BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
---------------------------------------

LÊ ĐỨC DƯƠNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHUN XĂNG
ĐIỆN TỬ EFI TRÊN TOYOTA VIOS 2014

CBHD:

T.S Vũ Hải Quân

Sinh viên:

Lê Đức Dương

Mã số sinh viên: 2018605425
CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Hà Nội – 2022


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................... I
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. III
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ....................................................... IV
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG TRÊN Ô TÔ.. 2
1.1.

Lịch sử phát triển ................................................................................ 2

1.2.

Khái quát về hệ thống nhiên liệu phun xăng ...................................... 3

1.2.1.

Khái niệm chung ........................................................................ 3

1.2.2.

Nhiệm vụ .................................................................................... 4

1.2.3.

Yêu cầu ...................................................................................... 5

1.2.3. Phân loại ............................................................................................. 5
1.3.

Khái quát về hệ thống phun xăng điện tử EFI .................................... 8

1.3.1.

Khái niệm về phun xăng điện tử EFI ......................................... 8

1.3.2.


Phân loại..................................................................................... 9

1.3.3.

Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử EFI ................................. 10

1.3.4.

Nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng điện tử. .................. 17

1.4.

Thành phần hòa khí .......................................................................... 17

1.5.

So sánh hệ thống phun xăng và hệ thống dùng chế hịa khí ............. 19

1.6.

Kết luận chương 1............................................................................. 21

CHƯƠNG 2. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRÊN HỆ
THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN TOYOTA VIOS 2014 ................. 22
2.1.

Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2014 .......................................... 22

2.2.


Giới thiệu về động cơ lắp trên Toyota Vios 2014 ............................ 23

2.3.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hệ thống phun xăng điện tử .................. 23

2.4.

Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử .......................................... 26

2.5.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên Toyota Vios 2014 ...................... 29

2.5.1.

Mô tả. ....................................................................................... 29

2.5.2.

Bơm nhiên liệu ......................................................................... 30

2.5.3.

Bộ lọc nhiên liệu ...................................................................... 32

2.5.4.

Bộ ổn định áp suất.................................................................... 33



2.5.5.

Vịi phun xăng điện tử.............................................................. 34

2.5.6.

Hệ thống kiểm sốt hơi nhiên liệu ........................................... 35

2.6.

Hệ thống cung cấp khơng khí động cơ 2NZ-FE ............................... 36

2.6.1.

Sơ đồ hệ thống cung cấp không khí ......................................... 36

2.6.2.

Các bộ phận của hệ thống cung cấp khơng khí ....................... 36

2.7.

Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử động cơ 2NZ-FE ............... 38

2.7.1.

Mô tả. ....................................................................................... 38

2.7.2.


Hệ thống điều khiển điện tử ECU ............................................ 39

2.7.3.

Cảm biến lưu lượng khí nạp..................................................... 43

2.7.4.

Cảm biến nhiệt độ khí nạp ....................................................... 45

2.7.5.

Cảm biến vị trí bướm ga .......................................................... 46

2.7.6.

Cảm biến oxy ........................................................................... 47

2.7.7.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ............................................. 48

2.7.8.

Cảm biến vi trí trục cam........................................................... 49

2.7.9.

Cảm biến vị trí trục khuỷu ....................................................... 50


2.7.10.

Cảm biến kích nổ (tiếng gõ) .................................................... 51

2.8.

Kết luận chương 2............................................................................. 52

CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÀ SỮA CHỮA
HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TOYOTA VIOS ............................... 53
3.1.

Bảng các triệu chứng hư hỏng .......................................................... 53

3.2.

Một số kiểm tra cơ bản và cách khắc phục hư hỏng. [4][5] ............. 57

3.2.1.

Kiểm tra điện áp ắc quy ........................................................... 57

3.2.2.

Kiểm tra xem động cơ có quay khởi động khơng .................... 57

3.2.3.

Kiểm tra xem động cơ có khởi động được khơng ................... 57


3.2.4.

Kiểm tra phần tử của bộ lọc gió ............................................... 57

3.2.5.

Kiểm tra tốc độ không tải ........................................................ 57

3.2.6.

Kiểm tra áp suất nhiên liệu ...................................................... 59

3.2.7.

Kiểm tra kim phun ................................................................... 61

3.3.

Kết luận chương 3 ............................................................................ 62

KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................... 63
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................ 64


I
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử ................................... 3
Hình 1. 2. Hệ thống phun xăng K-Jectronic ..................................................... 6
Hình 1. 3. Hệ thống phun xăng L - Jectronic.................................................... 7

