Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL2.7

: Sử dụng ở chế độ số vòng quay lớn. VIS hoạt động để tăng hiệu suất nạp từ chế độ số vòng quay thấp đến số vòng quay trung bình. Chi tiết chính của VIS là van solenoid 3.3. Khảo sát hệ thống điều khiển phun xăng điện tử ở động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe của hãng Hyundai. 3.3.1. Sơ đồ chung hệ thống phun xăng điện tử 1- Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF) 2- Cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) 3- Cảm biến vị trí bướm ga (TP) 4- Cảm biến áp suất khí nạp (MAP) 5- Cảm biến ôxy 6- Cảm biến nhiệt độ động cơ (ECT) 7- Cảm biến trục cam (CMP) 8- Cảm biến trục khuỷu (CKP) 9- Cảm biến kích nổ ECM (Electronic control mudule) Tín hiệu đầu ra ( kim phun) 3.3.2. Nguyên lý chung: Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ G6EA-GSL2.7 về cơ bản được chia thành ba bộ phận chính: 1. Các cảm biến: có nhiệm vụ nhận biết các hoạt động khác nhau của động cơ và phát ra các tín hiệu gởi đến ECM hay còn gọi là nhóm tín hiệu vào. 2. ECM: có nhiệm vụ sử lý và tính toán các thông số đầu vào từ đó phát ra thông số điều khiển đầu ra. 3. Các cơ cấu chấp hành: Trực tiếp điều khiển lực phun thông qua các tín hiệu điều khiển được từ ECM. 1. Cảm biến vị trí bướm ga (TP) 2. Cảm biến áp suất khí nạp (MAP) 3. Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAP) 4. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) 5. Cảm biến ôxy 6. Cảm biến kích nổ 7. Cảm biến trục cam (CMP) 8. Cảm biến trục khuỷu (CKP) 9. Cảm biến nhiệt độ khí nạp 10. Cảm biến van hồi lưu khí xả (EGR) Động cơ 1. Thời gian đánh lửa EST 2. Thời gian phun 3. Độ mở bướm ga IAC 4. Độ mở van hồi lưu khí xả 5. Độ mở van thu hồi hơi xăng 6. Điều khiển các xupap 1. Sự thay đổi solenoids A&B 2. Điều khiển sự thay đổi momen xoắn 3. Lực tác dụng (áp lực dầu ) 4. Cuộn dây đóng mở hộp số ECM Tín hiệu truyền 1.Cuộn dây đánh lửa 2. Cầu chì 3.Cảm biến tốc độ 4. công tắc thắng 5. Công tắc điều khiển mạch 6. Công tắc chân ga 7.Công tắc mode điều khiển 8. Công tắc khổi động lạnh 9. Công tắc áp lực dầu 10. Hệ thống điều hoà 11. Công tắc đèn chiếu sáng 1. Bơm nhiên liệu 2. Cắt bộ điều hoà nhiệt độ 3. Tín hiệu chống kẹt thắng (ABS) 4. Đồng hồ đo độ 5. Đèn kiểm tra động cơ 6. Đèn kiểm tra hộp số 7. Đèn trợ lực tay lái 8. Đèn khởi động lạnh 9. Đèn báo nhiệt độ dầu hộp số 1. Kết nối dữ liệu 2. Tự chẩn đoán Hình 3-9. Sơ đồ tổng quan động cơ G6EA-GSL2.7 lắp trên xe Santa Fe. Nếu phân theo chức năng hệ thống ta có thể chia thành 4 chức năng cơ bản sau: 1. Đầu vào: các thông số đưa vào dưới dạng tín hiệu điện áp. 2. Xử lí: Trong chức năng này xảy ra sự tính toán các thông số đầu vào để thực hiện các quyết định đến các thông số đầu ra. 3 Lưu trữ: song song với quá trình sử lý, máy tính có thể lưu trữ các tín hiệu đầu vào để so sánh hoặc lưu trữ các lệnh hoạt động của nó dưới dạng chương trình. 4. Đầu ra: Sau khi tiếp nhận và sử lý các thông số đầu vào, máy tính sẽ gởi các thông số điều khiển đầu ra đến các cơ cấu thực hiện chức năng làm việc ở đầu. 3.3.3. Các cảm biến: 3.3.3.1. Cảm biến lưu lượng khí nạp MAF (Mass Air Flow sensor). Cảm biến bao gồm một đường chính duy trì lưu lượng khí để tạo ra sự xoáy lốc không đổi, sử dụng một lăng kính tam giác, lăng kính tạo xoáy lốc và đĩa phẳng. Đường khí vòng để điều khiển tỷ lệ lưu lượng khí được đòi hỏi cho động cơ bằng cách tăng hay giảm không gian đường ống này, mà không thay đổi hình dạng đường chính. Thiết bị chuyển đổi sóng siêu âm: Khi khí nạp đi qua đường ống chính, sóng siêu âm được gởi từ thiết bị chuyển đổi siêu âm, sẽ đi qua dòng xoáy lốc đến thiết bị nhận. Sau đó tần số của sóng siêu âm sẽ bị biến thiên bởi sự xoáy lốc đó. Mạch điện phát hiện sự khác nhau của sóng siêu âm khi đã đi qua dòng xoáy, và tạo ra tín hiệu điện tỷ lệ với tốc độ dòng khí nạp. Hình 3-10. Cảm biến lưu lượng khí nạp 3.3.3.2. Cảm biến áp suất khí nạp MAP: Cảm biến áp suất khí nạp giúp xác định chính xác lượng không khí nạp, áp suất dòng khí nạp, từ đó gửi tín hiệu về PCM. Khi chịu áp lực, giá trị điện trở của các áp trở thay đổi tạo ra sự mất cân bằng trong mạch cầu Wheastone làm sinh ra một tín hiệu điện áp. Tín hiệu này được gởi đến khuyếch đại rồi chuyển đến bộ sử lý để báo biết áp lực đường ống nạp. Hình 3-11. Sơ đồ kết cấu cảm biến áp suất khí nạp 1: Chip Silic 3: Thân cảm biến 2: Buồng chân không 4: Lọc không khí 5: Giắc cấm 5kW 15kW P C M R4 R2 R1 15kW R3 5kW Bộ khuyếch đại Hình 3-12. Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất khí nạp. Cảm biến áp suất khí nạp loại áp kế điện gồm bốn điện trở R1 ,R2, R3 ,R4 được mắc với nhau theo một mạch cầu wheastone thông qua bộ khuếch đại tín hiệu. Hoạt động dựa trên nguyên tắt mạch cầu Wheastone được dùng trong nhiều thiết bị để tạo ra tín hiệu điện áp tỷ lệ với sự thay đổi điện trở, sự dao động hoặc nhiệt độ. Cảm biến áp kế điện gồm một con chíp làm bằng silicon nhỏ có dạng như một cái màng mà có chiều dày ở lớp ngoài khoảng 0,25 mm càng vào giữa càng mỏng (0,625 mm), các mép được kết hợp với nhau tạo thành buồng làm việc. Ở mỗi đầu của chíp silicon được pha với các tạp chất để tạo thành các áp trở. Các áp trở sẽ thay đổi điện trở khi chịu áp lực. Các áp trở được mắc với nhau để tạo thành mạch cầu Wheastone ở phía đối diện của buồng làm việc có một đường thông với đường ống nạp. Khi không có áp lực tác dụng tất cả bốn áp trở sẽ cùng giá trị, và vì thế không có tín hiệu điện thế phát sinh. Khi chịu áp lực, giá trị điện trở của các áp trở thay đổi tạo ra sự mất cân bằng trong mạch cầu Wheastone làm sinh ra một tín hiệu điện áp. Tín hiệu này được gởi đến khuyếch đại rồi chuyển đến bộ sử lý để báo biết áp lực đường ống nạp. 3.3.3.3. Cảm biến ôxy. * Công dụng của cảm biến ôxy Cảm biến ôxy dùng để xác định thành phần hoà khí tức thời của động cơ đang hoạt động, rồi gửi tín hiệu vào ECM để điều chỉnh tỷ lệ không khí- xăng thích hợp, nhằm đạt đến tính vận hành tốt và giảm sự ô nhiễm môi trường. Cảm biến ôxy được gắn ở đường ống thải tại vị trí mà luôn duy trì được nhiệt độ đảm bảo chức năng hiệu chỉnh . . Để tăng nhanh khả năng làm việc của cảm biến ôxy người ta dùng loại cảm biến điện trở tự nung bên trong * Sơ đồ kết cấu: Hình 3-13. Kết cấu cảm biến ôxy 1. Đầu bảo vệ 2. Lớp