TỔNG QUAN
Giới hạn của đề tài
Đề tài chỉ giới hạn ở việc thiết kế, hoàn thiện mô hình từ một động cơ 1G –
FE đã có sẵn và thiết kế hệ thống đánh PAN trên mô hình động cơ TOYOTA 1G –
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Phục vụ thuận tiện cho công việc học tập và nghiên cứu của sinh viên trong xưởng và hỗ trợ vài trò hướng dẫn của giảng viên
Tạo cơ hội trải nghiệm ngay những lý thuyết đã học vào thực tiễn
Để sinh viên thực tập có thể quan sát trực quan từng chi tiết của hệ thống, hiểu được hoạt động của ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE
Sinh viên có thể kiểm tra và đo đạc các thông số quan trọng của hệ thống phun xăng, hệ thống đánh lửa trực tiếp, hệ thống điều khiển xupap thông minh, cũng như hệ thống thay đổi chiều dài đường ống nạp.
Góp phần hiện đại hóa phương tiện và phương pháp dạy thực hành trong giáo dục - đào tạo
Kiểm tra, sửa chữa mô hình ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE
Chế tạo bộ tạo PAN, biên soạn tài liệu hướng dẫn tìm PAN
Thiết kế, chế tạo cơ cấu chống mắc sai cực accu.
Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình hoàn thiện đề tài, nhóm chúng em đã áp dụng nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau, trong đó nổi bật là việc tra cứu tài liệu (bao gồm cả giấy và điện tử) và tìm kiếm thông tin Chúng em cũng tham khảo kinh nghiệm từ bạn bè và anh chị đi trước, đồng thời học hỏi từ giáo viên hướng dẫn để tìm hiểu các mô hình đã có Qua đó, nhóm đã phát triển các sáng kiến nhằm hoàn thiện mô hình và đề cương của đề tài.
Ngoài ra, chúng em còn phối hợp vận dụng phương pháp tìm hiểu và thực hành để có thể hoàn thành được mô hình.
Các bước thực hiện
Thiết kế khung đỡ động cơ và gá đặt động cơ
Thiết kế sa bàn và cách bố trí các chi tiết trên sa bàn
Thiết kế cơ cấu chống mắc sai cực accu
Thiết kế hệ thống tạo PAN
Thiết kế các chi tiết phụ
Tiến hành đo đạc, kiểm tra, thu thập các thông số
Nghiệm thu các thông số kiểm tra
Kế hoạch nghiên cứu
Đề tài được thực hiện trong vòng 15 tuần, các công việc được bố trí như sau:
Tra cứu tài liệu, xác định đối tượng nghiên cứu, xác định mục tiêu nghiên cứu, xác định nhiệm vụ, tra cứu và phân tích thông tin
Đo đạc và thiết kế
Sữa lỗi,hoàn thiện và báo cáo.
Giới thiệu về Dộng cơ 1G-FE
1.7.1 Lịch sử phát triển của công ty TOYOTA:
Toyota là một tập đoàn ô tô đa quốc gia có nguồn gốc từ Nhật Bản, nổi bật với việc sản xuất ô tô và xe tải đầu tiên vào năm 1935 với các mẫu A1 và G1 Họ đã tiếp tục phát triển và thiết kế nhiều mẫu ô tô khác, khẳng định vị thế vững chắc trong ngành công nghiệp ô tô toàn cầu.
1936 (AA) được gắn động cơ (Type A) đầu tiên của toyota sản xuất năm 1933
Những năm tiếp theo Toyota sản xuất mẫu xe tải cho đại chúng với tên là Land Cruiser
Năm 1955, Toyota bắt tay vào thị trường xe sang với chiếc Toyota Crow đầu tiên của mình
Năm 1958, Toyota đặt chân vào thị trường Mỹ với chiếc Land Cruiser và Toyopet được nhập vào Mỹ
Năm 1959, Toyota đã có nhà máy đầu tiên của hãng ngoài lãnh thổ Nhật Bản Nhà máy Toyota có mặt tại Bra-xin
Vào năm 1967, Hãng đã chiếm được vị trí tại thị trường Mỹ với mẫu sedan 4 cửa cạnh tranh trực tiếp với Bettle của Volkswagen
Khác với các hãng xe châu Âu, Toyota giữ nguyên tên gọi cho các dòng xe của mình, trong khi các thương hiệu Đức thường sử dụng ký tự để đặt tên Những cái tên như Land Cruiser, Corolla, Camry và Fortuner vẫn phổ biến và quen thuộc, mặc dù chúng đã xuất hiện từ những năm 1950.
