Nguyên tắc hiệu chỉnh nhiên liệu của động cơ ô tô
Nói về nguyên tắc hiệu chỉnh nhiên liệu của động cơ ô tô, chắc hẳn các bạn đọc đây cũng có thể mường tượng ra các mà chúng được điều chỉnh đơn thuần. Tuy nhiên, đối với những người thợ sửa chữa điện ô tô, chúng ta cần phải hiểu sâu hơn về chúng.
Hôm nay, trung tâm huấn luyện kỹ thuật ô tô Việt Nam VATC sẽ giới thiệu đến các bạn những yếu tố quan trọng để nhận biết được tình trạng động cơ đang thiếu hay thừa nhiên liệu dựa vào thông số Fuel Trim mà cụ thể là 2 yếu tố chính: Short Term Fuel Trim (STFT) và Long Term Fuel Trim (LTFT). Chúng ta cùng bắt đầu!
1. Khái niệm về Fuel Trim
Fuel Trim là sự điều chỉnh thêm hoặc bớt nhiên liệu đi do ECM điều khiển để giữ cho tỉ lệ hòa khí khi động cơ ô tô hoạt động luôn đạt được tỉ lệ “lý tưởng” 14.7 /1(thể tích không khí trên 1 thể tích nhiên liệu).
Lý thuyết về tỉ lệ hòa khí lý tưởng
14.7/1 là tỉ lệ hòa khí lý thuyết tối ưu hoàn hảo cho động cơ hoạt động ở chế độ vòng lặp khép kín Close Loop (xem hình dưới). Khi tỉ lệ hòa khí nhỏ hơn 14.7 /1thì có nghĩa hỗn hợp giàu (nhiên liệu) do ít không khí. Khi hòa khí giàu có thể làm cho động cơ sinh ra nhiều công suất hơn, mạnh hơn, bốc hơn nhưng cũng gây tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn và lượng khí thải sinh ra nhiều hơn đặc biệt có thể gây kích nổ.
Ở chiều ngược, khi tỉ lệ hòa khí lớn hơn 14.7/1, có nghĩa là tỉ lệ không khí nhiều hơn nhiên liệu, nên hỗn hợp nghèo. Khi hòa khí nghèo sẽ giúp cho động cơ tiết kiệm hơn vì tiêu tốn ít nhiên liệu hơn, nhưng sự thật không phải như vậy, động cơ cháy nghèo sẽ gây tình trạng quá nhiệt động cơ, quá nhiệt có thể dẫn đến kích nổ gây mất công suất động cơ.
Khi công suất bị mất xe sẽ bị yếu và lì, lúc này người lái thường có thói quen đạp ga nhiều hơn, mà càng đạp ga thì xe cũng không cải thiện công suất được bao nhiêu do xe đang kích sẽ càng làm tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn.
Kết luận: Hỗn hợp hòa khí quá giàu hoặc quá nghèo đều không tốt cho động cơ đông thời gây tiêu hao nhiên liệu.
Và để khắc phục những yếu điểm trên, trong động cơ, ECM sẽ nhận nhiệm vụ điều hiệu chỉnh tỉ lệ hòa khí nhờ vào tín hiệu của cảm biến A/F gửi về và Fuel Trim sẽ phản ánh điều đó cho chúng ta biết.
Các bạn có thể hiểu đơn giản, Fuel Trim là thông số thể hiện sự phản ứng của ECM ngược lại đối với tình trạng hoạt động của động cơ, có nghĩa là khi động cơ đang nghèo, Fuel Trim sẽ thể hiện ECM đang bù nhiên liệu vào còn khi động cơ đang giàu, Fuel Trim sẽ thể hiện ECM đang cắt bớt nhiên liệu đi, từ hình dưới đây biểu thị rất rõ điều đó.
Nhìn kỹ vào biểu đồ trên bạn sẽ thấy rằng đồ thị của Short Term Fuel Trim dường như trái ngược với đồ thị tín hiệu cảm biến A/F: khi tín hiệu điện áp của cảm biến A/F vừa giảm đi thì đồ thị của STFT sẽ ngay lập tức đi lên chứng tỏ ECM đang bù nhiên liệu vào và ngược lại.