zirconia 3. Đệm 4. Thân cảm biến 5. Lớp cách điện 6. Vỏ cảm biến 7. Đường thông với không khí 8. Đầu nối dây 9. Đường khí xả vào Thân cảm biến được giữ trong một chân bắt tiếp ren và bao ngoài một ống bảo vệ và được nối với các đầu điện. Bề mặt của chất ZrO2 có phủ một lớp plantin rất xốp và mỏng. Ngoài lớp plantin là một lớp gốm rất xốp và kết dính mục đích bảo vệ lớp plantin không bị mòn hỏng do va chạm với các phần tử rắn trong khí thải. Một ống kim loại bảo vệ bao ngoài cảm biến tại các đầu nối điện uốn kép giữ liền với vỏ, ống này có khoan một lỗ nhỏ để bù trừ áp suất trong cảm biến và đỡ lò xo đĩa để giữ muội than không đóng vào lớp thân ZrO2 thì đầu cảm biến tiếp xúc khí thải và phần tử khí đi vào sẽ giữ và không tiếp xúc trực tiếp với thân ZrO2. Đặc tính của chất ZrO2 là phải trên 300oc thì nó mới cho ra tín hiệu điện áp chính xác. Vì vậy điện thế ra của cảm biến và điện trở nội phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ khí thải mà cảm biến làm việc tin cậy khoảng 350oc * Nguyên lý hoạt động: Cảm biến ôxy được chế tạo chủ yếu là chất Zicorium dioxit (Zr02) mà chất này sẽ hấp thụ những ion ôxy âm tính. Một phần Zr02 tiếp xúc với ôxy không khí, phần còn lại tiếp xúc với ôxy trong khí thải. Ở mỗi mặt của Zr02 là một điện cực bằng platin và tạo nên một mạch điện đi vào ECM. Lớp platin này rất mỏng và xốp để ôxy dể khuyếch tán vào. Khi khí thải chứa lượng ôxy ít do tỷ lệ hoà khí đậm (nhiều khí CO và HC, ít ôxy) thì số ion ôxy tập trung ở điện cực tiếp xúc không khí. Sự chênh lệch số ion này lớn sẽ tạo ra một tín hiệu điện áp cao. Mức độ này khoảng 600 ¸ 900mv Khi khí thải chứa lượng ôxy cao do tỷ lệ hoà khí loãng (ít CO và HC, nhiều ôxy) thì số ion ôxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải cao, độ chênh lệch số ion hai điện cực nhỏ thì tín hiệu điện áp thấp khoảng 100 ¸ 400 mv Khi tỷ lệ hoà khí đến mức lý tưởng ( tỷ số không khí - xăng 14,7:1 ) thì tín hiệu điện áp xấp xỉ 450mv Hình 3-14. Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy 3.3.3.4. Cảm biến vị trí bướm ga. Cảm biến vị trí bướm ga là loại tuyến tính. Dùng để xác định mức độ và số lần mở bướm ga. Cảm biến là loại biến trở vòng, góc xoay là 00 ÷ 1000. Điện trở ra của cảm biến phụ thuộc vào độ mở của bướm ga. Nguồn cảm biến là điện áp ổn định (5+0,2V) từ ECM động cơ. Cảm biến bắt vào cơ cấu quay bướm ga ở phía trên nhờ hai vít và được kết nối với ECM động cơ bằng rắc 3 chân. Hình 3-15. Kết cấu sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bướm ga. 1. Biến trở; 2. Con trượt (cho tín hiệu điện áp góc mở bướm ga); 3. Điện áp ổn định; 4. điện áp góc mở bướm ga; 5. Nối đất 2; 6. Trục bướm ga. Một điện áp 5+0,2 V được cấp cho cảm biến từ ECM động cơ. Khi tiếp điểm trượt dọc theo vị trí điện trở tương ứng với góc mở của bướm ga. ECM động cơ nhận tín hiệu điện áp từ cảm biến vị trí bướm ga tương ứng với vị trí điện trở, điện áp này tỷ lệ với góc mở bướm ga. Trong chế độ không tải của động cơ ECM động cơ nhận biết điều khiển ghi nhớ trong chế độ không tải bằng tín hiệu điện áp từ cảm biến vị trí bướm ga. 3.3.3.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát dùng để kiểm tra nhiệt độ động cơ. Cảm biến là loại nhiệt kế mà phần tử cảm biến nhiệt độ của nó được chế tạo bằng chất bán dẫn. Đặc điếm của loại cảm biến này là điến trở của nó thay đổi rất lớn theo nhiệt độ môi trương xung quanh. Cảm biến được nuôi băng nguồn 5V từ ECM động cơ. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp vào vỏ bơm nước làm mát. Hình 3-16.. Kết cấu và sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 1. Điện trở (Phần tử bán dẫn); 2. vỏ cảm biên; 3. Lớp các điện; 4. Đầu cắm. Nguyên lý làm việc: Khi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theo dõi và báo cho ECM biết tình hình nhiệt độ nước làm mát động cơ. Nếu nhiệt độ nước làm mát của động cơ thấp (động cơ vừa mới khởi động) thì ECM sẽ ra lệnh cho hệ thống phun thêm xăng khi động cơ còn nguội. Cũng thông tin về nhiệt độ nước làm mát, ECM sẽ thay đổi điểm đánh lửa thích hợp với nhiệt độ động cơ. 3.3.3.6. Cảm biến vị trí trục cam. Cảm biến là mạch tổ hợp trên cơ sở hiệu ứng Hall (hay hiệu ứng từ-điện trở) ghép vào bộ khuyếch đại- tạo hình tín hiệu. Cảm biến làm việc song hành với cơ cấu đánh dấu bằng chốt của trục cam: giữa chốt đánh dấu của trục cam trùng với giữa răng thứ nhất của đĩa đồng bộ. Cảm biến xác định các pha ĐCT của xy lanh số một tức là nó cho phép xác định điểm bắt đầu của chu kỳ quay theo thứ tự làm việc của trục khuỷu động cơ. Hình 3-17. Kết cấu và sơ đồ đấu dây cảm biến vị trí trục cam 1. Nam châm; 2. Phần tử Hall; 3. Lớp cách điện; 4. Đệm làm kín; 5. Transito; 6. Điện trở. Nguyên lý làm việc: Khi trục cam quay chốt đánh dấu vào giữa nam châm và phần tử Hall. Khi cánh chốt đánh dấu ra khỏi vị trí giữa nam châm và phần tử Hall thì từ trường sẽ xuyên qua khe hở làm xuất hiện điện áp trên phần tử Hall làm cho transitor dẫn khi đó điện áp đầu ra của cảm biến Ura » 0V. Khi chốt đánh dấu xen giữa nam châm và phần tử Hall thì từ trường từ nam châm sẽ vòng qua chốt đánh dấu làm mất điện áp trên phần tử Hall khi đó Transitor ngắt điện áp đầu ra của cảm biến Ura » 12V. 3.3.3.7. Cảm biến vị trí trục khuỷu. Cảm biến vị trí trục khuỷu là kiểu cảm ứng điện từ. Cảm biến làm việc song hành với đĩa đồng bộ có 60 răng, trong đó có hai răng bỏ trống. Lỗ đột của các răng là điểm đặt dấu pha phân phối vị trí của trục khuỷu động cơ: bắt đầu răng thứ 20 của đĩa tương ứng với điểm chết trên (ĐCT) của các xy lanh thứ nhất và thứ tư (số đếm của các răng bắt đầu sau khi đột lỗ theo chiều quay trục khuỷu). Cảm biến vị trí trục khuỷu cho ta xác định được tốc độ và góc quay của trục khuỷu động cơ. Cảm biến dùng để đồng bộ pha điều khiển bằng các cơ cấu điện-cơ của hệ thống với pha làm việc của các cơ cấu phối khí của động cơ. Nó cho phép mổi vòng quay trục khuỷu, tính pha phun xăng và đánh lửa sớm 30 một cách chính xác theo tốc độ của động cơ. Hình 3-18. Kết cấu và sơ đồ đấu dây của cảm biến vị trí trục khuỷu. 