Tính toán thiết kế ô tô: Hệ thống phun xăng điện tử efi

chức năng điều chỉnh tỷ lệ khí hỗn hợp tùy theo các chế độ hoạt động khác nhau của động cơ nhằm làm cho động cơ phát huy tối đa công suất, giảm hơi độc trong khí thải, giúp quá trình khởi động động cơ được nhanh và dễ, ổn định hoạt động của ôtô trong mọi chế độ khác nhau. a) Chế độ khởi động lạnh: Ở chế độ khởi động lạnh, cần phải phun thêm nhiều xăng hơn bình thường. vì thời tiết lạnh làm cho xăng bốc hơi kém và bị ngưng đọng trên vách ống góp hút, do đó phải cung cấp nhiều xăng hơn để xylanh động cơ có thể nhận đủ số xăng cần thiết giúp khởi động được. Số xăng phun thêm này được thực hiện nhờ béc phun khởi động lạnh phun xăng vào trong ống góp. b) Quá trình sưởi nóng động cơ: Quá trình sưởi nóng động cơ được thực hiện tiếp theo ngay sau khi chấm quá trình khởi động lạnh. Vì mặc dù động cơ đã nổ nhưng vách xylanh động cơ vẫn còn lạnh làm cho xăng khó bốc hơi, hậu quả là khí hỗn hợp vẫn nghèo xăng. Để sưởi nóng tốt động cơ, phải phun ra lượng xăng nhiều hơn bình thường từ hai đến ba lần ngay sau khi béc phun khởi động ngưng. c) Chế độ tăng tốc bốc máy: Lúc cần vượt nhanh qua mặt một xe khác lưu thông cùng chiều, phải tăng tốc cho xe tức thì. Ở chế độ này bướm ga mở đột ngột khối lượng không khí nạp vào nhiều trong xylanh làm cho khí hỗn hợp nghèo xăng. Khi ECU nhận được tín hiệu tăng tốc nhờ bộ cảm biến lưu lượng dòng khí nạp. Khi bướm ga mở lớn đột xuất, khối lượng khí nạp tăng vọt lên, mâm đo của bộ cảm biến dòng khí nạp xoay dịch chuyển một góc lớn hơn. Hộp ECU nhận được tín hiệu này sẽ chỉ huy phun thêm nhiên liệu, điều chỉnh tỷ lệ khí hỗ hợp để có hệ số dư lượng không khí λ = 0,9. d) Làm giàu khí hỗn hợp ở chế độ toàn tải: Ở chế độ toàn tải, động cơ phát huy công suất tối đa, vì vậy cần phải cung cấp cho động cơ một lượng khí hỗn hợp giàu xăng hơn so với chế độ tải một phần. Việc điều chỉnh thêm xăng cần thiết này được lập trình sẵn trong bộ xử lý và điều khiển điện tử ECU. Bộ ECU nhận được thông tin về chế độ toàn tải nhờ công tắc vị trí bướm ga hay cảm biến vị trí bướm ga. e) Kiểm soát vận tốc ralăngti: Cơ cấu này sẽ giúp điều chỉnh hỗn hợp khí căn bản duy trì động cơ nổ cầm chừng, để cho vận tốc vận tốc cầm chừng được êm và ổn định, cơ cấu kiểm soát vận tốc cầm chừng sẽ tăng thêm vận tốc trục khuỷu ở chế độ ralăngti. Việc tăng tốc này cũng giúp rút ngắn thời gian nổ máy sưởi nóng động cơ. Chương 2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 1TR-FE dung trên xe innova G 1. Giới thiệu chung về động cơ 1TR-FE trên xe innova: Toyota Innova có 2 loại: Innova G và Innova J Bảng:2.1 Loại xe Innova G Innova J Động cơ 2.0 lít (1TR-FE) 2.0 lít (1TR-FE) Hộp số 5 số tay 5 số tay Số chỗ ngồi 8 chỗ 8 chỗ Bảng: 2.2 Loại xe Innova G Innova J Trọng lượng toàn tải 2170 kg 2600 kg Trọng lượng không tải 1530 kg 1515 kg Dài x rộng x cao toàn bộ 4555mm x 1770mm x 1745mm Chiều dài cơ sở 2750 mm 2750 mm Chiều rộng cơ sở 1510 mm 1510 mm Khoảng sáng gầm xe 176 mm 176 mm Động cơ.  Bảng: 2.3 Loại động cơ 1TR-FE Kiểu 4 xilanh thẳng hàng, 16 van, cam kép DOHC có VVT-I, dẫn động xích. Dung tích công tác 1998 cm3 Đường kính xy lanh D 86 mm Hành trình piston S 86 mm Tỉ số nén 9,8 Công suất tối đa 100Kw/5600 rpm Mô men xoắn tối đa 182/4000 (N.m/rpm) Hệ thống phun nhiên liệu L-EFI Tiêu chuẩn khí xả Euro Step 2 Cơ cấu phối khí 16 xupap dẫn động bằng xích,có VVT-i Thời điểm phối khí Nạp Mở 520~00 BTDC Đóng 120~640 ABDC Xả Mở 440 BTDC Đóng 80 ABDC Độ nhớt /cấp độ của dầu bôi trơn 5W-30/API SL, SJ, EC or ILSAC Bảng: 2.4 Loại Innova G Innova J Treo trước Độc lập với lò xo cuộn, đòn kép và thanh cân bằng Treo sau 4 điểm liên kết, lò xo cuộn và tay đòn bên Phanh trước Đĩa thông gió Phanh sau Tang trống Bán kính quay vòng tối thiểu 5,4 m Dung tích bình xăng 55 lit Vỏ và mâm xe 205/65R15 Mâm đúc 195/70R14 Thép, chụp kín Động cơ 1TR-FE lắp trên xe Innova của hãng Toyota là loại động cơ xăng thế hệ mới, 4 xy lanh thẳng hàng, dung tích xylanh 2,0lít trục cam kép DOHC 16 xupap dẫn động bằng xích thông qua con đội thuỷ lực với hệ thống van nạp biến thiên thông minh VVT-i. Động cơ có công suất 100Kw/5600v/p có hệ thống đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng điện tử và hệ thống nhiên liệu phun trực tiếp điều khiển bởi ECU. 2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ 1TR-FE trên xe innova G: 2.1 Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ 1TR-FE. 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 không 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. 2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng động cơ 1TR-FE: Nhiên liệu được hút từ bình nhiên liệu bằng bơm cánh gạt qua bình lọc nhiêu liệu để lọc sách các tạp chất sau đó tới bộ giảm rung, 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 dòng nhiên liệu và giữ cho nó luôn 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 vòi 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 nó 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. Chương 3 Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ 1TR-FE trên xe innova G 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính: 1.1 bơm nhiên liệu: 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 trên 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 3.1: Kết cấu của bơm xăng điện. 1:Van một chiều; 2:Van an toàn; 3:Chổi than; 4:Rôto; 5:Stato; 6,8:Vỏ bơm; 7,9:Cánh bơm; 10:Cửa xăng ra; 11:Cửa xăng vào. 