Mục lục
Mục lục...........................................................................................................................1
Lời nói đầu.....................................................................................................................5
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ.....................6
1.1. Giới thiệu chung......................................................................................................6
1.1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử..............................................6
1.1.2. Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hịa khí..............7
1.2.Phân loại EFI..........................................................................................................10
1.2.1Phân loại theo phương pháp phát hiện lượng khơng khí nạp...............................10
1.2.2.Phân loại theo điểm phun....................................................................................11
1.2.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun..............................................12
1.2.4 Phân loại theo thời điểm phun xăng....................................................................12
1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử........................13
1.3.1. Cấu tạo...............................................................................................................13
1.3.2. Nguyên lý hoạt động..........................................................................................14
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
TRÊN XE HYUNDAI GRAND I10............................................................................17
2. Giới thiệu chung về xe Hyundai Grand i10.............................................................17
2.1. Hệ thống phun xăng điện tử động cơ KAPPA......................................................21
2.1.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phun xăng điện tử động cơ KAPPA...............21
2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính....................................22
2.1.2.1. Bơm nhiên liệu................................................................................................22
2.1.2.2. Bầu lọc nhiên liệu............................................................................................24
2.1.2.3. Bộ giảm rung động..........................................................................................25
1


2.1.2.4. Bộ ổn định áp suất...........................................................................................25
2.1.2.5. Vòi phun xăng điện tử.....................................................................................27
2.1.2.6. Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu..................................................................29
2.2. Hệ thống cung cấp khơng khí động cơ Kappa......................................................31

2.2.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp khơng khí...................................................................31
2.2.2. Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp khơng khí........................................32
2.3. Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử động cơ Kappa.......................................33
2.3.1. Nguyên lý chung................................................................................................33
2.3.2. Sơ đồ mạch điện.................................................................................................34
2.3.3. Bộ điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit).......................................37
2.3.3.1. Chức năng hoạt động cơ bản...........................................................................38
2.3.3.2. Chức năng thực tế...........................................................................................41
2.3.3.3. Các bộ phận của ECU.....................................................................................41
2.3.3.4. Các thông số hoạt động của ECU...................................................................42
2.3.3.5. Xử lý thông tin và tạo xung phun....................................................................42
2.3.3.6. Điều khiển thời điểm phun..............................................................................44
2.3.3.7. Điều khiển lượng phun....................................................................................45
2.3.3.8. Các chế độ làm việc........................................................................................45
2.3.4. Các cảm biến......................................................................................................48
2.3.4.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp............................................................................48
2.3.4.2. Cảm biến nhiệt độ khí nạp..............................................................................50
2.3.4.3. Cảm biến vị trí bướm ga.................................................................................51
2.3.4.4. Cảm biến ôxy..................................................................................................53
2.3.4.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát....................................................................55
2


2.3.4.6. Cảm biến vị trí trục cam..................................................................................56
2.3.4.7. Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP)...................................................................57
2.3.4.8. Cảm biến tiếng gõ...........................................................................................58
2.3.4.9. Cảm biến vị trí bàn đạp ga..............................................................................59
2.4. Tính tốn lượng nhiên liệu cung cấp.....................................................................61
2.4.1. Lượng khơng khí cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu......................................61
2.4.2. Tính tốn lượng nhiên liệu phun cho động cơ...................................................62

2.5. Kết luận.................................................................................................................65
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG PHUN
XĂNG ĐIỆN TỬ ĐỘNG CƠ 4 MÁY.........................................................................66
3.1. Dụng cụ chuẩn bị..................................................................................................66
3.1.1. Arduino UNO R3...............................................................................................66
3.1.2. Led hiển thị mô phỏng cho kim phun và bơm nhiên liệu..................................67
3.1.3. Relay 5 chân 5V.................................................................................................68
3.1.4.Transistor C828...................................................................................................69
3.1.5. Thyristor IRF 540...............................................................................................70
3.1.6. Điện trở..............................................................................................................71
3.1.7. Cảm biến quang..................................................................................................71
3.1.8. Màn hình hiển thị LCD và IC giải mã I2C.........................................................72
3.2 Mạch mơ phỏng Proteus.........................................................................................74
3.2.1. Mạch điều khuyển vịi phun:..............................................................................74
3.2.2. Mạch điều khuyển kim phun:.............................................................................74
3.2.3. Mạch hiển thị màn hình LCD và cảm biến tốc độ:............................................75
3.2.4. Mạch tổng quan:.................................................................................................75
3


