MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................. IV
LỜI NĨI ĐẦU ................................................................................................ VI
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ
XĂNG ............................................................................................................... 1
1.1. Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng .................................. 1
1.2. Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng ...................................... 1
1.3. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng ........................... 2
1.3.1. Hệ thống phun xăng dùng bộ chế hịa khí ........................................ 2
1.3.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử ............................. 9
1.4. Ưu điểm, nhược điểm của EFI so với chế hịa khí: .............................. 13
1.5. Khái qt về hệ thống phun xăng điện tử EFI ...................................... 15
1.5.1. Khái niệm về hệ thống phun xăng điện tử EFI............................... 15
1.5.2. Lịch sử phát triển ............................................................................ 15
1.5.3. Kết cấu cơ bản của hệ thống EFI .................................................... 17
CHƯƠNG 2: CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT VÀ CẤU TRÚC CÁC BỘ
PHẬN TRÊN ĐỘNG CƠ XE TOYOTA CAMRY 2.5Q 2018...................... 19
2.1. Giới thiệu chung về Toyota Camry 2.5Q 2018 .................................... 19
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng điện tử trên Toyota
Camry 2.5Q 2018 ......................................................................................... 20
2.2.1. Cấu tạo ............................................................................................ 20
2.2.2 Nguyên lý hoạt động........................................................................ 22
2.3. Các chế độ hoạt động ............................................................................ 23
2.3.1. Khi động cơ khởi động ................................................................... 23
2.3.2. Động cơ sau khởi động ................................................................... 23
2.3.3. Động cơ đang hoạt động ................................................................. 24
2.3.4. Khi xe tăng tốc ................................................................................ 25
2.3.5. Cắt nhiên liệu .................................................................................. 26
2.3.6. Khi xe tăng công suất ..................................................................... 26

2.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu ............................................................... 26
2.4.1. Mô tả về hệ thống cung cấp nhiên liệu ........................................... 26
2.4.2. Bơm xăng ........................................................................................ 27
2.4.3. Bộ ổn định áp suất (Bộ điều áp) ..................................................... 29
2.4.4. Bộ lọc nhiên liệu-Lưới lọc nhiên liệu ............................................. 30
2.4.5. Ống chia xăng của các vòi phun ..................................................... 31
2.4.6. Vòi phun nhiên liệu ........................................................................ 32
2.4.7. Cuộn điện trở .................................................................................. 33
2.5. Hệ thống nạp khí .................................................................................. 33
2.5.1. Khái quát hệ thống nạp khí ............................................................. 33
2.5.2. Bầu lọc khí ...................................................................................... 34
2.5.3. Cổ họng gió..................................................................................... 34
2.5.4. Bướm ga.......................................................................................... 35
2.6. Hệ thống điều khiển điện tử .................................................................. 35
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN
ĐỘNG CƠ 2AZ-FE TOYOTA CAMRY 2.5Q 2018 ..................................... 36
3.1. Giới thiệu động cơ lắp trên xe Toyota Camry 2.5Q ............................. 36
3.2. Các cảm biến và đặc tính ...................................................................... 36
3.2.1. Cảm biến khối lượng khơng khí ..................................................... 36
3.2.2. Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp ( air – temperature sensor ) ...... 38
3.2.3. Cảm biến vị trí bướm ga ................................................................. 39
3.2.4. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................................................... 40
3.2.5. Cảm biến vị trí chân ga ................................................................... 40
3.2.6. Cảm biến tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu (A/F) .................................... 41
3.2.7. Cảm biến vị trí trục khuỷu (bộ tạo tín hiệu NE) ............................. 42
3.2.8. Cảm biến vị trí trục cam (G2)......................................................... 43
3.3. Bộ điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit). ........................ 44
3.3.1. Chức năng hoạt động cơ bản. ......................................................... 45
3.3.2. Chức năng thực tế. .......................................................................... 48



3.3.3. Các bộ phận của ECU ..................................................................... 49
3.3.4. Các thông số hoạt động của ECU ................................................... 49
3.3.5. Xử lý thông tin và tạo xung phun ................................................... 50
3.3.6. Điều khiển thời điểm phun ............................................................. 52
3.3.7. Điều khiển lượng phun ................................................................... 52
3.3.8. Các chế độ làm việc ........................................................................ 53
3.3.9. Tính tốn lượng phun ..................................................................... 56
CHƯƠNG 4: BẢNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ
THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ ................................................................. 59
4.1. Bảo dưỡng hệ thống phun xăng điện tử ................................................ 59
4.1.1. Kiểm tra bơm .................................................................................. 59
4.1.2. Kiểm tra vòi phun nhiên liệu .......................................................... 59
4.1.3. Kiểm tra điện áp tại các đầu nối ECU động cơ .............................. 60
4.1.4. Kiểm tra cụm bàn đạp ga ................................................................ 62
4.1.5. Kiểm tra cảm biến vị trí trục khuỷu và trục cam ............................ 63
4.1.6. Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát ..................................... 63
4.1.7. Kiểm tra cảm biến oxy.................................................................... 63
4.2. Những hư hỏng thường gặp của động cơ hệ thống phun xăng điện tử 64
4.2.1. Động cơ khơng khởi động .............................................................. 64
4.2.2. Khơng có đánh lửa ban đầu ............................................................ 65
4.2.3. Động cơ khó khởi động .................................................................. 65
4.2.4. Xảy ra hiện tượng cháy khơng hồn tồn ....................................... 66
4.2.5. Động cơ bị giật khi chạy................................................................. 66
4.2.6. Động cơ không phát huy đủ công suất ........................................... 66
4.2.7. Động cơ bị nghẹt trong quá trình tăng tốc ...................................... 67
4.5.8. Động cơ chết máy một thời gian ngắn sau khi khởi động .............. 67
4.5.9. Động cơ chết máy khi nhả hay nhấn ga.......................................... 68
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 70



DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng ..................................... 1
Hình 1.2. Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hịa khí ......................................... 2
Hình 1.3. Bộ chế hịa khí trên ơ tơ .................................................................... 3
Hình 1.4. Sơ đồ bộ chế hồ khí bốc hơi ............................................................ 4
Hình 1.5. Sơ đồ bộ chế hồ khí phun ................................................................ 5
Hình 1.6. Sơ đồ bộ chế hồ khí hút ................................................................... 6
Hình 1.7. Sơ đồ bộ chế hồ khí K129 ............................................................... 8
Hình 1.8. Cách phân biệt GDI........................................................................... 9
Hình 1.9. Cấu tạo cơ bản hệ thống phun xăng điện tử EFI............................. 10
Hình 1.10. Sơ đồ cấu tạo hệ thống D-EFI và L-EFI ....................................... 13
Hình 1.11. Phân loại hệ thống điều khiển ....................................................... 16
Hình 1.12. Cấu tạo cơ bản hệ thống phun xăng điện tử .................................. 18
Hình 2.1. Toyota Camry 2.5Q ......................................................................... 19
Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phun xăng điện tử
trên xe Toyota Camry 2.5Q 2018.................................................................... 21
Hình 2.3. Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống phun xăng trên xe camry 2.5Q
2018 ................................................................................................................. 22
Hình 2.4. Hiệu chỉnh phun khi động cơ khởi động......................................... 23
Hình 2.5. Hiệu chỉnh phun khi động cơ sau khởi động .................................. 24
Hình 2.6. Hiệu chỉnh phun khi động cơ đang hoạt động ................................ 25
Hình 2.7. Hiệu chỉnh phun khi đang tăng tốc ................................................. 25
Hình 2.8. Hệ thống nhiên liệu động cơ ........................................................... 27
Hình 2.9. Kết cấu của bơm xăng điện ............................................................. 27
Hình 2.10. Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu......................................... 29
Hình 2.11. Kết cấu bộ ổn định áp suất ............................................................ 30
Hình 2.12. Lọc xăng trên toyota camry .......................................................... 31
Hình 2.13. Vịi phun nhiên liệu ....................................................................... 33

Hình 2.14. Bầu lọc khí .................................................................................... 34


Hình 2.15. Cổ họng gió ................................................................................... 34
Hình 2.16. Hình ảnh cụm bướm ga ................................................................. 35
Hình 3.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp dạng dây sấy...................................... 36
Hình 3.2. Mạch cảm biến lưu lượng khí nạp dùng dây sấy ............................ 37
Hình 3.3. Cảm biến nhiệt độ khí nạp .............................................................. 38
Hình 3.4. Mạch điện cảm biến đo nhiệt độ khí nạp ........................................ 38
Hình 3.5. Kết cấu cảm biến vị trí bướm ga ..................................................... 39
Hình 3.6. Mạch của cảm biến nhiệt độ nước làm mát .................................... 40
Hình 3.7. Kết cấu cảm biến nhiệt độ nước làm mát........................................ 40
Hình 3.8. Mạch cảm biến vị trí chân ga .......................................................... 41
Hình 3.9. Kết cấu cảm biến tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu (dạng tấm) ................ 41
Hình 3.10. Mạch cảm biến tỷ lệ khơng khí-nhiên liệu.................................... 42
Hình 3.11. Cảm biến vị trí trục khuỷu ............................................................ 42
Hình 3.12. Mạch của cảm biến vị trí trục khuỷu ............................................ 43
Hình 3.13. Kết cấu của cảm biến vị trí trục cam............................................. 43
Hình 3.14. Mạch của cảm biến vị trí trục cam ................................................ 44
Hình 3.15. ECU (Electronic Control Unit) ..................................................... 44
Hình 3.16. Sơ đồ mạch chuyển đổi A/D ......................................................... 46
Hình 3.17. Sơ đồ mạch điện bộ đếm. .............................................................. 47
Hình 3.18. Sơ đồ bộ nhớ trung gian ................................................................ 47
Hình 3.19. Sơ đồ mạch bộ khuyếch đại. ......................................................... 47
Hình 3.20. Bộ ổn áp. ....................................................................................... 48
Hình 3.21. Giao tiếp ngõ ra. ............................................................................ 48
Hình 3.22. Sơ đồ bộ xử lý và tạo xung. .......................................................... 51
Hình 3.23. Sơ đồ tín hiệu phun ....................................................................... 52
Hình 3.24. Đồ thị làm giàu xăng ..................................................................... 54



LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời buổi hiện nay, vận tải đường bộ bằng ơ tơ chiếm vị trí khá quan
trọng. Vận tải hàng hóa, hành khách bằng ơ tơ giúp hàng hóa lưu thơng giữa
các vùng miền được tối ưu hơn, thúc đẩy phát triển kinh tế, an ninh quốc phòng,
cũng như việc đi lại của con người thuận tiện hơn. Tuy nhiên, vận tải bằng ô tô
cũng gây ra những tác hại không hề nhỏ đến môi trường, khi liên tục thải ra
mơi trường những chất khí vơ cùng độc hại. Để cải thiện chất lượng khí thải
thải ra mơi trường, đồng thời tiết kiệm được nhiên liệu, tăng khả năng cơng suất
của động cơ, thì hệ thống cung cấp nhiên liệu điều khiển bằng điện tử đã ra đời
thay thế cho hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng chế hịa khí. Do đó
việc tìm hiểu sâu rộng về hệ thống cung cấp nhiên liệu điều khiển bằng điện tử
là điều cần thiết của một kỹ sư chuyên ngành cơng nghệ ơ tơ, từ đó có cơ sở
chuẩn đoán những hư hỏng xảy ra với hệ thống, đề xuất các biện pháp khắc
phục, sửa chữa, bảo dưỡng phù hợp với thực tế kỹ thuật. Đó là lý do em chọn
đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phun xăng điện tử EFI trên xe Toyota Camry
2.5Q 2018” cho Đồ án/khóa luận tốt nghiệp. Vì trình độ chun mơn cũng như
kiến thức của em cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi những thiếu sót trong khi
thực hiện đề tài, do đó trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài, em đã nhận
được nhiều ý kiến chỉ dẫn xác đáng từ người thầy TS. Nguyễn Mạnh Dũng,
người đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Qua đây em xin được
bày tỏ lòng biết hơn sâu sắc tới thầy. Em xin trân thành cảm hơn thầy cùng các
thầy cô giáo trong khoa Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ của trường đại học Công
Nghiệp Hà Nội, đã tạo điều kiện cho em để hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2022
Sinh viên thực hiện
Trịnh Huy Hoàng


1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ
XĂNG
1.1. Nhiệm vụ của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng
Hệ thống có nhiệm vụ cung cấp xăng và khơng khí, tạo thành mơi chất
cháy đưa vào trong xylanh động cơ, với định lượng và thành phần đồng đều
giữa các xylanh, phù hợp với từng chế độ tải và tốc độ của động cơ.
Thành phần hỗn hợp cung cấp vào động cơ, ngoài việc đảm bảo sự làm
việc tối ưu của động cơ về công suất và tiêu hao nhiên liệu (tính tốn kinh tế)
cịn phải đảm bảo khí thải có ít nồng độ, thành phần khí độc hại với môi trường
nhất.
1.2. Yêu cầu của hệ thống nhiên liệu động cơ xăng

Hình 1.1. Hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng


2

Nhiên liệu phải được hịa trộn đồng đều với tồn bộ lượng khí có trong
buồng cháy. Hệ thống nhiên liệu động cơ xăng phải đảm bảo áp suất hòa trộn,
kiểu hòa trộn và thời gian hòa trộn sao cho khi hỗn hợp đi vào trong động cơ
phải ở dạng hơi sương. Hệ thống nhiên liệu phải đáp ứng kịp thời sự thay đổi
của góc mở bướm ga, phải có hệ thống cắt nhiên liệu khi giảm tốc để giảm mức
tiêu hao nhiên liệu.
Ngoài ra, độ làm việc của hệ thống phải bền vững, dễ kiểm tra và sửa chữa,
đơn giản gọn nhẹ, giá thành rẻ,…
1.3. Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ xăng
Dựa trên nguyên tắc định lượng xăng và cung cấp vào xylanh động cơ,
người ta chia hệ thống cung cấp nhiên liệu thành những loại cơ bản là:
+) Hệ thống sử dụng bộ chế hòa khí.

+) Hệ thống sử dụng phun xăng điện tử.
1.3.1. Hệ thống phun xăng dùng bộ chế hịa khí
Trên các động cơ xăng cổ điển việc tạo hỗn hợp nhiên liệu khơng khí đều
ở bên ngồi động cơ một cách thích hợp trong một thiết bị riêng trước khi đưa
vào buồng cháy động cơ gọi là bộ chế hồ khí.

Hình 1.2. Hệ thống nhiên liệu dùng bộ chế hịa khí
1: thùng xăng, 2: ống dẫn xăng, 3: bình lọc xăng, 4: bơm chuyển, 5: bộ
chế hồ khí, 6: bình lọc khơng khí, 7: ống hút , 8: ống thải, 9: ống giảm thanh


3

1.3.1.1. Cấu tạo và nguyên lí làm việc của những bộ phận bên trong bộ chế hịa
khí

Hình 1.3. Bộ chế hịa khí trên ơ tơ
+Thân: Bộ chế hịa khí làm bằng hợp kim gang, nó là nơi gắn ống xăng
chính. Phần đầu gắn họng gió, phần chân gắn vào ống hút động cơ.
+ Họng gió: Dẫn khí trời vào, là chỗ gắn họng khuyếch tán, cánh bướm
ga.
+ Cánh bướm ga: Là 1 cái van hình trịn để điều chỉnh khí trời và nhiên
liệu.
+ Họng khuyếch tán: Dùng để tăng tốc độ của khí trời, nhằm tạo ra vùng
chân khơng ở ngay vùng trung tâm họng khuyếch tán.
+ Vịi xăng chính: Được nối thơng từ bình xăng con đến họng khuyếch
tán, nhằm hút xăng từ bình xăng con hịa trộn với khơng khí đưa vào động cơ.
+ Bình xăng con: Là nơi chứa nhiên liệu từ bơm xăng đưa vào. Cấu tạo
gồm phao xăng đồng mỏng hoặc bằng nhựa nổi bên trên bình nhiên liệu để
đóng đường xăng vào bình. Một bên có bản lề để gắn vào vách bình hoặc treo

trên nắp. Trên phao có gắn kim xăng có nhiệm vụ điều tiết lượng xăng đi vào.
Kim xăng có mũi nhọn hình cơn ăn khớp với bệ của nó. Bệ kim làm bằng đồng
gắn ở trên nắp làm việc chung với kim xăng và phao xăng.