2. Short Term Fuel Trim – Long Term Fuel Trim là gì
Nếu các bạn sử dụng máy chẩn đoán thì thường trên dữ liệu sẽ hiển thị cả 2 thông số Short Term Fuel Trim và Long Term Fuel Trim này.
Short Term Fuel Trim (STFT): là thông số hiệu chỉnh nhiên liệu trong khoảng thời gian ngắn (Short Term) cập nhật thay đổi liên tục khoảng vài giây một lần. Khi ta nhìn đồ thị dữ liệu sẽ thấy dữ liệu thay đổi lên xuống liên tục, biểu đồ của Short Term giống dạng hình SIN là tốt.
Long Term Fuel Trim (LTFT): là thông số hiệu chỉnh nhiên liệu trong khoảng thời gian dài (Long Term). LTFT sẽ phụ thuộc vào STFT, vì về bản chất LTFT là giá trị trung bình trong một khoảng thời gian của STFT. Giá trị của LTFT sẽ ít thay đổi bởi sau một khoảng thời gian dài nó mới cập nhật.
3. Cách xem thông số của Fuel Trim
Khi các bạn muốn xem thông số Fuel Trim thì phải sử dụng máy chẩn đoán kết nối với xe, sau đó cho nổ máy rồi vào chức năng xem dữ liệu động Live Data để xem. Dưới đây là hình ảnh biểu thị thông số Fuel Trim bằng dạng đồ thị khi xem Live Data bằng máy chẩn đoán Autel DS708.
Lưu ý: Bạn cần cho động cơ nóng lên đạt đến nhiệt độ vận hành (chế độ vòng lặp kín Close Loop), còn nếu khi động cơ đang nguội (chế độ vòng lặp hở Open Loop), giá trị Fuel Trim sẽ không có ý nghĩa.
Tùy thuộc vào các động cơ khác nhau mà bạn sẽ có những thông số Fuel Trim khác nhau:
Đối với động cơ 4 xy lanh hoặc 6 xy lanh thẳng hàng: bạn sẽ chỉ thấy 2 thông số Fuel Trim đó là STFT và LTFT hoặc đôi khi một số dòng xe để là STFT B1 và LTFT B1 (1 dãy thì chỉ có Bank 1). Đối với động cơ hình chữ V (6 xy lanh hoặc 8 xy lanh) chúng ta sẽ có 4 giá trị:
- Giá trị 1: STFT B1 – Short Term Fuel Trim Bank 1.
- Giá trị 2: STFT B2 – Short Term Fuel Trim Bank 2.
- Giá trị 3: LTFT B1 – Long Term Fuel Trim Bank 1.
- Giá trị 4: LTFT B2 – Long Term Fuel Trim Bank 2.
4. Hiểu về bản chất ý nghĩa của Fuel Trim
Khi kiểm tra, Fuel Trim có giá trị dương nghĩa là ECU đang điều khiển tăng lượng nhiên liệu phun vào (tăng thời gian nhấc kim). Có nghĩa, lúc này hỗn hợp đang nghèo nên ECU tăng lượng phun nhiên liệu để bù vào phần nhiên liệu đã bị mất.
Và ngược lại, khi kiểm tra Fuel Trim có giá trị âm nghĩa là ECU đang điều khiển giảm lượng nhiên liệu (giảm thời gian nhấc kim). Lúc này, hỗn hợp trong động cơ đang quá giàu nên sẽ hiệu chỉnh cắt giảm lượng nhiên liệu.
Để biết được lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt là đang giàu hay đang nghèo? ECU đã dựa vào cảm biến Oxy đầu tiên trước bầu lọc catalytic mà chính xác hơn là cảm biến tỉ lệ không khí/ nhiên liệu A/F sensor: Khi A/F báo nghèo thì ECU sẽ điều khiển bù, còn A/F báo giàu thì ECU sẽ điều khiển cắt giảm.
5. Thông số chuẩn của Fuel Trim
Như đã nói ở trên, khi thông số Fuel Trim đạt giá trị dương là đang nghèo, còn âm là đang giàu. Vậy giá trị tiêu chuẩn của Fuel Trim là bao nhiêu?
Một thông số bất kỳ nào cũng có độ dung sai cho phép của nó, nếu các bạn theo dõi biểu đồ của Fuel Trim thì sẽ nhận thấy nó liên tục dao động lên xuống, kiểu gần giống hình SIN. Giá trị của thông số Fuel Trim càng gần bằng 0 thì xe hoạt động càng tốt, biên độ của nó từ -8% cho đến 8% là giá trị hoạt động bình thường.