3.3. Mạch mô phỏng trên Altium................................................................................76
3.3.1. Sơ đồ nguyên lý..................................................................................................76
3.3.2. Sơ đồ đi dây........................................................................................................76
3.3.3. Mơ hình trên mơ phỏng 3D................................................................................77
3.4 Mơ hình thực tế......................................................................................................78
3.4.1) Bảng mạch và dụng cụ làm mạch......................................................................78
3.4.2) Gắn và hàn chân linh kiện..................................................................................78
3.4.2) Các chế độ làm viêc...........................................................................................79
a) TH1: Công tắc OFF..................................................................................................79
b) TH2: Công tắc ON vs động cơ chưa hoạt động.......................................................79

c) TH3: Công tắc ON và động cơ hoạt động................................................................80
3.5 Chương trình nạp cho arduino (CODE).................................................................81
KẾT LUẬN..................................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................85

4


Lời nói đầu
Như chúng ta đã biết, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành cơng
nghệ ơ tơ thì ngành cơ điện tử trên ơtơ cũng có những sự vươn lên mạnh mẽ.
Hàng loạt các linh kiện bán dẫn, thiết bị điện tử cảm biến được trang bị trên
động cơ ơtơ nhằm mục đích giúp tăng cơng suất động cơ, giảm được suất tiêu
hao nhiên liệu và đặc biệt là ơ nhiễm mơi trường do khí thải tạo ra là nhỏ
nhất... Và hàng loạt các ưu điểm khác mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem
lại cho công nghệ chế tạo ôtô hiện nay.
Việc khảo sát cụ thể, chẩn đoán, bảo dưỡng hệ thống phun xăng điều
khiển điện tử giúp em có một cái nhìn cụ thể hơn, sâu sắc hơn về vấn đề này.
Đây cũng là lý do mà đã khiến em chọn đề tài khảo sát hệ thống phun xăng
điện tử động cơ Kappa trên dòng xe Hyundai Grand i10 này làm đề tài tốt
nghiệp. Nội dung đồ án bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử
Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống phun xăng điện tử.
Chương 3: Xây dựng mô hình hệ thống phun xăng điện tử động cơ 4
máy.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham
khảo cịn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của
em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cơ giáo trong bộ
môn chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn và các thầy

giáo trong bộ mơn cơ khí Ơ tơ đã giúp em hồn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 2 năm
2021
Sinh viên thực hiện

5


CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHUN XĂNG
ĐIỆN TỬ
1.1. Giới thiệu chung.
Xu thế phát triển của các nhà sản xuất ơ tơ là nghiên cứu hồn thiện q
trình hình thành hỗn hợp cháy để đạt được sự cháy hết, tăng tính kinh tế nhiên
liệu và giảm được hàm lượng độc hại của khí xả thải ra mơi trường. Cơng
nghệ phun xăng điện tử là một giải pháp cho vấn đề ấy. Hiện nay, hệ thống
này được các nhà sản xuất áp dụng trên nhiều loại xe. Trước tiên, hãy bắt đầu
bằng việc lịch sử ra đời và phát triển hệ thống này.
Hệ thống phun xăng điện tử là hệ thống điều khiển tích hợp cả hai q
trình phun xăng và đánh lửa của động cơ, cho phép cung cấp lượng xăng
chính xác dưới sự điều khiển của ECU theo sự thay đổi tốc độ động cơ và tải
trọng, dẫn đến việc phân phối đều nhiên liệu tới từng xi lanh.
1.1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống phun xăng điện tử.
Vào cuối thế kỷ 19, người Đức đã cho phun nhiên liệu vào buồng cháy
nhưng không mang lại hiệu quả nên không được 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 dung trên động cơ tỉnh tại. Đầu thế kỷ 20, người Đức áp dụng hệ
thống phun xăng trên động cơ 4 thì tỉnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ máy
là dầu hoả nên hay bị kích nổ và hiệu suất rất thấp), với sự đóng góp này đã
đưa ra một cơng nghệ chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu máy bay ở Đức.
Từ đó trở đi, hệ thống phun xăng được áp dụng trên các ơ tơ ở Đức và nó