Toyota đã mở rộng hoạt động kinh doanh bằng việc mua lại Hino vào năm 1966 Năm 1967, hãng đã kiểm soát thương hiệu Daihatsu và chính thức mua toàn bộ vào năm 1999 Sau Thế chiến thứ hai, Toyota cũng phát triển thương hiệu con Denso.
1.7.2 LEXUS – Thương hiệu xe sang trọng của TOYOTA:
Lexus, thương hiệu xe sang của Toyota, được hình thành từ sự kết hợp của hai từ "Luxury" và "Elegance" Với mục tiêu xuất khẩu sang thị trường Mỹ, Lexus đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường xe hơi lớn nhất thế giới Ra mắt lần đầu tiên vào năm 1989 tại Mỹ, đến năm 2006, Lexus đã có mặt tại 68 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn cầu.
Năm 1983, một dự án phát triển mẫu xe sedan hạng sang đã dẫn đến sự ra đời của Lexus Mẫu xe Lexus LS đã đặt nền tảng cho thành công của thương hiệu này.
Lexus LS 1989 là mẫu xe đầu tiên mang thương hiệu Lexus, đánh dấu sự khởi đầu của dòng xe sang trọng này Sau đó, Lexus đã phát triển liên tục các mẫu sedan, xe thể thao và mui trần Năm 2005, hãng giới thiệu dòng xe RX với công nghệ hybrid tiên tiến, mở ra kỷ nguyên cho nhiều mẫu hybrid khác Đến năm 2007, Lexus cho ra mắt mẫu sedan thể thao ISF, thể hiện sự đa dạng và đổi mới trong thiết kế và công nghệ của hãng.
Hiện nay, Lexus tiếp tục được sản xuất tại Nhật Bản với các nhà máy nổi bật như Kyushu (Miyata, Fukuoka) và Tahara (Aichi, Chubu) Năm 2003, mẫu RX 330 đánh dấu sự kiện Lexus đầu tiên được sản xuất ở Canada Đến năm 2005, Lexus chính thức trở thành một hãng xe độc lập, tự chịu trách nhiệm cho tất cả các khía cạnh liên quan đến dòng xe của mình.
1.7.3 Tổng quát về mẫu xe LEXUS IS 200:
Năm 1999, Lexus đã gây ấn tượng mạnh khi giới thiệu mẫu xe LEXUS IS 200, đánh dấu sự cạnh tranh với các dòng xe danh tiếng như BMW 318i và Mercedes C180 tại châu Á, những mẫu xe này đã chiếm lĩnh thị trường châu Âu nhờ uy tín và sự ưa chuộng.
Hình 1.2 Mẫu xe LEXUS IS 200
Lexus IS 200 là một mẫu xe hạng sang tiết kiệm nhiên liệu, sở hữu không gian nội thất rộng rãi với 5 chỗ ngồi và động cơ mạnh mẽ Với chiều dài chỉ 4,4 mét, xe mang lại tính cơ động cao, dễ dàng di chuyển trong giao thông đông đúc Hệ thống điều chỉnh độ cứng lò xo và vị trí giảm chấn giúp mang lại chuyến đi êm ái, thoải mái và hoàn toàn thích ứng với các bề mặt đường không bằng phẳng.
Lexus IS 200 sở hữu thiết kế đột phá với động cơ sau xylanh thẳng hàng và dung tích xylanh nhỏ, kết hợp cùng hộp số tự động 4 tốc độ Điều này giúp xe hoạt động hiệu quả trong các tình huống start-stop khi lái xe trong thành phố, đồng thời mang lại trải nghiệm chuyển số mượt mà, khó nhận thấy ở tốc độ thấp.
Mẫu xe này được trang bị nhiều hệ thống an toàn hiện đại như túi khí SRS cho hành khách phía trước, túi khí bên, cùng với hệ thống chống bó cứng phanh ABS và phân phối lực phanh EBD, đảm bảo kiểm soát lực kéo hiệu quả Động cơ 1G-FE trên Lexus IS 200 kết hợp sức mạnh và sự tinh tế, nổi bật với khả năng vận hành êm dịu ngay cả ở tốc độ cao.