Gọi giá trị Fuel Trim là x thì đồ thị giá trị của Fuel Trim phải nằm trong khoảng giới hạn: -8% ≤ x ≤ 8% thì giá trị bình thường, còn nếu nằm ngoài khoảng này chứng tỏ đang có vấn đề.
Chúng ta cùng đến với ví dụ cụ thể:
Nếu LTFT hoặc STFT có giá trị từ âm 20 – 25% sẽ set nên mã lỗi P0172: System too rich bank 1 – Hệ thống quá giàu nhánh 1, hoặc Mã lỗi P0175: System too rich bank 2 – Hệ thống quá giàu nhánh 2.
Nếu LTFT hoặc STFT có giá trị từ dương 20 – 25% sẽ set nên mã lỗi P0171: System too lean bank 1 – Hệ thống quá nghèo nhánh 1 hoặc Mã lỗi P0174: System too lean bank 2 – Hệ thống quá nghèo nhánh 2. Như hình dưới đây giá trị Fuel Trim đang bằng 25% chứng tỏ động cơ đang quá nghèo.
6. Phân tích nguyên nhân dẫn đến sự bất thường của giá trị Fuel Trim
Đây là lúc chúng ta phân tích để chúng ta ứng dụng nó vào sửa chữa ô tô thực tế!
Khi giá trị Fuel Trim dương:
Khicác bạn đã xác định được hỗn hợp nhiên liệu đang bị nghèo nhờ phân tích thông số Fuel Trim, lúc này chúng ta sẽ bắt đầu phân tích ra các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng hỗn hợp nghèo.
– Có thể hệ thống đang bị rò rỉ khí nạp hoặc rò rỉ chân không đường ống nạp, khu vực gần bướm ga hoặc các ống chân không.
– Hoặc bơm xăng yếu không đủ áp.
– Đường ống nhiên liệu bị tắc nghẽn va thường là do lọc xăng.
– Do bộ điều áp nhiên liệu yếu không giữ được áp xăng.
– Có thể do rò rỉ không khí trong van Positive Crankcase Valve (PCV): van thông hơi hộp trục khuỷu.
– Cảm biến đo gió MAF bị dơ bẩn (đây là trường hợp thường gặp nhất).
– Do kim phun bị dơ, nghẹt hoặc đã chết.
– Lượng oxy chưa cháy hết gây bỏ máy.
– Rò rỉ trong buồng đốt (do hở, đội xupap…) và đường ống xả.
– Do cảm biến oxy hay A/F hỏng gây báo sai hoặc do bị chạm dây tín hiệu theo kiểu Short to Ground.
Khi giá trị Fuel Trim âm:
Có nghĩa là tình trạng hỗn hợp giàu chúng ta cùng phân tích nguyên nhân.
– Có thể kim phun đang phun không tơi.
– Hoặc hệ thống nhiên liệu bị quá áp do hư bộ điều áp hoặc nghẹt đường ống hồi nhiên liệu…
– Tắc hệ thống nạp do nghẹt hoặc lọc gió bị dơ.
– Ống xả bị nghẹt: nghẹt bầu xúc tác hoặc ống pô.
– Cảm biến oxy hay A/F hỏng gây báo sai hoặc bị chạm dây tín hiệu theo kiểu Short to Voltage. Tuy nhiên trên thực tế các bạn sẽ thường gặp trường hợp hỗn hợp nghèo hơn hỗn hợp giàu.
7. Ứng dụng Fuel Trim vào chẩn đoán
Tình trạng của kim phun qua Fuel Trim
Nếu giá trị LTFT có xu hướng tăng cao, điều đó có nghĩa là hỗn hợp nhiên liệu đang nghèo và buộc ECM phải bù nhiên liệu vào, khả năng có thể do kim phun bị dơ, nghẹt, đường ống phân phối nhiên liệu có thể bị hạn chế bởi sự tích tụ của các lớp vecni trong kim phun.
Cách đơn giản chỉ cần vệ sinh kim phun là được, nếu như giá trị Fuel Trim trở về bình thường sau khi vệ sinh kim phun thì coi như vấn đề đã được giải quyết còn nếu như Fuel Trim vẫn không thay đổi sau khi vệ sinh kim phun thì nguyên nhân có thể do áp suất nhiên liệu thấp gây ra hoặc do rò rỉ không khí nạp hoặc rò rỉ chân không.