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 không tại cửa vào nên hút được nhiên liệu vào và tạo áp suất tại cửa ra để đẩy 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 không có áp suất dư thì nhiên liệu có thể dễ dàng bị hoá hơi tại nhiệt độ cao gây khó khăn khi khởi động lại động cơ. ¾ Ðiều khiển bơm nhiên liệu: Bơm nhiên liệu chỉ hoạt động khi động cơ đang chạy. Ðiều này tránh cho nhiên liệu không bị bơm đến động cơ trong trường hợp khóa điện bật ON nhưng động cơ chưa chạy. Hiện nay có nhiều phương pháp điều khiển bơm nhiên liệu Khi động cơ đang quay khởi động. Dòng điện chạy qua cực ST2 của khóa điện đến cuộn dây máy khởi động (kí hiệu ST) và dòng diện vẫn chạy từ cực STAcủa ECU (tín hiệu STA). Khi tín hiệu STA và tín hiệu NE được truyền đến ECU, transitor công suất bật ON, dòng 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 dòng điện chạy đến cuộn dây của rơle mở mạch. Kết quả là, rơle mở mạch tắt ngừng bơm nhiên liệu. Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu. 1:Cầu chì dòng cao; 2,6,8,9:Cầu chì; 3,4,10:Rơ le; 5:Bơm; 7:Khóa điện; 11:Máy khởi động. 1.2 Bộ 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. 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 4500km. Hình 3.3: 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. 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 10mm. Các tạp chất có kích thước lớn hơn 10mm được giữ lại đây. Sau đó xăng đi qua tấm lọc (3) các tạp chất nhỏ hơn 10mm được giữ lại và xăng đi qua cửa ra (5) của bộ lọc là xăng tương đối sạch cung cấp quá trình nạp cho động cơ. 1.3 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. 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 không gian đầu vòi phun phải luôn luôn giữ ở mức 2,9 kG/cm2 và chính bộ điều chỉnh áp suất bảo đảm trách nhiệm này. Hình 5.5: Sự điều chỉnh áp suất nhiên liệu theo áp suất đường ống nạp của bộ ổn định áp suất. Hình 3.4: Kết cấu bộ ổn định áp suất. 1:Khoang thông với đường nạp khí; 2:Lò xo; 3:Van; 4:Màng; 5: Khoang thông với dàn ống xăng; 6:Ðường xăng hồi về thùng xăng. ¾ Nguyên lý làm việc của bộ ổn định . Nhiên liệu có áp suất từ dàn ống phân phối sẽ ấn màng (4) làm mở van (3). Một phần nhiên liệu chạy ngược trở lại thùng chứa qua đường nhiên liệu trở về thùng (6). Lượng nhiên liệu trở về phụ thuộc vào độ căng của lò xo màng, áp suất nhiên liệu thay đổi tuỳ theo lượng nhiên liệu hồi. Ðộ chân không của đường ống nạp được dẫn vào buồng phía chứa lò xo làm giảm sức căng lò xo và tăng lượng nhiên liệu hồi, do đó làm giảm áp suất nhiên liệu. Nói tóm lại, khi độ chân không của đường ống nạp tăng lên (giảm áp), thì áp suất nhiên liệu chỉ giảm tương ứng với sự giảm áp suất đó. Vì vậy áp suất của nhiên liệu A và độ chân không đường nạp B được duy trì không đổi. Khi bơm nhiên liệu ngừng hoạt động, lò xo (2) ấn van (3) đóng lại. Kết quả là van một chiều bên trong nhiên liệu và van bên trong bộ điều áp duy trì áp suất dư trong đường ống nhiên liệu. 1.4 Vòi phun xăng điện tử: Vòi phun trên động cơ 1TR-FE là loại vòi phun đầu dài, trên thân vòi phun có tấm cao su cách nhiệt và giảm rung cho vòi phun, các ống dẫn nhiên liệu đến vòi phun được nối bằng các giắc nối nhanh. Vòi phun hoạt động bằng điện từ, lượng phun và thời điểm phun nhiên liệu phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU. Vòi phun được lắp vào nắp quy lát ở gần cửa nạp của từng xy lanh qua một tấm đệm cách nhiệt và được bắt chặt vào ống phân phối xăng. ¾ Kết cấu và nguyên lý hoạt động của vòi phun. Khi cuộn dây (4) nhận được tín hiệu từ ECU, piston (7) sẽ bị kéo lên thắng được sức căng của lò xo. Do van kim và piston là cùng một khối nên van cũng bị kéo lên tách khỏi đế van của nó và nhiên liệu được phun ra. Hình 3.5: Kết cấu vòi phun nhiên liệu. 1:Thân vòi phun ;2:Giắc cắm; 3:Đầu vào; 4:Gioăng chữ O; 5:Cuộn dây; 6:Lò xo; 7:Piston ; 8:Đệm cao su; 9:Van kim. Lượng phun được điều khiển bằng khoảng thời gian phát ra tín hiệu của ECU. Do độ mở của van được giữ cố định trong khoảng thời gian ECU phát tín hiệu, vậy lượng nhiên liệu phun ra chỉ phụ thuộc vào thời gian ECU phát tín hiệu. ¾ Mạch điện điều khiển vòi phun: Hiện có 2 loại vòi phun, loại có điện trở thấp1,5-3Ù và loại có điện trở cao13,8Ù, nhưng mạch điện của hai loại vòi phun này về cơ bản là giống nhau. Điện áp ắc quy được cung cấp trực tiếp đến các vòi phun qua khóa điện. Các vòi phun được mắt song song. Động cơ 1TR-FE với kiểu phun độc lập nên mỗi vòi phun của nó có một transitor điều khiển phun. Hình 3.6: Sơ đồ mạch điện điều khiển vòi phun động cơ 1TR-FE. 1:Ắc quy; 2:Cầu chì dòng cao; 3:Khóa điện; 4:Cầu chì; 5:Vòi phun 1.5 Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu: Do yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng khắt khe, hơi xăng tạo ra trong trong thùng chứa trên xe hiện đại sẽ không được thải ra ngoài mà được đưa trở lại đường nạp động cơ. Hình 3.7: Hệ thống kiểm soát hơi nhiên liệu động cơ 1TR-FE. 1:Bướm ga; 2:Van điện từ; 3:Van một chiều; 4:Thùng xăng; 5:Van chân không của nắp bình xăng; 6:Bộ lọc than hoạt tính. Hơi nhiên liệu bốc lên từ bình nhiên liệu, đi qua van một chiều (3) và đi vào bộ lọc than hoạt tính(6). Than sẽ hấp thụ hơi nhiên liệu. Lượng hơi được hấp thụ này sẽ được hút từ cửa lọc của cổ họng gió vào xy lanh để đốt cháy khi động cơ hoạt động. ECU điều khiển dòng khí bằng cách điều chỉnh độ mở của van điện từ. Van chân không (5) của nắp bình nhiên liệu được mở ra để hút không khí từ bên ngoài vào bình nhiên liệu khi trong thùng có áp suất chân không. 2. Hệ thống cung cấp không khí động cơ 1TR-FE trên xe innova G: 2.