Động cơ đạt 5000rpm với chiều dài đường ống nạp được điều chỉnh giúp giảm tiếng ồn phát ra Hệ thống điều khiển VVT-i với cam đôi cho phép thay đổi hành trình và thời điểm đóng mở xupap, tối ưu hóa việc tiết kiệm nhiên liệu Động cơ 1G – FE có mức tiêu thụ nhiên liệu 9,9 lít/100km.
1.7.4 Thông số cơ bản của động cơ LEXUS IS 200 (động cơ 1G-FE):
Toyota Lexus IS200 được trang bị động cơ 1G-FE với cấu trúc I6, dung tích 2.0L, thứ tự công tác 1-5-3-6-2-4 Động cơ này tích hợp nhiều công nghệ hiện đại như hệ thống đánh lửa trực tiếp, hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh VVT-i, van ISC cải tiến và đầu chẩn đoán OBD-II.
Hệ thống điều khiển động cơ Toyota 1G-FE thu thập thông tin từ nhiều cảm biến khác nhau, bao gồm cảm biến vị trí trục cam, cảm biến vị trí trục khuỷu điện từ, cảm biến bướm ga tuyến tính không tiếp điểm, hai cảm biến kích nổ, hai cảm biến ôxy nóng, cùng với các cảm biến nhiệt độ nước làm mát và không khí nạp.
Động cơ 1G-FE được trang bị nhiều cảm biến để theo dõi các thông số hoạt động, với ECU tiếp nhận và xử lý tín hiệu để điều khiển các hệ thống như phun nhiên liệu, đánh lửa điện tử và chẩn đoán Được giới thiệu vào năm 1988, động cơ này có cấu trúc khối gang và đầu xi lanh bằng nhôm, với 6 xylanh thẳng hàng, dung tích 1988cc (2.0 lít) và sử dụng kiểu bố trí xupap treo cùng cam đôi.
Hình 1.3 Động cơ 1G-FE Bảng 1.1 Thông số động cơ
Dung tích xy-lanh 1988cc(2.0 lít)
Các mạch điều khiển cơ bản
Hình 2.2 Sơ đồ mạch nguồn
Mạch nguồn, hay còn gọi là mạch điện chính, có chức năng cung cấp nguồn điện từ ắc quy cho ECU và các hệ thống khác trên xe Các thành phần chính của mạch nguồn bao gồm ắc quy, khóa điện và relay.
Relay EFI là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện của xe, được điều khiển bởi khóa điện Khi khóa điện bật ON, cuộn dây của rơle chính EFI nhận dòng điện, dẫn đến việc đóng tiếp điểm EFI Quá trình này cung cấp nguồn điện cho cực +B và +B1 của ECU, trong khi cực E1 của ECU được kết nối với âm accu.
Dòng điện từ accu cung cấp trực tiếp cho cực nguồn BATT của ECU mà không qua công tắc máy, do đó không phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của động cơ Điều này giúp bảo vệ các mã chuẩn đoán và dữ liệu trong bộ nhớ ECU khỏi bị xóa khi khóa điện ở vị trí OFF Nếu tháo cầu chì trong thời gian hơn 15 giây, dữ liệu trong bộ nhớ sẽ bị xóa.
Bơm nhiên liệu sẽ khởi động ngay khi bạn bật công tắc và động cơ đang hoạt động Tuy nhiên, khi công tắc khóa ở vị trí ON, bơm nhiên liệu sẽ không hoạt động cho đến khi động cơ được nổ máy.
Bơm xăng khi khóa điện vị trí ON Bơm xăng khi khóa điện vị trí START
Hình 2.3 Mạch điều khiển bơm xăng
Khi khởi động động cơ, tín hiệu STA được gửi đến ECU, kích hoạt transistor FC ON, mở relay để cho dòng điện chạy vào bơm nhiên liệu và vận hành bơm.
Sau khi động cơ khởi động, ECU nhận tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu (NE), dẫn đến việc duy trì hoạt động của transistor và bơm.