Hình 1. 4. Hệ thống MPI và Hệ thống TBI [6] ................................................. 8
Hình 1. 5. Sơ đồ hệ thống EFI điển hình[6] ..................................................... 9
Hình 1. 6. Phân loại hệ thống EFI .................................................................. 10
Hình 1. 7. Vịi phun xăng kiểu điện tử ............................................................ 12
Hình 1. 8. Sơ đồ điều khiển phun xăng điện tử ............................................... 17
Hình 1. 9. Thành phần tỉ lệ khí hỗ hợp cung cấp cho động cơ ở nhiều chế độ tải
khác nhau [3] .................................................................................................. 18
Hình 1. 10. Tỉ lệ xăng – khơng khí cần phải duy trì nhằm giúp bộ xúc tác hóa
khử ba chức năng hoạt động tốt [3]................................................................ 19
Hình 2. 1. Động cơ 2NZ-FE ............................................................................ 23
Hình 2. 2. Sơ đồ cấu tạo hệ thống nhiên liệu động cơ 2NZ-FE...................... 24
Hình 2. 3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử ............ 25
Hình 2. 4. Sơ đồ bố trí hệ thống phun xăng điện tử ........................................ 26
Hình 2. 5. Mạch kim phun nhiên liệu [3] ........................................................ 27
Hình 2. 6. Mạch điều khiển hệ thống phun xăng trên Toyota Vios 2014 ....... 28
Hình 2. 7. Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên Toyota Vios 2014.................... 29
Hình 2. 8. Kết cấu của bơm xăng điện [1] ...................................................... 30
Hình 2. 9. Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu [9] .................................... 32
Hình 2. 10. Kết cấu bộ lọc nhiên liệu[2] ........................................................ 32
Hình 2. 11. Kết cấu bộ ổn định áp suất[2] ..................................................... 33
Hình 2. 12. Kết cấu vịi phun nhiên liệu[2] .................................................... 34
Hình 2. 13. Sơ đồ mạch điện điều khiển vịi phun động cơ[9] ....................... 35
Hình 2. 14. Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu động cơ 2NZ-FE ................... 35
Hình 2. 15. Sơ đồ khối hệ thống nạp ............................................................... 36


II
Hình 2. 16. Kết cấu cổ họng gió ..................................................................... 37
Hình 2. 17. Ống góp hút và đường ống nạp.................................................... 38
Hình 2. 18. Hệ thống điều khiển phun xăng điều khiển điện tử động cơ 2NZ-FE

......................................................................................................................... 39
Hình 2. 19. Kết cấu cảm biến khí nạp kiểu dây sấy ........................................ 43
Hình 2. 20. Sơ đồ mạch điều khiển cảm biến lưu lượng khí nạp[6] ............... 44
Hình 2. 21. Kết cấu cảm biến nhiệt độ khí nạp .............................................. 45
Hình 2. 22. Mạch điện cảm biến nhiệt độ khí nạp .......................................... 45
Hình 2. 23. Cảm biến vị trí bướm ga .............................................................. 46
Hình 2. 24. Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga [8] ....................................... 46
Hình 2. 25. Cảm biến oxy ................................................................................ 47
Hình 2. 26. Mạch điện điều khiển cảm biến oxy ............................................. 48
Hình 2. 27. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ................................................. 48
Hình 2. 28. Sơ đồ mạch điện cảm biến nước làm mát động cơ ...................... 49
Hình 2. 29. Kết cấu cảm biếm vị trí trục cam ................................................. 49
Hình 2. 30. Kết cấu cảm biếm vị trí trục cam ................................................. 49
Hình 2. 31. Kết cấu cảm biến vị trí trục khuỷu ............................................... 50
Hình 2. 32. Kết cấu cảm biến trục khuỷu[8] ................................................... 50
Hình 2. 33. Cảm biến kích nổ.......................................................................... 51
Hình 2. 34. Kết cấu cảm biến kích nổ [8] ....................................................... 51


III
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1. So sánh hệ thống phun xăng và hệ thống dùng bộ chế hịa khí..... 19
Bảng 2. 1. Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2014 ......................................... 22
Bảng 3. 1. Bảng các triệu chứng hư hỏng [4] ................................................ 57
Bảng 3. 2. Quy trình kiểm tra kim phun[5] ..................................................... 61


IV
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
Kí hiệu


Viết đầy đủ

Đơn vị

EFI

Hệ thống phun xăng điện tử

-

A/F

Khơng khí/xăng

-

ECU

Bộ điều khiển trung tâm

-

TBI

Phun xăng đơn điểm

-

MPI


Phun xăng đa điểm

-

MAP

Cảm biến lưu lượng khí nạp

-

Vi mạch

-

Hệ thống điều khiển bằng máy
tính

-

ESA

Đánh lửa sớm

-

ISC

Điều khiển tốc độ không tải


-

IC
TCCS


1
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, các phương tiện giao thông
cũng không ngừng phát triển, kéo theo vấn đề ô nhiễm môi trường mà các
phương tiện này thải ra ngày càng trầm trọng, thậm chí ảnh hưởng mạnh đến
sức khỏe con người. Ngồi ra, giá xăng tăng đột ngột và tiêu chuẩn khí thải
động cơ ngày càng nghiêm ngặt đang buộc các nhà khoa học trên thế giới khơng
ngừng tìm kiếm các cách tiết kiệm nhiên liệu đồng thời giảm lượng khí thải từ
động cơ đốt trong. Ngành công nghiệp ô tô đã sản xuất ra nhiều loại ô tô với
những đặc điểm và công dụng khác nhau. Nhiều giải pháp đã được đề xuất, một
trong số các giải pháp thành công nhất hiện nay là sự ra đời của EFI. Cùng với
sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, điện tử và khoa học máy tính đã
giúp ngành cơng nghiệp ơ tô chế tạo và sản xuất thành công hệ thống phun xăng
điện tử EFI với kết cấu nhỏ gọn, độ chính xác cao, an tồn hiệu quả, do đó cải
thiện sức mạnh của động cơ và giảm ô nhiễm môi trường. Với mục tiêu là củng
cố và mở rộng kiến thức đồng thời làm quen với nghiên cứu, nâng cao hiệu quả
của hệ thống cung cấp nhiên liệu của xe. Em đã đựơc giao thực hiện đồ án tốt
nghiệp dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Hải Quân với đề tài: “Nghiên cứu hệ
thống phun xăng điện tử EFI trên Toyota Vios 2014”.
Người thực hiện
Lê Đức Dương