1. Cuộn dây; 2. Lõi sắt; 3. Phần nhiểm từ; 4. Nam châm; 5. Vỏ cảm biến; 6. Đĩa tín hiệu. Nguyên lý làm việc: Từ thông của nam châm vĩnh cửu móc vòng qua roto tín hiệu và cuộn dây tín hiệu. Khi roto quay, khe hở giữa cuộn dây và roto tín hiệu thay đổi, cảm ứng sang cuộn giây tín hiệu một sức điện động xoay chiều: Trong đó: K- hệ số phụ thuộc khe hở giữa roto tín hiệu và cuộn giây và vật liệu lõi thép. W- số vòng dây của cuộn tín hiệu. n- tốc độ roto tín hiệu. - tốc độ biến thiên từ thông. Khi răng của roto tín hiệu ở ngần với vị trí lõi thép thì cực đại, do đó e cực đại. Khi răng của roto ở xa và vị trí đối diện với lỏi thép thì nhỏ nhất, do đó e » 0. Tín hiệu từ cuộn dây cảm biến được đưa về ECM động cơ. 3.3.3.8. Cảm biến kích nổ. Cảm biến kích nổ kiểu điện áp. Dùng để xác định kích nổ của động cơ và cho phép bộ điều khiển điều chỉnh nhanh góc đánh lửa sớm khắc phục kích nổ. Hình 3-19. Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ. 1. Thân cảm biến; 2. Phần tử áp điện; 3. bulong; 4. Tiếp điểm * Nguyên lý làm việc Cảm biến kích nổ được dùng là một bộ gia tốc kế điện. Nó sẽ cảm nhận xung kích nổ phát sinh trong động cơ và gởi tín hiệu này đến bộ sử lý. Thành phần áp điện thạch anh, là vật liệu khi chịu áp lực sẽ sinh ra điện áp. Một gia tốc kế sẽ đo sự tăng tốc. Sự dao động là những xung tăng tốc. Khi có hiện tượng kích nổ sẽ có một xung dao động có giá trị từ 5¸6 KHZ. Thạch anh trong cảm biến kích nổ sẽ cảm nhận tần số này. Xung dao động do kích nổ tác dụng áp lực lên kích nổ và tạo ra một điện áp. Tín hiệu điện áp xoay chiều này có giá trị nhỏ hơn 1v nhưng tần số dao động từ 5¸6 KHZ. Bộ sử lý sẽ đọc tín hiệu này và điều chỉnh giảm thời điểm đánh lửa cho đến khi không còn kích nổ và lúc đó cảm biến kích nổ không tạo ra tín hiệu, bộ sử lý sau đó có thể chỉnh thời điểm đánh lửa sớm, trễ đến mức tối ưu. 3.3.4. Hệ thống điều khiển điện tử ECM lắp trên xe Santa Fe của hãng Hyundai ( ELECTRONIC control module) Bộ điều khiển điện tử đảm nhiệm nhiều chức năng khác nhau tuỳ theo từng loại của nhà chế tạo. Chung nhất nó là bộ tổng hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gởi các tín hiệu đi thích hợp. Những bộ phận phụ hỗ trợ cho nó là các bộ ổn áp, điện trở hạn chế dòng. Vì lý do này bộ điều khiển có nhiều tên gọi khác nhau tuỳ theo nhà chế tạo. Trong đồ án này ta thường dùng ECM để chỉ chung cho bộ điều khiển điện tử. 3.3.4.1. Chức năng hoạt động cơ bản. Bộ điều khiển ECM hoạt động theo dạng tín hiệu số nhị phân điện áp cao biểu hiện cho số 1, điện áp thấp biểu hiện cho số 0 trong hệ số nhị phân có hai số 0 và 1. Mỗi một số hạng 0 hoặc 1 gọi là 1 bít. Một dãy 8 bít sẽ tương đương 1byte hoặc một từ (word). Byte này được dùng biểu hiện cho một lệnh hoặc một mẫu thông tin. Một mạch tổ hợp (IC) tạo byte và trữ byte đó. Số byte mà IC có thể chứa là có giới hạn khoảng 64 kilobyte hoặc 256 kilobyte. Mạch tổ hợp IC còn gọi là con chíp IC, có chức năng tính toán và tạo ra quyết định gọi là bộ sử lý (microprosessor). Bộ vi sử lý có thể là loại 8 bít, 16 bít hay cao hơn, số bít càng cao thì việc tính toán càng nhanh. Thông tin gởi đến bộ vi sử lý từ một con IC thường được gọi là bộ nhớ. Trong bộ nhớ chia ra làm nhiều loại: + ROM: (read only memory): dùng trữ thông tin thường trực, bộ nhớ này chỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không ghi vào được. Thông tin của nó đã được cài đặt sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi sử lý. + PROM (programable Read Only Memory): cơ bản giống ROM ngoài ra trang bị thêm nhiều công dụng khác. + RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên trữ thông tin. Bộ vi sử lý có thể nhập bội duy nhỏ cho RAM. RAM còn có hai loại: Loại RAM xoá được: bộ nhớ mất khi mất nguồn Loại RAM không xoá được: giữ duy trì bộ nhớ dù khi tháo nguồn. Ngoài bộ nhớ, bộ vi sử lý ECM còn có một đồng hồ chế tạo ra xung ổn định và chính xác. * Các bộ phận phụ: Ngoài bộ nhớ, vi sử lý và đồng hồ, ECM còn trang bị thêm các mạch giao tiếp giữa đầu vào và đầu ra gồm: + Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự thành số còn gọi là bộ chuyển đổi A/D (Anlog to Digital). + Bộ đếm (counter) + Bộ nhớ trung gian (Buffer) + Bộ khuếch đại + Bộ ổn áp 3.3.4.1.1. Bộ chuyển đổi A/D (Anlog to digital converter) Dùng chuyển đổi các tín hiệu tương tự từ đầu vào thay đổi điện trở như trong các cảm biến nhiệt độ, bộ đo gió, công tắc cánh bướm ga thành các tín hiệu số để bộ vi sử lý hiểu được. Ngoài ra còn dùng một điện trở hạn chế dòng giúp bộ chuyển đổi A/D đo điện áp rơi trên cảm biến. Bộ chuyển đổi A/D Bộ vi sử lý ECM Dây tín hiệu Hình 3-20. Sơ đồ mạch chuyển đổi A/D 3.3.4.1.2. Bộ đếm (counter). Dùng để đếm xung. Ví dụ như từ cảm biến vị trí cốt máy rồi gửi lượng đếm về bộ sử lý. Cảm biến Bộ đếm Bộ vi sử lý ECM Số Hình 3-21. Sơ đồ mạch điện bộ đếm 3. 3.4.1.3 Bộ khuếch đại (Amplyfier) Bộ vi sử lý BK Đ TH Mạch Tín hiệu yếu Điên áp thay đổi Hình 3-22. Sơ đồ mạch khuyếch đại 3.3.4.1.4. Bộ ổn áp (voltage regulator): Hạ điện áp xuống 5Volt mục đích để tín hiệu báo được chính xác Bộ ổn áp Bộ vi sử lý ECM B +12v Hình 3-23. Bộ ổn áp 3.3.4.1.5. Kiểm giao tiếp đầu ra: Tín hiệu từ bộ vi sử ly đến một transtor kích mở điều khiển rơle, solenoid mô tơ. Bộ vi sử lý ECM solenoid B + transtor Hình 3-24. Sơ đồ kiểm giao 3.3.4.2. Chức năng thực tế. ECM có hai chức năng chính: · Điều khiển thời điểm phun: được quyết định theo thời điểm đánh lửa. · Điều khiển lượng xăng phun: tức là xác định thời điểm phun, thời gian này quyết định theo: + Tín hiệu phun cơ bản: được xác định theo tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu lượng gió nạp. + Tín hiệu hiệu chỉnh: được xác định từ các cảm biến (nhiệt độ, vị trí, mức độ tải, thành phần khí thải) và từ các điều kiện của động cơ (như điện áp bình). 