đã thay dần động cơ sử dụng chế hồ khí. Hãng BOSCH đã áp dụng hệ thống
phun xăng trên ô tô hai thì bằng cách cung cấp nhiên liệu với áp lực cao và sử
dụng phương pháp phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt nên giá thành chế
tạo cao và hiệu quả lại thấp với kỹ thuật này đã được ứng dụng trong thế
chiến thứ II.
Việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống phun xăng bị gián đoạn trong một
khoảng thời gian dài do chiến tranh, đến 1962 người Pháp phát triển nó trên ơ
6


tô Peugeot 404. Họ điều khiển sự phân phối nhiên liệu bằng cơ khí nên hiệu
quả khơng cao và cơng nghệ vẫn chưa đáp ứng tốt. Đến năm 1966 hãng
BOSCH đã thành công trong việc chế tạo hệ thống phun xăng cơ khí. Trong
hệ thống này nhiên liệu được phun liên tục vào trước xupáp nạp nên có tên là
K-Jetronic(K- konstant-liên tục, Jetronic-phun). K-jetronic được đưa vào sản
xuất và 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 này.

Hình 1.1. Ơ tơ Peugeot 404 và Ơ tơ Mercedes 380 SE (1982) sử dụng hệ
thống K -Jetronic
1.1.2. Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng điện tử so với bộ chế hịa
khí.
a) Ưu điểm:
+ Có thể cấp hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu đồng đều đến từng xylanh.
Do mỗi xylanh đều có vịi phun và lượng nhiên liệu 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 đến từng xylanh. Mặt khác, vì tỷ lệ khơng khí - nhiên
liệu có thể điều khiển tự do nhờ ECU bằng việc thay đổi thời gian hoạt động
của vòi phun nên hỗn hợp khí - nhiên liệu được phân phối đều đến tất cả các
xylanh, kết quả tỷ lệ khơng khí – nhiên liệu sẽ tối ưu.

+ Có thể đạt được tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu chính xác
Vịi phun đơn của bộ chế hồ khí khơng thể điều khiển chính xác tỷ lệ
7


khơng khí - nhiên liệu ở tất cả các dải tốc độ, đó là dải tốc độ khơng tải, tốc
độ trung bình và tốc độ cao, khi khởi động, khi tăng tốc, khi phát huy hết
công suất... nên hỗn hợp phải được làm đậm khi chuyển từ hệ thống này sang
hệ thống khác. Vì thế nên rất dễ xẩy ra hiện tượng khơng bình thường ( ví dụ
như nổ trong đường ống nạp...) trong quá trình chuyển đổi cũng như có sự
khơng đồng đều khá lớn trong từng xylanh nên hỗn hợp phải được làm đậm
hơn.
Hệ thống phun xăng điện tử có bộ điều khiển trung tâm ECU sẽ điều
chỉnh lượng nhiên liệu và độ mở bướm ga, cho phép điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp
khơng khí- nhiên liệu phù hợp, chính xác với mỗi tốc độ trong dải chế độ
động cơ và trong bất kỳ chế độ tải trọng nào nên nó có ưu điểm rất lớn trong
việc kiểm sốt khí xả và nâng cao tính kinh tế của nhiên liệu.
+ Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi của góc mở bướm ga.
Ở bộ chế hồ khí, từ vịi phun đến xylanh có một khoảng cách dài cũng
như có sự chênh lệch lớn giữa tỷ trọng xăng và khơng khí nên xuất hiện sự
chậm trễ khi xăng đi vào xylanh tương ứng với sự thay đổi của luồng khí nạp.
Mặc dù vậy, ở hệ thống phun xăng điện tử vịi phun được bố trí ở gần xylanh
và được nén với áp suất khoảng 2 -3 kg/cm 2, cao hơn so với áp suất đường
nạp, cũng như nó được phun qua một lỗ nhỏ nên nó dễ dàng tạo thành dạng
sương mù. Do vậy lượng phun xăng thay đổi tương ứng với sự thay đổi của
lượng khí nạp tuỳ theo sự đóng mở của bướm ga, nên hỗn hợp khí - nhiên liệu
phun vào trong các xylanh thay đổi ngay lập tức theo độ mở của bướm ga.
+ Hiệu chỉnh hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu.
Việc hiệu chỉnh hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu này thể hiện ở hai yếu tố
đó là bù lại tốc độ thấp và cắt nhiên liệu khi giảm tốc, cụ thể là:

- Bù tại tốc độ thấp :
Khả năng tải tại tốc độ thấp được nâng cao do nhiên liệu ở dạng sương
mù được phun ra bởi vòi phun khởi động lạnh khi động cơ khởi động cũng
8


như lượng khơng khí được hút qua van khơng tải nên khả năng tải được duy
trì ngay lập tức sau khi khởi động.
- Cắt nhiên liệu khi giảm tốc :
Trong quá trình giảm tốc, động cơ chạy với tốc độ cao ngay cả khi bướm
ga đóng kín. Do vậy, lượng khí nạp vào xylanh giảm xuống và độ chân khơng
trong đường ống nạp trở nên rất lớn. Ở chế hoà khí, xăng bám trên thành của
đường ống nạp sẽ bay hơi và vào bên trong xylanh động cơ do độ chân không
tăng lên đột ngột làm cho hỗn hợp quá đậm, q trình cháy xẩy ra khơng hồn
tồn và làm cho nồng độ HC trong khí xả tăng lên. Ở động cơ Kappa, việc
phun nhiên liệu bị loại bỏ khi bướm ga đóng kín, do vậy nồng độ HC trong
khí thải giảm xuống và làm giảm tiêu hao nhiên liệu.
+ Nạp hỗn hợp khí - nhiên liệu có hiệu quả.
Ở bộ chế hồ khí, dịng khơng khí bị thu hẹp lại bằng họng khuếch tán để
tăng tốc độ dịng khí, tạo nên độ chân không bên dưới họng khếch tán làm cho
nhiên liệu được hút vào trong xylanh. Tuy nhiên họng khếch tán làm cản trở
dịng khí nạp, cịn ở động cơ Kappa một áp suất nhiên liệu xấp xỉ 2 - 3 kg/cm 2
luôn được bơm cung cấp đến động cơ để nâng cao khả năng phun sương của
hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu, do vậy khơng cần có họng khếch tán nên
dịng khí nạp khơng bị cản trở cũng như có thể tận dụng qn tính của dịng
khí để tăng lượng khơng khí nạp cho một chu trình.
b) Nhược điểm:
Ngồi những ưu điểm trên thì hệ thống phun xăng điện tử có một số
điểm hạn chế so với hệ thống nhiên liệu xăng dùng bộ chế hòa khí, đó là 3
nhược điểm sau:

+ Cấu tạo của hệ thống phức tạp, yêu cầu khắt khe về chất lượng xăng và
khơng khí (chất lượng lọc phải rất tốt), cơng tác bảo dưỡng sửa chữa khó, địi
hỏi trình độ chun mơn cao.
+ Giá thành cịn đắt.
+ Độ tin cậy phụ thuộc nhiều vào hệ thống điều khiển
9


Tuy nhiên, với đà phát triển hiện nay của kỹ thuật phun xăng, với sự
giảm giá thành liên tục của các linh kiện, thiết bị điện tử và nhất là với những
quy định càng ngày càng ngặt nghèo về mức độ độc hại của khí xả thì hệ
thống phun xăng điện tử sẽ ngày càng được sử dụng rộng rãi trên các phương
tiện cơ giới đường bộ.
1.2.Phân loại EFI
1.2.1Phân loại theo phương pháp phát hiện lượng khơng khí nạp.
a.L-EFI (loại điều khiển lượng khơng khí)

Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống L-EFI

10


b.D-EFI (loại điều khiển áp suất đường ống nạp
Loại này đo áp suất trong đường ống nạp để phát hiện lượng khơng khí
nạp theo tỷ trọng của khơng khí nạp.

Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống D-EFI
1.2.2.Phân loại theo điểm phun.
+Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm): Kim phun đặt ở cổ
đường nạp hút chung cho toàn bộ các xi lanh của động cơ, bên trên bướm ga.

+Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa điểm ): mỗi xy lanh của động
cơ được bố trí 1 vịi phun phía trước xupáp nạp.
Hình 1.4. Hệ thống phun xăng đa điểm.

11


1.2.3 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun.
a. Phun xăng điện tử:
Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của động cơ
(các sensors) và bộ điều khiển trung tâm (computer) để điều khiển chế độ hoạt
động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất.
b. Phun xăng thủy lực:
Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên
liệu. Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối
nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ. Có một vài loại xe
trang bị hệ thốngnày.
1.2.4 Phân loại theo thời điểm phun xăng.
a. Hệ thống phun xăng gián đoạn:
Đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào xupáp.
Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupáp mở ra hay đóng lại. Hệ thống
phun xăng gián đoạn cịn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
b. Hệ thống phun xăng đồng loạt:
Là phun xăng vào động cơ ngay trước khi xupáp nạp mở ra hoặc khi
xupáp nạp mở ra.
Áp dụng chohệ thống phun dầu.
c. Hệ thống phun xăng liên tục:
12