Hình 2.4 Mạch điều khiển khi bơm xăng khi động cơ đang nổ
Khi khóa điện được bật ON, nếu động cơ ngừng hoạt động, trục khuỷu sẽ dừng quay, dẫn đến tín hiệu NE bị ngắt Điều này khiến ECU điều khiển transistor tắt, làm cho Relay mở mạch OFF và ngăn bơm nhiên liệu hoạt động.
Hình 2.5 Mạch điều khiển khi bơm xăng khi động cơ bị tắt máy 2.1.2.2.Hệ thống ngắt bơm nhiên liệu khi túi khí nổ:
Hình 2.6 Mạch điều khiển khi bơm xăng khi túi khí nổ
Khi xảy ra va chạm, cảm biến túi khí sẽ phát hiện và gửi tín hiệu điện về ECU ECU sau đó xử lý để ngắt relay, ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu Để khôi phục hoạt động của bơm, cần tắt khóa điện về vị trí OFF.
Khi khoá điện ở vị trí Start, ECU nhận được tín hiệu STA được truyền đến từ cực ST của khoá điện và:
Làm giàu hỗn hợp nhiên liệu chuẩn bị cho quá trình khởi động
Hiệu chỉnh giá trị góc đánh lửa sớm
Hiệu chỉnh giá trị tốc độ cầm chừng
Kích hoạt bơm nhiên liệu
Hình 2.7 Sơ đồ mạch điện tín hiệu khởi động
Trên các động cơ trang bị hộp số tự động (A/T), contact tay số được bố trí ở vị trí trung gian trên hộp số Tín hiệu khởi động sẽ được gửi đến contact này khi tay số ở chế độ N hoặc P.
Bảng 2.1 Điện áp của cực STA và E1
Cực Yêu cầu Điện áp
Cơ cấu chống mắc sai cực accu
Hình 2.8 Sơ đồ chống mắc sai cực accu 2.2.1.Cấu tạo và chức năng:
Mắc sai cực accu xảy ra khi cực âm của accu được kết nối với cực dương của mạch nguồn điện trên xe, dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng cho các thiết bị điện trong xe.
Cơ cấu chống mắc sai cực trong mạch điện sử dụng một diode bổ sung vào rơle nguồn, khác với các cơ cấu mắc mạch thông thường Diode này có tác dụng ngăn dòng điện vào ECU khi mắc sai cực của ắc quy, giúp bảo vệ hệ thống điện.
Khi nối đúng cực của ắc quy, diode sẽ dẫn dòng điện từ cực dương ắc quy đến cuộn dây của rơle nguồn, tạo ra tiếp điểm rơle đóng Điều này cho phép dòng điện đi tới rơle EFI và cung cấp nguồn cho ECU ở cực BATT.
Khi mắc sai cực accu, diode sẽ không dẫn, dẫn đến việc không có dòng điện qua cuộn dây rơle nguồn Điều này làm cho mạch nguồn không được cung cấp điện, giúp bảo vệ ECU và các hệ thống điện trên xe.
Hệ thống các cảm biến trên động cơ Toyota 1G - FE
2.3.1.Cảm biến vị trí trục khuỷu Ne:
Cảm biến NE, hay cảm biến vị trí trục khuỷu, được lắp đặt ở đầu trục khuỷu để xác định góc quay và tốc độ động cơ Tín hiệu từ cảm biến NE và G2 được ECU sử dụng để tính toán và điều khiển thời điểm phun nhiên liệu cũng như góc đánh lửa sớm cơ bản.
Hình 2.9 Vị trí của cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ 2.3.1.2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Cảm biến vị trí trục khuỷu (NE) là loại cảm biến cuộn dây điện từ, hoạt động dựa trên sự tương tác giữa các khe hở và răng trên rotor để tạo ra tín hiệu NE Cấu trúc của cảm biến bao gồm một nam châm vĩnh cửu, vấu tín hiệu và cuộn dây được lắp đặt gần răng tín hiệu của rotor Ở đầu trục khuỷu, một rotor cảm biến với 33 răng, trong đó có 32 răng nhỏ và 1 răng lớn, được gắn để xác định góc quay của trục khuỷu Răng lớn giúp nhận biết vị trí nhưng không xác định được điểm chết trên của kỳ nén.