3.3.4.3. Các bộ phận của ECM. ECM được đặt trong vỏ kim loại để tránh nước văng. Nó được đặt ở nơi ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Các linh kiện điện tử của ECM được sắp xếp trong một mạch kín. Các linh kiện công suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của ECM mục đích để tản nhiệt tốt. Vì dùng IC và linh kiện tổ hợp nên ECM rất gọn, sự tổ hợp các nhóm chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ giao động đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECM đạt độ tin cậy cao. Một đầu ghim đa chấu dùng nối ECM với hệ thống điện trên xe, với kim phun và các cảm biến. 3.3.4.4. Các thông số hoạt động của ECM. + Các thông chính. Là tốc độ động cơ và lượng gió nạp. Các thông số này là thước đo trực tiếp tình trạng tải của động cơ. + Các thông số thích nghi Điều kiện hoạt độg của động cơ luôn thay đổi thì tỷ lệ hoà khí phải thích ứng theo. Chúng ta sẽ đề cập đến các điều kiện hoạt động sau: + Khởi động, Làm nóng, Thích ứng tải Đối với khởi động và làm ấm ECM sẽ tính toán sử lý các tín hiệu của cảm biến nhiệt độ động cơ. Đối với tình trạng thay đổi tải thì mức tải cầm chừng (cầm chừng , một phần tải, toàn tải) được chuyển tín hiêu đến ECM nhờ công tắc cánh bướm ga. + Các thông số chính xác. Để đạt được chế độ vận hành tối ưu ECM xem thêm các yếu tố ảnh hưởng: + Trạng thái chuyển tiếp khi gia tốc + Sự giới hạn tốc độ tối đa. + Sự giảm tốc Những yếu tố này được xác định từ các cảm biến đã nêu, nó có quan hệ và tác động tín hiệu điều khiển đến kim phun một cách tương ứng. ECM sẽ tính toán các thông số thay đổi cùng với nhau, mục đích cung cấp cho động cơ một lượng xăng cần thiết từng thời điểm. 3.3.4.5. Sử lý thông tin và tạo xung phun. Xung tín hiệu từ hệ thống đánh lửa được sử lý trong bộ ECM. Tín hiệu đi vào một mạch tạo xung biến xung đánh lửa thành các xung chữ nhật ở dạng giao động tắt dần. Các xung chữ nhật đựơc đưa đến bộ chia tần số. Bộ chia tần số chia tần số xung được cho theo tần số đánh lửa thành hai xung cho mỗi chu kỳ làm việc không tính đến số xylanh. Điểm bắt đầu của xung đúng với thời điểm phun của kim. Mỗi vòng quay cốt máy mỗi kim phun sẽ phun một lần và không kể đến vị tí xuppap nạp. Khi xuppap nạp đóng xăng đựơc trữ lại đó và đến lúc xuppap nạp mở xăng được hút vào buồng đốt cùng với không khí. Thời gian phun phụ thuộc vào lượng không khí và tốc độ động cơ. Thời gian phun cơ bản đựơc tạo ra nhờ bộ giao động đa hài điều khiển chia tần số, gọi là bộ DSM. DSM nhận thông tin tốc độ (n) từ bộ chia tầng, cùng với tín hiệu gió vào vs. DSM chuyển tín hiệu điện áp thành các xung điều khiển dạng chữ nhật mục đích để điều khiển lượng phun theo chu kỳ định sẵn. · Thời gian phun cơ bản: tp quyết định theo lượng gió nạp và tốc độ động cơ. Có hai trường hợp phun như sau: + Trường hợp 1: tốc độ động cơ n tăng khi lượng gió vào Q không đổi. Áp lực khí nạp giảm làm xylanh thiếu không khí, lúc này cần xăng ít nên thời gian tp ngắn. + Trường hợp 2: công suất động cơ tăng hay tương ứng lượng khí nạp tính theo phút tăng trong khi đó tốc độ động cơ không đổi thì xylanh được nạp khí nhiều hơn, xăng càng nhiều hơn thời gian tp dài hơn. Bộ tạo xung DSM Tầng nhân Tầng ra Kim phun tải tp 1/2 n Tốc độ n gió ti Hình 3-25. Sơ đồ bộ sử lý và tạo xung Khi vận hành bình thường, tốc độ động cơ và công suất thường thay đổi cùng lúc. Vì vậy DSM tính toán liên tục thời gian phun cơ bản tp. Ở tốc độ cao công suất động cơ cao (mức toàn tải) thời gian tp dài hơn, lượng xăng phun nhiều hơn. · Thời gian phun hiệu chỉnh theo tình trạng hoạt động: * Nguyên lý làm việc Thời gian phun được tính toán trong tầng nhân của bộ ECM theo sơ đồ trên ta thấy: từ thời gian phun cơ bản tp tầng nhân thu thập các thông tin về các điều kiện hoạt động của động cơ như chạy nóng, toàn tải... từ đó tính ra một hệ số hiệu chỉnh k. Tích số giữa k và tp ta dược thời gian hiệu chỉnh theo tình trạng hoạt động gọi là tm. Thời tm cộng thời gian tp kết quả thời gian phun dài ra, hỗn hợp giàu lên. Do đó thời gian tm được xem như thông số làm giàu hỗn hợp. Ví dụ khi khởi động lạnh, kim phun sẽ phun xăng nhiều hơn gấp hai đến ba lần so với lúc quá trình động cơ đã nóng lên. · Thời gian hiệu chỉnh theo điện áp bình: Thời gian phụ thuộc rất nhiều vào điện thế bình. Điện áp bình càng thấp thì xăng phun càng ít vì do sự kích phun trễ. Đối với bình điện có điện áp thấp như trường hợp sau khi khởi động thì cần được bù một lượng thích hợp ts được gọi là thời gian phun tính trước, mục đích để động cơ nhận đúng lượng xăng cần thiết. Ts gọi là thông số bù điện áp hay còn gọi là thông số đáp ứng trễ phụ thuộc vào điện áp. · Xung phun: Thời gian phun tổng cộng của kim phun t1 = tp + tm + ts, t1 được đưa đến tầng ra, được khuyếch đại và ra điều khiển kích mở kim phun. Tầng ra của ECM cung cấp dòng cho các kim cùng lúc. Ở động cơ 6 xylanh cần phải có hai tầng ra và hai tầng này hoạt động thống nhất nhau. Mỗi kim phun được phun một lần cho mỗi chu kỳ làm việc của động cơ. Việc phun được định theo thời điểm đánh lửa và thứ tự đánh lửa. Tín hiệu sơ cấp đánh lửa dùng như tín hiệu thời điểm phun. ECM xác định tín hiệu sơ cấp dánh lửa và chuyển thành dạng xung vuông. Ở động cơ 6 xylanh chữ V mỗi một tín hiệu sẽ có một tín hiệu phun. · Phương pháp phun: phun độc lập. 3.3.4.6. Điều khiển lượng phun. - Từ tín hiệu sơ cấp đánh lửa của các cuộn dây, ECM tính ra được tốc độ động cơ. Tín hiệu tốc độ và tín hiệu gió nạp từ bộ đo gió sẽ tính ra đựơc lượng phun cơ bản. - Lượng phun cơ bản = ( k: hệ số ) - Nếu tốc độ động cơ không đổi. Lượng phun cơ bản sẽ tăng theo lượng khí nạp vào. - Nếu lượng khí nạp không đổi, tốc độ động cơ tăng, lượng phun cơ bản giảm. - Từ lượng phun cơ bản ECM tính toán thêm từ tín hiệu các cảm biến để hiệu chỉnh để cho ra lượng phun thực sự. - Sự hiệu chỉnh là theo các chế độ làm việc của động cơ. 3.3.4.7. Các chế độ làm việc. 3.3.4.7.1. Thay đổi tự động góc đánh lửa sớm trong quá trình khởi động. Để cải thiện quá trình khởi động lạnh cho động cơ, ngoài việc dùng vòi phun khởi động lạnh, ở động cơ G6EA-GSL còn trang bị một hệ thống đánh lứa điện tử có thể thay đổi được góc đánh lửa sớm tuỳ từng chế độ làm việc động cơ và nhiệt độ khởi động. · Liên quan giữa góc đánh lửa sớm và tốc độ động cơ khi khởi động. Khi số vòng quay khởi động thấp, nếu góc đánh lửa quá sớm (lớn hơn 100 trước điểm chết trên) có thể gây ra lực tác dụng ngược lên các piston đang đi lên, làm động cơ khởi động không ổn định và có thể làm hư hỏng động cơ khởi động. Vì vậy trong trường hợp bộ điều khiển sẽ chỉ huy thời điểm đánh lửa ở gần điểm chết trên. Ngược lại khi số vòng quay khởi động cao, góc đánh lửa sớm sẽ được tăng lên tương ứng. · Liên quan góc đánh lửa sớm là nhiệt độ động cơ trong quá trình khởi động với cùng một góc đánh lửa sớm. Lực phản tác dụng lên piston sẽ lớn hơn khi động cơ nóng do thời gian cháy trễ giảm và chất lượng quá trình cháy được cải thiện. Vì thế bộ điều khiển trung tâm sẽ giảm dần quá trình đánh lửa sớm theo sự tăng nhiệt