Là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc. Bất kì lúc nào động cơ đang
chạy đều có một số xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ. Tỉ lệ hịa
khí được điều khiển bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu taị các kim phun.
1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử.
1.3.1. Cấu tạo
Hệ thống phun xăng điện tử gồm có 3 phần chính: cấp xăng, dẫn khơng
khí nạp và điều khiển điện tử.
+ Hệ thống cấp xăng có bơm xăng điện cấp xăng có áp suất qua bầu lọc
theo đường ống vào các vịi phun. Trên đường ống có lắp van điều chỉnh áp
suất giữ áp suất xăng ở đầu vòi phun là 2.3 - 2.6 kg/cm 2 ở vịng quay khơng
tải và 2.7 - 3.1 kg/cm2 ở vịng quay định mức. Từ van điều chỉnh áp suất có
đường dẫn xăng thừa về thùng. Các vòi phun được điều khiển phun theo quy
luật đồng thời phun một lượng xăng xác định vào đường ống nạp khơng khí
tuỳ theo tín hiệu từ hộp điều khiển điện tử ECU. Các vòi phun hoạt động đồng
thời, mỗi chu kỳ động cơ phun hai lần, mỗi lần một nữa liều phun.
+ Hệ thống dẫn khơng khí nạp gồm có: Bầu lọc gió, hộp bướm ga và
cụm đường ống nạp có nhiệm vụ cung cấp khơng khí nạp vào buồng cháy.
+ Hệ thống điều khiển điện tử với ECU và các cảm biến có chức năng
tiếp nhận và xử lý các tín hiệu từ các cảm biến cung cấp tới. Hộp ECU có vai
trị như bộ não, xử lý các thông số và đưa ra các phản hồi để hệ thống vận
hành đạt hiệu quả nhất. Các thơng số quan trọng đó là lưu lượng khơng khí
nạp vào, nhiệt độ khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, số vòng quay động cơ,
nồng độ oxy trong khí thải và vị trí bướm ga.
Dưới đây là sơ đồ cấu tạo của hệ thống phun xăng điện tử:

13


Hình 1.5. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phun xăng điện tử.
1. Bình Xăng; 2. Bơm xăng điện ; 3. Cụm ống của đồng hồ đo xăng và bơm;

4. Lọc Xăng; 5. Bộ lọc than hoạt tính; 6.Lọc khơng khí ; 7. Cảm biến lưu
lượng khí nạp; 8.Van điện từ ; 9. Môtơ bước; 10. Bướm ga; 11. Cảm biến vị
trí bướm ga; 12. Ống góp nạp; 13. Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 14. Bộ ổn định
áp suất; 15. Cảm biến vị trí trục cam; 16. Bộ giảm chấn áp suất nhiên liệu; 17.
Ống phân phối nhiên liệu; 18. Vòi phun; 19. Cảm biến tiếng gõ; 20. Cảm
biến nhiệt độ nước làm mát; 21. Cảm biến vị trí trục khuỷu; 22. Cảm biến
ôxy.
1.3.2. Nguyên lý hoạt động
Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm nhiên liệu kiểu cánh
gạt qua bình lọc nhiêu liệu để lọc sách các tạp chất sau đó tới bộ giảm rung,
14


bộ phận này có nhiệm vụ hấp thụ các dao động nhỏ của nhiên liệu sự phun
nhiện liệu gây ra. Sau đó qua ống phân phối, ở cuối ống phân phối có bộ ổn
định áp suất nhằm điều khiển áp suất của dịng nhiên liệu và giữ cho nó ln
ổn định.
Tiếp đến nhiên liệu được đưa tới vòi phun dưới sự điều khiển của ECU
vòi phun sẽ mở ra nhiên liệu được phun vào buồng cháy để động cơ hoạt
động. Nhiên liệu thừa sẽ được đưa theo đường hồi trở về bình nhiên liệu. Các
vịi phun sẽ phun nhiên liệu vào ống nạp tùy theo các tín hiệu phun của ECU.
Các tín hiệu phun của ECU sẽ được quyết định sau khi đã nhận được các tín
hiệu từ các cảm biến và nhiên liệu sẽ được ECU điều chỉnh phù hợp với tình
trạng hoạt động của động cơ.
Hệ thống này gồm có 3 khối thiết bị với từng chức năng nhiệm vụ riêng
là:
+ Các cảm biến có nhiệm vụ ghi nhân các thông số hoạt động của động cơ
(lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ, tải trọng, nồng độ oxy trong khí
thải,… )
+ Bơ xử lý và điều khiển trung tâm (ECU) có nhiệm vụ tiếp nhận và xử lý