4

1.3.1.2. Phân loại bộ chế hịa khí
A. Phân loại theo cấu tạo chung của bộ chế hịa khí
- Bộ chế hịa khí 1 họng.
- Bộ chế hịa khí 2 họng.
- Bộ chế hịa khí điện tử.
B. Phân loại theo ngun lý hoạt động của bộ chế hịa khí
- Loại bốc hơi.
- Loại phun.
- Loại hút:


Loại hút đơn giản.



Loại hút hiện đại.

 Chế hồ khí bốc hơi.
Chế hồ khí bốc hơi chỉ dùng cho loại xăng dễ bốc hơi. Nguyên lý hoạt
động của nó như sau:

Hình 1.4. Sơ đồ bộ chế hồ khí bốc hơi
1: Họng; 2: Bầu xăng; 3: Ống nạp; 4: Bướm ga.

Xăng được đưa từ thùng chứa đến bầu xăng (2) của bộ chế hồ khí. Trong
hành trình hút của động cơ khơng khí theo đường ống (1) lướt qua mặt xăng
của bầu xăng (2), ở đây không khí hịa trộn với hơi xăng tạo thành hỗn hợp giữa
hơi xăng và khơng khí. Sau đó hỗn hợp đi qua đường ống nạp (3), bướm ga (4)


5

và được hút vào động cơ. Bướm ga (4) có nhiệm vụ dùng để điểu chỉnh lượng
hịa khí nạp vào động cơ. Muốn điều chỉnh nồng độ của khí hỗn hợp tức là điều
chỉnh thành phần hơi nhiên liệu chứa trong hỗn hợp phải thay đổi thể tích phần
khơng gian bên trên giữa mặt xăng và thành của bầu xăng (2).
Ưu điểm chính của loại chế hồ khí bốc hơi là hơi xăng và hỗn hợp khơng
khí hỗn hợp với nhau rất đều. Nhưng loại này lại có rất nhiều khuyết điểm, rất
cồng kềnh, dễ sinh hoả hoạn, rất nhạy cảm với mọi thay đổi của điều kiện khí
trời, lúc động cơ chạy phải ln điều chỉnh vì vậy hiện nay khơng dùng nữa.
 Chế hồ khí phun

Hình 1.5. Sơ đồ bộ chế hồ khí phun
1: Họng; 2: Buồng chứa khơng khí áp suất cao; 3: Màng mỏng; 4: Buồng
chứa khơng khí áp suất thấp; 5: Buồng chứa nhiên liệu áp suất thấp; 6: Màng
mỏng; 7: Buồng chứa nhiên liệu áp suất cao; 8: Cán van; 9: Van nhiên liệu;
10: Ziclơ; 11: Vòi phun; 12: Bướm ga; 13: Đường ống.
Nguyên lý làm việc của chế hồ khí phun là dùng áp lực để phun nhiên
liệu vào không gian hỗn hợp.
Buồng khơng khí(2) ăn thơng với đường ống nạp động cơ nhờ đường
ống(13). Miệng của đường ống(13) đặt đối diện với chiều lưu động của dịng
khí vì vậy áp suất trong buồng(2) bằng tổng áp suất động và áp suất tĩnh của



6

dịng khí. Buồng khơng khí(4) nối liền với họng(1) nên trong buồng(4) có độ
chân khơng. Lực tác động ở buồng(2) lên màng mỏng(3) làm cho màng(3) uốn
cong về phía buồng(4). Kết quả làm cho cán van(8) và van(9) chuyển dịch sang
bên phải làm cho cửa van(9) được mở rộng. Với một áp suất nhất định nhiên
liệu được bơm qua van vào buồng(7). Từ buồng(7) đi qua ziclơ(10) và vòi
phun(11), nhiên liệu được phun thành những hạt nhỏ và hỗn hợp đều với khơng
khí. Nhờ một đường ống nối liền với nhiên liệu ở sau ziclơ(10) nên buồng(5)
cũng chứa đầy nhiên liệu nhưng áp suất trong buồng(5) thấp hơn áp suất trong
buồng(7) vì vậy màng mỏng 6 cũng bị uốn cong với khuynh hướng đóng nhỏ
van(9). Khi các lực tác dụng lên màng mỏng ở vị trí cân bằng thì van nhiên
liệu(9) nằm ở một vị trí nhất định tương ứng với một chế độ làm việc của động
cơ.
Các bộ chế hồ khí phun làm việc chính xác, ổn định dù động cơ đặt ở bất
kỳ vị trí nào nhưng việc bảo dưỡng, điều chỉnh phức tạp.
 Bộ chế hồ khí hút đơn giản

Hình 1.6. Sơ đồ bộ chế hồ khí hút
1: Bướm ga; 2: Đường ống nhiên liệu; 3: Van kim; 4: Buồng phao;
5: Phao; 6: Ziclơ; 7: Đường ống nạp; 8: Vịi phun; 9: Họng
Khơng khí từ khí trời được hút qua bầu lọc vào đường ống nạp (7) qua
họng (9) của bộ chế hồ khí họng (9) làm cho đường ống bị thắt lại vì vậy tạo


