Giáo trình Chuyên đề điều khiển điện - động cơ (Trình độ: Trung cấp)

iện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 16  Điện áp đầu ra 5V – 1A.  Có bảo vệ quá tải bằng cầu chì 1A.  Có bảo vệ chống dòng ngược. Thứ hai, các linh kiện cần có trong mạch:  Cọc nguồn đầu vào 3A.  Diode 3A.  Cầu chì 1A.  Tụ điện hóa 470uF – 50V.  Tụ điện không phân cực 104.  Led báo nguồn và điện trở Led.  Ổn áp 7805.  Cọc nguồn đầu ra. Hình 1.27: Hình mạch điện nguồn 5V Thiết kế mạch nguồn 5V dùng ổn áp 7805 Khối mạch và chỉnh lưu: Sử dụng diode cầu 5A để chỉnh lưu điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng ta lấy là 12V. Chúng kết hợp với tụ chỉnh lưu để tạo ra điện áp DC có giá trị 15V. Khối mạch ổn áp và nâng dòng: Có nhiệm vụ tạo điện áp ổn định 5V ở đầu ra. Sử dụng IC 7805 để chuyển điện áp đầu vào 15V thành điện áp có mức 5V. IC cho dòng ra định danh là 1A tuy nhiên trên thực tế thì dòng ra khoảng 500mA. Do vậy, để tạo ra nguồn cung cấp 3A chúng ta cần sử dụng mạch nâng dòng. Khối bảo vệ áp: Bảo vệ nguồn khi điện áp đầu ra tặng vọt khỏi giá trị 5V. Bằng cách đóng role ngắt mạch nguồn khỏi điện áp vào. Nếu điện áp đầu ra lớn hơn 5V sẽ dẫn nhờ cầu phân áp. Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 17 Khối bảo vệ dòng: Để bảo vệ dòng định mức ở mức 3A. Nếu tăng hơn mức 3A hoặc trường hợp ngắn mạch đầu ra thì mạch bảo vệ dòng sẽ đóng role điện áp vào. + Ứng dụng trên ôtô: Cấp nguồn cho các cảm biến có ký hiệu trên hộp ECU VC. Hình 1.28: Mạch điện nguồn 5V dùng trên ô tô g) IC 555: +Thông số - Điện áp đầu vào: 2 - 18V (Tùy từng loại của 555: LM555, NE555, NE7555..) - Dòng tiêu thụ: 6mA - 15mA - Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V - Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V - Công suất tiêu thụ (max) 600mW + Chức năng của 555 - Tạo xung - Điều chế được độ rộng xung (PWM) - Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại) Hình 1.29: Chân ra của mạch điện điều khiển IC NE555 N gồm có 8 chân - Chân số 1(GND): cho nối GND để lấy dòng cấp cho IC hay chân còn gọi là chân chung. Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 18 - Chân số 2(TRIGGER): Đây là chân đầu vào thấp hơn điện áp so sánh và được dùng như 1 chân chốt hay ngõ vào của 1 tần so áp.Mạch so sánh ở đây dùng các transitor PNP với mức điện áp chuẩn là 2/3Vcc. - Chân số 3(OUTPUT): Chân này là chân dùng để lấy tín hiệu ra logic. Trạng thái của tín hiệu ra được xác định theo mức 0 và 1. 1 ở đây là mức cao nó tương ứng với gần bằng Vcc nếu (PWM=100%) và mức 0 tương đương với 0V nhưng mà trong thực tế mức 0 này ko được 0V mà nó trong khoảng từ (0.35 ->0.75V) . - Chân số 4(RESET): Dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.Nhưng mà trong mạch để tạo được dao động thường hay nối chân này lên VCC. - Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): Dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối GND. Chân này có thể không nối cũng được nhưng mà để giảm trừ nhiễu người ta thường nối chân số 5 xuống GND thông qua tụ điện từ 0.01uF đến 0.1uF các tụ này lọc nhiễu và giữ cho điện áp chuẩn được ổn định. - Chân số 6(THRESHOLD): là một trong những chân đầu vào so sánh điện áp khác và cũng được dùng như 1 chân chốt. - Chân số 7(DISCHAGER): có thể xem chân này như 1 khóa điện tử và chịu điều khiển bỡi tầng logic của chân 3 .Khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạch R-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động . - Chân số 8 (Vcc): Không cần nói cũng bít đó là chân cung cấp áp và dòng cho IC hoạt động. Không có chân này coi như IC chết. Nó được cấp điện áp từ 2V -->18V (Tùy từng loại 555 nhé thấp nhất là con NE7555) + Tính tần số điều chế độ rộng xung của 555 R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 R1 100k R2 100k C1 100uF R3 470 D1 LED-YELLOW C2 1nF Hình 1.30: Mạch điện sử dụng chip 555 Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 19 T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s) f = Tần số dao động tính bằng (Hz) R1 = Điện trở tính bằng ohm ( R2 = Điện trở tính bằng ohm (  C1 = Tụ điện tính bằng Fara (  T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp Hình 1.31: Chu kỳ T Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts Bài tập : Lắp mạch dao động trên với các thông số : C1 = 10µF = 10 x 10-6 = 10-5 F R1 = R2 = 100K= 100 x 103  Tính Ts và Tm = ? Tính tần số f = ? Bài làm : Ta có Ts = 0,7 x R2 x C1 = 0,7 x 100.103 x 10-5 = 0,7 s Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 = = 0,7 x 200.103 x 105 = 1,4 s => T = Tm + Ts = 1,4s + 0,7s = 2,1s => f =1 / T = 1/2,1 ~ 0,5 Hz 1.1.2. Kiểm tra hư hỏng các linh kiện điện tử. a) Kiểm tra Diode Hình 1.32: Kiểm tra diode Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 20 • Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu : • Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên là => Diode tốt • Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập. • Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt. • Ở phép đo trên thì Diode D1 tốt , Diode D2 bị chập và D3 bị đứt • Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò. b) Kiểm tra Transistor. Hình 1.33: Phép đo cho biết Transistor còn tốt. Minh hoạ phép đo trên: Trước hết nhìn vào ký hiệu ta biết được Transistor trên là bóng ngược, và các chân của Transistor lần lượt là ECB ( dựa vào tên Transistor ).< xem lại phần xác định chân Transistor > • Bước 1: Chuẩn bị đo để đồng hồ ở thang x1Ω • Bước 2 và bước 3: Đo thuận chiều BE và BC => kim lên. • Bước 4 và bước 5: Đo ngược chiều BE và BC => kim không lên. • Bước 6: Đo giữa C và E kim không lên => Bóng tốt. Hình 1.34: Phép đo cho biết Transistor bị chập BE Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 21 Bước 1 : Chuẩn bị . Bước 2 : Đo thuận giữa B và E kim lên = 0 Ω Bước 3: Đo ngược giữa B và E kim lên = 0 Ω => Bóng chập BE Hình 1.35: Phép đo cho biết bóng bị đứt BE Bước 1 : Chuẩn bị . Bước 2 và 3 : Đo cả hai chiều giữa B và E kim không lên. => Bóng đứt BE Hình 1.36: Phép đo cho thấy bóng bị chập CE Bước 1 : Chuẩn bị . Bước 2 và 4 : Đo cả hai chiều giữa C và E kim lên = 0 Ω => Bóng chập CE Trường hợp đo giữa C và E kim lênmột chút là bị dò CE. + Ứng dụng trên hệ thống đánh lửa: Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 22 Hình 1.37: Mạch điện điều khiển đánh lửa 1.1.3.