Cảm biến vị trí trục khuỷu kỳ xả
Hình 2.10 Sơ đồ mạch cảm biến NE và tín hiệu NE
Từ thông qua cuộn dây thay đổi do rotor quay, sinh sức điện động dạng xung và gửi về ECU
Tín hiệu NE và tín hiệu G được kết hợp động để xác định đầy đủ, chính xác góc quay của trục khuỷu
2.3.2 Cảm biến vị trí trục cam (bộ tạo tín hiệu G 2 ):
Tín hiệu G2 từ cảm biến vị trí trục cam rất quan trọng trong việc xác định thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa, đặc biệt là so với điểm chết của xy lanh số 1 trong giai đoạn cuối kỳ nén.
Là cơ sở để ECU chọn thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa tối ưu
Hình 2.11 Vị trí cảm biến trục cam trên động cơ
Cảm biến vị trí trục cam
2.3.2.2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Cảm biến bao gồm một nam châm vĩnh cửu và một cuộn dây với rotor cảm biến có một răng Khi rotor quay, từ thông qua cuộn dây sẽ thay đổi, tạo ra sức điện động dạng xung xoay chiều, được gọi là tín hiệu G2 và gửi về ECU.
Hình 2.12 Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục cam và tín hiệu G2
Tín hiệu G2 từ cảm biến vị trí trục cam và tín hiệu NE từ cảm biến vị trí trục khuỷu được sử dụng để xác định điểm chết trên ở kỳ nén của mỗi xylanh Việc phối hợp hai tín hiệu này giúp ECU xác định vị trí trục khuỷu và chọn thời điểm đánh lửa chính xác, đảm bảo hiệu suất động cơ tối ưu.
Hình 2.13 Vị trí các chân giắc nối cảm biến G, Ne và ECU
Bảng 2.2 Trị số điện trở cảm biến G và NE
Bảng 2.3 Thông số lỗi cảm biến G vả NE
Mã lỗi Nội dung Kiểm tra
P0335 - Lỗi tín hiệu cảm biến Ne gửi tới
-Lỗi cảm biến Ne ở tốc độ động cơ ≥
600 vòng/phút gửi tới ECU
- Gián đoạn mạch cảm biến
• Lỗi cảm biến G tới ECU trong khi trục cam đang quay
•Sai lệch trục cam / trục khuỷu được phát hiện ở tốc độ ≥ 600 vòng/phút
- Gián đoạn mạch cảm biến
2.3.3.Cảm biến đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP):
Cảm biến áp suất MAP (Manifold Air Pressure) trên đường ống nạp có chức năng xác định độ chân không và đo lưu lượng khí nạp Thiết bị này nhỏ gọn và được lắp đặt bên ngoài đường ống nạp, giúp cải thiện hiệu suất động cơ.
Cảm biến tích hợp IC giúp ECU nhận diện áp suất đường ống nạp, từ đó điều chỉnh thời gian phun và góc đánh lửa sớm một cách hiệu quả.
Hình 2.14 Vị trí cảm biến MAP trên động cơ 2.3.3.2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Cảm biến bao gồm một màng silicon với mép dày 0,25mm và trung tâm dày 0,025mm, được kết nối với buồng chân không và một IC Mặt của màng tiếp xúc với độ chân không trong ống nạp, trong khi mặt còn lại tiếp xúc với áp suất duy trì bên trong cảm biến.
Hình 2.15 Cấu tạo cảm biến MAP
Dựa vào mối quan hệ giữa áp suất trong ống nạp và áp suất trong buồng chân không, lượng không khí nạp vào sẽ tỷ lệ nghịch với độ chân không Cảm biến IC sẽ chuyển đổi độ chân không trong buồng thành tín hiệu điện áp và truyền về hộp ECU.
Hình 2.16 Hình dạng màng silicon thay đổi theo áp suất
Khi áp suất trong đường ống nạp tăng, màng silicon sẽ biến dạng, dẫn đến sự thay đổi điện trở và gửi tín hiệu về ECU, làm thay đổi điện áp tương ứng với áp suất ECU luôn cung cấp điện áp ổn định 5 volt cho IC Ngược lại, khi áp suất trong đường ống nạp giảm, điện áp từ chân PIM gửi về ECU cũng sẽ giảm.