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp không khí: Không khí Lọc không khí Cảm biến lưu lượng khí nạp Các xy lanh Đường ống nạp Ống góp nạp Cổ họng gió Hình 3.8: Sơ đồ khối hệ thống nạp. Hệ thống nạp khí cung cấp lượng không khí cần cho sự cháy đến các xylanh động cơ. Không khí đi qua lọc gió, sau đó đến cảm biến lưu lượng khí nạp, cổ họng gió, qua ống góp nạp và các đường ống rồi đến các xylanh trong kỳ nạp. 2.2 Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí: 2.2.1 Lọc không khí: Lọc không khí nhằm mục đích lọc sạch không khí trước khi không khí đi vào động cơ. Nó có vai trò rất quan trọng nhằm làm giảm sự mài mòn của động cơ. Trên động cơ 1TR-FE dùng kiểu lọc thấm, lõi lọc bằng giấy. Loại này có ưu điểm giá thành không cao, dễ chế tạo. Tuy vậy nhược điểm là tuổi thọ thấp, chu kỳ thay thế ngắn. 2.2.1 Cổ họng gió: Các bộ phận tạo thành gồm: bướm ga, môtơ điều khiển bướm ga, cảm biến vị trí bướm ga và các bộ phận khác. Bướm ga dùng để thay đổi lượng không khí dùng trong quá trình hoạt động của động cơ, cảm biến vị trí bướm ga lắp trên trục của bướm ga nhằm nhận biết độ mở bướm ga, môtơ bướm ga để mở và đóng bướm ga, và một lò xo hồi để trả bướm ga về một trí cố định. Môtơ bướm ga ứng dụng một môtơ điện một chiều (DC) có độ nhạy tốt và ít tiêu thụ năng lượng. Hình 3.9: Kết cấu cổ họng gió. 1:Môtơ bước; 2:Bướm ga; 3:Các nam châm; 4:Các bánh răng giảm tốc; 5:IC HALL(cảm biến vị trí bướm ga). ¾ Nguyên lý làm việc: ECU động cơ điều khiển độ lớn và hướng của dòng điện chạy đến môtơ điều khiển bướm ga, làm quay hay giữ môtơ, và mở hoặc đóng bướm ga qua một cụm bánh răng giảm tốc. Góc mở bướm ga thực tế được phát hiện bằng một cảm biến vị trí bướm ga, và thông số đó được phản hồi về ECU động cơ. Khi dòng điện không chạy qua môtơ, lò xo hồi sẽ mở bướm ga đến vị trí cố định (khoảng 70). Tuy nhiên, trong chế độ không tải bướm ga có thể được đóng lại nhỏ hơn so với vị trí cố định. Khi ECU động cơ phát hiện thấy có hư hỏng, nó bật đèn báo hư hỏng trên đồng hồ táp lô đồng thời cắt nguuồn đến môtơ, nhưng do bướm ga được giữ ở góc mở khoảng 70, xe vẫn có thể chạy đến nơi an toàn. 2.2.3 Ống góp hút và đường ống nạp: Ống góp hút và đường ống nạp được chế tạo bằng nhựa nhằm mục đích giảm trọng lượng và sự truyền nhiệt đến nắp qui lát. Hình 3.10: Ống góp hút và đường ống nạp 1:Ống góp hút; 2:Đường ống nạp 3. Hệ thống điều khiển phun xăng điển tự động cơ 1TR_FE trên xe innova G: 3.1 Nguyên lý chung: Hệ thống điều khiển phun xăng điện tử trên động cơ 1TR-FE về cơ bản được chia thành ba bộ phận chính: · Các cảm biến: có nhiệm vụ nhận biết các hoạt động khác nhau của động cơ và phát ra các tín hiệu gửi đến ECU hay còn gọi là nhóm tín hiệu vào. · ECU: có nhiệm vụ xử lý và tính toán các thông số đầu vào từ đó phát ra các tín hiệu điều khiển đầu ra. · Các cơ cấu chấp hành: Trực tiếp điều khiển lựợng phun thông qua các tín hiệu điều khiển nhận được từ ECU. 3.2 Các cảm biến: 3.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Hình 3.11: kết cấu cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nóng Dòng điện chạy vào dây sấy làm cho nó nóng lên. Khi không khí chạy qua, dây sấy được làm nguội tương ứng với khối lượng không khí nạp, bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dây sấy này để giữ cho nhiệt độ dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỉ lệ thuận với lượng không khí nạp bằng cách phát hiện dòng điện đó ta xác định được lượng không khí nạp. Trong trường hợp này, dòng điện có thể chuyển thành điện áp và gửi đến ECU động cơ. b. Mạch cảm biến đo lường khí: Hình 3.12: Sơ đồ kết cấu và điều khiển của cảm biến đo lưu lượng không khí. 1:Bộ khuyếch đại; 2:Ra(nhiệt điện trở); 3:Ra(bộ sấy). Cảm biến lưu lượng khí nạp có một dây sấy được ghép vào mạch cầu. Mạch cầu này có đặc tính là các điện thế tại điểm A và B bằng nhau khi tích của điện trở theo đường chéo bằng nhau (Ra + R3)*R1=Rh*R2. Khi dây sấy (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B. Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy). Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn). Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B. Trong hệ thống này nhiệt độ của dây sấy (Rh) được duy trì liên tục ở nhiệt độ không đổi cao hơn nhiệt độ của không khí nạp, bằng cách sử dụng nhiệt điện trở (Ra). Do đó có thể đo được khối lượng khí nạp một cách chính xác mặc dù nhiệt độ khí nạp thay đổi, ECU động cơ không cần phải hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu đối với nhiệt độ không khí nạp. Ngoài ra khi nhiệt độ không khí giảm ở các độ cao lớn, khả năng làm ngưội của không khí giảm xuống so với cùng thể tích khí nạp ở mức nước biển. Do đó mức làm nguội cho dây sấy này giảm xuống. Vì khối khí nạp được phát hiện cũng giảm xuống, nên không cần phải hiệu chỉnh mức bù cho độ cao lớn. Khi ECU phát hiện thấy cảm biến lưu lượng bị hỏng một mã nào đó, ECU sẽ chuyển vào chế độ dự phòng. Khi ở chế độ dự phòng, thời điểm đánh lửa được tính toán bằng ECU, dựa vào tốc độ động cơ và vị trí của bướm ga. Chế độ dự phòng tiếp tục cho đến khi hư hỏng được sửa chữa. 3.2.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Cảm biến nhiệt độ khí nạp lắp bên trong cảm biến lưu lượng khí nạp và theo dõi nhiệt độ khí nạp. Cảm biến nhiệt độ khí nạp sử dụng một nhiệt điện trở - điện trở của nó thay đổi theo nhiệt độ khí nạp, có đặc điểm là điện trở của nó giảm khi nhiệt độ khí nạp tăng. Sự thay đổi của điện trở được thông tin gửi đến ECU dưới sự thay đổi của điện áp. Hình 3.13: kết cấu cảm biến khí nạp 1:Nhiệt điện trở; 2:Vỏ cảm biến b. Mạch điện cảm biến đo nhiệt độ khí: Hình 3.14: Sơ đồ điện cảm biến nhiệt độ khí nạp 1:Khối cảm biến; 2: Điện trở nhiệt; 3:ECU; 4: Điện trở giới hạn dòng. Cảm biến nhiệt độ khí nạp có một nhiệt điện trở được mắc nối tiếp với điện trở được gắn trong ECU động cơ sao cho điện áp của tín hiệu được phát hiện bỡi ECU động cơ sẽ thay đổi theo các thay đổi của nhiệt điện trở này, khi nhiệt độ của khí nạp thấp, điện trở của nhiệt điện trở lớn tạo nên một tín hiệu điện áp cao trong tín hiệu THA. 3.