Đấu sơ đồ mạch điện các linh kiện điện tử. 1. Mạch đèn Led Cho điện trở Rhãy tính dòng điện qua led và nhìn độ sáng kết luận như thế nào Điện trở Dòng điện Độ sáng Led Ví dụ: R=600 I=20 mA Led sáng bình thường R=1K R=10 K R=100 K R=100 2. Mạch ổn áp: Cho điện áp đầu vào như bảng bên dưới hãy đo và ghi ra điện áp ngõ ra? Điện áp đầu vào Điện áp ngõ ra 5V 7V 10V 12V 15V 3. Mạch tạo xung Cho các giá trị linh kiện điện tử như bảng bên dưới hãy tính Tm và Ts? Giá trị Tm Ts Ví dụ: C1 = 10µF R1 = R2 = 100K 1,4 s 0,7 s C1 = 100µF R1 = 10K R2 = 100K C1 = 1000µF R1 = 10K Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 23 R2 = 100K QUY TRÌNH THỰC HIỆN 1. Sử dụng đồng hồ VOM đo ắc quy, đo điện trở. 2. Kiểm tra diode. Dùng VOM kiểm tra diode dẫn điện 1 chiều. Kiểm tra Led còn tốt không. 3. Đấu mạch điện trở với Led. Hình 1.38: Mạch đèn Led B1: Chuẩn bị các linh kiện theo sơ đồ B2: Dùng bảng mạch đấu sơ đồ như trên. B3: Yêu cầu giáo viên kiểm tra trước khi cấp nguồn. 4. Đấu mạch điện ổn áp 7805: Hình 1.39: Mạch ổn áp 7805 B1: Chuẩn bị các linh kiện theo sơ đồ mạch ổn áp 5V. B2: Dùng bảng mạch đấu sơ đồ như trên. Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 24 B3: Yêu cầu giáo viên kiểm tra trước khi cấp nguồn. B4: Dùng đồng hồ VOM kiểm tra lại ngõ ra 5V. B5: Hiệu chỉnh điện áp ngõ vào 5-25V đo điện áp ngõ ra xem được 5V không. B6: Ứng dụng trên mô hình phun xăng điện tử đo điện áp chân Vc của hộp ECU ra 5V. 5. Đấu mạch điện IC 555: Hình 1.40 Mạch điện IC 555 Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s Bài tập: Lắp mạch dao động trên với các thông số : C1 = 10µF = 10 x 10-6 = 10-5 F R1 = R2 = 100K B1: Chuẩn bị các linh kiện theo sơ đồ mạch IC 555. B2: Dùng bảng mạch đấu sơ đồ như trên. B3: Yêu cầu giáo viên kiểm tra trước khi cấp nguồn. B4: Dùng led kiểm tra độ nhấp nháy. B5: Hiệu chỉnh giá trị tụ điện hoặc R1 và R2 quan sát thấy tín hiệu ngõ ra thay đổi theo. Mạch điện ic 555 làm xi nhan trên ôtô như hình bên dưới: Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 25 R 4 DC 7 Q 3 G N D 1 V C C 8 TR 2 TH 6 CV 5 U1 555 R1 10k R2 10k C1 10uF R3 50 C2 1nF Q1 NPN RL1 12V L1 12V B1 12V Hình 1.41: Hình mạch dùng IC 555 cho xi nhan B1: Chuẩn bị các linh kiện theo sơ đồ mạch điện. B2: Dùng bảng mạch đấu sơ đồ như trên. B3: Yêu cầu giáo viên kiểm tra trước khi cấp nguồn. B4: Hiệu chỉnh giá trị tụ điện hoặc R1 và R2 quan sát thấy tín hiệu ngõ ra thay đổi theo. B5: Ứng dụng ic 555 trên mô hình phun xăng điện tử kiểm tra tín hiệu ngõ ra IGT đánh lửa của hộp ECU. 6. Đấu mạch điện LM358: Hình 1.42: Mạch điện đấu IC LM 358 B1: Chuẩn bị các linh kiện theo sơ đồ mạch LM 358. B2: Dùng bảng mạch đấu sơ đồ như trên. B3: Yêu cầu giáo viên kiểm tra trước khi cấp nguồn. B4: Chắn sóng giữa led phát và led thu kiểm tra độ nháy led. Bài 1: Điện tử cơ bản KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 26 B5:Ứng dụng trên mô hình phun xăng điện tử kiểm tra tín hiệu ngõ ra cảm biến tốc độ động cơ loại cảm biến quang của hệ thống đánh lửa. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng 30 BÀI 2: HỆ THỐNG MỚI TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG. Mục tiêu của bài: - Trình bày được yêu cầu, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống mới trên động cơ xăng. - Đọc được sơ đồ mạch điện và phân tích được các lỗi hư hỏng. - Tháo - lắp được hệ thống VVT-i. - Kiểm tra và sửa chữa được các lỗi hư hỏng. 1. Nội dung bài: 1.1.Hệ thống đánh lửa trực tiếp. 1.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Hệ thống ESA gồm có các cảm biến khác nhau, ECU động cơ, các IC đánh lửa, cuộn dây đánh lửa và các bugi. Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp a) Vai trò của các cảm biến: + Cảm biến vị trí trục cam (tín hiệu G): Cảm biến này phát hiện góc quay chuẩn và thời điểm của trục cam + Cảm biến vị trí trục khuỷu (tín hiệu NE): Cảm biến này phát hiện góc quay trục khuỷu và tốc độ của động cơ. + Cảm biến lưu lượng khí nạp hoặc cảm biến áp suất đường ống nạp (tín hiệu VG hoặc PIM): Cảm biến này phát hiện khối lượng khí nạp hoặc áp suất đường ống nạp. + Cảm biến vị trí bướm ga (tín hiệu IDL): Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 31 Cảm biến này phát hiện điều kiện chạy không tải. + Cảm biến nhiệt độ nước (tín hiệu THW): Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của nước làm mát. + Cảm biến tiếng gõ (tín hiệu KNK): Cảm biến này phát hiện tình trạng của tiếng gõ. + Cảm biến oxy (tín hiệu OX): Cảm biến này phát hiện nồng độ của oxy trong khí xả. b) Vai trò của ECU động cơ: ECU động cơ nhận các tín hiệu từ các cảm biến, tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tình trạng động cơ, và truyền tín hiệu đánh lửa (IGT) đến IC đánh lửa. c) Vai trò của IC đánh lửa: IC đánh lửa nhận tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra để ngắt dòng điện sơ cấp trong cuộn đánh lửa một cách gián đoạn. Nó cũng gửi tín hiệu xác nhận đánh lửa (IGF) đến ECU động cơ. d) Sơ đồ mạch điện của hệ thống đánh lửa trực tiếp: Hình 2.2: Mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp e) Nguyên lý hoạt động: + ECU động cơ xác định thời điểm đánh lửa dựa vào tín hiệu G, tín hiệu NE và các tín hiệu từ các cảm biến khác. + Khi đã xác định được thời điểm đánh lửa, ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 32 + Trong khi tín hiệu IGT được chuyển đến để bật IC đánh lửa, dòng điện sơ cấp chạy vào cuộn dây đánh lửa này. Trong khi tín hiệu IGT tắt đi, dòng điện sơ cấp đến cuộn dây đánh lửa sẽ bị ngắt. + Đồng thời, tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ. + Hiện nay, mạch đánh lửa chủ yếu dùng loại DIS (hệ thống đánh lửa trực tiếp). ECU động cơ phân phối dòng điện cao áp đến các xi lanh bằng cách gửi từng tín hiệu IGT đến các IC đánh lửa theo trình tự đánh lửa. + Điều này làm cho nó có thể tạo ra việc điều chỉnh thời điểm đánh lửa có độ chính xác cao. + Tín hiệu IGT và IGF: ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được bật ON ngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính toán, và sau đó tắt đi. Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa. Hình 2.3: Tín hiệu thời điểm đánh lửa Hình 2.4: Tín hiệu thời điểm đánh lửa Tín hiệu IGF IC đánh lửa gửi một tín hiệu IGF đến ECU động cơ bằng cách dùng lực điện động Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 33 ngược được tạo ra khi dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt hoặc bằng giá trị dòng điện sơ cấp. Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định rằng việc đánh lửa đã xảy ra. (Tuy nhiên điều này không có nghĩa là thực sự đã có đánh lửa) Nếu ECU động cơ không nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và một DTC được lưu trong ECU động cơ và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phun nhiên liệu. 1.1.2.Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 34 Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 35 Sơ đồ tổng quát hộp ECU: Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 36 Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 37 Vị trí các phần tử của hệ thống đánh lửa trên xe: Hình 2.5: Vị trí các cảm biến trên xe Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 38 + Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp: Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 39 Hình 2.6: Sơ đồ mạch đánh lửa trực tiếp Sau khi kiểm tra các mã DTC, hãy kiểm tra các mạch tương ứng. Mã DTC Hạng Mục Phát Hiện P0010/39 Mạch bộ chấp hành vị trí trục cam "A" (Thân máy 1) P0011/59 Vị trí trục cam "A" - Thời điểm phối khí quá sớm hay tính năng của hệ thống (Thân máy 1) P0012/59 Vị trí trục cam "A" - Thời điểm phối khí quá muộn (Thân máy 1) P0016/18 Tương quan vị trí trục cam trục khuỷu (Thân máy 1 Cảm biến A) P0100/31 Hỏng Mạch Lưu lương Khí nạp P0102/31 Mạch Lưu lượng hay Khối lượng Khí nạp - Tín hiệu vào Thấp P0103/31 Mạch Lưu lượng hay Khối lượng Khí nạp - Tín hiệu vào Cao P0110/24 Mạch Cảm biến Nhiệt độ Khí nạp P0112/24 Mạch Cảm biến Nhiệt độ Khí nạp Tín hiệu vào Thấp P0113/24 Mạch Cảm biến Nhiệt độ Khí nạp Tín hiệu vào Cao P0115/22 Mạch Nhiệt Độ Nước Làm Mát Động Cơ P0117/22 Mạch Nhiệt Độ Nước Làm Mát Động Cơ - Tín Hiệu Vào Thấp P0118/22 Mạch Nhiệt Độ Nước Làm Mát Động Cơ - Tín Hiệu Vào Cao P0120/41 Mạch Cảm Biến Vị Trí bướm ga/ Bàn Đạp Ga / Công Tắc "A" P0121/41 Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp Ga / Công Tắc "A" Tính Năng / Phạm Vi P0122/41 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "A" - Tín Hiệu Thấp P0123/41 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "A" - Tín Hiệu Cao P0130/21 Hỏng mạch cảm biến ôxy (A/F) ( Thân máy 1 Cảm biến 1) P0135/21 Hỏng mạch bộ sấy cảm biến ôxy (A/F) ( Thân máy 1 Cảm biến 1) P0220/41 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "B" Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 40 P0222/41 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "B" - Tín Hiệu Thấp P0223/41 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "B" - TÍn Hiệu Cao P0327/52 Mạch Cảm biến tiếng gõ 1 Đầu vào thấp (Thân máy 1 hay cảm biến đơn) P0328/52 Mạch Cảm biến tiếng gõ 1 Đầu vào cao (Thân máy 1 hay cảm biến đơn) P0335/13 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu "A" P0339/13 Mạch cảm biến vị trí trục khuỷu "A" chập chờn P0340/12 Hư hỏng mạch cảm biến vị trí trục cam P0341/12 Tính năng / Phạm vi hoạt động của mạch "A" cảm biến vị trí trục cam (Thân máy 1 hay Cảm biến đơn) P0351/14 Mạch Sơ cấp / Thứ cấp của Cuộn đánh lửa "A" P0352/15 Mạch Sơ cấp / Thứ cấp của Cuộn đánh lửa "B" P0353/14 Mạch Sơ cấp / Thứ cấp của Cuộn đánh lửa "C" P0354/15 Mạch Sơ cấp / Thứ cấp của Cuộn đánh lửa "D" P0500/42 Hỏng cảm biến tốc độ xe P0504/51 Tương quan công tắc phanh "A" / "B" P0604/89 Lỗi bộ nhớ truy cập nhẫu nhiên RAM P0606/89 Bộ vi xử lý ECM / PCM P0607/89 Tính năng mođun điều khiển P0657/89 Mạch điện áp nguồn bộ chấp hành / Hở P2102/41 Mạch Môtơ Điều Khiển Bộ Chấp Hành Bướm Ga - Tín Hiệu Thấp P2103/41 Mạch Môtơ Điều Khiển Bộ Chấp Hành Bướm Ga - Tín Hiệu Cao P2111/41 Hệ Thống Điều Khiển Bộ Chấp Hành Bướm Ga - Kẹt Mở P2112/41 Hệ Thống Điều Khiển Bộ Chấp Hành Bướm Ga - Kẹt Đóng P2118/89 Dòng Điện Môtơ Điều Khiển Bộ Chấp Hành Bướm Ga - Tính Năng / Phạm Vi Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 41 P2119/89 Cổ Họng Gió Bộ Chấp Hành Bướm Ga - Tính Năng / Phạm Vi P2120/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "D" P2121/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "D" - Tính Năng / Phạm Vi Đo P2122/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "D" - Tín Hiệu Thấp P2123/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "D" - TÍn Hiệu Cao P2125/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "E" P2127/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "E" - Tín Hiệu Thấp P2128/19 Mạch Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "E" - Tín Hiệu Cao P2135/41 Mối Liên Hệ Điện Áp của Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc A / B P2138/19 Sự Tương Quan Giữa Điện Áp của Cảm Biến Vị Trí Bàn Đạp / Bướm ga / Công Tắc "D" / "E" Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 42 PHẦN BÀI TẬP: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ QUY TRÌNH KIỂM TRA 1. 1. KIỂM TRA ECM (ĐIỆN ÁP +B) a. Bật khoá điện ON. b. Đo điện áp của các giắc nối ECM. Điện áp tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn E9-1 (+B) - E12- 3 ( E 1) 9 đến 14 v 2. 2. KIỂM TRA DÂY ĐIỆN (ECM - MÁT THÂN XE) a. Ngắt giắc nối E12 của ECM. b. Đo điện trở của giắc nối phía dây điện. Điện trở tiêu chuẩn: NG Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 43 Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn E12-3 (E1) - Mát thân xe Dưới 1 Ω 3. 