7

nên độ chân khơng khi khơng khí đi qua họng. Chỗ tiết diện lưu thông nhỏ nhất
của họng là nơi có độ chân khơng nhỏ nhất. Vịi 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 vịi phun. Nhờ có độ chân khơng ở họng nhiên liệu được hút khỏi
vòi phun và được xé thành những hạt sương mù nhỏ hỗn hợp với dịng khơng
khí đi qua họng vào động cơ. Để bộ chế hoà khí làm việc chính xác thì nhiên
liệu trong buồng phao ln ln 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 cịn có bướm ga (1) dùng để điều chỉnh số lượng
hỗn hợp đưa vào động cơ.
 Bộ chế hồ khí hút hiện đại
Bộ chế hồ khí hút đơn giản, khi đáp ứng được yêu cầu làm việc của động
cơ ở chế độ khơng tải và tải nhỏ thì khi động cơ làm việc ở chế độ tải ổn định
và toàn tải thì hỗn hợp lại q lỗng, động cơ khơng thể làm việc được.
Ngược lại, khi động cơ làm việc tốt ở chế độ tải lớn thì khi ở tải nhỏ và
khơng tải thì hỗn hợp lại q giàu. Vì vậy ở những bộ chế hồ khí hiện đại thì
chúng được trang bị thêm những hệ thống hỗ trợ như : hệ thống không tải, hệ
thống làm đậm, bơm tăng tốc.v.v.
Sau đây em chỉ giới thiệu bộ chế hồ khí điển hình là K129.
Ngun lý làm việc của bộ chế hồ khí K129 sẽ làm việc như bộ chế hồ
khí hút đơn giản nhưng nó được sự hỗ trợ của các hệ thống phụ như : hệ thống
làm đậm, hệ thống khơng tải, bơm tăng tốc.v.v. Nên bộ chế hồ khí này đáp
ứng được tất cả các yêu cầu làm việc của động cơ từ chế độ khởi động cho đến
khi cần phát huy hết công suất.


8

Sơ đồ cấu tạo:

7


8

9 10 11 12

13

14

15

6
5

4
3
2

16

1

17

31

18
21 20

19


22
23

30 29 28 27
26 25 24

Hình 1.7. Sơ đồ bộ chế hồ khí K129
1: Piston bơm tăng tốc; 2: cần đẩy bơm tăng tốc; 3: piston làm đậm;
4: đòn dẫn động; 5: van piston; 6: lỗ thơng với khí trời; 7: vịi phun tăng tốc;
8: bướm gió; 9: họng nhỏ; 10: vịi phun làm đậm; 11: đường thơng bầu phao
với khí trời; 12: ziclơ khơng khí; 13: ziclơ khơng khí khơng tải; 14: van kim;
15: lọc nhiên liệu; 16: kính quan sát; 17: phao xăng; 18: nút xả; 19: thân bộ
chế hịa khí; 20: ziclơ chính; 21: ziclơ khơng tải; 22: víc điều chỉnh không tải;
23: mạch nhiên liệu không tải; 24: lỗ trên; 25: lỗ dưới; 26: bướm ga; 27: họng
lớn; 28: van kim; 29: van bi; 30: đòn dẫn động; 31: van làm đậm.


9

1.3.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử
 Hệ thống phun xăng trực tiếp
GDI là viết tắt của cụm từ Gasonline Direct Injection chỉ các loại động cơ
phun xăng trực tiếp. Trong loại động cơ này, xăng được phun thẳng vào buồng
cháy của các xylanh, khác hẳn nguyên lý phun xăng vào đường nạp của các
động cơ phun xăng điện tử thơng dụng.

Hình 1.8. Cách phân biệt GDI
Hệ thống GDI sử dụng vòi phun nhiên liệu trực tiếp vào trong buồng cháy
với áp suất lớn. Như vậy, hệ thống GDI hỗn hợp (nhiên liệu-khí) sẽ hình thành
bên trong buồng cháy. Với việc lắp một vòi phun nhiên liệu bên trong xylanh

với áp suất phun cao, nhà sản xuất hồn tồn có thể đẩy tỉ số nén của động cơ
lên cao, giúp hỗn hợp khơng khí-nhiên liệu “tơi” hơn. Q trình cháy diễn ra
hồn hảo, hiệu suất động cơ cao hơn, công suất lớn hơn, tiết kiệm nhiên liệu
hơn và đặc biệt là giảm thiểu khí xả vào môi trường.
Về cấu tạo của hệ thống nhiên liệu GDI khá phức tạp, nhưng nguyên tắc
cơ bản vẫn sử dụng các tín hiệu từ động cơ (qua cảm biến) rồi xử lý tại bộ xử
lý trung tâm ECU để điểu khiển chỉnh vòi phun (thời điểm, lưu lượng, áp
suất…). Dưới đây là một số cảm biến quan trọng:


10

- Cảm biến lựu lượng khí nạp: đo lượng khơng khí xylanh hút vào.
- Cảm biến ơxy: đo lượng ơxy trong khí thải nhằm xác định nhiên liệu
hịa trộn thừa hay thiếu xăng để ECU hiệu chỉnh khi cần thiết.
- Cảm biến vị trí xupap: giúp ECU điều chỉnh lượng xăng phun vào phù
hợp khi đạp ga.
- Cảm biến nhiệt độ chất làm mát: đo nhiệt độ làm việc của động cơ.
- Cảm biến hiệu điện thế : để ECU bù ga khi mở các thiết bị điện trong
xe.
- Cảm biến áp suất ống tiết liệu: nhằm giúp ECU đo công suất động cơ.
- Cảm biến tốc độ động cơ: dùng để tính tốn xung độ động cơ.
* Những đặc điểm chủ yếu của động cơ phun xăng trực tiếp:
- Sự tiêu thụ nhiên liệu rất thấp. Tiêu thụ còn ít hơn động cơ diesel.
- Công suất động cơ siêu cao, cao hơn nhiều so với các loại động cơ phun
xăng gián tiếp đang sử dụng hiện nay.
 Hệ thống phun xăng gián tiếp

Hình 1.9. Cấu tạo cơ bản hệ thống phun xăng điện tử EFI



11

Chữ EFI trên động cơ và phía sau thân xe là viết tắt của từ Electronic Fuel
Injection, có nghĩa là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử. Đây là hệ
thống cung cấp hỗn hợp nhiên liệu tốt nhất hiện nay. Tùy theo các chế độ làm
việc khác nhau của ôtô mà hệ thống tự thay đổi tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu để cung
cấp cho động cơ hoạt động tốt nhất. Cụ thể ở chế độ khởi động trong thời tiết
lạnh giá, hỗn hợp khí được cung cấp giàu xăng, sau khi động cơ đã được nhiệt
độ vận hành, hỗn hợp khí sẽ nghèo xăng hơn. Ở chế độ cao tốc lại được cung
cấp hỗn hợp khí giàu xăng trở lại.
Trên các xe đời cũ sử dụng bộ chế hịa khí để tạo hỗn hợp nhiên liệu và
cung cấp nhiên liệu cho động cơ. Cả hai loại này: bộ chế hịa khí hay hệ thống
phun xăng điện tử đều cung cấp nhiên liệu với một tỷ lệ nhất định phụ thuộc
vào lượng khí nạp. Nhưng do để đáp ứng các yêu cầu về khí xả, tiêu hao nhiên
liệu, cải thiện khả năng tải... thì bộ chế hịa khí ngày nay được lắp them các
thiết bị hiệu chỉnh khác, làm cho nó trở nên phức tạp hơn rất nhiều.
Do vậy, hệ thống phun xăng điện tử EFI đã ra đời thay thế cho bộ chế hịa
khí, nó đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu thích hợp cho động cơ bằng việc phun
nhiên liệu điện tử theo các chế độ lái xe khác nhau. Có 2 loại EFI cơ bản:
Loại L-EFI ( Loại điều khiển lưu lượng khơng khí ): là hệ thống phun
xăng đa điểm điều khiển bằng điện tử. Xăng được phun vào cửa nạp của các
xylanh theo từng lúc chứ khơng phun liên tục. Q trình phun xăng và định
lượng nhiên liệu được thực hiện theo hai tín hiệu gốc: tín hiệu về khối lượng
khơng khí đang nạp vào và tín hiệu về vận tốc trục khuỷu của động cơ. Chức
năng của L-Jectronic là cung cấp cho từng xylanh động cơ một lượng xăng đáp
ứng nhiều chế độ tải khác nhau của động cơ. Một hệ thống các bộ cảm biến ghi
nhận thông tin về chế độ làm việc của ơ tơ, về tình trạng thực tế của động cơ,
chuyển đổi các thông tin nhận được và tính tốn chính xác lượng xăng cần phun
ra. Lưu lượng xăng phun ra ấn định do thời lượng mở van của các béc phun

xăng.


12

Loại D-EFI ( loại điều khiển áp suất đường nạp): Loại này đo mức độ
chân không trong đường ống nạp do đó nhận biết được khí nạp qua mật độ của
nó. 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 sử dụng thường là cảm biến áp suất kiểu
áp điện - điện trở kết hợp với nhiệt kế để đo nhiệt độ chuyển động.
Hệ thống phun xăng đa điểm (Multipoint Injection-MPI): Mỗi xylanh
được trang bị một vòi phun riêng biệt đặt ngay trước xupap. Hệ thống vịi phun
được lấy tín hiệu từ góc quay trục khuỷu để xác định thời điểm phun chính xác.
Tùy vậy nhưng cơ bản vẫn qua sử dụng các cảm biến ghi nhận rồi mới gửi tín
hiệu về bộ xử lý trung tâm ECU để điều chỉnh vòi phun. Cấu tạo gồm những
bộ phận chính là:
- Cảm biến lượng khí nạp.
- Cảm biến ơ xy.
- Cảm biến vị trí xupap.
- Cảm biến nhiệt độ chất làm mát.
- Cảm biến hiệu điện thế ECU.
- Cảm biến áp suất ống tiết liệu.
- Cảm biến tốc độ động cơ.
Hệ thống nhiên liệu GDI có nhiều ưu điểm hơn hệ thống EFI, nhưng để
có thể trang bị hệ thống GDI, vật liệu sử dụng làm piston và xylanh phải có độ
bền cao, do nhiệt sinh ra trong quá trình cháy cao hơn rất nhiều, ngồi ra việc
chế tạo vịi phun cũng phức tạp. Vì vậy, chi phí cho hệ thống nhiên liệu GDI
cao hơn rất nhiều so với EFI. Đây là một lý do quan trọng khiến EFI phổ biến

hơn GDI.