Các cực của cảm biến
PIM : tín hiệu điện áp biểu thị giá trị lưu lượng khí nạp E2 : Cực mass cảm biến
Hình 2 17 Mạch điện cảm biến MAP
Đồ thị trong Hình 2.18 thể hiện mối quan hệ giữa điện áp và áp suất trong đường ống nạp Điện áp của cảm biến đạt mức cao nhất khi áp suất trong ống nạp lớn nhất, xảy ra khi công tắc máy ở chế độ ON, động cơ tắt, hoặc khi bướm ga mở rộng đột ngột Ngược lại, tín hiệu điện áp giảm xuống mức thấp nhất khi cánh bướm ga đóng hoặc trong trường hợp giảm tốc.
2.3.4.Cảm biến nhiệt độ khí nạp:
Cảm biến nhiệt độ khí nạp, ký hiệu THA hoặc MAT, được lắp đặt ở bộ lọc không khí, có nhiệm vụ đo nhiệt độ không khí vào động cơ Cảm biến này, kết hợp với cảm biến lưu lượng không khí, giúp ECU tính toán khối lượng không khí nạp vào động cơ khi nhiệt độ biến đổi.
Hình 2.19 Vị trí của cảm biến nhiệt độ khí nạp trên động cơ 2.3.4.2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Cảm biến nhiệt độ khí nạp là một thiết bị sử dụng chất bán dẫn với trị số nhiệt điện trở âm, có chức năng đo nhiệt độ không khí Khi nhiệt độ không khí tăng, giá trị điện của cảm biến giảm và ngược lại ECU sử dụng 20°C làm chuẩn để điều khiển lượng phun nhiên liệu: giảm lượng phun khi nhiệt độ khí nạp vượt quá 20°C và tăng lượng phun khi nhiệt độ dưới 20°C.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Các chân của cảm biến:
THA: Xác định nhiệt độ khí nạp
Hình 2.20 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp
Khi cảm biến nhiệt độ không khí không hoạt động, ECU sẽ tự động thiết lập giá trị nhiệt độ là 20°C để điều chỉnh việc phun nhiên liệu cho động cơ Hệ thống tự chẩn đoán cũng sẽ kích hoạt đèn check engine.
Bảng 2.4 Phương pháp kiểm tra tín hiệu THA
Mã Nội dung Kiểm tra
P0110 Hỏng mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp -Mạch cảm biến
-Cảm biến nhiệt độ khí nạp ECU
P0112 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp tín hiệu đầu vào thấp
-Cảm biến nhiệt độ khí nạp ECU
P0113 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp tín hiệu đầu vào cao
-Cảm biến nhiệt độ khí nạp
2.3.5.Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW):
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được sử dụng để xác định nhiệt độ của nước, từ đó đánh giá nhiệt độ hoạt động của động cơ Dựa trên thông tin này, ECU sẽ đưa ra lệnh điều khiển phù hợp.
Tốc độ quay cầm chừng
Hình 2.21 Vị trí của cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên động cơ 2.3.5.2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Các cơ cấu chấp hành
Hệ thống đánh lửa tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp khí-nhiên liệu tại thời điểm tối ưu, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và tối đa hóa công suất động cơ.
Tia lửa điện cao áp được tạo ra từ cuộn dây đánh lửa, giúp đốt cháy hỗn hợp khí nén ở áp suất cao trong buồng đốt Quá trình bốc cháy này cung cấp động lực cho động cơ.
Nhờ hiện tượng tự cảm và cảm ứng tương hỗ, cuộn dây có khả năng tạo ra điện áp cao cần thiết cho quá trình đánh lửa Cuộn sơ cấp sản sinh điện thế lên đến hàng trăm vôn, trong khi cuộn thứ cấp có thể tạo ra điện thế lên tới hàng chục ngàn vôn.
Hình 2.42 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trong hệ thống đánh lửa điện tử, ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến và so sánh với thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu trữ Sau khi xác định thời điểm đánh lửa thực tế, ECU gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Khi tín hiệu IGT mất, IC đánh lửa ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp, tạo ra điện áp cao từ 7 kV đến 35 kV trong cuộn thứ cấp Điện áp cao này được truyền đến bugi để thực hiện quá trình đánh lửa trong động cơ.
2.4.1.1.Điều khiển thời điểm đánh lửa:
2.4.1.1.1 Điều khiển tốc độ động cơ:
Khi tốc độ động cơ thay đổi, yêu cầu về góc đánh lửa sớm cũng cần điều chỉnh Tại tốc độ động cơ cao, nếu vẫn giữ thời điểm đánh lửa cố định, góc đánh lửa sớm sẽ bị trễ so với tốc độ thấp, dẫn đến áp lực nổ cực đại không đạt hiệu quả tối ưu.