độ động cơ. Mặt khác khi nhiệt độ khí nạp cao khi khởi động thì góc đánh lửa sớm cũng được giảm để tránh hiện tượng kích nổ khi khởi động nóng, đặc biệt đối động cơ có tỷ số nén cao. 3.3.4.8. Chạy ấm máy. Trong suốt quá trình làm ấm, động cơ nhận thêm nhiều xăng hơn quá trình làm ấm sẽ tiếp theo sau quá trình khởi động lạnh. Trong quá trình này động cơ cần một lượng hỗn hợp tương đối giàu xăng, vì khi đó vách thành xylanh còn lạnh và xăng còn ngưng tụ chưa bay hơi hết. Quá trình cấp xăng chạy ấm máy được chia thành hai thời kỳ: · Thời kỳ đầu: việc làm giàu xăng khi chạy ấm máy sẽ phụ thuộc vào thời gian được gọi là làm giàu xăng khi khởi động, thời kỳ này được kéo dài 30s và tuỳ thuộc động cơ mà cung cấp thêm khoảng 30 ¸ 60 % lượng xăng. · Thời kỳ sau: động cơ cần hỗn hợp loãng hơn, phần này được điều khiển theo nhiệt độ động cơ. Đồ thị cho ta liên hệ giữa đường công làm giàu xăng lý tưởng tính theo thời gian khởi động 200c. Khi động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường thì cảm biến nhiệt độ gởi nhiệt độ đến ECM, từ đó ECM sẽ ngưng quá trình chạy ấm máy. 1,75 a b 1,5 1,25 1,00 30 60 90 . T(s) Hình 3-26. Sơ đồ hệ thống làm giàu xăng 3.3.4.8.1. Thích ứng theo điều kiện tải: 3.3.4.8.2. Thích ứng theo nhiệt độ khí nạp Lượng xăng phun sẽ thích hợp với nhiệt độ gió. Lượng gió cần thiết cho quá trình cháy sẽ tuỳ thuộc vào nhiệt độ gió hút vào, không khí lạnh sẽ đặc hơn, điều này có nghĩa là với cùng một vị trí cánh bướm ga thì hệ số dung tích gió trong xylanh sẽ giảm, khi nhiệt độ tăng, thông tin ghi nhận nhờ cảm biến nhiệt độ không khí nạp tại bộ đo gió gởi về ECM. ECM xem nhiệt độ ở 200c là mức chuẩn. Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 200c lượng xăng phun tăng. Nếu nhiệt độ lớn hơn 200c lưng xăng phun giảm. 3.3.4.8.3. Giới hạn tốc độ động cơ. Thực hiện nhờ một mạch giới hạn trong ECM. Tín hiệu tốc độ động cơ được so sánh với một giới hạng cố định. Nếu vượt quá ECM điều khiển việc hạn chế phun hoặc ngưng phun. Việc này đảm bảo an toàn cho động cơ. 3.3.4.8.4. Giảm tốc. Trong quá trình giảm tốc xăng ngưng cung cấp cho động cơ, ECM sẽ sử lý tín hiệu từ: + Từ công tắc cánh bướm ga: lúc đó nhả chân ga, tiếp điểm cầm chừng đóng. + Tốc độ động cơ: nếu vượt quá mức quy định cho tốc độ lúc cầm chừng đóng. Tốc độ này phụ thuộc nhiệt độ động cơ. Ví dụ: khi động cơ ở tốc độ cao mà người tài xế buông bàn đạp ga đột ngột thì khi đó công tắc cánh bướm ga sẽ báo ở vị trí cầm chừng và tốc độ động cơ lớn hơn 1800v/p thì ECM sẽ cho bắt đầu cung cấp nhiên liệu lại. Mục đích là giảm tiêu hao nhiên liệu. 3.3.4.9. Điều khiển tốc độ cầm chừng: Để điều khiển tốc độ cầm chừng ta cho thêm một lượng gió phụ đi tắt qua cánh bướm ga vào động cơ, tăng lượng hỗn hợp dẫn đến tăng tốc độ cầm chừng khi động cơ hoạt động. Người ta dùng van điều khiển có nhiều dạng khác nhau nhưng nguyên tắc chung thì giống nhau. Ở động cơ G6EA-GSL người ta dùng kiểu solenoid. Khi tín hiệu vào từ ECM cuộn solenoid sẽ bị kích và hoạt động làm thay đổi khe hở giữa van solenoid và bệ van cho gió vào ít. Dòng điện đi vào cuộn dây mỗi lần đóng ngắt 100ms. Vì vậy vị trí của cuộn solenoid được tính theo chỉ số làm việc của tín hiệu, chỉ số cao van sẽ mở lớn. · Điều khiển định lượng thay đổi tốc độ động cơ: Khi sử dụng điều hoà hay công tắc sô thì ECM sẽ thay đổi chế độ làm việc của tín hiệu để giữ tốc độ ổn định. Tín hiệu sử lý: Công tắc số. Máy điều hoà. · Điều khiển chế độ làm việc không thay đổi: ECM sẽ giữ van phun mở ở một tốc độ nhất định khi mà tiếp điểm cầm chừng ngắt hoặc máy điều hoà luôn hoạt động. Tín hiệu sử lý: Vị trí cánh bướm ga của máy điều hoà 4. Tính toán thời gian phun. Lượng phun nhiên liệu cung cấp cho động cơ được kiểm soát bởi thời gian phun tinj là thời gian kim phun mở. Thời gian mở kim phun được ECM động cơ điều khiển thông qua các tín hiệu từ các cảm biến đặc biệt là tín hiệu tốc độ động cơ và lưu lượng khí nạp vào động cơ. Như vậy lượng nhiên liệu phun vào một xy lanh động cơ phụ thuộc vào tốc độ động cơ và lượng không khí nạp vào đông cơ: mf = (4.1) Trong đó: m’a: lưu lượng không khí [Kg/s]. n: tốc độ động cơ [vòng/phút]. Z: Số xy lanh. Lst=14,66. Lượng nhiên liệu phun ra mf tỉ lệ với thời gian mở kim phun tinf và độ chênh lệch áp suất ∆P trên kim và dưới kim (áp suất đường ống nạp). mf = (4.2) Trong đó: : khối lượng riêng của nhiên liệu nhiên liệu [Kg/m3]. : tiết diện lỗ kim Ở kiểu phun trên đường ống nạp ∆P ≈ 5bar. Thời gian phun ở một chế độ hoạt động nào đó của động cơ là: tinj (4.3) Ở một chế độ hoạt động mà động cơ hoạt động với tỉ lệ hòa khí lựu chọn lượng xăng phun: t0 (4.4) Ở những chế độ khác với , thời gian phun sẽ là: tinj (4.5) Thời gian phun theo một chu trình cháy phụ thuộc vào các thông số sau: Lưu lượng không khí nạp tính bằng khối lượng m’a: ta có thể đo trực tiếp (loại L-EFI) Lượng không khí theo kỳ ma: được tính toán và nạp vào EEPROM theo chương trình đã lập trước. Tỉ lệ hòa khí lựa chọn : tùy theo kiểu động cơ, chẳng hạn tỉ lệ lý tưởng. Một bảng giá trị có thể chứa các giá trị =f(m’,n) cũng có thể đưa vào EEPROM. Tỉ lệ hòa khí thực tế : phụ thuộc vào các thông số như nhiệt độ động cơ trong quá trình làm nóng hoặc hiệu chỉnh để tăng đặc tính động học (tăng tốc, giảm tốc, tải lớn,không tải). Điện áp Ắcquy: ảnh hưởng đến thời điểm nhất kim phun. Vì vậy, để bù trừ thời gian phun sẽ phải cộng thêm một khoảng thời gian tùy theo điện áp ắc quy: tinj + Lượng khí nạp trong một chu trình: Hệ số nạp tương đối (=) ở tốc độ thấp có thể được tăng nhờ cộng hưởng âm trên đường ống nạp đến mỗi xy lanh, các cộng hưởng xuất phát từ việc đóng mở xupap. Dạng hình học của ống nạp được thiết kế cho tốc độ thấp, sao cho áp suất cực đại cho cộng hưởng xảy ra ở xupap hút đúng khi nó mở. Như vậy, có nhiều không khí đi vào buồng đốt và tăng hệ số nạp cũng như công suất động cơ. Tần số cộng hưởng thường nằm giữa 2000(rpm) và 3000(rpm). Tần số càng thấp thì kích thước ống nạp càng lớn. Tần số dao động của dòng khí trong ống nạp là: Fp = (4.6) Khối lượng khí nạp theo xy lanh có thể được tính trong một chu trình: ma = (4.7) tb – ta = = (4.8) 5. Chuẩn đoán hư hỏng của hệ thống phun xăng điện tử: 5.1. Hệ thống nhiên liệu . Kiện toàn hệ thống nhiên liệu - Dùng loại nhiên liệu phù hợp theo yêu cầu của