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Cảm biến vị trí bướm ga loại không tiếp xúc Cảm biến vị trí bướm ga sẽ chuyển sự thay đổi mật độ đường sức của từ trường thành tín hiệu điện. Hình 3.15:cảm biến vị trí bướm ga. 1:Các IC Hall; 2:Các nam châm; 3:Bướm ga. Cảm biến vị trí bướm ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng. Các nam châm được lắp trên trục của bướm ga và quay cùng trục bướm ga. Khi bướm ga mở các nam châm quay cùng một lúc và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng. Vào lúc đó IC Hall phát hiện thay đổi từ thông gây ra bỡi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall từ các cực VTA và VTA2 theo mức thay đổi này. Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu mở bướm ga. b. Mạch điện cảm biến vị trí bướm ga Hình 3.16: Sơ đồ điện cảm biến vị trí bướm ga 1:Các IC Hall; 2:Các nam châm Cảm biến vị trí bướm ga có 2 tín hiệu phát ra VTA và VTA2. VTA được dùng để phát hiện góc mở bướm ga và VTA2 được dùng để phát hiện hư hỏng trong VTA. Điện áp cấp vào VTA và VTA2 thay đổi từ 0-5V tỉ lệ thuận với góc mở của bướm ga. ECU thực hiện một vài phép kiểm tra để xác định đúng hoạt động của cảm biến vị trí bướm ga và VTA. ECU đánh giá góc mở bướm ga thực tế từ các tín hiệu này qua các cực VTA và VTA2, và ECU điều khiển môtơ bướm ga, nó điều khiển góc mở bướm ga đúng với đầu vào của người lái 3.2.4 Cảm biến ôxy: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Hình 3.16: Kết cấu cảm biến ôxy. 1: Nắp; 2:Phần tử Zirconia; 3:Bộ sấy; 4:Không khí; 5: Phần tử Platin. Cấu tạo của cảm biến ôxy có bộ sấy bao gồm bộ sấy (3) và một phần tử chế tạo bằng ZrO2 (đi oxyt Ziconium) gọi là Ziconia (2). Cả mặt trong và mặt ngoài của phần tử này được phủ một lớp mỏng platin. Không khí bên ngoài được dẫn vào bên trong của cảm biến, còn bên ngoài phải tiếp xúc với khí xả . Tại nhiệt độ cao (4000C ) .Nếu ôxy giữa mặt ngoài và mặt trong của phần tử ZrO2 có sự chênh lệch về nồng độ thì phần tử ZrO2 sẽ sinh ra một điện áp giá trị từ 0-1(V) và truyền về ECU. Cụ thể là khi hỗn hợp không khí nhiên liệu nhạt thì sẽ có rất nhiều ôxy trong khí xả, sự chênh lệch về nồng độ ôxy giữa bên trong và bên ngoài cảm biến là nhỏ nên điện áp do ZrO2 tạo ra là thấp (gần bằng 0V). Ngược lại nếu hỗn hợp không khí nhiên liệu đậm thì ôxy trong khí xả gần như không còn, điều đó tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ ôxy giữa bên trong và bên ngoài cảm biến nên điện áp do phần tử ZrO2 là lớn (xấp xỉ 1V). Lớp Platin (phủ lên phần tử gốm) có tác dụng như một chất xúc tác và làm cho ôxy trong khí xả phản ứng tạo thành CO. Ðiều đó làm giảm lượng ôxy và tăng độ nhạy của cảm biến. ECU sử dụng tín hiệu này của cảm biến ôxy để tăng hay giảm lượng phun nhằm giữ cho tỷ lệ xăng và không khí luôn đạt gần lý tưởng ở mọi chế độ làm việc của động cơ. b. Mạch cảm biến ôxy: Trong cảm biến có một bộ sấy được gắn phía trước để vận hành bộ trung hòa khí xả ba thành phần được tối ưu. Hình 3.17: Sơ đồ mạch điện cảm biến ôxy có bộ sấy. 3.2.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Hình 3.18: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 1:Điện trở; 2:Thân cảm biến; 3:Lớp cách điện; 4:Giắc cắm dây. ¾ Nguyên lý làm việc: Khi động cơ hoạt động, cảm biến nhiệt độ nước làm mát thường xuyên theo dõi và báo cho ECU 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 ECU sẽ ra lệnh cho hệ thống phun thêm xăng khi động cơ còn nguội. Cũng thông tin về nhiệt độ nước làm mát, ECU sẽ thay đổi điểm đánh lửa thích hợp với nhiệt độ động cơ. Khi ECU tính toán nhiệt độ nước làm mát thấp hơn -400C hoặc lớn hơn 1400C lúc này ECU sẽ báo hỏng và ECU nhập chế độ dự phòng với nhiệt độ quy ước là 800C. b. Mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát: ` Hình 3.19: Sơ đồ mạch điện cảm biến nhiệt độ nước làm mát. 1:Khối cảm biến; 2:Điện trở nhiệt; 3:Khối điều khiển;4:Khối điện trở giới hạn dòng. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát và điện trở R được mắc nối tiếp. Khi giá trị điện trở của cảm biến thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ nước làm mát, điện áp tại cực THW cũng thay đổi theo. Dựa trên tín hiệu này ECU tăng lượng phun nhiên liệu nhằm nâng cao khả năng ổn định khi động cơ nguội. 3.2.6 Cảm biến vị trí trục cam: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Hình 3.20:Cảm biến vị trí trục cam. 1:Cuộn dây; 2: Thân cảm biến ; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm. ¾ Nguyên lý làm việc: trên trục cam đối diện với cảm biến vị trí trục cam là đĩa tín hiệu G có các 3 răng. Khi trục cam quay, khe hở không khí giữa các vấu nhô ra trên trục cam và cảm biến này sẽ thay đổi. Sự thay đổi khe hở tạo ra một điện áp trong cuộn nhận tín hiệu được gắn vào cảm biến này, sinh ra tín hiệu G. Tín hiệu G này được truyền đi như một thông tin về góc chuẩn của trục khuỷu đến ECU động cơ, kết hợp nó với tín hiệu NE từ trục khuỷu để xác định điểm chết trên kì nén của mỗi xy lanh để đánh lửa và phát hiện góc quay trục khuỷu. ECU động cơ dùng thông tin này để xác định thời gian phun và thời điểm đánh lửa. b. Mạch điện cảm biến vị trí trục cam: Hình 3.21: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục cam. 1:Rôto tín hiệu ; 2:Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam. 3.2.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu. a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động. Hình 3.22:Cảm biến vị trí trục khuỷu. 