khiển các chức năng sau Hiệu chỉnh lưu lượng nhiên liệu phun Điều khiển thời điểm đánh lửa Điều khiển tốc độ cầm chừng Điều khiển hệ thống tự chẩn đoán Điều khiển hệ thống an toàn Điều khiển chống ô nhiểm Và các điều khiển khác. ĐẶC ĐIỂM PHUN XĂNG ĐƠN ĐIỂM Động cơ sử dụng một hoặc hai kim phun. Các kim phun được bố trí ở trung tâm. Kim phun được sử dụng là kim phun có điện trở thấp. Ơû hệ thống này được chia làm hai kiểu: ° Hệ thống MONO-JETRONIC ° Hệ thống MONO-MOTRONIC KIỂU MONO - JETRONIC (1987-1997) CI (Central Injection): phun đơn điểm TBI (Throttle body Injection) KIỂU GDI (1997-2005) ª GDI = Gasoline Direct Injection ª GDI = Kim phun phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng cháy. ª Hỗn hợp cháy siêu nghèo nên rất kinh tế KẾT CẤU ĐẶC BIỆT CỦA PITTÔNG VÀ BUỒNG CHÁY SỰ ĐÁP ỨNG THÀNH PHẦN HỖN HỢP CỦA HỆ THỐNG EFI 1- Hỗn hợp A-F đồng đều giữa các xy lanh. 2- Hỗn hợp A-F chính xác ở mọi chế độ. 3- Lượng nhiên liệu phun đáp ứng tức thời theo độ mở của bướm ga. 4- Khởi động dễ dàng. 5- Chế độ cầm chừng nhanh ổn định. 6- Cắt nhiên liệu khi giảm tốc. 7- Tăng tiết diện và chiều dài của đường ống nạp nên tăng được hệ số nạp. SO SÁNH ĐỘNG CƠ DÙNG BCHK VÀ ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG 1. Sức nén: không đổi do cùng loại nhiên liệu, có thể tăng một ít. 2. Hệ thống đánh lửa: như nhau 3. Hệ thống nhiên liệu: HỔN HỢP KHÔNG KHÍ – NHIÊN LIỆU Ở động cơ dùng bộ CHK, nhiên liệu cung cấp từ các lỗ chạy chậm và mạch chính nhờ độ chân không. Ở động cơ phun xăng, lượng không khí nạp được kiểm tra trực tiếp và được ECU xác định. ECU sẽ điều khiển lượng nhiên liệu phun tương ứng. BỘ CHẾ HOÀ KHÍ HỆ THỐNG EFI KHI KHỞI ĐỘNG GIAI ĐOẠN LÀM ẤM KHI TĂNG TỐC CHẾ ĐỘ TẢI LỚN ƯU ĐIỂM HỆ THỐNG PHUN XĂNG  SO VỚI ĐỘNG CƠ DÙNG BCHK Khởi động dễ dàng và nhanh chóng. Cung cấp hỗn hợp không khí nhiên liệu đồng đều đến tất cả các các xy lanh. Tỉ lệ hỗn hợp được đáp ứng tối ưu ở mọi chế độ hoạt động của động cơ. Nhiên liệu được cung cấp qua kim phun ở dạng sương nên sự hình thành hỗn hợp đạt hiệu quả cao hơn bộ chế hoà khí.