HỆ THỐNG PHUN XĂNG K-JETRONIC VỚI VAN TẦN SỐ
- Cấu trúc của hệ thống gồm 2 hệ thống chính:
o Hệ thống K- Jetronic.
o Mạch điện điều khiển.
Sơ đồ cấu tạo hệ thống K-Jetronic với van tần số
1. Hệ thống phun xăng cơ khí
Đây là bộ phận chính của hệ thống, cấu trúc và nguyên lý làm việc của nó tương tự như kiểu K- Jetronic, khuyết điểm của hệ thống là điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí, nên sự làm việc của hệ thống không được chính xác lắm. Để khắc phục nhược điểm trên, nhà chế tạo đã trang bị thêm hệ thống điện tử để điều khiển, nhằm cải thiện đặc tính làm việc của động cơ.
2. Hệ thống điều khiển điện tử
Hệ thống điện điều khiển bao gồm các cảm biến để xác định tình trạng làm việc của động cơ, bộ điều khiển điện tử (ECU) và bộ tác động (van tần số).
Sơ đồ khối hệ thống điều khiển điện tử:
2.1. Cảm biến Oxy
Cảm biến Oxy được bố trí trong đường ống thải. Vật liệu là chất ZrO2 (Zirconium di ôxyt), bề mặt trong và bề mặt ngoài của cảm biến được phủ một lớp mỏng platin để dẫn điện. Chức năng của cảm biến Oxy là để xác định hàm lượng Oxy có mặt trong khí thải.
Cảm biến oxy
5 – ZrO2; 6 – Điện cực ngoài; 7 – Lớp sứ bảo vệ.
ZrO2 có tính chất hấp thụ những ion oxy âm tính.
Mặt trong ZrO2 tiếp xúc với không khí, mặt ngoài tiếp xúc với Oxy trong khí thải.
Khi khí thải chứa lượng Oxy ít do hỗn hợp giàu xăng thì số Oxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải ít hơn số ion tập trung ở điện cực tiếp xúc với không khí. Sự chênh lệch số ion này sẽ tạo một tính hiệu điện áp cao khoảng 600-900mv.
Ngược lại khi độ chênh lệch số ion ở hai điện cực nhỏ trong trường hợp nghèo xăng, cảm biến Oxy sẽ phát ra tín hiệu điện áp thấp khoảng 100-400mv.
2.2. Công tắc vị trí bướm ga
Công tắc vị trí bướm ga
1 – Tiếp điểm toàn tải; 2 – Đĩa công tắc; 3 – Trục bướm ga; 4 – Tiếp điểm cầm chừng.
Ở chế độ cầm chừng: Khi cánh bướm ga đóng (góc mở <5o) thì tiếp điểm di động sẽ tiếp xúc với tiếp điểm cầm chừng và gởi tín hiệu điện thế thông báo cho ECU biết động cơ đang hoạt động ở mức cầm chừng. Tín hiệu này cũng dùng để cắt nhiên liệu khi động cơ giảm tốc độ đột ngột.
Ở chế độ tải lớn : Khi cánh bướm ga mở khoảng 50o – 70o ( tuỳ loại động cơ) so với vị trí đóng hoàn toàn, tiếp điểm di động tiếp xúc với tiếp điểm toàn tải (PWS) và gửi tín hiệu điện thế để báo cho ECU biết tình trạng tải lớn của động cơ.
2.3. Bộ điều khiển điện tử ECU
Bộ điều khiển điện tử phân tích tín hiệu truyền từ cảm biến oxy và sẽ điều chỉnh áp suất của hệ thống qua một van tần số.
Van tần số tiếp nhận xung từ bộ điều khiển điện tử (ECU) và sẽ điều khiển tần số đóng mở của van.
Khi van tần số tiếp nhận một xung, nó sẽ nhấc van lên khỏi đế và mở đường nhiên liệu về thùng chứa. Lúc này áp suất nhiên liệu ở buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất giảm cho đến khi van đóng lại trên bề mặt của nó. Tỷ số chu kỳ mở của van tần số tạo ra một áp suất trung bình ở bộ chênh lệch áp suất.