1:Cuộn dây; 2: Thân cảm biến ; 3: Lớp cách điện; 4: Giắc cắm. Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng, thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyển động quay của một răng ta sẽ xác định được 100 của góc quay trục khuỷu và xác định được góc đánh lửa sớm của động cơ). Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệu sẽ làm làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tín hiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu NE. ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản dựa vào tín hiệu này. Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở không khí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi. Tại vị trí đối diện, khe hở nhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòng điện phát sinh càng lớn. Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xung điện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ. Loại tín hiệu NE này có thể nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quay trục khuỷu tại vị trí răng thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải. b.Mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu: Hình 3.23: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu. 1:Rôto tín hiệu ; 2:Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam. 3.2.8 cảm biến tiếng gõ: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động: Cảm biến tiếng gõ trong động cơ 1TR-FE là loại phẳng (không cộng hưởng) có cấu tạo để phát hiện rung động trong phạm vi từ 6- 15khz. Bên trong cảm biến có một điện trở phát hiện hở mạch. Hình 3.24: Kết cấu cảm biến tếng gõ. 1:Thân cảm biến; 2:Phần tử áp điện; 3: Điện trở phát hiện hở mạch Cảm biến tiếng gõ được gắn vào thân máy và truyền tín hiệu KNK tới ECU động cơ khi phát hiện tiếng gõ động cơ. ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm tiếng gõ. Cảm biến này có một phần tử áp điện tạo ra một điện áp AC khi tiếng gõ gây ra rung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này. b.Mạch điện cảm biến tếng gõ. 1 2 5V KNK1 EKNK Hình 3.25: Sơ đồ mạch điện cảm biến tiếng gõ. 1:phần tử áp điện; 2:điện trở. 3.2.9. Cảm biến vị trí bàn đạp ga: a. Kết cấu và nguyên lý hoạt động. Hình 3.26: Kết cấu cảm biến vị trí bàn đạp ga. 1:Mạch IC Hall; 2:Nam châm. Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall: có cấu tạo và nguyên lý hoạt động về cơ bản giống như cảm biến vị trí bướm ga loại phàn tử Hall. Cảm biến vị trí bàn đạp chân ga loại phần tử Hall gồm có các mạch IC Hall làm bằng các phần tử Hall và các nam châm quay quanh chúng. Các nam châm được lắp trên trục của bàn đạp chân ga và quay cùng trục bàn đạp chân ga. Khi đạp chân ga các nam châm quay cùng một lúc và các nam châm này thay đổi vị trí của chúng. Vào lúc đó IC Hall phát hiện thay đổi từ thông gây ra bỡi sự thay đổi vị trí nam châm và tạo ra điện áp của hiệu ứng Hall từ các cực VPA và VPA2 theo mức thay đổi này. Tín hiệu này được truyền đến ECU động cơ như tín hiệu đạp chân ga. b.Mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga. Hình 3.26: Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí bàn đạp ga. 1: Mạch IC Hall; 2: Nam châm. Trong cảm biến vị trí bàn đạp ga, điện áp được cấp đến cực VPA và VPA2 của ECU, thay đổi từ 0-5V tỷ lệ với góc của bàn đạp ga. VPA là tín hiệu chỉ ra góc mở bàn đạp thực tế và dùng để điều khiển động cơ. VPA2 thường được dùng để phát hiện các hư hỏng của cảm biến. ECU kiểm soát góc bàn đạp ga từ tín hiệu VPA và VPA2 phát ra và điều khiển môtơ bướm ga theo các tín hiệu này. 4. Hệ thống điều khiển điển tử ECU: Bộ điều khiển điện tử đảm nhiện nhiều chức năng khác nhau tùy theo từng loại của nhà chế tạo. Chung nhất là bộ tổng hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, lưu trử thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi 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 lí do này bộ điều khiển có nhiều tên gọi khác nhau tùy theo nhà chế tạo. Trong đồ án này ta thường dùng ECU để chỉ chung cho bộ điều khiển điện tử. 4.1 chức năng của ECU: ECU 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). 4.2 Các bộ phận của ECU: ECU 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 ECU được sắp xếp trong một mạch kín. Các linh kiện công suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của ECU mục đích để tản nhiệt tốt. Vì dùng IC và linh kiện tổ hợp nên ECU rất gọn, sự tổ hợp các nhóm chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao. Một đầu ghim đa chấu dùng nối ECU với hệ thống điện trên xe, với kim phun và các cảm biến. 4.3 Các thông số hoạt động của ECU. a. Các thông số 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. b.Các thông số thích nghi. Điều kiện hoạt động 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 ấm. Thích ứng tải. Đối với khởi động và làm ấm ECU sẽ tính toán xử lý các tín hiệu của cảm biến nhiệt độ động cơ. Đối với tình trạng thay đổi tải thì mức tải không tải, một phần tải, toàn tải được chuyển tín hiêu đến ECU nhờ cảm biến vị trí bướm ga. c. Các thông số chính xác. Để đạt được chế độ vận hành tối ưu ECU 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. ECU sẽ tính toán các thông số thay đổi cùng với nhau, mục đích cung cấp cho động cơ một lượng xăng cần thiết theo từng thời điểm. 4.4 các chế độ làm việc: a. Làm đậm trong và sau khi khởi động. Quá trình làm đậm này sẽ tăng lượng phun phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát (lượng phun sẽ lớn khi nhiệt độ nước làm mát thấp) để nâng cao khả năng khởi động và cải thiện tính ổn định hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định