3. KIỂM TRA ECM (ĐIỆN ÁP IGSW) a. Bật khoá điện ON. b. Đo điện áp của các giắc nối ECM. Điện áp tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn E9-9 (IGSW) E12-3 (E 1) 9 đến 14 v NG OK Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 44 4. 4. KIỂM TRA CẦU CHÌ (IGN) 5. 5. KIỂM TRA CỤM KHOÁ ĐIỆN a. Ngắt giắc nối I9 của khóa điện. b. Đo điện trở của công tắc. Điện trở tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Tình Trạng Công Tắc Điều kiện tiêu chuẩn 5 (AM2) - 6 (IG2) KHÓA 10 kΩ trở lên 5 (AM2) - 6 ( IG 2) ON Dưới 1 Ω THAY THẾ CỤM KHOÁ ĐIỆN OK Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 45 6. 6. KIỂM TRA ECM (ĐIỆN ÁP MREL) a. Bật khoá điện ON. b. Đo điện áp của các giắc nối ECM. Điện áp tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn E9-8 (MREL) - E123 (E1) 9 đến 14 v 7. 7. KIỂM TRA CẦU CHÌ (EFI) QUY) OK OK Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 46 8. 8. KIỂM TRA RƠLE TỔ HỢP (RƠLE MAIN) a. Ngắt giắc rơle tổ hợp 1J ra khỏi hộp đầu nối khoang động cơ . b. Đo điện áp của rơle MAIN. Điện áp tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn 1J-4 - Mát thân xe Khoá điện ON 10 đến 14 V 9. 9. KIỂM TRA DÂY ĐIỆN (RƠLE TỔ HỢP (RƠLE MAIN) - ECM, MÁT THÂN XE) a. Ngắt giắc rơle tổ hợp 1J ra khỏi hộp đầu nối khoang động cơ (Xem trang Tham khảo HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂNĐỘNG CƠ 1TR-FE > RƠLE TỔ HỢP >KIỂM TRA TRÊN XE(200601 - )). b. Ngắt giắc nối E9 của ECM. c. Đo điện trở của các giắc nối phía dây điện. Điện trở tiêu chuẩn: Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn 1J-2 - E9-8 (MREL) Dưới 1 Ω THAY THẾ RƠLE TỔ HỢP OK Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 47 1J-4 - E9-1 (+B) Dưới 1 Ω 1J-3 - Mát thân xe Dưới 1 Ω 1J-2 hay E9-8 (MREL) - Mát thân xe 10 kΩ trở lên 1J-4 hay E9-1 (+B) - Mát thân xe 10 kΩ trở lên 1. 10. KẾT NỐI MÁY CHẨN ĐOÁN Hình 2.7: Kết nối máy chẩn đoán Chắc chắn rằng các điều kiện sau đây đã thoả mãn: + Điện áp ắc quy 11 V hay hơn. + Bướm ga đóng hoàn toàn. + Chuyển cần số đến P hay N. + Công tắc A/C OFF. + Tắt khoá điện OFF. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3. Bật khóa điện đến vị trí ON và bật máy chẩn đoán ON. Vào các menu sau: Powertrain / Engine and ECT / Utility / Check Mode. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 48 Chắc chắn rằng đèn MIL nháy như trong hình vẽ. CHÚ Ý: Tất cả các mã DTC đã lưu lại và dữ liệu lưu tức thời bị xóa nếu: 1) ECM được chuyển từ chế độ thường sang chế độ kiểm tra hay ngược lại; hay 2) khi đang ở chế độ kiểm tra, khóa điện được tắt từ ON đến ACC hay OFF. + Khởi động động cơ (đèn MIL phải tắt). + Mô phỏng tình trạng hư hỏng do khách hàng mô tả. + Sau khi mô phỏng tình trạng hư hỏng, hãy kiểm tra các mã DTC, dữ liêu lưu tức thời và các dữ liệu khác. 11. QUY TRÌNH THỬ ĐÁNH LỬA a. Kiểm tra các mã DTC. CHÚ Ý: Nếu DTC phát ra, hãy thực hiện theo các quy trình chẩn đoán cho mã DTC đó. b. Kiểm tra xem có đánh lửa không. i. Tháo cuộn dây đánh lửa. ii. Tháo bugi. iii. Lắp bugi vào cuộn dây đánh lửa và nối giắc của cuộn đánh lửa. iv. Ngắt 4 giắc nối của vòi phun. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 49 v. Tiếp mát cho bugi. vi. Kiểm tra bằng cách quan sát rằng tia lửa phát ra khi động cơ quay khởi động. CHÚ Ý:  Chắc chắn đã tiếp mát bugi trước khi kiểm tra. Nếu cuộn dây đánh lửa đã bị đập mạnh hoặc bị rơi, hãy thay nó bằng chiếc mới. Không được quay khởi động động cơ lâu hơn 2 giây. GỢI Ý:  Nếu tia lửa xuất hiện, hãy bỏ qua quy trình thử đánh lửa. Nếu tia lửa không xuất hiện, hãy thực hiện thử đánh lửa theo quy trình sau. c. Quy trình thử đánh lửa. i. Kiểm tra rằng giắc nối phía dây điện của cuộn đánh lửa có ic đánh lửa đã được cắm chắc chắn. Kết quả: Kết quả Đi đến NG Lắp chắc chắn OK Đi đến bước tiếp theo ii. Tiến hành thử đánh lửa cho mỗi cuộn đánh lửa có IC đánh lửa. 1. Thay thế cuộn dây đánh lửa bằng chiếc còn tốt. 2. Tiến hành thử đánh lửa một lần nữa. Kết quả: Kết quả Đi đến OK Thay thế cuộn đánh lửa có ic đánh lửa NG Đi đến bước tiếp theo iii. Kiểm tra sự cấp nguồn đến cuộn đánh lửa có IC đánh lửa. 1. Bật khoá điện ON. 2. Kiểm tra rằng có điện áp ắc quy tại cực dương (+) của cuộn đánh lửa. Kết quả: Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 50 Kết quả Đi đến NG Kiểm tra dây điện giữa khoá điện và cuộn dây đánh lửa có ic đánh lửa. OK Đi đến bước tiếp theo iv. Đo điện trở giữa của cảm biến vị trí trục cam. Điện trở tiêu chuẩn: Nhiệt độ Điều kiện tiêu chuẩn Lạnh 835 đến 1,400 Ω Nóng 1,060 đến 1,645 Ω Kết quả: Kết quả Đi đến NG Thay thế cảm biến vị trí trục cam OK Đi đến bước tiếp theo v. Đo điện trở giữa của cảm biến vị trí trục khuỷu. Điện trở tiêu chuẩn: Nhiệt độ Điều kiện tiêu chuẩn Lạnh 1,630 đến 2,740 Ω Nóng 2,065 đến 3,225 Ω Kết quả: Kết quả Đi đến NG Thay thế cảm biến vị trí trục khuỷu OK Đi đến bước tiếp Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 51 theo vi. Kiểm tra tín hiệu IGT từ ECM. Kết quả: Kết quả Đi đến NG Kiểm tra ECM OK Sửa dây điện giữa cuộn đánh lửa và ECM d. Dùng đầu khẩu 16 mm, lắp bugi. Mômen: 18 N*m{ 183 kgf*cm , 13 ft.*lbf } e. Lắp cuộn dây đánh lửa. Mômen: 9.0 N*m{ 92 kgf*cm , 80 in.*lbf } KIỂM TRA BUGI a. Kiểm tra điện cực. i. Dùng Ômkế Mega, đo điện trở cách điện. Điện trở cách điện tiêu chuẩn: 10 MΩ trở lên GỢI Ý: Nếu không có Ômkế Mega, hãy thực hiện việc kiểm tra đơn giản như sau. b. Phương pháp kiểm tra xen kẽ: i. Tăng ga nhanh để đạt tốc độ động cơ 4,000 vòng/phút trong 5 lần. ii. Tháo bugi. iii. Kiểm tra bằng cách quan sát bugi. Nếu điện cực khô, bugi hoạt động đúng chức năng. Nếu điện cực bị ướt, hãy đi đến bước tiếp theo. c. Kiểm tra hư hỏng ở phần ren và phần cách điện của bugi. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 52 Nếu có hư hỏng, hãy thay thế bugi. Nếu không bị hư hỏng, thì lắp lại bugi. Bugi khuyên dùng: Nhà sản xuất Sản phẩm DENSO K20HR-U11 d. Kiểm tra khe hở điện cực của bugi. Khe hở điện cực lớn nhất cho bugi dùng lại: 1.3 mm (0.051 in. ) Nếu khe hở điện cực lớn hơn giá trị lớn nhất, hãy thay thế bugi. Khe hở điện cực của bugi mới: 1.0 đến 1.1 mm (0.039 đến 0.043 in.) CHÚ Ý: Khi điều chỉnh khe hở điện cực bugi mới, chỉ bẻ cong ở phần dưới của điện cực tiếp mát. Không được chạm vào đầu cực. Không bao giờ được điều chỉnh khe hở của bugi cũ. e. Làm sạch các bugi. Nếu điện cực bị bám muội các bon ướt, hãy làm sạch bugi bằng máy làm sạch sau đó làm khô nó. Áp suất khí tiêu chuẩn: 588 kPa (6 kgf/cm2, 85 psi) Thời gian tiêu chuẩn: 20 giây trở xuống GỢI Ý: Chỉ dùng máy làm sạch bugi khi điện cực đã sạch dầu. Nếu điện cực có bám dầu, thì dùng xăng để làm sạch dầu trước khi dùng máy làm sạch. 1.2.Hệ thống VVT-i. 1.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống VVT-i (VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent – Thời điểm phối khí thay đổi – Thông minh) a) Mô tả: Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 53 Hệ thống VVT-i (Điều khiển thời điểm phối khí - thông minh) Hình 2.8: Sơ đồ tổng quát của hệ thống điều khiển Thông thường, thời điểm phối khí được cố định, những hệ thống VVT-i sử dụng áp suất thủy lực để xoay trục cam nạp và làm thay đổi thời điểm phối khí. Điều này có thể làm tăng công suất, cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và giảm khí xả ô nhiễm. Như trong hình minh họa, hệ thống này được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí bằng cách xoay trục cam trong một phạm vi 400 so với góc quay của trục khuỷu để đạt được thời điểm phối khí tối ưu cho các điều kiện hoạt động của động cơ dựa trên tín hiệu từ các cảm biến. Thời điểm phối khí được điều khiển như sau. + Khi nhiệt độ thấp, khi tốc độ thấp ở tải nhẹ, hay khi tải nhẹ: Thời điểm phối khí của trục cam nạp được làm trễ lại và độ trùng lặp xupáp giảm đi để giảm khí xả chạy ngược lại phía nạp. Điều này làm ổn định chế độ không tải và cải thiện tính kinh tế nhiên liệu và tính khởi động. + Khi tải trung bình, hay khi tốc độ thấp và trung bình ở tải nặng: Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 54 Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp xupáp tăng lên để tăng EGR nội bộ và giảm mất mát do bơm. Điều này cải thiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tế nhiên liệu. Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóng xupáp nạp được đẩy sớm lên để giảm hiện tượng quay ngược khí nạp lại đường nạp và cải thiện hiệu quả nạp. + Khi tốc độ cao và tải nặng: Thời điểm phối khí được làm sớm lên và độ trùng lặp xupáp tăng lên để tăng EGR nội bộ và giảm mất mát do bơm. Điều này cải thiện ô nhiễm khí xả và tính kinh tế nhiên liệu. Ngoài ra, cùng lúc đó thời điểm đóng xupáp nạp được đẩy sớm lên để giảm hiện tượng quay ngược khí nạp lại đường nạp và cải thiện hiệu quả nạp. Ngoài ra, điều khiển phản hồi được sử dụng để giữ thời điểm phối khí xupáp nạp thực tế ở đúng thời điểm tính toán bằng cảm biến vị trí trục cam. b) Cấu tạo: Bộ chấp hành của hệ thống VVT-i bao gồm bộ điều khiển VVT-i dùng để xoay trục cam nạp, áp suất dầu dùng làm lực xoay cho bộ điều khiển VVT-i, và van điều khiển dầu phối phí trục cam để điều khiển đường đi của dầu. Hình 2.9: Sơ đồ cơ cấu điều khiển cam thông minh + Bộ điều khiển VVT-i: Bộ điều khiển bao gồm một vỏ được dẫn động bởi xích cam và các cánh gạt được cố định trên trục cam nạp. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 55 Áp suất dầu gửi từ phía làm sớm hay làm muộn trục cam nạp sẽ xoay các cánh gạt của bộ điều khiển VVT-i theohướng chu vi để thay đổi liên lục thời điểm phối khí của trục cam nạp. Khi động cơ ngừng, trục cam nạp chuyển động đến trạng thái muộn nhất để duy trì khả năng khởi động. Khi áp suất dầu không đến bộ điều khiển VVT-i ngay lập tức sau khi động cơ khởi động, chốt hãm sẽ hãm các cơ cấu hoạt động của bộ điều khiển VVT-i để tránh tiếng gõ. THAM KHẢO: Ngoài loại trên, cũng có một loại mà píttông dọc chuyển theo hướng trục giữa các then xoắn của bánh răng bên ngoài (tương ứng với vỏ) và bánh răng trong (gắn trực tiếp vào trục cam) để làm xoay trục cam. + Van điều khiển dầu phối khí trục cam: Van điều khiển dầu phối khí trục cam hoạt động theo sự điều khiển (Tỷ lệ hiệu dụng) từ ECU động cơ để điều khiển vị trí của van ống và phân phối áp suất dầu cấp đến bộ điều khiển VVT-i đế phía làm sớm hay làm muộn. Khi động cơ ngừng hoạt động, thời điểm phối khí xupáp nạp được giữ ở góc muộn tối đa. c) Nguyên lý hoạt động: Van điều khiển dầu phối khí trục cam chon đường dầu đến bộ điều khiển VVT-i tương ứng với độ lớn dòng điện từ ECU động cơ. Bộ điều khiển VVT-i quay trục cam nạp tương ứng với vị trí nơi mà đặp áp suất dầu vào, để làm sớm, làm muộn hoặc duy trì thời điểm phối khí. ECU động cơ tính toán thời điểm đóng mở xupáp tối ưu dưới các điều kiện hoạt động khác nhau theo tốc độ động cơ, lưu lượng khí nạp, vị trí bướm ga và nhiệt độ nước làm mát để điều khiển van điều khiển dầu phối khí trục cam. Hơn nữa, ECU dùng các tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu để tính toán thời điểm phối khí thực tế và thực hiện điều khiển phản hồi để đạt được thời điểm phối khí chuẩn. + Làm sớm thời điểm phối khí: Hình 2.10: Mạch dầu điều khiển sớm van VVTI Khi van điều khiển dầu phối khí trục cam được đặt ở vị trí như trên hình vẽ bằng ECU động cơ, áp suất dầu tác động lên khoang cánh gạt phía làm sớm thời điểm phối khí để quay trục cam nạp về chiều làm sớm thời điểm phối khí. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 56 + Làm muộn thời điểm phối khí: Hình 2.11: Mạch dầu điều khiển muộn van VVTI + Giữ: Hình 2.12: Mạch dầu điều khiển giữ van VVTI ECU động cơ tính toán góc phối khí chuẩn theo tình trạng vận hành. Sau khi đặt thời điểm phối khí chuẩn, van điều khiển dầu phối khí trục cam duy trì đường dầu đóng như được chỉ ra trên hình vẽ, để giữ thời điểm phối khí hiện tại. Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 57 PHẦN BÀI TẬP: HỆ THỐNG VVT-I QUY TRÌNH THỰC HIỆN 1. NGẮT CÁP ÂM RA KHỎI ẮC QUY LƯU Ý: Hãy đợi ít nhất là 90 giây sau khi ngắt cáp ra khỏi cực âm ắc quy để tránh kích nổ túi khí. 2. THÁO CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN DẦU PHỐI KHÍ TRỤC CAM a. Ngắt giắc nối van điều khiển b. Tháo bulông và van điều khiển dầu. c. Tháo gioăng chữ O ra khỏi van điều khiển dầu. 3. KIỂM TRA CỤM VAN ĐIỀU KHIỂN DẦU PHỐI KHÍ TRỤC CAM OK: Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn Hệ thống VVT là OFF (Van điều khiển dầu là OFF) Tốc độ động cơ bình thường Hệ thống VVT là ON (Van điều khiển dầu là ON) Không tải rung hay chết máy Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cụm van điều khiển dầu a. Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3. b. Khởi động và hâm nóng động cơ. c. Hãy chọn VVT thừ menu thử kích hoạt. d. Với động cơ đang chạy không tải, hãy kiểm tra tốc độ động cơ khi van điều khiển dầu được kích hoạt bởi máy chẩn đoán. 4. KIỂM TRA CỤM VAN DẦU ĐIỀU KHIỂN PHỐI KHÍ TRỤC CAM Bài 2: Hệ thống mới trên động cơ xăng KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 58 Nếu kết quả không như tiêu chuẩn, hãy thay thế cụm van điều khiển dầu. Nếu xú páp không trở về đúng có thể do vật lạ, sự rò rỉ áp suất nhỏ trong hướng mở sớm có thể xảy ra và DTC có thể phát ra A. Đo điện trở giữa của van điều khiển dầu. Điện trở tiêu chuẩn: 6.9 đến 7.9 Ω ở 200C tương đương ( 680F) Nếu kết quả không như tiêu chuẩn thì thay thế cụm van điều khiển dầu. B. Nối + ắc quy vào cực 1 và nối cực - ắc quy vào cực 2 và kiểm tra sự dịch chuyển của van. Điều kiện tiêu chuẩn: Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn Điện áp dương ắc quy được cấp vào Van di chuyển sang hướng mũi tên màu đen như hình bên Điển áp dương ắc quy được ngắt ra Van di chuyển sang hướng mũi tên màu đen như trong hình vẽ C. Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 59 BÀI 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DIESEL Mục tiêu của bài: - Trình bày được yêu cầu, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống mới trên động cơ Diesel. - Đọc được sơ đồ mạch điện và phân tích được các lỗi hư hỏng. - Kiểm tra và sửa chữa được các lỗi hư hỏng. 1. Nội dung bài: 1.1.Hệ thống phun dầu điện tử. 1.2.Các cảm biến trên hệ thống phun dầu điện tử. 1.3.Bộ chấp hành. 3.1 Hệ thống phun dầu điện tử. 3.1.1 Sơ đồ chung và nguyên lý hoạt động hệ thống nhiên liệu. Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ CRDI STT Chi tiết Chức năng Ghi chú 1 Bơm cao áp ( bơm dầu cao áp) - Hút nhiên liệu từ thùng chứa; - Nén nhiên liệu tạo thành nhiên liệu cao áp; - Tạo ra nhiên liệu cao áp đưa đến chi Bơm cao áp được dẫn động bởi trục Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 60 tiết ống cao áp( ống rail) khuỷu động cơ, trên bơm cao áp có van điều khiển hút và van điều khiển thời điểm 2 Piston bơm - Được dẫn động bởi trục bơm cao áp ( do động cơ dẫn động) - Thực hiện hút, nén và đầy nhiên liệu Bơm cao áp thường có 3 piston bơm được đặt theo hướng 3 Bơm nạp - Bơm được tích hợp bên trong của bơm cao áp - Thực hiện hút nhiên liệu từ thùng nhiên liệu 4 Van phân phối - Thực hiện đưa nhiên liệu cao áp đi đến chi tiết đường ống nhiên liệu cao áp ( đường ống rail) Đây là van được điều khiển bằng điện 5 SCV( Van điều khiển hút) - Van SCV là loại van điện và van được điều khiển bằng ECU - Thay đổi lượng mở để thay đổi lượng nhiên liệu được nạp vào trong bơm nhiên liệu theo điều kiện hoạt động thực tế của động cơ 6 Ống phân phối hay còn gọi là ống Rail - Tiếp nhận nhiện liệu cao áp từ bơm cao áp đến. - Chứa nhiên liệu có áp lực cao để đưa đến các kim phun 7 Cảm biến áp suất ống phân phối - Xác định áp suất của hệ thống nhiên liệu nằm trên đường ống cao áp và gừi tín hiệu về ECU điều khiển. 8 Van xả áp - Có chức năng như một van an toàn để điều chỉnh áp suất trên đường ống cao áp được ổn định. Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 61 9 Bộ giới hạn áp suất - Xác định áp suất tới hạn của áp suất nhiên liệu được trữ trên đường ống cao áp 10 Vòi phun - Phun nhiên liệu vào trong buồng đốt Trên vòi phun có 1 dãy mã gọi là mã điện trở của kim phun. 11 ECU động cơ - Nhận tín hiệu từ các cảm biến, cảm biến áp suất đường ống phân phối - Điều khiển các van SCV, van xả áp để điều khiển hệ thống nhiên liệu - gửi tín hiệu điều khiển đến EDU để EDU xuất tín hiệu điều khiển kim phun 12 EDU - Nhận tín hiệu từ ECU - Xuất tín hiệu điều khiển thời điểm phun nhiên liệu. 13 Các loại cảm biến - Gửi tín hiệu từ hoạt động thực tế của hệ thống về ECU 14 Phin lọc nhiên liệu hay còn gọi là lọc nhiên liệu Lọc sạch nhiên liệu từ thùng chứa đưa lên hệ thống nhằm loại bỏ các cặn bẩn, tạp chất và tách nước ra khỏi hệ thống. 15 Bình nhiên liệu hay còn gọi là thùng nhiên liệu Chứa nhiên liệu Hoạt động của hệ thống như sau: - Khi động cơ quay, trục khuỷu động cơ sẽ dẫn trục của bơm cao áp(1) quay nên bơm nạp(3) sẽ hút nhiên liệu từ thùng chứa lên bơm cao áp thông qua sự mở của van SCV (4). Piston bơm(2) sẽ nén nhiên liệu có áp lực cao đưa đến ống phân phối và đi đến ống phân phối(6). Nhiên liệu cao áp tại ống phân phối sẽ đi đến kim phun(10). Kim phun(10) được EDU(12) điều khiển thông qua tín hiệu điều khiển từ ECU(11) và kim phun sẽ phun nhiên liệu vào trong buồng đốt đúng thời điểm, đúng liều lượng. - ECU sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến(13) để biết tình trạng thực tế đang hoạt động của động cơ và sẽ tiến hành điều chỉnh thay đổi lượng phun nhiên liệu, thời điểm phun nhiên liệu. - Ngoài ra ECU còn điều khiển Van xả áp(8) thông qua tín hiệu nhận được từ cảm biến áp suất đường ống phân phối(7) để điều chỉnh áp suất trên đường ống Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 62 phân phối đúng thời điểm. Bên cạnh đó bộ giới hạn áp suất(9) cũng điều khiển áp suất nhiên liệu trên đường ống phân phối ổn định. 3.1.2 Các cảm biến. Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống cảm biến điều khiển STT Chi tiết Chức năng Ghi chú 2 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu - Xác định nhiệt độ nhiên liệu trên hệ thống và gửi tín hiệu nhiệt độ nhiên liệu về hộp ECU 3 Cảm biến áp suất ống phân phối Xác định áp suất của hệ thống nhiên liệu nằm trên đường ống cao áp và gừi tín hiệu về ECU điều khiển. 