ECU nhận diện sự thay đổi tốc độ động cơ thông qua tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu NE và cảm biến vị trí trục cam G Dựa trên tín hiệu này, ECU tiến hành tính toán và gửi tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa.
2.4.1.1.2 Điều khiển theo tải trọng của động cơ:
Khi tải trọng của động cơ tăng, lượng không khí cũng tăng theo, dẫn đến việc thời điểm đánh lửa cố định sẽ khiến áp lực nổ cực đại xuất hiện sớm hơn 10 độ sau điểm chết trên Để đạt được áp lực nổ cực đại tại thời điểm 10 độ sau điểm chết trên khi động cơ mang tải nặng, thời điểm đánh lửa cần phải muộn hơn để tránh hiện tượng kích nổ Ngược lại, khi tải trọng thấp, thời điểm đánh lửa phải được điều chỉnh sớm hơn Tuy nhiên, khi động cơ chạy không tải, khoảng thời gian đánh lửa sớm cần phải nhỏ hoặc bằng không để ngăn ngừa hiện tượng nổ không ổn định.
2.4.1.1.3 Điều khiển chống kích nổ:
Sử dụng xăng có chỉ số octane thấp hoặc khi động cơ quá nóng có thể gây ra hiện tượng kích nổ trong xylanh, dẫn đến hư hỏng và giảm tuổi thọ động cơ ECU nhận biết tín hiệu kích nổ thông qua cảm biến kích nổ gắn trên thân động cơ Khi phát hiện hiện tượng này, ECU sẽ điều chỉnh giảm góc đánh lửa sớm để ngăn chặn kích nổ.
Hình 2.43 Đặc tính đánh lửa theo điều khiển kích nổ
2.4.1.2.Cấu tạo, nguyên lí hoạt động, các bộ phận chính của hệ thông đánh lửa:
Hệ thống đánh lửa trực tiếp bao gồm IC đánh lửa và bobin đánh lửa, tạo thành một cụm hoàn chỉnh Bobin đánh lửa được kết nối trực tiếp với bugi cho từng xylanh, đảm bảo quá trình đánh lửa hiệu quả.
Cuộn đánh lửa được kết nối trực tiếp với bugi giúp rút ngắn khoảng cách dẫn điện cao áp, từ đó giảm thiểu tổn thất điện áp và nhiễu điện từ Điều này góp phần nâng cao độ tin cậy của hệ thống đánh lửa.
Khi ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến và xác định thời điểm đánh lửa tối ưu (ECU cũng điều khiển góc đánh lửa sớm)
ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến IC lửa Tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự thì nổ của động cơ
Dòng sơ cấp của cuộn đánh lửa bị mất đột ngột, sẽ sinh ra dòng cao áp
Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt qua một giá trị xác định
Dòng cao áp phát ra từ cuộn thứ cấp sẽ được đưa đến bugi và tạo tia lửa
Bobin có nhiệm vụ tạo ra điện áp cao để phóng ra tia hồ quang giữa hai điện cực của bugi Trong cấu trúc của bobin, có một lõi ở giữa được quấn các cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, với số vòng của cuộn thứ cấp lớn gấp khoảng 100 lần số vòng của cuộn sơ cấp IC đánh lửa được kết nối với một đầu dây của cuộn sơ cấp, trong khi bugi được nối với đầu dây của cuộn thứ cấp.
2 đầu còn lại của các cuộn dây thì nối với accu
Dòng điện trong cuộn sơ cấp được kích hoạt khi tín hiệu IGT từ ECU phát ra, cho phép dòng điện từ ắc quy đi qua IC đánh lửa và đến cuộn dây sơ cấp của bobin Khi cuộn dây nhận điện, các đường sức từ xung quanh nó sẽ được hình thành.