sau khi động cơ đã khởi động. Lượng phun sẽ giảm dần đến lượng phun cơ bản. b. Chạy ấm máy: Trong suất 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: ƒ 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. ƒ 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 cong làm giàu xăng lý tưởng tính theo thời gian khởi động 200C. Hình 3.27: Đồ thị làm giàu xăng. Khi động cơ đạt đến nhiệt độ hoạt động bình thường thì cảm biến nhiệt độ gửi nhiệt độ đến ECU, từ đó ECU sẽ ngừng quá trình chạy ấm máy. c.Thích ứng theo điều kiện tải: Các mức tải khác nhau sẽ cần thành phần hỗn hợp khác nhau, đường cong về lượng xăng cần thiết được xác định từ đường cong của bộ đo gió trong từng điều kiện hoạt động của từng động cơ riêng. + Không tải: Khi không tải vì hỗn hợp xăng - không khí quá loãng có thể dẫn đến không tải không ổn định hoặc thậm chí động cơ không nổ. Vì vậy cần phải có hỗn hợp giàu xăng cho điều kiện này. + Một phần tải: Một phần thời gian động cơ sẽ hoạt động ở chế độ một phần tải. ECU sẽ lập trình đường cong lượng xăng cần thiết và quyết định lượng xăng cung cấp. Đường cong được thiết lập sao cho ở chế độ một phần tải sẽ lợi xăng nhất. + Toàn tải: Động cơ phát ra công suất cực đại, tín hiệu toàn tải được cảm biến vị trí bướm ga gửi đến ECU, mức độ giàu xăng được định sẵn chương trình trong ECU. + Tăng tốc: Khi ECU nhận thấy xe đang tăng tốc bằng tín hiệu từ các cảm biến, nó tăng lượng phun để nâng cao tính năng tăng tốc. Giá trị hiệu chỉnh ban đầu được xác định bằng nhiệt độ nước làm mát và mức độ tăng tốc. Lượng phun tăng dần tính từ thời điểm này. d.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 gửi về ECU. ECU xem nhiệt độ ở 200C là mức chuẩn. Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 200c lượng xăng phun tăng. Nếu nhiệt độ lớn hơn 200c lượng xăng phun giảm. e.Giới hạn tốc độ động cơ. Thực hiện nhờ một mạch giới hạn trong ECU. Tín hiệu tốc độ động cơ được so sánh với một giới hạn cố định. Nếu vượt quá ECU điều khiển việc hạn chế phun hoặc ngưng phun. Việc này đảm bảo an toàn cho động cơ. f.Giảm tốc. Khi ECU động cơ nhận thấy động cơ đang giảm tốc, nó giảm lượng phun để tránh cho hỗn hợp quá đậm trong khi giảm tốc. Các tín hiệu điều khiển: lượng khí nạp, tốc độ động cơ, vị trí bướm ga, nhiệt độ nước làm mát. g.Điều khiển tốc độ không tải: Khi động cơ chạy ở tốc độ không tải ECU nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khi đó ECU tự động điều khiển bướm ga đến vị trí tối ưu nhất. Tại vị trí này động cơ nổ với tốc độ thấp nhất và lượng nhiên liệu phun vào thấp. Chương 4: Các hư hỏng thường gặp và chẩn đoán 1. Khái quát: ECU động cơ được trang bị hệ thống chẩn đoán có cả chế độ bình thường và cả chế độ kiểm tra. ƒ Chế độ bình thường là chế độ gọi lấy mã hư hỏng ra khỏi bộ nhớ ECU động cơ bằng cách dùng đèn báo hư hỏng. Các loại đèn chớp là biểu hiện của mã hư hỏng và nó được giải mã thành các con số hiển thị nhấp nháy để cho người điều khiển phát hiện và biết động cơ đang bị hư hỏng ở bộ phận nào. Trong chế độ bình thường, ECU theo dõi hầu hết các cảm biến và bật sáng đèn kiểm tra động cơ “CHECK ENGINE” khi nó phát hiện ra hư hỏng trong một cảm biến nào đó hay mạch của chúng. Khi đó ECU động cơ sẽ lưu mã hư hỏng đó vào bộ nhớ của nó. Thông tin này sẽ được giữ lại trong bộ nhớ khi ta tắt khoá điện. Để đọc mã chẩn đoán bằng đèn “CHECK ENGINE” ta thự chiện các bước sau: + Bật khóa điện lên vị trí “ON”. Nhưng không khởi động động cơ. + Dùng dây kiểm tra chẩn đoán nối tắt cực TC và CG của giắc DLC3 + Đọc mã chẩn đoán chỉ thị bỡi số lần nhấp nháy của đèn báo “CHECK ENGINE”. ƒ Chế độ kiểm tra là chế độ gọi lấy mã hư hỏng ra khỏi bộ nhớ ECU động cơ bằng cách dùng máy chẩn đoán. Khi nối dây vào giắc chẩn đoán, màn hình thiết bị sẽ hiển thị lên các con số hay chữ đọc. Vì thế việc chẩn đoán hư hỏng sẽ diễn ra một cách nhanh chóng và chính xác. Chế độ kiểm tra dùng để khắc phục hư hỏng của hệ thống điều khiển động cơ. Chế độ kiểm tra được kích hoạt bởi một qui trình định trước. 2. Nguyên lý của hệ thống chẩn đoán: Giá trị của tín hiệu thông báo đến ECU động cơ là bình thường nếu tín hiệu đầu vào và đầu ra được cố định. Khi tín hiệu của một mạch nào đó không bình thường so với giá trị cố định của hệ thống thì mạch đó sẽ được coi là bị hư hỏng. Khi đèn báo sự cố “CHECK ENGINE” được bật sáng thì trong hệ thống có sự hư hỏng xuất hiện. Khi hư hỏng được sửa chữa, hệ thống trở lại bình thường và mã lỗi đã được xóa thì đèn báo sự cố sẽ tắt. Nếu có hai hay nhiều hư hỏng xảy ra cùng một lúc thì mã hư hỏng sẽ hiển thị theo thứ tự từ mã nhỏ nhất. 3. Mã chẩn đoán: Mã chẩn đoán hư hỏng khi dùng máy chẩn đoán để kiểm tra được thể hiện ở bảng sau: Bảng 4.1. Bảng mã DTC. Số mã DTC Hạng mục phát hiện Khu vực nghi ngờ Đèn báo P0010/39 Mạch bộ chấp hành vị trí trục cam “A” (thân máy 1) - Hở hay ngắn mạch van điều khiển dầu. - Van điều khiển dầu. - ECU. Sáng lên P0011/59 Vị trí trục cam “A”, thời điểm phối khí quá sớm (thân máy 1) - Thời điểm phối khí. - Van điều khiển dầu. - Lọc van OCV. - Cụm bánh răng phối khí trục cam. - ECU P0012/59 Vị trí trục cam “A”, thời điểm phối khí quá muộn hay tính năng của hệ - Thời điểm phối khí. - Van điều khiển dầu. thống. (thân máy 1) - Lọc van OCV. - Cụm bánh răng phối khí trục cam. - ECU P0016/18 Tương quan vị trí trục cam, trục khuỷu (cảm biến 1 thân máy A) - Hệ thống cơ khí (xích cam bị nhảy răng hay xích bị giãn) - ECU P0100/31 Hỏng mạch lưu lượng khí nạp. - Hở hay ngắn mạch trong mạch cảm biến lưu lượng khí nạp(MAF) - Cảm biến MAF - ECU Sáng lên P0102/31 Mạch lưu lượng hay khối lượng khí nạp- tín