động cơ. - Bảo quản tốt nhiên liệu. - Bảo quản tốt và thường xuyên kiểm tra hệ thống lọc nhiên liệu 5.1.1 Lọc nhiên liệu + Hư hỏng thường gặp. - Vỏ bầu lọc bị rạn nứt thì có thể kiểm tra bằng cách quan sát trực tiếp bằng mắt. Nếu cần thiết thì phải dùng kính phóng đại (5 ¸ 10) lần để quan sát. - Bầu lọc tinh bị tắc bẩn thì dùng thiết bị chuyên dùng để kiểm tra. - Bầu lọc thô bị tắc bẩn thì tháo đai của bầu lọc ra, mở khoá thùng nhiên liệu, quan sát dòng nhiên liệu chảy ra, nếu nhiên liệu chảy ra ổn định thì bầu lọc còn bình thường, nếu nhiên liệu chảy ra ít và không đều thì có nghĩa là bầu lọc bị cặn bẩn. - Các lõi lọc bị rách nát thì tiến hành tháo rời bầu lọc ra, quan sát bằng mắt để phát hiện mức độ hư hỏng. + Phương pháp sửa chữa. - Nếu mức độ rạn nứt của bầu lọc lớn thì cần phải thay mới, nếu rạn nứt nhỏ thì dùng phương pháp hàn để phục hồi ( sau khi hàn ta phải tiến hành gia công lại bề mặt). - Lõi lọc bị rách nứt thì cần phải thay mới. - Bầu lọc bị tắc bẩn thì tiến hành xúc rửa lại: + Tháo bầu lọc ra khỏi thân động cơ. + Tháo rời bầu lọc ra. + Ngâm lõi lọc vào trong dầu hỏa hoặc dầu Diezel một thời gian. + Dùng bàn chải mềm rửa sạch lõi lọc. + Dùng không khí nén đê thổi sạch các lõi lọc. 5.1.2. Sửa chữa thùng chứa nhiên liệu. + Hư hỏng thường gặp. - Thùng chứa nhiên liệu bi móp méo do va chạm ... - Thùng chứa nhiên liệu bi rạn nứt hoặc bị vở . - Phía trong của thùng chứa bị rỉ rét . + Phương pháp sửa chữa. - Nếu thùng chứa bị móp méo thì ta tiến hành nắn lại cho nó phù hợp với hình dáng ban đầu. - Thùng chứa nhiên liệu bị rạn nứt hoặc bị vỡ. Nếu bị rạn nứt nặng hoặc bị vỡ thì ta thay thùng mới. Nếu bị rạn nứt nhỏ thì ta tiến hành hàn lại chổ bị rạn nứt đó sau khi hàn thì ta phải gia công lại. - Thùng nhiên liệu bị rét gỉ thì ta phải tẩy sạch các bụi bặm gỉ đó chỗ kỷ. 5.1.3. Kiểm tra sửa chữa các ống dẫn nhiên liệu. + Yêu cầu kỹ thuật đối với ống dẫn nhiên liệu. - Ống dẫn nhiên liệu phải an toàn không nứt nẻ gây rò rỉ không được gấp khúc, làm nghẽn đường lưu thông nhiên liệu. - Các điểm bắt rắc co phải có van đóng nếu thân bơm làm bằng gang nhằm đảm bảo độ kín khít cao. Nếu trong thời gian sử dụng bụi bám nhiều và tập trung nhiều tại cac điểm bắt rắc co, chứng tỏ độ kín khít không đảm bảo, có hiện tượng rò rỉ. - Tránh va đập các vật nặng vào đường ống dẫn nhiên liệu vì sẽ gây hiện tượng gãy hoặc nứt ống dẫn. + Kiểm tra sửa chữa ống dẫn nhiên liệu. Thường xuyên kiểm tra đường ống dẫn trong bảo dưỡng ngày, nhằm kịp thời phát hiện trục trặc có thể xẩy ra. - Khi xẩy ra nứt ông nhẹ thì sửa chữa lại bằng cách: Xả hết dầu trong đường ống dẫn nhiên liệu, hàn đắp lại chỗ nứt. Còn nếu nặng quá hoặc gãy ống thì phải thay mới. - Khi thay mới cho ống dẫn nhiên liệu cần lưu ý về kích cỡ, độ dài của đường ống, nhất là các ống dầu cao áp thì phải đồng đều chiều dài cho các ống 5.1.4. Kiểm tra và sửa chửa hệ thống. 5.1.4.1. Áp suất nhiên liệu: Kiểm tra áp suất nhiên liệu ta phải có: + Một đồng hồ đo áp suất + Một dây nối cầu chì 10A + Một dụng cụ mở ống nối xăng. Hình 5-1. Qui trình kiểm tra áp suất nhiên liệu Sau đó tiến hành theo các bước: + Tháo ống xăng. + Bắt đồng hồ vào vị trí tháo. + Tháo rơle chính. + Nối tắt (+) (trứơc công tắc) tới bơm nhiên liệu. + Đọc giá trị đồng hồ và so sánh với số liệu cho phép của nhà chế tạo (từ 2,5 ¸ 3bar). + Nếu không đạt tháo dây nối tắc và tháo đồng hồ đo. + Tháo dây từ bơm đến mạch. + Nối đồng hồ đo vào ống từ bơm tới. + Gắn dây nối tắt và đọc giá trị nếu không đạt thì thay bơm. + Nếu đạt thì thay lọc xăng. 5.1.4.2. Khoảng thay đổi áp suất và lưu lượng nhiên liệu: Sau khi kiểm tra áp suất nhiên liệu nếu đạt thì tiến hành như sau: + Lắp đồng hồ áp suất vào mạch. + Gắn ống áp thấp tại bộ điều chỉnh áp suất. + Sau đó khởi động động cơ và khoảng xê dịch của áp suất từ 2,5 ¸ 2,7bar. + Sau tháo ống áp thấp tại bộ điều chỉnh áp suất thì áp suất tăng lên và xê dịch trong khoảng 2,8 ¸ 3,2bar. + Độ chênh lệch này khoảng 0,5bar là đạt yêu cầu. Nếu sau khi kiểm tra khoảng thay đôi không đạt với kết quả trên thì thay đổi bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu. Nếu sau khi kiểm tra khoảng thay đổi đạt yêu cầu của nhà chế tạo thì ta tiếp tục kiểm tra các bước sau; + Tháo ống xăng về buồng chứa. + Bắt một ống đường xăng về và cho xăngchảy vào ống có tỷ lệ sẵn. + Tháo rơle chính và nối tắt (+) với vị trí tới bơm. + Sau một khoảng thời gian đã định sẵn thì lượng xăng trong ống tỷ lệ phải đạt được nhà chế tạo cho trước. + Nếu không đạt thì thay bộ điều chỉnh áp suất. + Khi tiến hành kiểm tra sửa chữa, nếu giá trị nào không đạt thì ta nên sủa chữa ngay, rồi sau đó mới kiểm tra bứơc tiếp theo. 5.1.2.3. Phun khởi động lạnh. · Dùng tín hiệu khởi động và tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ động cơ. + Kiểm tra tương tự về góc độ phun và độ rò rỉ. + Dùng đèn kiểm tra tín hiệu khởi động từ cọc 50 của công tắc máy đến cọc ECM. + Kiểm tra cảm biến nhiệt độ động cơ. 5.1.2.4. Kim phun. · Điện trở kim phun: + Điều kiện chuẩn bị: tháo đầu ghim ra khỏi kim phun. + Kiểm tra: Nối một volt kế giữa hai cực của mỗi kim phun và so sánh với giá trị điện trở ấn định. · Mức độ rò rỉ và dạng tia phun: + Điều kiện chuẩn bị: tháo ống phân phối, kim, bộ điều áp ra khỏi động cơ. Vị trí của kim phun đặt thích hợp trong một khay lớn rồi sau đó tháo mạch nhiên liệu và ống Kiểm tra: tháo rơle bơm xăng và mạch cầu dây. Bậc công tắc bơm ở vị trí ON, kiểm tra sự rò rỉ của các kim phun, so sánh với giá trị ổn định. Nối một nguồn 12v cho mỗi kim và kiểm tra dạng tia phun, quan sát dạng tia phun dạng côn chuẩn 5.2. Hệ thống nạp khí + Hư hỏng chủ yếu - Bầu lọc không khí bị bẩn, không đảm bảo khả năng lọc sạch ,cung cấp không khí sạch cho việc hoà trộn với xăng tạo hỗn hợp tốt cho qua trình cháy của động cơ - Hư hỏng ơ van điều khiển vị trí bướm ga 5.2.1. Bộ đo gió: * Phương pháp kiểm tra sửa chữa: Kiểm tra sửa chữa bộ đo gió ta tiến hành tuần tự như sau: · Kiểm tra bằng mắt: + Tắt công tắc. + Tháo bộ đo gió khỏi cụm ống hút. + Dùng mắt kiểm tra bộ đo gió xem nó có dấu hiệu hư hỏng hay không. · Kiểm tra điện thế: + Nạy lấy chụp cao su bảo vệ đầu cắm của bộ đo gió. + Khởi động động cơ và giữ cho nó chạy tới nhiệt độ bình thường. · Nối một đồng hồ volt giữa hai cọc bộ đo gió thì giá trị