2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG
TRÊN Ô TÔ
1.1. Lịch sử phát triển
Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ, Mr. Stenvan, đã có một cách để bơm
nhiên liệu vào một máy nén khí. Sau một thời gian, một người Đức đã phun
nhiên liệu vào buồng cháy, nhưng không được hiệu quả.
Vào đầu thế kỷ 20, người Đức đã áp dụng Hệ thống phun nhiên liệu. Tuy
nhiên, sau này sáng kiến này đã chế tạo rất thành công hệ thống phun xăng cơ
học. Trong hệ thống phun nhiên liệu này, nhiên liệu nằm ngay trước van nạp,
nó được gọi là nên K Jetronic. K - Jetronic đã được đưa vào sản xuất và trên xe
Mercedes và một số xe khác, đây là cơ sở để phát triển các hệ thống phun nhiên
liệu thế hệ mới như KE - Jetronic, - Jetronic , L - Jetronic, Motronic… Do hệ
thống phun nhiên liệu cơ học có nhiều nhược điểm nên trong đầu những năm
80, BOSCH có hệ thống phun nhiên liệu sử dụng kim phun điện, thuộc hai loại
: Hệ thống L-Jetronic D-Jetronic.
Năm 1984, người Nhật đã mua bản quyền BOSCH và áp dụng hệ thống
phun nhiên liệu - Jetronic và D - Jetronic trên ô tô
Năm 1987, Nissan sử dụng L - Jetronic cho bộ chế hịa khí trên xe Sunny.
Điều khiển EFI có thể được chia thành hai loại, trên phương pháp sử dụng
khác nhau để xác định lượng nhiên liệu được bơm vào.


3

Hình 1. 1. Sơ đồ phân loại hệ thống phun xăng điện tử

Một là một loại mạch tương tự kiểm soát lượng phun dựa trên thời gian
cần để sạc và xả tụ điện.
Loại còn lại là được điều khiển bằng bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ được
lưu trữ của bộ vi xử lý để xác định lượng phun. Loại điều khiển tương tự hệ

thống EFI được Toyota sử dụng cho lần đầu tiên. Loại được điều khiển bằng
bộ vi xử lý ra mắt vào năm 1983.
Loại hệ thống EFI là được điều khiển bằng vi xử lý được sử dụng trên
xe Toyota là được gọi là TCCS, có nhiệm vụ kiểm soát lượng phun và bao
gồm ESA để điều khiển thời điểm đánh lửa, ISC và các hệ thống điều khiển
khác, chỉ chức năng chẩn đốn và phịng ngừa. Hai hệ thống này có thể được
phân loại như sau:
1.2. Khái quát về hệ thống nhiên liệu phun xăng
1.2.1. Khái niệm chung
Đối với động cơ đốt hỗn hợp, rất cần tạo hỗn hợp đồng nhất và có tỷ lệ
biến thiên theo các chế độ hoạt động của động cơ. Trong động cơ diesel, nhiên
liệu được phun trực tiếp vào xi lanh. Việc kiểm soát hoạt động của động cơ là


4
bằng cách sửa đổi tổng lượng nhiên liệu được đưa vào xi lanh để thay đổi độ
đậm của 𝛼 khi lượng của khơng khí vào qua cửa hút. Đối với động cơ xăng,
hỗn hợp được tạo ra ở đường nạp, bên ngồi xi lanh, mức độ thay đổi khơng
quan trọng, nhưng chế độ vận hành của động cơ được điều chỉnh theo hàm của
lượng cung cấp cho xi lanh. Nếu thời gian để tạo hỗn hợp trong động cơ diesel
là rất ngắn, thì trong điều kiện xăng, thời gian trộn và tạo hỗn hợp sẽ lâu hơn
nhiều kể từ khi nó được bơm vào đường ống nạp. Đối với xi lanh sử dụng bộ
chế hịa khí một họng, q trình bay hơi gần như liên tục, kể cả thời gian mở
van của từng xi lanh. [1]
Một cơ cấu chuyên dụng để tạo hỗn hợp trên đường nạp và điều khiển chế
độ hoạt động của xi lanh động cơ là bộ chế hịa khí với chức năng chính là tạo
ra hỗn hợp vừa đủ với tương ứng cần thiết cho mỗi động cơ làm việc và quyết
định hỗn hợp được cung cấp cho xi lanh, tức là chỉ định cho mỗi động cơ làm
việc, và quyết định lượng hỗn hợp cấp vào xilanh tức là ấn định từng chế độ
làm việc động cơ.