hiệu vào thấp - Hở mạch trong mạch cảm biến MAF - Ngắn mạch trong mạch nối mát - Cảm biến MAF - ECU Sáng lên P0103/31 Mạch lưu lượng hay khối lượng khí nạp- tín hiệu vào cao - Ngắn mạch trong mạch cảm biến MAF (mạch +B) - Cảm biến MAF Sáng lên - ECU P0110/24 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp - Hở hay ngắn mạch trong mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp (IAT) - Cảm biến IAT - ECU P0112/24 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp - tín hiệu vào thấp - Ngắn mạch trong mạch cảm biến IAT - Cảm biến IAT - ECU P0113/24 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp - tín hiệu vào cao - Hở mạch trong mạch cảm biến IAT - Cảm biến IAT - ECU P0115/22 Mạch nhiệt độ nước làm mát động cơ - Hở hay ngắn mạch trong mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT) - Cảm biến ECT - ECU Sáng lên P0117/22 Mạch nhiệt độ nước làm mát - tín hiệu vào thấp - Ngắn mạch trong mạch cảm biến ECT - Cảm biến ECT Sáng lên - ECU P0118 Mạch nhiệt độ nước làm mát - tín hiệu vào cao - Hở mạch trong mạch cảm biến ECT - Cảm biến ECT - ECU Sáng lên P0120/41 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga / công tắc “A” - Cảm biến vị trí bướm ga(TP) - ECU Sáng lên P0121/41 Cảm biến vị trí bàn đạp ga / công tắc “A” tính năng / phạm vi - Cảm biến vị trí bướm ga(TP) Sáng lên P0122/41 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / công tắc “A” tín hiệu thấp - Cảm biến TP - Ngắn mạch trong mạch VTA1 - Hở mạch VC - ECU Sáng lên P0123/41 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / công tắc “A” tín hiệu cao - Cảm biến TP - Ngắn mạch trong mạch VTA1 - Hở mạch E2 Ngắn mạch giữa mạch Vc và Sáng lên VTA1 - ECU P1030/21 Hỏng mạch cảm biến ôxy(A/F) (thân máy 1 cảm biến 1) - Hở hay ngắn mạch trong cảm bién ôxy (cảm biến 1) - Cảm bién ôxy (cảm biến 1) - ECU Sáng lên P0220/41 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc “B” - Cảm biến TP - ECU Sáng lên P0222/41 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc “B” tín hiệu thấp - Cảm biến TP - Ngắn mạch trong mạch VTA2 - Hở mạch VC - ECU Sáng lên P0223/41 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc “B” tín hiệu cao - Cảm biến TP - Hở mạch trong mạch VTA2 - Ngắn mạch giữa mạch VC và VTA2 - ECU Sáng lên P0327/52 Mạch cảm biến tiếng gõ 1 đầu vào thấp (thân máy 1 hay cảm biến - Ngắn mạch trong mạch cảm biến tiếng gõ. Sáng lên đơn) - Cảm biến tiếng gõ - ECU P0328/52 Mạch cảm biến tiếng gõ 1 đầu vào cao (thân máy 1 hay cảm biến đơn) - Hở mạch trong mạch cảm biến tiếng gõ. - Cảm biến tiếng gõ - ECU Sáng lên P0335/13 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu “A”. - Hở hay ngắn mạch trong cảm biến vị trí trục khuỷu(CKP) - Cảm biến CKP - Đĩa tín hiệu cảm biến CKP - ECU. Sáng lên P0339/13 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu “A” chập chờn. - Giống như DTC P0335/13 P0340/12 Hư hỏng mạch cảm biến vị trí trục cam. - Hở hay ngắn mạch trong cảm biến vị trí trục cam. - Cảm biến vị trí trục cam. - Bánh răng phối khí trục cam. - Nhảy răng xích cam. - ECU Sáng lên P0341/12 Tính năng / phạm vi hoạt động của mạch “A” cảm biến vị trí trục cam (thân máy 1 hay cảm biến đơn) - Giống như DTC P0340/12 Sáng lên P0351/14 Mạch sơ cấp/ thứ cấp của cuộn đánh lửa “A” - Hệ thống đánh lửa. - Hở hay ngắn mạch trong mạch IGF1 hay IGT giữa cuộn dây đánh lửa và ECU. - Các cuộn đánh lửa. - ECU. Sáng lên P0352/15 Mạch sơ cấp/ thứ cấp của cuộn đánh lửa “B” - Giống như DTC P0351/14 Sáng lên P0353/15 Mạch sơ cấp/ thứ cấp của cuộn đánh lửa “C” - Giống như DTC P0351/14 Sáng lên P0354/15 Mạch sơ cấp/ thứ cấp của cuộn đánh lửa “C” - Giống như DTC P0351/14 Sáng lên P0500/42 Hỏng cảm biến tốc độ xe. - Hở hay ngắn mạch trong mạch trong cảm biến tốc độ xe. - Cảm biến tốc độ xe. - Đồng hồ táp lô. - ECU Sáng lên P0504/51 Tương quan công tắc phanh “A”/“B” - Ngắn mạch trong mạch tín hiệu công tắc đèn phanh. - Cầu chì Stop - Công tắc đèn phanh. - ECU. P0604/89 Lỗi bộ nhớ Ram điều khiển bên trong. - ECU Sáng lên P2127/19 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc “E”– tín hiệu thấp. - Cảm biến APP - Hở mạch VCP2 - Hở hay ngắn mạch trong mạch VPA2 - ECU Sáng lên P2128/19 Mạch cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc “E”– tín hiệu cao. - Cảm biến APP - Hở mạch EPA2 - ECU Sáng lên P2135/41 Mối liên hệ điện áp của cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc A/B - Ngắn mạch giữa các mạch VTA1 và VTA2 - Cảm biến TP (lắp trong cổ họng gió) - ECU Sáng lên P2138/19 Sự tương quan giữa - Ngắn mạch giữa các mạch Sáng lên điện áp của cảm biến vị trí bàn đạp / bướm ga / công tắc “D”/“E” VPA và VPA2 - Cảm biến APP - ECU 4.4 kiểm tra và xóa mã chẩn đoán: 4.4.1. Kiểm tra đèn báo “CHECK ENGINE”. Đèn báo kiểm tra động cơ sẽ sáng lên khi bật khoá điện đến vị trí ON và động cơ không chạy. Khi động cơ chạy thì đèn báo kiểm tra động cơ phải tắt. Nếu đèn này vẫn còn sáng thì hệ thống chẩn đoán đã tìm thấy hư hỏng hay sự bất bình thường trong hệ thống. 4.4.2. Phát mã chẩn đoán hư hỏng. ¾ Chế độ bình thường. - Các điều kiện ban đầu: + Điện áp ắc quy bằng 11V hoặc cao hơn. + Hộp số ở vị trí N (tay số không). + Tất cả các hệ thống phụ phải tắt (điều hoà...). - Bật khoá điện đến vị trí ON. - Dùng dây kiểm tra chẩn đoán (SST) nối tắt các cực TC và CG của giắc DLC3 - Đọc mã chẩn đoán hư hỏng bằng số lần nháy của đèn báo kiểm tra động cơ. ¾ . Chế độ kiểm tra. Để phát mã chẩn đoán hư hỏng ta thực hiện theo các bước sau: - Điều kiện ban đầu. + Điện áp ắc quy 11V hay cao hơn. + Bướm ga đóng hoàn toàn. + Hộp số ở vị trí N. + Tắt tất cả các trang thiết bị phụ. - Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3. - Bật khoá điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON. - Vào các menu sau: Powertrain / Engine and ECT / DTC - Kiểm tra và ghi lại mã DTC - Sau khi kiểm tra xong, tháo máy chẩn đoán ra khỏi DLC3. 