13

Hình 1.10. Sơ đồ cấu tạo hệ thống D-EFI và L-EFI
1.4. Ưu điểm, nhược điểm của EFI so với chế hịa khí
*Ưu điểm của hệ thống EFI so với chế hịa khí
a. Có thể cung cấp hỗn hợp khí-nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh
Do mỗi xylanh đều có vịi phun của mình và do lượng phun được điều
khiển chính xác bằng ECU theo sự thay đổi về tốc độ động cơ và tải trọng nên
có thể phân phối đều nhiên liệu đến từng xylanh với tỷ lệ hịa khí là tối ưu.
b. Cung cấp tỉ lệ khí-nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độ của động
cơ
Hỗn hợp khí-nhiên liệu với tỉ lệ chính xác và liên tục được cung cấp tại
bất kỳ chế độ tốc độ và tải trọng nào của động cơ. Đây là ưu điểm lớn trong
khía cạnh kiểm sốt khí xả và tính kinh tế nhiên liệu.
c. Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi của góc mở bướm ga
Do vịi phun được bố trí gần xylanh và xăng được nén với áp suất cao, cao
hơn so với áp suất đường nạp, cũng như xăng được phun qua một lỗ nhỏ nên
nó dẽ dàng tạo thành sương mù. Khi góc mở bướm ga thay đổi, cảm biến vị trí
bướm ga cảm nhận sự thay đổi đó và truyền tín hiệu về ECU, ECU động cơ
dựa vào tín hiệu này để tính tốn và ra quyết định điểu khiển bằng tín hiệu điện
tới vịi phun ngay lập tức.


14

d. Hiệu chỉnh hỗn hợp khí-nhiên liệu tốt hơn chế hịa khí
Ở chế độ tốc độ thấp thì khả năng tải ở chế độ này được nâng cao, do nhiên

liệu đượn phun vào ở dạng sương bằng vòi phun khởi động lạnh khi động cơ
khởi động. Cũng như lượng không khí đầy đủ được duy trì ngay lập tức sau khi
khởi động. Trong quá trình giảm tốc, động cơ chạy với tốc độ cao, ngay cả khi
bướm ga đã đóng kín. Do vậy mà lượng khí nạp vào xylanh giảm xuống và độ
chân không trong đường nạp rất lớn.
Ở chế hịa khí, xăng bám trên thành của đường ống nạp sẽ bay hơi và khi
vào trong xylanh, do độ chân không của đường ống nạp tăng đột ngột, kết qua
là hỗn hợp q đậm, dẫn đến q trình cháy khơng hồn tồn và làm tăng lượng
H-C trong khí xả. Nhưng ở hệ thống EFI thì việc phun nhiên liệu bị cắt ngay
khi bướm ga đóng và động cơ chạy tại tốc độ lớn hơn một giá trị nhất định, do
vậy nồng đọ H-C trong khí xả giảm xuống và làm giảm tiêu hao nhiên liệu.
e. Nạp hỗn hợp khí-nhiên liệu hiệu quả hơn chế hịa khí
Ở chế hịa khí, dịng khơng khí bị thu hẹp lại bằng họng khuyếch tán để
tăng tốc độ dịng khí nạp, tạo nên độ chân khơng dưới họng khuyếch tán, hỗn
hợp khí nhiên liệu được hút vào trong xylanh trong hành trình đi xuống của
piston.
Ở hệ thống EFI, nhiên liệu có áp suất cao được phun trực tiếp vào đường
ống nạp qua vòi phun dưới dạng sương. Do vậy không cần họng khuyếch tán,
cũng như làm cho đường ống nạp nhỏ hơn, nên có thể lợi dụng được qn tính
của dịng khí, nạp hỗn hợp nhiên liệu-khí được tốt hơn.
* Nhược điểm của hệ thống EFI so với chế hịa khí
+ Cấu tạo của hệ thống EFI phức tạp, yêu cầu khắt khe về chất lượng
lọc sạch khí và nhiên liệu.
+ Bảo dưỡng và sửa chữa địi hỏi trình độ chun mơn cao.
+ Giá thành cao.


15

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

1.5.1. Khái niệm về hệ thống phun xăng điện tử EFI
Hệ thống phun xăng điện tử EFI (Electronic Feul Injection) là một hệ
thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ được điểu khiển bằng điện tử. Cụ thể là
một bơm nhiên liệu hoạt động bằng điện cung cấp đủ nhiên liệu dưới áp suất
khơng đổi đến các vịi phun. Các vòi phun sẽ phun một lượng nhiên liệu định
trước vào đường ống nạp theo các tín hiệu tử ECU động cơ. ECU động cơ nhận
tín hiệu từ các cảm biến truyền về thông báo sự thay đổi của trạng thái, chế độ
hoạt động của động cơ. ECU động cơ sử dụng các tín hiệu này để tính tốn xác
định khoảng thời gian phun cần thiết nhằm đạt được hịa khí với tỷ lệ tối ưu,
phù hợp với từng điều kiện hoạt động của động cơ.
1.5.2. Lịch sử phát triển
Vào thế kỷ XIX, một kỹ sư ngưởỉ mỹ ông Stenvan đã nghĩ ra cách phun
nhiên liệu cho một máy nén khí. Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho
phun nhiên liệu vào buồng chảy nhưng không mang lại hiệu quả. Đầu thế kỷ
20, người Đức áp dụng hệ thống phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại
( nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu quả
thấp ). Tuy nhiên, sau đó sáng kiến này đã rất thành cơng trong việc chế tạo hệ
thống phun xăng kiểu cơ khí. Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được
phun trực tiếp vào trước xupap hút nên có tên goi là K - Jetronic. K - Jetronic
được đưa vào sản xuất ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe
khác, là nền tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE Jetronic, Mono - Jetronic, L - Jetronic, Motronic...
Do hệ thống phun xăng cơ khỉ có nhiều nhược điểm nên đầu những năm
80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng kim phun điều khiển
bằng điện, có hai loại : hệ thống L - Jefronic (lượng nhiên liệu được xác định
nhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp ) và D - Jetronic (lượng nhiên liệu được xác
định dựa vào áp suất trên đường ống nạp).