Tuy nhiên, hệ thống nhiên liệu chế hịa khí có một số tính năng như:
- Rất khó để đảm bảo một hỗn hợp tương thích thực sự cho từng chế độ
hoạt động của động cơ, do đó là để giảm hàm lượng các chất có hại trong khí
thải như HC, CO, NOx, SO2.
- Tạo ra lực cản khí động học lớn trên ống góp
Để khắc phục những hạn chế này, một hệ thống tạo hỗn hợp khác cho
động cơ xăng được áp dụng, nó được gọi là hệ thống phun nhiên liệu. Về cơ
bản, hệ thống phun nhiên liệu bao gồm xăng được bơm vào ống nạp và khơng
khí và xăng được trộn bên ngoài xi lanh trực tiếp bên trong xi lanh thông qua
kim phun áp suất cao.[1]
Hệ thống phun xăng gồm 3 khối: Khối thông tin (các cảm biến tốc độ; cảm
biến lưu lượng dịng khí; cảm biến kích nổ; cảm biến nhiệt độ làm mát...); Khối
xử lý (bộ ECU động cơ); Cơ cấu chấp hành (vòi phun).
1.2.2. Nhiệm vụ


5
Hệ thống cung cấp xăng chịu trách nhiệm cung cấp và phân phối hỗn hợp
của hơi xăng và khơng khí đến động cơ để đảm bảo rằng số lượng và thành
phần của hỗn hợp luôn khớp với chế độ làm việc của động cơ.
Các thành phần được cung cấp cho động cơ, đảm bảo tối ưu về công suất
và mức tiêu thụ cũng phải đảm bảo ít khí thải độc hại nhất cho môi trường.[1]
1.2.3. Yêu cầu
Hệ thống nhiên liệu yêu cầu phải tạo ra hỗn hợp và nhiên liệu có chất
lượng tốt, để nhiên liệu cháy tốt nhất ở mọi chế độ hoạt động của động cơ. Cần
đảm bảo rằng tỷ lệ giữa khơng khí với nhiên liệu phù hợp với mọi chế độ vận
hành của động cơ. Nếu chế độ vận hành động cơ thay đổi, cần không chỉ sửa
đổi số lượng mà còn phải sửa đổi thành phần của hỗn hợp nhiên liệu - khơng
khí đi vào.[1]
Phần lớn nhiên liệu trong hỗn hợp ở dạng hơi xăng, phần còn lại là bị phân

hủy thành các hạt nhỏ. Vì hơi xăng sẽ giúp quá trình của động cơ dễ khởi động
khi vẫn là nhiên liệu có thể đốt cháy hồn tồn, do đó làm giảm nồng độ độc
hại trong môi trường.
Phải phản ứng nhanh với những thay đổi của góc bướm ga.
Phải có hệ thống ngắt trong quá trình giảm tốc để giảm tiêu hao nhiên liệu.
Hệ số dư lượng khơng khí 𝛼 phải phân bố đồng đều trên các xylanh giúp
động cơ chạy đều và tạo ra mômen quay đều đến trục khuỷu để động cơ chạy
ổn định và có thể đảm bảo động cơ có tuổi thọ cao.
Ngoài ra, hệ thống nhiên liệu cũng phải hoạt động đáng tin cậy, dễ kiểm
tra, bảo dưỡng và cấu trúc dễ dàng, đơn giản, vận hành và sản xuất, giá thấp...
Hiện nay, hệ thống phân phối nhiên liệu cho động cơ xăng có hai loại :
hệ thống nhiên liệu sử dụng bộ chế hịa khí hay thường được gọi là bộ chế hịa
khí và hệ thống phun nhiên liệu.[1]
1.2.3. Phân loại
Hệ thống phun nhiên liệu có thể được phân loại thành các loại. Nếu chúng
ta phân biệt theo cấu trúc của kim phun, chúng ta có 2 loại:


6
Loại CIS :
Đây là hệ thống sử dụng kim phun cơ khí, trên một số động cơ, kim phun
được mở mọi lúc, áp suất của nhiên liệu sẽ thay đổi lượng phun. Có bốn loại
cơ bản:
Hệ thống K - Jectronic: là hệ thống phun nhiên liệu được điều khiển hoàn
toàn bằng cơ khí và thủy lực, và được nâng cấp lên hệ thống KE - Jectronic với
hệ thống ECM hơn. Là hệ thống phun xăng cơ bản của các hệ thống phun nhiên
liệu thơng thường hiện nay. Nó có các đặc điểm như không cần thiết bị truyền
động động cơ, có nghĩa là việc điều chỉnh của việc phun nhiên liệu được điều
khiển bởi mức chỗ lõm trong đường ống nhiên liệu là liên tục và được xác định
trong chức năng của thể tích hút. Dùng cho các dịng xe như Audi: coupe,

Quattro, 90, 100, 200. Xe BMW: 318, 520….
Hệ thống K - Jectronic với cảm biến khí thải : Cảm biến bổ sung cảm biến
oxy
Hệ thống KE - Jectronic: Hệ thống được cải tiến từ hệ thống K - Jectronic
với mạch điện tử để điều chỉnh áp suất phun.

Hình 1. 2. Hệ thống phun xăng K-Jectronic

Loại AFC:
Đây là hệ thống phun nhiên liệu sử dụng điều khiển bằng điện. Hệ thống
phun nhiên liệu với kim phun điện có thể được chia thành 2 loại chính:


7
L - Jectronic: Là hệ thống phun đa điểm điều khiển điện tử. Nhiên liệu
được phun định kỳ vào các cửa nạp xi lanh của động cơ, không phải liên tục.
Việc phun nhiên liệu và đo sáng được thực hiện theo những cách khác nhau.
Tín hiệu nguồn gốc : tín hiệu lượng khí nạp và tín hiệu trục khuỷu động
cơ. Chức năng của L Jectronic là cung cấp cho xi-lanh động cơ lượng xăng để
thực hiện tải động cơ khác nhau. Một hệ thống cảm biến thu thập thông tin về
trạng thái hoạt động của xe, trạng thái thực tế của xe và chuyển thơng tin này
thành tín hiệu điện gửi về ECU.