4.4.3. Xoá các mã chẩn đoán hư hỏng. Sau khi sửa chữa hư hỏng, mã chẩn đoán hư hỏng vẫn còn lưu lại trong bộ nhớ ECU của động cơ, vì vậy cần phải xoá bỏ bằng cách tháo cầu chì “STOP” (15A) hay EFI (15A) trong vòng 10 giây hay lâu hơn tuỳ theo nhiệt độ môi trường (nhiệt độ càng thấp, thời gian càng lâu) khi khoá điện tắt. Sau khi xoá mã, chạy thử xe để kiểm tra đèn báo kiểm tra động cơ báo hiệu mã bình thường. Nếu mã hư hỏng như trước vẫn còn xuất hiện, tức là hư hỏng vẫn chưa được sửa chữa hoàn chỉnh. Chương 5: Kết Luận Sau một thời gian làm đồ án với đề tài “ hệ thống phun xăng trên động cơ 1TR-FE trên xe innova G” em đã cơ bản hoàn thành với sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn. Trong đồ án này em đi sâu vào kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun xăng. Phần đầu đi vào giới thiệu tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử. phần trung tâm của đồ án đi vào nguyên cứu về hệ thống phun xăng trên động cơ 1TR-FE. Tuy nhiên do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế và chưa cập nhật đủ nên cần phải hoàn thiện thêm. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên nghành động cơ đốt trong và đặc biệt là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử hiện đại. Qua thời gian làm đồ án bộ môn em cũng nâng cao được những kiến thức về công nghệ thông tin: Word, Excel, CAD phục vụ cho công tác sau này. Đồng thời qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi tìm tòi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành động lực. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong ngành động lực Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Đức Hiếu đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Tất Tiến. Nguyên lý động cơ đốt trong. Nhà xuất bản giáo dục 2000 2. Tài liệu đào tạo TOYOTA tập 5. Hệ thống phun xăng điện tử (EFI). 3. Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập 1. 4. Cẩm nang sửa chữa xe INNOVA tập 2. 5. PGS-TS Đỗ Văn Dũng. Trang bị điện & điện tử trên ô tô hiện đại Nhà xuất bản Đại học quốc gia TP. HCM Đánh giá và kết quả ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Mục Lục Lời nói đầu………………………………………………………….. 1 Chương 1: Tổng quan về hệ thống phun xăng điện tử EFI………………………………………. 2 1.lịch sự phát triển của hệ thống phun xăng điển tử……………........ 2 1.1 Khái niệm về phun xăng điện tử………………………………… 2 1.2 Lịch sử phát triển………………………………………………... 3 1.3 Phân loại hệ thống phun xăng…………………………………… 5 1.3.1 Loại cis………………………………………………………… 5 1.3.2 Loại AFC………………………………………………………. 6 2. Hệ thống phun xăng điển tử EFI………………………………….. 7 2.1 Thành phần hòa khí……………………………………………… 7 2.2 Hệ thống phun xăng điển tử EFI………………………………… 9 2.2.1 Hệ thống cung cấp nhiên liệu…………………………………. 9 2.2.2 Hệ thống điều khiển điện tử……………………………………. 13 2.2.3 Hệ thống nạp khí……………………………………………….. 15 2.2.4 Hiệu chỉnh tỷ lệ khí hỗn hợp…………………………………… 16 Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ 1TR-FE dùng trên xe innova G…………. 18 1. Giới thiệu chung về động cơ 1TR-FE……………………………... 18 2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên ký hoạt động của của động cơ 1TR-FE…. 20 2.1 Sơ đồ cấu tạo……………………………………………………… 21 2.2 Nguyên lý hoạt động……………………………………………… 22 Chương 3: Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống phun xăng điện tử của động cơ 1TR-FE trên xe innova G………………………………………….. 23 1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận chính………… ... 23 1.1 Bơm nhiên liệu…………………………………………………... 23 1.2 Bộ lọc nhiên liệu………………………………………………… 25 1.3 Bộ ổn định áp suất………………………………………………. 26 1.4 Vòi phun xăng điển tử…………………………………………… 27 1.5 Hệ thống kiểm soát hơi………………………………………….. 29 2. Hệ thống cung cấp không khí……………………………………… 30 2.1 Sơ đồ cung cấp không khí………………………………………... 30 2.2 Các bộ phận của hệ thống cung cấp không khí………………….. 30 2.2.1 Lọc không khí………………………………………………….. 30 2.2.2 Cổ họng gió……………………………………………………. 30 2.2.3 Ống góp hút và đường ống nạp………………………………… 31 3. Hệ thống điều khiển điển tử……………………………………….. 32 3.1 Nguyên lý chung…………………………………………………. 32 3.2 Các cảm biến…………………………………………………….. 32 3.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp…………………………………… 32 3.2.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp……………………………………… 34 3.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga……………………………………….. 35 3.2.4 cảm biến ô xy………………………………………………….. 37 3.2.5 cảm biến nhiệt độ nước làm mát………………………………. 38 3.2.6 Cảm biến vị trí trục cam……………………………………….. 39 3.2.7 Cảm biến vị trí trục khuỷu…………………………………….. 41 3.2.8 Cảm biến tiếng gõ……………………………………………… 42 3.2.9 Cảm biến bàn đạp chân ga……………………………………… 43 4. Hệ thống điều khiển ECU…………………………………………. 44 4.1 Chức năng của ECU……………………………………………… 45 4.2 Các bộ phận của ECU……………………………………………. 45 4.3 Các thông số hoạt động của ECU………………………………… 45 4.4 Các chế độ làm việc……………………………………………… 46 Chương 4 : Các hư hỏng thường gặp và chẩn đoán……………………………………… 50 1. Khái quát………………………………………………………….. 50 2. Nguyên lý của hệ thống chẩn đoán……………………………….. 50 3. Mã chẩn đoán……………………………………………………... 51 4. Kiểm tra và xóa mã chẩn đoán……………………………………. 58 4.1 Kiểm tra đèn báo “CHECK ENGINE”…………………………... 58 4.2 Phát mã chẩn đoán hư hỏng……………………………………… 58 4.3 Xóa các mã chẩn đoán hư hỏng………………………………….. 58 Chương 5: Kết luận ………………………………60 Đánh giá kết quả Tài liệu tham khảo Mục lục