14 Cảm biến vị trí trục khuỷu hay còn gọi là cảm biến số vòng quay Xác định số vòng quay của động cơ, quay tính hiệu số vòng quay động cơ về hộp ECU để cung cấp cho ECU biết Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 63 động cơ tình trạng số vòng quay thực tế của động cơ. 15 Cảm biến vị trí trục cam Xác định vị trí của trục cam, gửi tín hiệu vị trí trục cam về hộp ECU để cung cấp cho ECU biết vị trí trục cam nhằm cung cấp thời điểm điều khiển phun nhiên liệu. 16 Cảm biến vị trí chân ga Xác định vị trí của chân ga, gửi tín hiệu vị trí chân ga về hộp ECU để cung cấp cho ECU biết vị trí của bàn đạp chân ga nhằm giúp ECU thay đổi điều khiển lượng phun, góc phun nhiên liệu 17 Cảm biến áp suất không khí nạp Xác định áp suất không khí nạp, gửi tín hiệu áp suất không khí nạp về hộp ECU để cung cấp cho ECU biết áp suất không khí nạp nhằm giúp ECU thay đổi điều khiển lượng phun, góc phun nhiên liệu 18 Cảm biến lưu lượng không khí Xác định lượng không khí nạp đi vào bên trong động cơ, gửi tín hiệu lượng không khí nạp đi vào động cơ đến ECU để ECU điều khiển thay đổi thời điểm phun nhiên liệu, lượng phun nhiên liệu 19 Cảm biến nhiệt độ chất làm lạnh Xác định nhiệt độ của chất làm lạnh và gửi tín hiệu nhiệt độ chất làm mát và gửi đến ECU để để ECU điều khiển thay đổi thời điểm phun nhiên liệu, lượng phun nhiên liệu 3.1.2.1 Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Hình 3.3: Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 64 - Xác định nhiệt độ nhiệt độ trên hệ thống nhiên liệu và gửi tín hiệu điều khiển về hộp ECU. Dựa trên nhiệt độ nhiên liệu mà ECU sẽ điều khiển thay đổi lượng phun nhiên liệu vào trong lòng xi lanh. - Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu sử dụng loại cảm biến nhiệt điện trở âm. Khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở giảm và ngược lại. 3.1.2.2 Cảm biến áp suất ống phân phối Cảm biến áp suất nhiên liệu nằm trên ống phân phối. Hình 3.4: Cảm biến áp suất đường ống nhiên liệu Bên trong cảm biến áp suất nhiên liệu thường có 3 chân: + Chân 1 (GND): Mát cảm biến + Chân 2 (Vout): Tín hiệu cảm biến + Chân 3 (Vcc): Dương 5V cấp cho cảm biến Tín hiệu điện áp sẽ tăng dần nếu áp suất nhiên liệu trong ống tăng lên. Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện cảm biến áp suất nhiên liệu 2. Nguyên lí hoạt động: Cảm biến áp suất nhiên liệu (FRP) được gắn trên ống phân phối nhiên liệu áp suất cao, có nhiệm vụ chuyển đổi áp lực nhiên liệu thành tín hiệu điện áp thông qua cảm biến từ chất bán dẫn piezo và gửi về ECM. Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 65 Hình 3.6: Cấu tạo của cảm biến áp suất nhiên liệu Khi có sự thay đổi áp suất nhiên liệu, màng ngăn của cảm biến piezo sẽ bị biến dạng. Do đó, các tín hiệu điện áp được tạo ra nhờ sự biến dạng này. Nếu áp suất nhiên liệu trong ống phân phối cao, màng ngăn sẽ bị biến dạng nhiều, do đó tạo ra tín hiệu điện áp cao. Ngược lại áp suất thấp sẽ sinh ra điện áp thấp. ECM sẽ tính toán áp suất thực tế của nhiên liệu và điều khiển van SCV (Suction Control Valve) để tạo ra áp suất nhiên liệu hợp lí, đáp ứng các nhu cầu của người lái. Hình 3.7: Sơ đồ mạch điện điều khiển 3. Cách kiểm tra: * Sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra: Kiểm tra điện áp: – Khởi động động cơ và hâm nóng đến nhiệt độ làm việc bình thường. – Cho động cơ chạy ở chế độ cầm chừng. – Dùng vôn kế để đo giá trị điện áp giữa chân 1 và 2 của cảm biến FRP. Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 66 – Nếu điện áp hiển thị khác với điện áp chuẩn thì chuyển sang bước kiểm tra mạch cảm biến. Nếu mạch này không hư thì phải thay mới cảm biến. Nếu giống với điện áp chuẩn thì: + Tắt máy động cơ và đợi 3 phút. + Công tắc máy ON (không khởi động động cơ). + Dùng vôn kế để đo giá trị điện áp giữa chân 1 và 2 của cảm biến FRP. + Điện áp hiển thị: 1,3– 1,8 V. – Khi chạy không tải, áp suất phải nằm trong khoảng 25 – 35Mpa. Nếu đạp ga thì áp suất lúc đó phải tăng lên đến 100MPa. Hình 3.8: Bảng giá trị mối liên hệ giữa nhiệt độ và điện trở - Nếu điện áp hiển thị khác với điện áp chuẩn thì chuyển sang bước kiểm tra mạch cảm biến: – Rút giắc của cảm biến FRP và giắc của ECM. – Dùng Ohm kế đo thông mạch giữa chân của cảm biến (rút giắc) tương ứng với chân cảm biến trong mạch ECU: + Chân 1 (Mass) với Mass FRP-ECM: R ~ 0: tốt; R ~ ∞: đứt dây mass. + Chân 2 (tín hiệu) với chân tín hiệu FRP-ECM : R ~ 0: tốt; R ~ ∞: đứt dây tín hiệu. + Chân 3 (Vcc) với chân Vcc FRP-ECM: R ~ 0: tốt; R ~ ∞: đứt dây dương. 3.1.3 Bộ chấp hành. 3.1.3.1 Bơm cao áp Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 67 Hình 3.9: Cấu tạo của bơm cao áp 1. Van hút 2. Piston 3. Cam đồng trục 4. SCV( van điều khiển hút) 5. Van phân phối 6. Bơm nạp 7. Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu  Hoạt động của bơm nạp - Bơm cấp liệu sẽ hút nhiên liều từ bình NL đến hai pittông thông qua phin lọc và SCV (van điều khiển hút). Trục điều khiển quay rô to trong và ngoài của bơm nạp. Khi rô to quay làm thay đổi thể tích buồng bơm, sẽ hút NL vào bộ phận hút và bơm NL ra khỏi bộ phận xả. Hình 3.10: Cấu tạo của bơm cao áp 1. Rotor ngoài 2. Rotor trong 3. Buồng hút 4. Buồng xả Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 68  Hoạt động của van điều khiển Van điều khiển giữ cho áp suất nạp NL (áp suất xả) thấp hơn một mức nhất định. Nếu tốc độ bơm tăng và áp suất bơm tăng cao hơn mức van điều khiển cho phép, van sẽ sử dụng lực lò xo để mở và đưa NL về phía hút. Hình 3.11: Sơ đồ hoạt động của nhiên liệu trong bơm  Van SCV( Van điều khiển hút) - Nếu dòng đến SCV trong 1 thời gian dài. Vì cường độ trung bình của dòng điện chạy đến cuộn dây tăng, van kim sẽ mở ra ngoài, SCV mở rộng hơn. Do đó, lượng nhiên liệu hút tăng. - Nếu dòng đến SCV trong 1 thời gian ngắn. Cường độ trung bình của dòng điện chạy đến cuộn dây giảm, lực lò xo sẽ hút van kim vào, SCV mở hẹp đi. Do đó, lượng nhiên liệu hút giảm. Chú ý - Mối tương quan giữa độ mở của SCV và lượng nhiên liệu hút vào có thể ngược