đọc được từ 2 ¸5volt. + Nối đồng hồ volt giữa hai cọc. + Sau đó cho động cơ chạy ở tốc độ 2000v/p. + Tắt công tắc. + Sau thời gian 5s đồng hồ volt sẽ chỉ tăng từ 2 ¸ 5volt trong một giây. · Sự đốt cháy sau khi tắt công tắc: Điều kiện chuẩn bị: + Tháo lọc gió ra khỏi bộ đo gió. + Chạy động cơ cho đến khi động cơ đạt nhiệt độ 650c, sau đó tăng tốc độ động cơ lên khoảng 2000v/p. + Tắt công tắc và xem sợi nhiệt. + Sau khi tắt khoảng 5s thì sợi dây nhiệt sẽ toả sáng khoảng 1s. 5.2.2. Công tắt cánh bướm ga. Hình 5-2. Điều chỉnh vị trí cầm chừng công tắc cánh bướm ga Trước khi kiểm tra và sửa chữa công tắc cánh bướm ga thì vị trí của cánh bướm ga thì phải hiệu chỉnh chính xác. Phương pháp kiểm tra được tiến hành như sau: + Tắt công tắc máy. + Rút đầu ghim của ECM. + Dùng đồng hồ đo ohm giữa hai cọc của đầu ghim vào ECM. + Khi cánh bướm ga ở vị trí cầm chừng thì đồng hồ sẽ chỉ là o ohm. + Nếu nhấn ga thì đồng hồ sẽ chỉ là ¥ W. + Khi kiểm tra các bước trên nếu không đạt thì ta kiểm tra sự thông mạch giữa đầu cắm ECM tới công tắc cánh bướm ga cho từng trường hợp. + Sau khi những bước trên đạt ta dùng đồng hồ đo volt giữa cọc 9 và mas khi đề. Nếu điện thế đo được là điện thế bình là đạt, nếu không thì kiểm tra dây từ ECM tới rơle. 5.3.Hệ thống điều khiển điện tử ECM lắp trên xe Santa Fe . Trong hệ thống phun xăng điện tử ECM là bộ phận quan trong nhất. Nó kiểm soát và điều khiển hệ thống phun xăng điện tử, khi có trửo ngại xảy ra ECM sẽ lưu vào bbộ nhớ dưới dạng mã hư hỏng. ECM trực tiếp giám xát hoạt động của nhiều bộ cảm biến và mạch điện, tiếp nhận thông tin trực tiếp từ các cảm biến này, do đó khi có một thoong tin nào không nằm trong giới hạn hoạt động được định sẵn thì ECM sẽ ghi dưới dạng mã hư hỏng Tuỳ theo từng loại động cơ mà ta có số đầu ghim và vị trí khác nhau. Khi có hư hỏng nếu kiểm tra các bộ phận trên và dây dẫn tốt thì thay ECM. 5.3.1. Kiểm tra sửa chữa các cảm biến 5.3.1.1. Cảm biến nhiệt độ không khí nạp: · Kiểm tra: + Tắt công tắc. + Tháo đầu ghim của ECM. + Nối đồng hồ đo ohm giữa hai cọc của đầu ghim vào ECM. + Quan sát nhiệt độ không khí sau đó đọc điện trở và so sánh với thông số đã cho. Ví dụ: Nhiệt độ Điện trở -10oc 8 ¸ 10 kW +20oc 2 ¸ 3 kW +50oc 750 ¸ 900 W Vậy khi trời sáng lúc chưa khởi động ứng với khí hậu của việt nam thì điện trở phải nhỏ hơn 2 kW và lớn hơn 900W. 5.3.1.2. Cảm biến nhiệt độ động cơ Kiểm tra: Trước tiên kiểm tra ta tháo cảm biến nhiệt độ động cơ ra khỏi động cơ. Sau đó lấy đồng hồ đo ohm giữa hai mạch của cảm biến và ngâm cảm biến vào một ly nước có thể thay đổi nhiệt độ được và đồng hồ đo nhiệt độ nước. Sau đó đọc giá trị trên đồng hồ tương ứng với giá trị nhiệt độ nước. Sau đó so sánh với thông số nhà chế tạo cho. Ví dụ: Nhiệt độ nước Điện trở -10oc 8,1 ¸ 10,7 kW 0oc 5,8 kW 20oc 2,3 ¸ 2,7 kW Hình 5-3. Cách kiểm tra này áp dụng cho tất cả các loại xe. 5.3.1.3. Cảm biến ôxy: Khi kiểm tra ta cần chẩn bị những điều kiện sau: + Đầu ghim ECM đã nối. + Cho động cơ chạy trên 30s. R 5v CB O2 E1 ECM · Kiểm tra: Hình 5-4. Sơ đồ mạch cảm biến ôxy + Nối một đầu volt kế giữa hai đầu ghim đến ECM. + So sánh với điện thế đã cho (0 ¸ 1volt). + Nối volt kế của đầu ghim của cảm biến ôxy với mass. + Khi động cơ chạy thì điện thế khoảng 0,6volt. 5.4. Phương pháp kiểm tra chẩn đoán hư hỏng. 5.4.1. Chuẩn đoán bằng mã lỗi Ở xe Santa Fe việc chuẩn đoán báo bằng đèn check engine. + Test mode: phải thoả mãn các điều kiện sau: - Hiệu điện thế accu bằng 11V hoặc lớn hơn. - Công tắc cảm biến vị trí bướm ga đóng. - Tay số ở vị trí không số. - Tất cả các công tắc phụ tải khác phải tắt Phương pháp: Bặt công tắc sang on, quan sát đèn check engine chớp, tắt cho biết đang hoạt động ở chế độ test mode. Khởi động động cơ lúc này bộ nhớ ram sẽ xoá hết các mã chuẩn đoán và ghi vào bộ nhớ các mã chuẩn đoán mới, nếu hệ thống chuẩn đoán nhận biết động cơ vẫn còn bị hư hỏng thì đèn check engine vẫn sáng. Muốn tìm lại mã sự cố chúng ta thực hiện lại các bước ở normal mode và sau khi khắc phục sự cố phải xoá bộ nhớ. Nếu không xoá nó sẽ giữ nguyên các mã cũ và khi có sự cố mới ta sẽ nhận được thông tin sai.Có thể tiến hành xoá bộ nhớ bằng cách đơn giản sau: tháo cầu chì chính của hệ thống phun xăng ra ít nhất 10s, sau đó lắp lại.nếu không biết cầu chì đó ở đâu thì có thể tháo cọc accu ra khoảng 15s. Chức năng fail-safe: Khi có sự cố kĩ thuật trong hệ thống phun xăng khi xe đang hoạt động (mất tín hiệu từ cảm biến) việc điều khiển ổn định xe trở nên khó khăn hơn vì thế chức năng fail-safe được thiết kế để ECM lấy các dữ liệu tiêu chuẩn trong bộ nhớ tiếp tục điều khiển động cơ hoạt động hoặc ngừng động cơ nếu các sự cố nguy hiểm được nhận Chức năng back-up: Chức năng back-up được thiết kế để khi có sự cố kĩ thuật ở ECM. Back-up IC trong ECM sẽ lấy toàn bộ dữ liệu lưu trữ để duy trì hoạt động động cơ trong thời gian ngắn. ECM hoạt động ở chức năng back-up trong các điều kiện sau: - ECM không gửi tín hiệu điều khiển đánh lửa (IGT) - Mất tín hiệu từ cảm biến áp suất đường ống nạp (PIM) Lúc này back-up IC sẽ lấy tín hiệu dự trữ để điều khiển thời điểm đánh lửa và thời điểm phun nhiên liệu duy trì hoạt động động cơ, đồng thời đèn check-engine sẽ báo sáng thông báo cho lái xe. + Bảng chẩn đoán hư hỏng hệ thống phun xăng điện tử động cơ G6EA-GSL theo bảng mã CHẨN ĐOÁN THEO BẢNG MÃ HƯ HỎNG Mã Dạng tín hiều Hệ thống Chẩn đoán Vùng hỏng hóc Bình thường 12 Tín hiệu vận tốc Những giây sau khởi động không có tín hiệu Ne ,G 1. Mạch chia điện 2. Đầu chia điện 3. Mạch điều khiển hệ thống ECM 13 Tín hiệu bộ cảm biến ôxy Tín hiệu phát thấp 1. Mạch bộ cảm biến ôxy 2. Cảm biến ôxy 3. ECM 14 Tín hiệu bộ cảm biến nhiệt độ nước làm mát Tín hiệu phát thấp 1. Mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát 2. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 3. ECM 22 Tín hiệu bộ cảm biến vị trí trục khuỷu Tín hiệu phát sai 1. Mạch bộ cảm biến trục khuỷu 2. Cảm biến trục khuỷu 3. ECM 24 Tín hiệu từ bộ cảm biến vị trí bướm ga Tín hiệu phát thấp 1. Bộ cảm biến vị trí bướm ga 2. Cảm biến vị trí bướm ga 3. ECM 31 Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ khí nạp Tín hiệu phát cao 1. Mạch bộ cảm biến nhiệt độ khí nạp 2. Cảm biến nhiệt đọ khí nạp 3. ECM 34 Tín hiệu từ cảm biến áp suất không khí Tín hiệu phát cao 1. Mạch bộ cảm biến áp suất không khí 2. Cảm biến áp suất không khí 3. ECM 41 Tín hiệu từ bộ điều khiển không tải Tín hiệu phát sai 1. Mạch bộ điều khiển không tải 2. Bộ điều khiển không tải 3. ECM 42 Tín hiệu từ bộ hồi lưu khí xã Tín hiệu phát sai 1. Mạch bộ hồi lưu khí xã 2. Bộ hồi lưu khí xã 3. ECM 51 Có tín hiệu khởi động Không có tín hiệu khởi động 1. Mạch rơle khởi động 2. Mạch công tắc khởi động 3. ECM 5.4.2. Cách khắc phục hư hỏng thông thường Hiện Tượng Nguyên nhân có thể Cách khắc phục Hao xăng tiếng nổ bất ổn ở bộ tiêu âm + Áp suất xăng không đúng như quy định nhà chế tạo + Vòi phun bị xì hở + Tia lửa điện không tốt, hư hỏng bugi + Vận tốc cầm chừng ralăngti không đảm bảo + Hư hỏng các cảm biến ôxy, hư hỏng cảm biến bướm ga, mạch tín hiệu phun xăng điện tử + Kiểm tra chỉnh lại áp suất xăng + Sửa chữa thay thế vòi phun + Sửa chữa hoặc thay thế bugi + Sửa chữa hoặc thay thế Vòng quay không tải cao + Bộ cần nối bàn đạp bị kẹt + Van điều chỉnh áp suất xăng bị hư + Rò vòi phun xăng + Hệ thống phun xăng điều khiển điện tử ECM có trục trặc, hư hỏng các cảm biến + Vòng quay không tải sai + Độ nén trong cylinder thấp + Kiểm tra cần nối bàn đạp + Kiểm tra áp suất xăng + Thay thế hoặc sửa chữa vòi phun xăng + Kiểm tra sửa chữa hệ thống, thay thế các cảm biến nếu cần + Điều chỉnh lại vòng quay không tải + Điều chỉnh lại Động cơ dễ bị chết máy gia tốc kém + Vận tốc cầm chừng không tốt + Bugi đánh lửa yếu + Dây cao áp đánh lửa có sự cố + Hở đường ống chân không ở + Đường ống thông khi cacte + Van tuần hoàn khí xả + Cụm ống nạp không khí + Cụm bướm ga + Thời điểm đánh lửa sai + Hệ thống nhiên liệu tắt + Bầu lọc gió tắt + Chỉnh lại ralăngti + Kiểm tra bugi đánh lửa + Kiểm tra dây cao áp + Sửa chữa nếu cần + Chỉnh lại + Kiểm tra hệ thống nhiên liệu Động cơ nổ ngược + Bộ phận ngắt nhiên liệu luôn tắt + Hệ thống EFI trục trặc + Thời điểm đánh lửa sai + Hư hỏng bơm xăng, bầu xăng van điều chỉnh áp suất + Bị lỏng hay hư hỏng đầu giắc cấm các cảm biến: Nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ không khí, vị trí bướm ga... + Kiểm tra lại độ hở chân không trên đường ống khí + Kiểm tra hệ thống EFI + Chỉnh lại thời điểm đánh lửa + Sửa chữa thay thế nếu cần + Dùng đống hồ vạn năng kiểm tra các mạch điện tử, sửa chữa thay thế Xe khó hoặc không khởi động được + Xì hở chân không trong ống mạch ống nạp khí + Thời điểm đắnh lửa bị sai + Đường ống xăng bị rò rỉ, bầu lọc xăng bơm xăng hoạt động không tốt + Khe hở bugi, khe hở xupap không đảm bảo + Van không khí phụ bị hỏng hóc + Kiểm tra các đầu nối ống góp hút + Chỉnh thời điểm đánh lửa + Kiểm tra sửa chữa đường ống, thay thế bơm , lọc nếu cần + Điều chỉnh lại khe hở bugi, khe hở xupap + Sửa chữa thay thế van không khí phụ * Những lưu ý khi sửa chữa hỏng hóc trên hệ thống phun xăng điện tử: 1. Thông thường động cơ bị hỏng hóc kông phải do hệ thống phun xăng điện tử. Khi tiến hành tìm kiếm và sử lý hỏng hóc, trước nhất phải kiểm tra tình trạng ổn định của các hệ thống khác. Cụ thể như: * Nguồn điện chính: bình ắc quy, cầu nối an toàn, cấu chì. * Hệ thống cung cấp xăng: Đường ống bị xì hở, lọc xăng, bơm xăng, bộ ổn địmh áp suất. * Hệ thống đánh lửa: Bugi, dây điện cao thế bugi, bộ phận đánh lửa. * Hệ thống nạp khí: Xì hở ống dẩn khí, lọc không khí quá bẩn. * Hệ thống kiểm soát khí thải: Hệ thống hồi lưu khí thải EGR. * Các cơ cấu khác: Điểm đánh lửa, khe hở nhiệt, vận tốc ralăngti... 2. Đối với hệ thống phun xăng điện tử: Nguyên do hỏng hóc thông thường nhất là các ổ giắc (đầu nối dây), các ổ nối cắm điện bị lỏng (không tiếp điện). Phải kiểm tra kỹ các hệ thống phụ trước khi quyết định thay mới bộ ECM. 6. Kết luận Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ G6EA-GSL 2.7” lắp trên xe Santa Fe, đến nay em đã hoàn thành các nội dung cơ bản của đồ án. Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử và các chi tiết, cơ cấu của hệ thống. Phần đầu đồ án trình bày khái quát chung về các hệ thống nhiên liệu dùng trên động cơ xăng, đi sâu phân tích những ưu nhược điểm của động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí và động cơ xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử hiện đại. Phần chính của đồ án trình bày các hệ thống trên động cơ G6EA-GSL 2.7 đi sâu tìm hiểu phần hệ thống nhiên liệu bao gồm các thiết bị điện tử, các thiết bị chính cung cấp nhiên liệu, không khí nạp. Tìm hiểu về các chế độ phun của động cơ phun xăng, tìm hiểu các hư hỏng của hệ thống nhiên liệu, các mã chẩn đoán hư hỏng của động cơ G6EA-GSL 2.7. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức về chuyên ngành động cơ đốt trong và đặc biệt nhận thấy được tính ưu việt của hệ thống phun xăng điều khiển điện tử, không những công suất tăng rất nhiều so với bộ chế hòa khí, mức tiêu hao nhiên liệu giảm đáng kể mà còn hạn chế thải khí độc làm ô nhiễm môi trường. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cũng học hỏi thêm được một số kiến thức cơ bản về các phần mềm: Word, CAD phục vụ cho công việc sau này. Đồng thời qua đó thấy bản thân cần phải cố gắng học hỏi tìm tòi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành động lực. Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ít nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự sẽ chia và cảm thông của quí thầy cô để giúp em bảo vệ thành công đề tài này, em xin chân thành cảm ơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS. Trần Thanh Hải Tùng. “Bài giảng môn học chuyên đề động cơ phun xăng”. Đại Học Bách khoa Đà Nẵng, 2008. [2] TS. Trần Thanh Hải Tùng. “Bài giảng kết cấu và tính toán động cơ đốt trong”.Đại Học Bách khoa Đà Nẵng, 2008. [3] Phạm Quốc Thái. “Trang bị điện và điện tử trên ô tô”. Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008. [4] Công ty Hyundai-Vinamotor. Tài liệu đào tạo của hãng Hyundai, 2007. [5] Công ty Hyundai-Vinamotor. “EMS & Troubleshooting” của hãng Hyundai, 2007. [6] Công ty Hyundai-Vinamotor. “Actuators and Troubleshooting” của hãng Hyundai, 2007. [7] Nguyễn Đức Phú, Hồ Tấn Chuẩn, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, Phạm Văn Thể. “Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong tập 1, 2”. Nhà xuất bản giáo dục, 1996 [8] GS. TS. Nguyễn Tất Tiến. “Nguyên lý động cơ đốt trong”. Nhà xuất bản giáo dục, 2003.