Hình 1. 3. Hệ thống phun xăng L - Jectronic

D - Jectronic:L ượng nhiên liệu được xác định bởi áp suất phía sau
van tiết lưu của cảm biến MAP.
Phân biệt theo vị trí lắp đặt của kim phun, hệ thống phun nhiên liệu
thành có hai loại.



8

Hình 1. 4. Hệ thống MPI và Hệ thống TBI [6]

Loại TBI:
Phun xăng đơn điểm, bao một hoặc hai kim phun nhiên liệu và phun trực
tiếp vào van tiết lưu tại đường ống nạp , duy trì tỷ lệ nhiên liệu cần thiết để bơm
động cơ.
Loại MPI:
Với hệ thống phun xăng điện tử đa điểm , mỗi chiếc được trang bị một
kim phun nhiên liệu riêng biệt ở phía trước giúp đảm bảo rằng nhiên liệu được
phun vào xi lanh.
Khi hệ thống phun hoạt động, nó nhận được một góc quay của trục khuỷu,
sau đó xác định chính xác thời điểm cần bơm.
1.3. Khái quát về hệ thống phun xăng điện tử EFI
1.3.1. Khái niệm về phun xăng điện tử EFI
Hệ thống phun xăng điện tử là một thuật ngữ vô cùng quen thuộc đối
với những người điều khiển phương tiện. Nguyên lý cơ bản của EFI bao
gồm việc sử dụng một khối hệ thống điều khiển và thiết bị điện tử để can
thiệp vào các kênh của thiết bị phun nhiên liệu và các buồng đốt của động
cơ để cung cấp nhiên liệu. [6]


9

Hình 1. 5. Sơ đồ hệ thống EFI điển hình[6]

Ở chế độ khởi động lạnh , hỗn hợp khí được bổ sung thêm nhiên liệu,
khi động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động, hỗn hợp khí sẽ nhẹ hơn. Ở chế độ

tốc độ cao, hỗn hợp khí được cung cấp với hàm lượng xăng cao hơn. Ơ tơ
dùng một thiết bị hoặc hệ thống cho một tỷ lệ hỗn hợp khơng khí / nhiên
liệu nhất định tại các trạng thái của động cơ trên tất cả các dải tốc độ, bộ
chế hịa khí phun xăng điện tử của động cơ, một tỷ lệ thích hợp của nhiên
liệu và khơng khí đến xi lanh phụ thuộc vào lượng khơng khí nạp. Do thiết
kế bộ chế hịa khí tương đối đơn giản, luôn được sử dụng trên hầu hết các
động cơ xăng .
1.3.2. Phân loại
Tùy thuộc vào phương pháp được sử dụng để phát hiện luồng khơng khí
Hệ thống EFI có thể được chia thành 2 loại sau:


10

Hình 1. 6. Phân loại hệ thống EFI

Loại D-EFI
Loại này có đặc điểm đo mức độ chân khơng trong khí nạp, do đó nhận
biết thể tích khí nạp bằng cảm biến lưu lượng khí nạp.
Loại L-EFI
Loại L-EFI này nhận biết trực tiếp lượng khơng khí chảy qua đường ống
nạp bằng cách sử dụng một cảm biến lưu lượng khí nạp.
Trên Toyota Vios 2014 sử dụng phương pháp này để đo lưu lượng khí
nạp. Lưu lượng khí nạp được đo bằng cảm biến khối lượng khơng khí điều
khiển cuộn dây trong cảm biến .
1.3.3. Cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử EFI
EFI được chia thành ba hệ thống cơ bản: hệ thống cung cấp nhiên
liệu, hệ thống điều khiển điện tử và hệ thống cung cấp khơng khí.[4]
Hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu thực hiện các chức năng sau:

+ Hút nhiên liệu từ bình bơm lên kim phun;
+ Tạo ra áp suất cần thiết để phun nhiên liệu;
+ Duy trì áp suất nhiên liệu khơng đổi trong nguồn cung cấp
Trong hệ thống phun xăng điện tử , hệ thống nhiên liệu có 5 thành
phần chính sau:


11
+ Bơm nhiên liệu điện
+ Bộ lọc nhiên liệu
+ Ống chia nhiên liệu từ kim phun
+ Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu
+ Kim phun nhiên liệu
Bơm nhiên liệu: máy bơm nhiên liệu điện được thiết kế để cung cấp
nhiều xăng hơn so với lượng xăng được cung cấp bởi động cơ. Phần tử
này tạo ra áp suất cần thiết trong trong mạch ở bất kỳ chế độ vận hành
nào của động cơ.
Máy bơm được thiết kế cho việc này.Thiết kế của van ngắt nằm
trong bơm nhiên liệu đầu ra để ngăn xăng chảy từ bình khi bơm nhiên
liệu ngừng chảy.Van giảm áp giới hạn áp suất nhiên liệu thoát ra. Bằng
cách kết nối mạch của động cơ và công tắc khởi động, bơm nhiên liệu
hoạt động ngay lập tức và liên tục sau khi khởi động.
Bơm nhiên liệu điện được đặt ngay bên ngồi bình nhiên liệu và
khơng cần bảo dưỡng.
+ Lọc xăng: Nó có chức năng lọc tạp chất từ xăng để bảo vệ kim
phun xăng.
Bộ lọc có hai phần tử lọc: phần tử lọc giấy và tấm lọc.
Độ xốp của lõi giấy là khoảng 10. Xăng phải đi qua lõi giấy của bộ
lọc trước khi chảy đến bộ phân phối. Phần tử bộ lọc nên được thay thế
thường xuyên. Khi lắp đặt, hãy chú ý đến hướng của các mũi tên từ trong

ra ngoài.
+ Bộ chia nhiên liệu cho kim phun : bộ chia nhiên liệu đóng vai trị
là thay cho nhiên liệu cho kim phun, cơng suất của nó lớn hơn nhiều lần
so với lượng xăng cần thiết cho chu trình làm việc của động cơ, tránh
tình trạng dừng lại. Thay đổi áp suất trong bộ chia có những cách sử
dụng sau:
- Cung cấp xăng đều cho kim phun với áp suất


12
- Nó đóng vai trị là vị trí cho các đầu phun và tạo điều kiện thuận
lợi cho việc tháo rời đầu phun.
+ Bộ điều áp nhiên liệu: Bộ điều áp dùng để điều chỉnh áp suất
nhiên liệu trong đường ống nhiên liệu của kim phun, việc điều chỉnh áp
suất này là quan trọng vì chỉ có lượng xăng là cần thiết ở áp suất nhiên
liệu không đổi. Thời gian mở van phun hoặc thời gian phụ thuộc vào một
yếu tố duy nhất: bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu được gắn ở cuối bộ chia
nhiên liệu, tách các kim phun và duy trì áp suất trong khoảng 2,5 đến 3
bar tùy theo thiết kế.
+ Béc phun xăng:

Hình 1. 7. Vòi phun xăng kiểu điện tử
1.Thân vòi phun; 2. Giắc cắm; 3. Đầu vào; 4. Gioăng chữ O; 5. Cuộn dây; 6. Lò xo;
7. Piston; 8. Đệm cao su; 9. Van kim.

Kim phun nhiên liệu là loại điện từ được hộp ECU động cơ điều khiển,
kim phun có chức năng bơm nhiên liệu vào cửa nạp. Kim phun được kích hoạt
bằng cốc ở van để hút lượng tinh chất đã được định lượng chính xác. Mỗi xi
lanh động cơ có kim phun riêng. Trong hệ thống phun nhiên liệu một điểm , có



13
một hoặc hai kim phun nhiên liệu cho các xi lanh. béc phun hoạt động nhờ
xơlênoy. Mỗi khi nó nhận được một tín hiệu điện từ ECU, cuộn dây điện từ
được từ hóa và làm cho van kim mở ra để phun nhiên liệu.
Hình 1.7 minh họa cấu trúc của một kim phun. Khi khơng có dịng điện
chạy trong cuộn dây điện từ , lò xo đẩy kim phun để bịt kín lỗ kim phun, trạng
thái đóng của kim phun. Khi ECU báo hiệu áp dụng điện áp cho cuộn dây điện
từ, nam châm điện nâng lõi và kim phun lên khoảng mm và nhiên liệu được
bơm vào ống góp. Đầu van kim có thân để phân tán sương mù nhiên liệu. Thời
gian mở và đóng của kim phun là từ 1 đến 1,5 ms. Để phân phối đều nhiên liệu
phun trong đầu vào xi lanh, để tránh thất thoát do ngưng tụ. Người vận hành
phải lắp đặt vòi phun. Góc phun của các tia nhiên liệu phản ánh khoảng cách
giữa các kim phun và van nạp được tính tốn và duy trì một cách chính xác theo
từng chế độ làm việc.
Hệ thống điều khiển điện tử
Trong hệ thống phun xăng điện tử, các cảm biến có nhiệm vụ giám sát,
phát hiện, ghi lại tình hình và chế độ của động cơ và gửi về ECU bằng tín hiệu
điện. Sau đó ECU ra lệnh cho hệ thống phun nhiên liệu cung cấp một lượng
nhiên liệu phù hợp theo chế độ động cơ.
- Cảm biến đo lượng khí nạp vào xy lanh động cơ:
Chế độ tải của động cơ được ghi lại bằng khối lượng do chính động cơ
hút. Hệ thống đo khối lượng khơng khí chính xác cao. Nó có thể đo chính xác
ngay cả trong các tình huống động cơ.
Khi nạp xi lanh động cơ, khối lượng khí nạp phải thơng qua cảm biến khí
nạp hoặc máy đo gió. Trong q trình tăng tốc, tín hiệu thơng tin luồng khơng
khí được cảm biến chuyển đến ECU trước khi khối lượng khơng khí này thực
sự được nạp vào động cơ. Chức năng này được sử dụng bởi hệ thống phun xăng
điện tử để cung cấp tỷ lệ hịa khí tối ưu, chính xác tại mọi thời điểm khi tải động
cơ thay đổi.