với mô tả trên đây, điều này tuỳ thuộc vào loại xe. Hình 3.12: Hoạt động của van SCV 1. Bơm cao áp 3. Van SCV 2. Van điều khiển A. Khi SCV mở ít B. Khi van SCV mở nhiều 1. chổi 2. piston 3.lò xo 4. nút chặn 5. Bơm nạp 6. SCV 7. Vỏ bơm Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 69  Cấu tạo bên trong của bơm cao áp - Cam không đồng trục được gắn vào trục quay và vòng cam, cụm piston và van hút được gắn tì lên vòng cam. Khi trục quay, bánh cam sẽ quay không đồng trục, vòng cam sẽ di chuyển lên và xuống làm cho pittông di chuyển lên và xuống. Hình 3.13: Mặt cắt của bơm  Hoạt động của Van phân phối - Van phân phối của bơm HP3 được hợp nhất thành một cụm. Do đó, nó bao gồm 1 van bi, lò xo, giá đỡ . Khi áp suất ở pittông vượt quá áp suất trong ống phân phối, van bi sẽ mở để xả nhiên liệu ra. Hình 3.14: Cấu tạo của van phân phối 1. Thân van, 2. Van bi, 3. Lò xo, 4. Giá đỡ, 5. Piston  Hoạt động của bơm cao áp - Khi cam không đồng trục quay, cam vòng cũng quay không đồng trục. Cam vòng quay đồng thời đẩy 1 pittông lên và 1 pittông xuống. Khi pittông đi lên (hoặc xuống), bơm cao áp sẽ hút nhiên liệu ra, và bơm nhiên liệu đến ống phân phối. 1. Cam không đồng trục 2. Cam vòng 3. Piston 4. Trục quay Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 70 Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lý của bơm cao áp  Ống phân phối - Ống phân phối chứa nhiên liệu được nén (từ 0 đến 180 MPa) từ bơm cao áp và đưa đến các vòi phun của xylanh. Cảm biến áp suất ống phân phối (cảm biến Pc), bộ giới hạn áp suất và một van xả áp suất được gắn trên ống phân phối. Hình 3.16: Đường ống phân phối  Bộ giới hạn áp suất - Nếu áp suất trong ống PP cao bất thường, bộ giới hạn áp suất sẽ mở một van để xả áp suất. Van mở khi áp suất trong ống đạt xấp xỉ 180 MPa và đóng khi áp suất trở lại mức xấp xỉ 30 MPa. Nhiên liệu chảy qua bộ giới hạn áp suất sẽ quay trở lại bình nhiên liệu. Hình 3.17: Bộ giới hạn áp suất 1. Bộ giới hạn áp suất, 2. Đến bình nhiên liệu  Van xả áp suất 1. SCV van điều khiển hút 2. Van kiểm tra 3. Cam không đồng trục 4. Cam vòng 1. Ống phân phối 2. Van xả áp suất 3. Cảm biến áp suất ống Rail 4. Bộ giới hạn áp suất Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 71 - Van xả điều chỉnh áp suất trong ống PP. Nếu áp suất trong ống cao hơn áp suất phun, ECU động cơ sẽ truyền tín hiệu để van xả đẩy NL trở lại bình cho áp suất NL phù hợp với áp suất phun. Hình 3.18: Hoạt động của van xả áp 1. Van xả áp suất 2. Ống PP A. Vận hành khi áp suất NL cao hơn áp suất phun B. Vận hành khi áp suất NL bằng áp suất phun 3.1.3.2 Kim phun - Tuỳ theo tín hiệu từ ECU động cơ, vòi phun phun NL được nén trong ống PP vào buồng đốt của động cơ với thời điểm phun và lượng nhiên liệu phun ra ( thời gian mở kim phun) hợp lí nhất tùy theo chế độ làm việc của động cơ. Hình 3.19: Kim phun  Cấu tạo của Kim phun Hình 3.20: Cấu tạo của kim phun Mũi tên chỉ :Xăng được nén (từ ống PP) 1. Buồng điều khiển Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 72 2. Van từ 3. Đinh ốc rỗng có lá chắn gió 4. Vòng chữ O 5. Pittông điều khiển 6. Lò xo nén 7. Kim áp suất 8. Kim phun 9. Bệ 10. NL được nén 11. Đường rò NL  Mã vòi phun - Mã QR* (phản ứng nhanh) được dùng để điều chỉnh chính xác hơn. Mã QR chứa những dữ liệu của vòi phun sẽ được cài vào ECU động cơ. - Mã QR* cho thấy: Đây là một mã 2 chiều mới do DENSO phát triển. Ngoài những dữ liệu điều chỉnh lượng phun, mã còn có số hiệu chi tiết và sản phẩm. Có thể đọc các số hiệu này với tốc độ cực nhanh. Hình 3.21: Mã điện trở của kim phun 1. Khi không phun Khi không có dòng điện chạy đến cuộn dây từ, lực lò xo lớn hơn áp suất trong buồng điều khiển, do đó van từ bị đẩy xuống và đóng đầu ra. Vì thế, áp suất tác dụng lên pittông điều khiển sẽ nén lò xo miệng lại, lò xo sẽ đóng kim miệng và ngừng phun. 2. Khi đang phun Khi có dòng chạy đến cuộn dây từ, lực từ sẽ kéo van lên trên, do đó mở đầu ra và cho NL chạy đến buồng điều khiển rồi ra ngoài. Khi NL chảy ra, áp suất trong buồng điều khiển giảm và kéo pittông điều khiển lên, van kim cũng đi lên và bắt đầu phun. Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 73 NL đi qua đầu ra sẽ chảy bên dưới ống rò xăng và pittông điều khiển, nâng pittông lên và tăng cường phản ứng mở và đóng của miệng. Khi dòng điện tiếp tục tác dụng lên cuộn dây từ, kim miệng được đẩy lên cao nhất, do đó tốc độ phun cũng đạt mức cao nhất. Khi ngắt dòng điện đến cuộn dây, van từ đi xuống, làm kim miệng đóng đột ngột và ngừng phun. Hình 3.22: Hoạt động của kim phun  Mạch điện điều khiển phun nhiên liệu Hình 3.23: Sơ đồ mạch điều khiển của kim phun 3.1.3.3 EDU( Mạch điện điều khiển điện áp cao) Hình 3.24: Sơ đồ khối điều khiển hoạt động kim phun Phun( lực ép lớn hơn lực nén của lò xo) Không phun( lực ép của nhiên liệu bé hơn lực nén của lò xo) 1. Vòi phun 2. Vòi phun số 1( xi lanh 1) 3. Vòi phun số 2( xi lanh 3) 4. Vòi phun số 3( xi lanh 4) 5. Vòi phun số 4( xi lanh 2) 6. Cường độ dòng không đổi 7. Mạch nạp 8. Mạch cao thế 9. Mạch điện điều khiển 10. ECU động cơ Bài 3: Hệ thống điều khiển động cơ Diesel KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 74 Hình 3.25: Mạch điện điều khiển hoạt động kim phun - Thiết bị phát điện áp cao sẽ chuyển điện áp ác quy thành điện áp cao. Dựa vào tín hiệu từ các cảm biến, ECU sẽ truyền tín hiệu đến đầu nối B thông qua E của ECU. - Khi nhận được những tín hiệu này, EDU truyền các tín hiệu đến các ống phun từ đầu nối H thông qua K. Khi đó, đầu nối F sẽ truyền tín hiệu xác định phun lJf đến ECU. Hình 3.26: Mạch điện điều khiển hoạt động kim phun 1. Mạch cao áp 2. Mạch điện điều khiển KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đỗ Văn Dũng Điện động cơ và điều khiển động cơ NXB: ĐHQG TPHCM 2013 2. Toyota Tài liệu động cơ 2KD -FTV Lưu hành nội bộ 2010 3. Nhiều tác giả Tủ sách nhất nghệ tinh: Nhà xuất bản trẻ 2016 Chuyên ngành kỹ thuật ô tô và xe máy hiện đại 4. Nhiều tác giả Tủ sách nhất nghệ tinh: Nhà xuất bản trẻ 2016 Chuyên Ngành Kỹ Thuật Điện, Điện Tử chi tiết