thông tin do các cảm biến cung cấp, tín hiệu đến này được chuyển đổi thành
tín hiệu số rồi xử lý theo chương trình đã vạch sẵn.
+ Bộ phận chấp hành có nhiệm vụ nhận tín hiệu ra đã được khuếch đại của
ECU rồi phát xung chỉ huy việc phun xăng và đánh lửa cũng như chỉ huy việc
cấp nhiên liệu, nạp khí, luân hồi khí thải,… đảm bảo sự làm việc tối ưu cho
động cơ.
Dưới đây là sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống:

15


THƠNG
SỐ

CẢM BIẾN

Qa

Lưu
lượng kế

N

Cảm biến
tốc độ

n

Cơng tắc
bướm ga


Tm

Nhiệt kế

Ta

Nhiệt kế

CHẤP HÀNH

Bình chứa

Bơm điện

Lọc xăng

Vòi phun

Động cơ

Ub

Sd

NHIÊN LIỆU

Bộ xử lý và điều khiển trung tâm

Cảm biến

Lamda

Điều chỉnh
áp suất

ĐIỀU
KHIỂN
ĐÁNH LỬA
Thơng số chuẩn

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng điều khiển điện tử.

16


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHUN
XĂNG ĐIỆN TỬ TRÊN XE HYUNDAI GRAND I10
2. Giới thiệu chung về xe Hyundai Grand i10.
Hyundai Grand i10 2016 được thiết kế với đèn pha dạng vịng - Đèn
pha trong suốt phía trước tạo nên phong cách và sự an toàn cho xe. Ngồi ra,
thiết kế cịn tích hợp đèn sương mù giúp tăng khả năng chiếu sáng ban đêm và
trong điều kiện thời tiết xấu. Đèn sương mù – Được tích hợp một cách liền
mạch với cản trước, đèn sương mù giúp tăng tầm nhìn và giảm bớt những khó
khăn khi lưu thơng trên các con đường nhiều sương phủ.

Hình 2.1 Xe Hyundai Grand i10 2016
Xe Hyundai grand i10 2016 bản 5 cửa và 4 cửa sedan đều sử dụng kiểu
nội thất hai tơng màu, chìa khóa thơng minh với nút bấm khởi động, màn hình
hiển thị hình ảnh từ camera phía sau, điều hịa tự động, cổng USB và bộ nhớ 1
GB, gương gập điện, nút bấm mở cốp, kết nối Bluetooth, hộc đựng găng có

chức năng làm lạnh, chỗ để tay hàng ghế sau có hộc đựng cốc, hốc gió cho
hàng ghế sau…
17


Hình 2.2 Bảng táp tơ xe Hyundai Grand i10 2016
Động cơ vận hành êm ái và mượt mà được thiết kế với các vật liệu nhẹ
nhằm giảm trọng lượng xe và giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu. Hyundai Grand
i10 có 2 lựa chọn động cơ: 1.0L công suất 66 mã lực tại 5.500 vịng/phút, mơmen xoắn 91,2 Nm và 1.25L cơng suất 87 mã lực tại 6.000 vịng/phút, mơmen xoắn 119,7 Nm tại 4.000 vịng/phút.

Hình 2.3. Động cơ xe Hyundai Grand i10 2016

18


Bảng thơng số kỹ thuật chung:
Mẫu xe

Sedan,số sàn

Sedan,số tự động

Kích thước tổng thể (mm)

3.995/1.660

Chiều dài cơ sở (mm)

2.425


Khoảng sáng gầm xe (mm)

152

Động cơ

KAPA 1.2 MPI

Dung tích cơng tác (cc)

1.248

Cơng suất cực đại (Ps)

87/6.000

Momem xoắn cực đại (Kgm)

119.68/4000

Dụng tích bình nhiên liệu (L)

43

Hộp số

MT 5 cấp / AT 4 cấp

Phanh trước


Tang trống

Phanh sau

Đĩa

Hệ thống treo trước

Macpherson

Hệ thống treo sau

Thanh xoắn

Thông số lốp

165/65R14

Bảng thông số chi tiết :
Thông số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Khối lượng tồn bộ