+ Thiết bị đo khí nạp kiểu mâm đo


14
+ Thiết bị đo khí nạp kiểu dây nung nóng
+ Thiêt bị đo khí nạp kiểu phim nung nóng
+ Thiết bị đo khí nạp kiểu dịng xốy lốc Karman
+ Bộ cảm biến chân khơng tuyệt đối trong ống góp hút MAP.
- Cảm biến vị trí chân ga:
Vị trí bướm ga và cảm biến trong khe hút gió. Cảm biến vị trí bướm ga
được gắn trên bướm ga. Cảm biến vị trí chân ga có nhiệm vụ chuyển đổi góc
mở nhỏ của van tiết lưu thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện áp được truyền đến
ECU. Tùy thuộc vào kiểu xe, chúng tơi thường thấy hai cảm biến vị trí bướm
ga: loại tiếp điểm và loại cần trượt.
- Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp:
Khi nhiệt độ của khơng khí cao, khối lượng riêng của khơng khí giảm. Mặt
khác, khi nhiệt độ khơng khí thấp, mật độ khơng khí tăng lên. Một lượng nhỏ
khơng khí được hút vào trong giống như từ piston động cơ trong khi động cơ
là .Nói cách khác, khối lượng của khối lượng khơng khí trong xi lanh động cơ
phụ thuộc vào nhiệt độ của. Cảm biến nhiệt độ khí nạp được sử dụng để cung
cấp cho ECU. ECU kiểm sốt việc phun lượng nhiên liệu chính xác để có tỷ lệ
hịa khí tối ưu. Nếu nhiệt độ khí nạp cao hơn ECU ra lệnh giảm lượng nhiên
liệu và ngược lại. Các cảm biến đã được cài đặt và sẵn sàng trên máy đo gió
cánh quạt hoặc gắn trên bộ lọc khơng khí của hệ thống hút gió được trang bị
MAP.
- Cảm biến ơxy trong khí thải:
Cảm biến oxy được lắp trong ống xả. Việc sử dụng cảm biến là theo dõi
và ghi lại lượng oxy dư trong khí thải để thơng báo. Nếu lượng oxy vẫn cịn
nhiều, có nghĩa là khí hỗn hợp là nhiên liệu nhạt, ECU sẽ điều chỉnh thêm nhiên
liệu. Nếu lượng oxy thấp, cho biết nhiên liệu có nhiều xăng, ECU sẽ giảm lượng

nhiên liệu phun vào.
- ECU động cơ:
ECU nhận thông tin từ hệ thống về chế độ vận hành động cơ , xử lý những


15
thơng tin này và quyết định gửi tín hiệu đến lệnh để mở nhiên liệu, lượng nhiên
liệu được phun vào hoặc phun nhẹ tùy thuộc vào khoảng thời gian kim phun
nhiên liệu mở, tức là tùy thuộc vào thời tiết mà kim phun nhiên liệu mở.
Trong ô tô , hộp ECU động cơ phun xăng điện tử EFI là một hộp kim loại
được đặt ở nơi mát mẻ, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ động cơ. Hai yếu tố
cơ bản xác định thời gian mở van nhiên liệu là tốc độ trục khuỷu và khối lượng
khí nạp.
Hệ thống nạp khí
- Bầu lọc khí: Lọc gió có tác dụng lọc sạch khơng khí trước khi cho gió
vào và đi vào đường ống nạp.
- Bướm ga: Lưu lượng khơng khí đi vào phụ thuộc vào độ mở của bướm
ga, bướm ga mở càng rộng thì khơng khí sẽ đi vào động cơ nhiều và ngược lại
, càng nhỏ thì càng ít khơng khí sẽ vào động cơ.
- Cổ họng gió: Cổ họng gió chứa bướm ga để có thể điều khiển lượng
khơng khí nạp vào trong q trình hoạt động của động cơ.
Một ống dẫn khí phụ để cho phép một ít không khí vào khi chạy không
tải. Cảm biến vị trí van tiết lưu A cho góc mở van tiết lưu, một số cửa hút khí
cũng có bàn đạp ga để van tiết lưu quay trở lại từ từ khi van khí phụ chuyển
động hoặc mở.
- Van khí phụ : Van khí phụ có nhiệm vụ điều khiển tốc độ động cơ khi
động cơ nguội.
Hiệu chỉnh tỷ lệ khí hỗn hợp:
Bộ điều khiển ECU cịn có nhiệm vụ đó là điều chỉnh hỗn hợp khí theo
từng chế độ hoạt động khác nhau của động cơ, giúp động cơ đạt hiệu suất tối

đa, giảm khói độc trong khí thải , và hỗ trợ khởi động động cơ dễ dàng. Ổn định
hoạt động của xe trên mọi chế độ khác nhau.
- Chế độ khởi động nguội:
Ở chế độ khởi động nguội, cần phải phun nhiều nhiên liệu hơn bình
thường. Vì xăng bay hơi kém trong thời tiết lạnh ngưng tụ trên thành của đường