16


Đến năm 1984, người Nhật đã mua bản quyền của BOSCH và đã ứng dụng
hệ thống phun xăng L - Jetronic và D - Jetronic trên các xe của hãng Toyota
(dung với động cơ 4A - ELU). Đến những năm 1987 , hãng Nissan dung L Jetronic thay thế bộ chế hịa khí của xe Sunny.
Việc điều khiển EFI có thể chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về
phương pháp dung để xác định lượng nhiên liệu phun.Một là một loại mạch
tương tự, loại này điều khiển lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp và
phóng vào tụ điện. Loại khác là loại được điều khiển bằng vi xử lý,loại này sử
dụng dữ liệu lưu trong bộ nhớ để xác định lượng phun.
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng mạch tương tự là loại được Toyota sử
dụng lần đầu tiên trong hệ thống EFI của nó. Loại điều khiển bằng vi xử lý
được bắt đầu sử dụng vào năm 1983.

Hình 1.11. Phân loại hệ thống điều khiển
Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe của
Toyota gọi là TCCS (Toyota Computer controlledsystem - hệ thống điều khiển


17

bằng máy tính của Toyota), nó khơng chỉ điều khiển lượng phun mà còn bao
gồm ESA (Electronic Spark advance - đánh lửa sớm điện tử) để điều khiển thời
điểm đánh lửa ; ISC (Idle speed control - điều khiển tốc độ không tải) và các
hệ thống điều khiển khác cũng như chức năng chấn đốn và dự phịng. Hai hệ
thống này có thể phân loại thành các dạng như trên.
Loại EFI mạch tương tự và vi điều khiển bằng bộ vi xử lý về cơ bản là
giống nhau, nhưng có thể nhận thấy một vài điểm khác nhau như các lĩnh vực
điều khiển và độ chính xác.
1.5.3. Kết cấu cơ bản của hệ thống EFI
Hệ thống nhiên liệu động cơ 2AZ-FE đóng vai trị rất quan trọng, nó khơng
đơn thuần là hệ thống phun nhiên liệu, nhưng nó hợp thành một hệ thống đó là

hệ thống điều khiển điện tử (ECU), hệ thống đánh lửa điện tử, điều khiển tốc
độ động cơ, tạo ra sự tương trợ lẫn nhau, kim phun hoạt động như các kim phun
của các xe đời mới. Khả năng điều khiển tốt, công suất động cơ tăng, giảm tiêu
hao nhiên liệu.
Lượng khơng khí nạp được lọc sạch khi đi qua lọc khơng khí và được đo
bởi cảm biến lưu lượng khơng khí. Tỷ lệ hồ trộn được ECU tính tốn và hồ
trộn theo tỷ lệ phù hợp nhất. Có cảm biến ơxy ở đường ống xả để cảm nhận
lượng ôxy dư, điều khiển lượng phun nhiên liệu vào tốt hơn.
Kết cấu cơ bản của hệ thống EFI có thể chia thành 3 khối chính là:
+ Khối nhiên liệu: Bơm nhiên liệu, lọc nhiên liệu, bộ ổn áp, các vịi phun,
nhiên liệu.
+ Khối nạp khí: Lọc gió, cảm biến lưu lượng gió, cổ họng gió, khoang nạp
khí, đường ống nạp, van khí phụ.
+ Khối điểu khiển điện tử: Các cảm biến ( nhiệt độ nước, nhiệt độ khí nạp,
vị trí bướm ga, tín hiệu khởi động, cảm biến oxy…); ECU( điều khiển lượng
phun nhiên liệu).


18

Hình 1.12. Cấu tạo cơ bản hệ thống phun xăng điện tử


19

CHƯƠNG 2: CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT VÀ CẤU TRÚC CÁC BỘ
PHẬN TRÊN ĐỘNG CƠ XE TOYOTA CAMRY 2.5Q 2018
2.1. Giới thiệu chung về Toyota Camry 2.5Q 2018

Hình 2.1. Toyota Camry 2.5Q

D x R x C (mm)
Chiều dài cơ sở (mm)
Kích thước

Động cơ

4825 x 1825 x
1470
2775

Khoảng sáng gầm xe (mm)

150

Bán kính vịng quay tối thiểu (m)

5,5

Trọng lượng khơng tải (kg)

1498

Trọng lượng tồn tải (kg)

2000

Dung tích cơng tác (cc)

2AR-FE 4 xy
lanh thẳng hàng,

16 van, DOHC,
VVT-i kép, ACIS
2494

Công suất tối đa (kW/ v/p)

178 / 6000

Mô men xoắn tối đa (Nm/ v/p)

231 / 4100

Trong đơ thị (lít/100km)
Mức tiêu thụ nhiên
Ngồi đơ thị (lít/100km)
liệu
Kết hợp (lít/100km)

10.7
6.1
7.8