M


kg

1340

Khối lượng được treo

m

kg

911

kg

69

Khối lượng khơng được treo bánh mA1,2
19


xe trước
Khối lượng không được treo bánh
mA3,4
xe sau

kg

96


Độ cứng của hệ thống treo trước

C1,C2

N/m

27160

Độ cứng của hệ thống treo sau

C3,C4

N/m

29420

Hệ số cản của giảm chấn trước

K1,K2

Ns/m

2000

Hệ số cản của giảm chấn sau

K3,K4

Ns/m


1500

Bán kính tự do của lốp

r

m

0,3

Độ cứng hướng kính lốp

CL

N/m

229000

Hệ số cản lăn

f

Mật độ khơng khí



Hệ số khí động

c


Diện tích cản chính diện

A

0,02
kg/m3

1,24
0,35

m2

0,92

2.1. Hệ thống phun xăng điện tử động cơ KAPPA
2.1.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phun xăng điện tử động cơ KAPPA
2

14

15

13
27

26

24
25


23

ECU

28

17 18
16
21

20 19
9
8

22
12
7

10

+ ÀÕ
c quy

1

3

6
11
5

4

34
33
32

29

31

30

Hình 2.4. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phun xăng điên tử động cơ KAPPA.
20


1- Bàn đạp ga; 2- Cảm biến vị trí bàn đạp ga; 3- Rơle điều khiển bơm xăng; 4Thùng xăng; 5- Bơm xăng; 6- Lọc xăng; 7- Dàn vòi phun; 8- Vòi phun; 9- Bộ
ổn định áp suất; 10- Đường xăng hồi; 11- Van thốt khí hai chiều; 12- Van
EVAP; 13-Lọc khơng khí; 14- Cảm biến lưu lượng khí nạp; 15- Cảm biến
nhiệt độ khí nạp; 16- Mơtơ điều khiển bướm ga; 17- Cảm biến vị trí bướm ga;
18- Bướm ga; 19- Đường không tải; 20- Van điều chỉnh không tải; 21- Ống
góp nạp; 22- Đường ống nạp; 23- Xupáp nạp; 24- Pittông; 25- Xilanh; 26Xupáp thải; 27- Đường ống thải; 28- Van hồi lưu khí thải(EGR); 29- Cảm
biến ơxy; 30- Bộ xúc tác ba thành phần; 31- Bộ tiêu âm; 32- Cảm biến tốc độ
trục khuỷu; 33- Cảm biến kích nổ; 34- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Nguyên lý hoạt động :
Khi nhận được tín hiệu truyền về từ các cảm biến trong đó quan trọng
nhất là cảm biến lưu lượng khí nạp và cảm biến tốc độ động cơ, ECU sẽ nối
mạch cho rơle điều khiển bơm xăng cấp điện cho bơm xăng. Nhiên liệu được
hút từ bình nhiên liệu bằng bơm và đưa qua lọc nhiên liệu, sau đó qua dàn vịi

phun rồi đến các vịi phun, cuối ống dàn vịi phun có bộ ổn định áp suất nhằm
giữ áp suất của nhiên liệu ở một khoảng nhất định (phía có áp suất cao), nhiên
liệu thừa được đưa trở lại bình xăng qua đường xăng hồi. Kết hợp với lượng
khí nạp được đưa vào động cơ qua hệ thống nạp, các vòi phun sẽ phun nhiên
liệu vào đường ống nạp tùy theo các tín hiệu phun được ECU tính tốn, để
phù hợp với các tình trạng hoạt động của động cơ.
2.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính
2.1.2.1. Bơm nhiên liệu
a) Kết cấu và nguyên lý hoạt động
Bơm nhiên liệu là loại bơm cánh gạt được đặt trong thùng xăng, do đó
loại bơm này ít sinh ra tiếng ồn và rung động hơn so với loại bơm đặt trên
21


đường ống. Các chi tiết chính của bơm bao gồm: Mô tơ, hệ thống bơm nhiên
liệu, van một chiều, van an toàn và bộ lọc được gắn liền thành một khối.