16
ống nạp nên phải chuyển nhiều hơn đến xi lanh động cơ để hoạt động. Bạn có
thể nhận được đủ xăng để bắt đầu nó. Việc phun nhiên liệu bổ sung này được
cung cấp bởi bộ khởi động nguội, bơm nhiên liệu vào ống góp.
- Q trình sưởi nóng động cơ:
Hiện tượng động cơ quá nóng xảy ra ngay sau khi khởi động nguội, vì
ngay cả khi động cơ là thành xylanh động cơ vẫn lạnh, điều này làm cho xăng
khó hóa hơi nên khí hỗn hợp ln là xăng đậm. Nếu động cơ đang hoạt động
tốt, cần phun nhiên liệu nhiều hơn bình thường từ hai đến ba lần ngay khi kim
phun bắt đầu dừng.
- Chế độ tăng tốc bốc máy:
Trong trường hợp cần nhanh chóng vượt xe khác đi cùng chiều, xe đó phải
tăng tốc ngay lập tức. Ở chế độ này, van tiết lưu mở đột ngột, lượng khơng khí
đi vào trong xi lanh lớn, điều này làm cho hỗn hợp khí lỏng. Khi ECU nhận tín
hiệu vị trí bướm ga của cảm biến lưu lượng khí nạp. Khi van tiết lưu mở bất
ngờ, lượng khí nạp tăng lên, đồng hồ đo khối lượng khơng khí quay một góc
lớn hơn. Hộp ECU Sau khi nhận được tín hiệu này, nó phải bơm thêm nhiên
liệu và điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp sao cho hệ số dư - 0,9.
- Làm giàu khí hỗn hợp ở chế độ tồn tải:
Ở chế độ toàn tải, động cơ sử dụng một cơng suất rất lớn do đó cần cung
cấp cho động cơ một lượng xăng đậm hơn so với ở chế độ một phần tải. Việc
điều chỉnh nhiên liệu bổ sung này được yêu cầu được lập trình sẵn trong bộ
điều khiển điện tử và ECU và ECU nhận thông tin về chế độ đầy đủ từ cơng tắc

vị trí bướm ga hoặc từ cảm biến vị trí bướm ga.
- Kiểm sốt vận tốc ralăngti:
Cơ chế này giúp điều hịa hỗn hợp khơng khí để giữ động cơ chạy khơng
tải, do đó tốc độ khơng tải là mượt mà và ổn định. Cơ cấu điều khiển không tải
làm tăng tốc độ không tải của trục khuỷu. Việc tăng tốc này cũng làm giảm thời
gian khởi động.


17
1.3.4. Nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng điện tử.

Hình 1. 8. Sơ đồ điều khiển phun xăng điện tử

Hệ thống phun xăng điện tử cơ bản là một hệ thống điều khiển tích hợp cả
q trình đánh lửa của động cơ và điều khiển nhiên liệu.
Hệ thống bao gồm ba khối thiết bị sau:
Cảm biến có nhiệm vụ ghi lại các thông số của động cơ
Khối điều khiển và xử lý trung tâm : tiếp nhận xử lý thơng tin do cảm biến
cung cấp. Tín hiệu điện từ các cảm biến được chuyển thành tín hiệu số và sau
đó được xử lý theo một chương trình định sẵn của ECU.
Dữ liệu khác cần thiết cho phép tính đã được lưu trữ trong bộ nhớ máy
tính dưới dạng hiệu suất hoặc hoạt động tiêu chuẩn.
Các tín hiệu đầu ra từ khối điều khiển trung tâm được khuếch đại và truyền
đến khối thứ ba, cơ cấu chấp hành.
1.4. Thành phần hịa khí
Thành phần hịa khí là tỷ lệ hịa trộn của xăng và khơng khí trong hỗn hợp
nhiên liệu khơng khí, đặc trưng cho hệ số khơng khí dư hoặc tỷ lệ khơng khínhiên liệu m, là tỷ lệ khí bằng khơng Gk, và lượng của xăng có trong hỗn hợp
khí Gx (m-Gk / Gx).



18

Hình 1. 9. Thành phần tỉ lệ khí hỗ hợp cung cấp cho động cơ ở
nhiều chế độ tải khác nhau [3]

Với m = 14,7:1 - đủ khơng khí, ta có α =1 và có hịa khí chuẩn (lý tưởng)
Với m >14,7:1 - dư khơng khí, ta có α >1 và có hịa khí nhạt (nghèo
xăng)
Với m <14,7:1 - thiếu khơng khí, ta có α <1 và có hịa khí đậm (giàu xăng)
Thành phần của bộ chế hịa khí có có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của xe
địi hỏi một bộ phận nhất định của.
Hình 1.9 minh họa bộ chế hịa khí được u cầu khi hoạt động ở các chế
độ khác nhau. Khởi động nguội yêu cầu thành phần bộ chế hịa khí, ở tốc độ
trung bình, phần bướm ga mở m ≈ 15: 1. Nếu bạn đột ngột mở ga để tăng tốc
thì bạn phải giảm chế hịa khí tạm thời, nếu khơng xe sẽ chết máy. Bộ chế hịa
khí là cũng được làm đậm m ≈ 13: 1 khi mở rộng bướm ga.
Với thành phần hòa khí m ≈ 14,7: 1, động cơ đạt được hiệu suất cao và
tiêu thụ nhiên liệu thấp, trong khi hiệu suất khử độc của chất xúc tác khử hóa
học ba dòng là cao nhất. Việc định lượng xăng theo tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu
của thành phần hịa khí cung cấp cho động cơ trở thành vấn đề chính của hệ
thống nhiên liệu.