ECU điều khiển van tần số
2.4. Van tần số
Sự thay đổi áp suất ở buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất được giới hạn bởi lỗ định lượng và van tần số.
Lượng nhiên liệu qua van tần số trở về thùng chứa được xác định bởi tỉ số thời gian mở của các xung điện áp vuông và thời gian đóng của van tần số.
Tóm lại: Khi thời gian mở của van tần số dài hơn thời gian đóng, áp suất nhiên liệu ở buồng dưới giảm nhẹ, màng của bộ chênh lệch áp suất cong xuống nhiều hơn nên lượng nhiên liệu cung cấp đến các vòi phun nhiều, hỗn hợp giàu nhiên liệu. Khi thời gian mở của van tần số bé hơn thời gian đóng, áp suất buồng dưới của bộ chênh lệch áp suất tăng, lượng nhiên liệu đến các kim phun giảm.
3. Các chế độ điều khiển
Ngoài tín hiệu của cảm biến Oxy, còn có 3 tín hiệu khác gửi về bộ điều khiển điện tử đó là cảm biến nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu tải nhẹ và đầy tải (cảm biến bướm ga).
3.1. Khởi động lạnh:
Khi khởi động lạnh, tín hiệu gửi về ECU là cảm biến nhiệt độ nước làm mát của động cơ.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được bố trí ở nơi lấy nhiệt độ của động cơ là tốt nhất, nó thường bố trí ở nắp máy hoặc thân máy. Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát được gửi về ECU và ECU sẽ điều khiển van tần số đóng mở phù hợp, để động cơ khởi động lạnh đạt hiệu quả nhất.
Cảm biến nhiệt độ nước thực chất là một công tắc nhiệt. Khi nhiệt độ nước làm mát từ 18oc trở lên thì công tắc nhiệt mở. Khi nhiệt độ nước làm mát dưới 18oC, ECU sẽ điều khiển van tấn số làm việc với thời gian mở là 50%.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
1 – Đầu nối điện; 2 – Vỏ; 3 – Nhiệt điện trở NTC
Công tắc vị trí bướm ga được bố trí ở thân bướm ga. Khi trục bướm ga xoay sẽ làm cho cam của công tắc xoay, để điều khiển tiếp điểm cầm chừng và tiếp điểm đầy tải đóng.
Ở tốc độ cầm chừng và tải nhẹ: TL nối IDL.
Ở chế độ đầy tải: TL nối PSW
Tải trung bình: Các tiếp điểm đều mở.
Khi động cơ hoạt động ở chế độ cầm chừng và chế độ tải nhẹ, lúc này tiếp điểm cầm chừng IDL nối với tiếp điểm trung gian TL. Tín hiệu này được ECU ghi nhận và ECU sẽ điều khiển van tần số gia tăng thời gian mở là 2% trên một giây, làm cho áp suất buồng dưới giảm và hỗn hợp được làm giàu để động cơ hoạt động tốt ở hai chế độ này.
3.3.Chế độ đầy tải:
Khi cánh bướm ga mở lớn, tiếp điểm đầy tải PSW nối với tiếp điểm trung gian TL. Tín hiệu được ECU ghi nhận và nó sẽ điều khiển van tần số mở với thời gian là 35%.
Cần chú ý rằng hệ thống đã tính đến sự làm giàu của hệ thống K-Jetronic khi đầy tải.
Tóm lại: Hệ thống K-Jetronic với van tần số, là một bước phát triển mới về kỹ thuật tự động điều khiển phun xăng điện tử so với hệ thống K-Jetronic. Ở loại này, ngoài các chế độ điều khiển như ở hệ thống K-Jetronic, còn sử dụng thêm van tần số, được điều khiển bởi ECU để thay đổi áp suất buồng dưới của các bộ chênh lệch áp suất, với mục đích là hiệu chỉnh tỷ lệ hỗn hợp cho động cơ hoạt động tốt hơn. Tuy nhiên, với sự cải biến so với hệ thống K-jetronic nhưng vẫn không hoàn chỉnh. Ở loại này, số lượng cảm biến ít và nguyên lý làm việc cũng như chức năng của chúng là không cố định. Vì vậy chúng ta có thể xem đây là loại trung gian của hai kiểu K-Jetronic và KE-Jetronic.