Hình 2.5. Kết cấu của bơm xăng điện
1-Van một chiều; 2- Van an tồn; 3- Chổi than; 4- Rơto; 5- Stato; 6, 8- Vỏ
bơm;7, 9- Cánh bơm; 10- Cửa xăng ra; 11- Cửa xăng vào.
Nguyên lý làm việc:
Rôto 4 quay, dẫn động cánh bơm 7 quay theo, lúc đó cánh bơm sẽ gạt
nhiên liệu từ cửa vào 11 đến cửa ra 10 của bơm, do đó tạo được độ chân
khơng tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra đểđẩy
nhiên liệu đi.
Van an toàn 2 mở khi áp suất vượt quá áp suất giới hạn cho phép
( khoảng 6 kG/cm2 ).
Van một chiều 1 có tác dụng khi động cơ ngừng hoạt động. Van một
chiều kết hợp với bộ ổn định áp suất duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên
liệu khi động cơ ngừng chạy, do vậy có thể dễ dàng khởi động lại. Nếu khơng

có áp suất dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hóa hơi tại nhiệt độ cao gây khó
khăn khi khởi động lại động cơ.
b) Ðiều khiển bơm nhiên liệu.
Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh
cho nhiên liệu khơng bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON
nhưng động cơ chưa chạy.
+ Khi động cơ đang quay khởi động
22


Dịng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi
động (ký hiệu ST) và dòng điện vẫn chạy từ cực STA của ECU (tín hiệu
STA).
Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor cơng
suất bật ON, dịng điện chạy đến cuộn dây mở mạch (C/OPN), rơle mở mạch
bật lên, nguồn điện cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động.
+ Khi động cơ đã khởi động
Sau khi động cơ đã khởi động, khóa điện được trở về vị trí ON (cực
IG2) từ vị trí Start cực (ST), trong khi tín hiệu NE đang phát ra (động cơ đang
nổ máy), ECU giữ Tr bật ON, rơle mở mạch ON bơm nhiên liệu được duy trì
hoạt động.
+ Khi động cơ ngừng
Khi động cơ ngừng, tín hiệu NE đến ECU động cơ bị tắt. Nó tắt
Transistor, do đó cắt dịng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả
là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu.

Hình 2.6. Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu
23



1- Cầu chì dịng cao; 2,6,8,9- Cầu chì; 3,4,10- Rơ le;
5- Bơm; 7- Khóa điện; 11- Máy khởi động.
2.1.2.2. Bầu lọc nhiên liệu
Lọc nhiên liệu lọc tất cả các chất bẩn và tạp chất khác ra khỏi nhiên liệu.
Nó được lắp tại phía có áp suất cao của bơm nhiên liệu, động cơ Kappa sử
dụng loại lọc thấm dùng giấy. Ưu điểm của loại lọc thấm kiểu dùng giấy là
giá rẻ, lọc sạch. Tuy nhiên loại lọc này cũng có nhược điểm là tuổi thọ thấp,
chu kỳ thay thế trung bình khoảng 4500 (km).

Hình 2.7. Kết cấu bộ lọc nhiên liệu
1- Thân lọc nhiên liệu; 2- Lõi lọc; 3- Tấm lọc;
4- Cửa xăng ra; 5- Tấm đỡ; 6- Cửa xăng vào.
Nguyên lý làm việc:
Xăng từ bơm nhiên liệu vào cửa 6 của bộ lọc, sau đó xăng đi qua phần
tử lọc 2. Lõi lọc được làm bằng giấy, độ xốp của lõi giấy khoảng 10m. Các
tạp chất có kích thước lớn hơn 10m được giữ lại đây. Sau đó xăng đi qua
tấm lọc 3 các tạp chất nhỏ hơn 10m được giữ lại và xăng đi qua cửa ra 5 của
bộ lọc là xăng sạch cung cấp nhiên liệu cho quá trình nạp của động cơ.
2.1.2.3. Bộ giảm rung động
Áp suất nhiên liệu được duy trì tại 2,55 hoặc 2,9 kg/cm 2 tùy theo độ
chân không đường nạp bằng bộ ổn định áp suất. Tuy nhiên vẫn có sự dao
24


động nhỏ trong áp suất đường ống do phun nhiên liệu. Bộ giảm rung động có
tác dụng hấp thụ các dao động này bằng một lớp màng.
2.1.2.4. Bộ ổn định áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất được bắt ở cuối ống phân phối. Nhiệm vụ của bộ
điều áp là duy trì và ổn định độ chênh áp trong đường ống.


Hình 2.8. Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạp
của bộ ổn định áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu cấp đến vòi phun phụ thuộc vào áp suất
trên đường ống nạp. Lượng nhiên liệu được điều khiển bằng thời gian của tín
hiệu phun, nên để lượng nhiên liệu được phun ra chính xác thì mức chênh áp
giữa xăng cung cấp đến vòi phun và khơng gian đầu vịi phun phải ln ln
giữ ở mức 2,9 kG/cm2 và chính bộ điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm
này.

25