Xác định rò rỉ chân không – đường ống phân phối nhiên liệu
Khi xe của bạn được xác định đang trong tình trạng nghèo nhiên liệu, khi nhìn vào giá trị STFT và LTFT cao hơn dương 10. Lúc này, để xác định đâu là nguyên nhân gây ra hỗn hợp nghèo, bạn làm như sau:
Khi động cơ đang không tải, bạn chú ý vào giá trị của STFT và LTFT. Đạp ga lên tốc độ từ 1500 đến 2000 vòng/phút và giữ trong khoảng thời gian nửa phút. Nếu Fuel Trim giảm xuống về mức bình thường, chứng tỏ động cơ đang bị rò rỉ chân không, bởi rò rỉ chân không ít bị ảnh hưởng đến hỗn hợp hoà khí khi tốc độ và tải động cơ tăng.
Còn nếu giá trị Fuel Trim thay đổi rất ít, tình trạng hỗn hợp nghèo phần lớn là do lỗi phân phối đường ống nhiên liệu như: tắc lọc, bơm yếu, nghẹt kim phun hoặc hỏng bộ điều áp nhiên liệu.
Nếu xe bỏ máy nhẹ thì giá trị LTFT có xu hướng tăng cao, bỏ máy nhẹ có nghĩa là chưa tới mức độ set lỗi bỏ máy nhưng đã ảnh hưởng đến tính kinh tế nhiên liệu. Tình trạng bỏ máy nhẹ thường do Bugi yếu hoặc bô bin yếu (vẫn có đánh lửa nhưng tia lửa rất yếu) cần phải thay.
Kiểm tra cảm biến A/F
Bạn có thể kiểm tra sự phản hồi của cảm biến oxy và của ECM bằng cách dùng Fuel Trim.
– Kiểm tra phản hồi ở chế độ giàu
Cho động cơ nổ không tải, kiểm tra phản hồi ở chế độ giàu bằng cách xịt một ít RP7 vào bướm ga hoặc vào đường ống nạp. Lúc này thông số STFT rơi xuống rất nhanh, xuống giá trị âm thậm chí rất âm, LTFT cũng theo đó mà từ từ thay đổi theo STFT. Đó là do khi bạn xịt RP7 vào, vì RP7 là chất dễ cháy nên gây tình trạng hỗn hợp giàu, ECM phải điều khiển cắt bớt nhiên liệu phun vào.
Nếu như giá trị STFT thay đổi ngay lập tức chứng tỏ cảm biến A/F và ECM đang hoạt động tốt vì phản hồi nhanh, nếu như phản hồi chậm hoặc không phản hồi thì nên kiểm tra lại cảm biến A/F hoặc ECM.
– Kiểm tra phản hồi ở chế độ nghèo
Cho động cơ nổ không tải, bạn rút bất kỳ một đường ống chân không ra, sẽ thấy giá trị của STFT sẽ nhảy lên giá trị dương và dương cao ngay lập tức, giá trị của LTFT cũng từ từ lên cao theo sự thay đổi của STFT. Đó là do khi bạn rút đường ống chân không, không khí vào nhiều hơn gây tình trạng hỗn hợp nghèo, ECM phải điều khiển bù nhiên liệu phun vào.
Nếu như giá trị STFT thay đổi ngay lập tức chứng tỏ cảm biến A/F và ECM đang hoạt động tốt vì phản hồi nhanh, nếu như phản hồi chậm hoặc không phản hồi thì nên kiểm tra lại cảm biến A/F hoặc ECM
Lưu ý: Khi kiểm tra có sử dụng Fuel Trim thì động cơ bắt buộc phải đang trong chế độ vòng lặp kín Close Loop, còn nếu đang trong chế độ vòng lặp hở Open Loop sẽ chẳng có ý nghĩa gì
Trường dạy nghề sửa chữa điện ô tô VATC chúc các bạn có những kiến thức bổ ích tại đây.
>>> Xem thêm: Các bài viết cảm biến trên ô tô tổng hợp
Thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ:
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam VATC
Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945.71.17.17
Email: info@oto.edu.vn
Source: Green Car