Dòng điện trong cuộn sơ cấp Ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp
Hình 2.44 Nguyên lí hoạt động của bôbin
Khi dòng điện vào cuộn sơ cấp bị ngắt đột ngột theo tín hiệu IGT của ECU, IC đánh lửa làm giảm nhanh điện áp qua cuộn dây sơ cấp, tạo ra sức điện động ngược chiều với sự giảm từ thông hiện tại Hiện tượng tự cảm và hiệu ứng tương hỗ giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tạo ra điện áp khoảng 500V ở cuộn sơ cấp và 30kV ở cuộn thứ cấp Dòng điện ở cuộn thứ cấp có điện áp đủ lớn để phát ra tia lửa điện ở bugi, trong đó độ lớn điện áp cuộn thứ cấp và cường độ tia lửa điện phụ thuộc vào điện áp đầu vào ở cuộn sơ cấp và tốc độ ngắt dòng của IC đánh lửa.
IC đánh lửa là bộ phận quan trọng trong hệ thống đánh lửa, thực hiện việc ngắt dòng điện ở cuộn dây sơ cấp và được điều khiển bởi tín hiệu IGT từ ECU Sau khi đánh lửa, IC cung cấp lại dòng điện cho cuộn sơ cấp và phát tín hiệu IGF tới ECU, nhằm xác nhận hoạt động Khi dòng sơ cấp đạt giá trị IF1 và vượt quá ngưỡng an toàn IF2, tín hiệu IGF sẽ được gửi để điều chỉnh dòng về giá trị ban đầu Nếu không có tín hiệu IGF, ECU sẽ nhận diện lỗi trong hệ thống đánh lửa, ngừng phun nhiên liệu và ghi nhớ sự cố để chẩn đoán sau này IC đánh lửa cũng đảm bảo dòng điện ở cuộn sơ cấp duy trì ổn định khi đạt giá trị yêu cầu.
Tín hiệu IGT đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển thời gian tiếp điểm, ảnh hưởng đến khoảng thời gian tồn tại của dòng sơ cấp và góc đóng của nó Thời gian này cần được điều chỉnh linh hoạt theo tốc độ của động cơ để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Một số hệ thống điều khiển thông minh trên động cơ 1G-FE
2.5.1.Hệ thống điêug khiển xupap thông minh ( VVT-i : Variable Valve
Hệ thống này tối ưu hóa hiệu suất động cơ bằng cách điều chỉnh lượng phun nhiên liệu thông qua việc hiệu chỉnh liên tục thời điểm đóng và mở kim phun Đối với động cơ trang bị VVT-I, thời điểm phối khí của xupap nạp được điều khiển riêng biệt để tối ưu cho từng chế độ vận hành Cơ cấu điều khiển thủy lực được bố trí ở đầu trục cam nạp, hoạt động nhờ áp lực dầu dưới sự điều khiển chính xác của ECU Hệ thống VVT-i không chỉ nâng cao hiệu suất động cơ mà còn giảm thiểu khí thải không mong muốn, đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải toàn cầu ngày càng nghiêm ngặt.
Hệ thống VVT-I sử dụng thủy lực để điều chỉnh góc xoay của trục cam nạp so với bánh răng cam, nhằm tối ưu hóa thời điểm phân phối khí.
Hệ thống VVT-i hoạt động hiệu quả qua ba chế độ làm việc Ở chế độ tải nhẹ hoặc tốc độ thấp, bướm ga mở ít, xupap nạp mở trễ giúp ngăn khí xả tràn ngược và cải thiện tính ổn định cũng như tiết kiệm nhiên liệu Khi ở chế độ tải trung bình hoặc tốc độ trung bình, xupap nạp được mở và đóng sớm hơn để giảm tình trạng khí nạp bị đẩy ngược, từ đó nâng cao hiệu quả nạp Ở chế độ tải nặng hoặc tốc độ cao, xupap nạp mở sớm và tăng góc trùng điệp, sau đó đóng sớm để giảm quya ngược khí nạp, cải thiện quá trình nạp Điều này được thực hiện thông qua việc điều khiển phản hồi dựa trên giá trị cảm biến vị trí trục cảm, đảm bảo thời điểm nạp luôn chính xác theo giá trị đã tính toán.
Hình 2.57 Đặc tính làm việc của hệ thống VVT-i 2.5.1.2.Cấu tạo:
Hệ thống VVT-I sử dụng cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến VVT để xác định độ dịch chuyển của trục cam Tín hiệu phản hồi từ các cảm biến này là cần thiết cho ECU trong việc điều khiển hướng và khoảng cách dịch chuyển của trục cam, đồng thời cũng hỗ trợ trong quá trình chẩn đoán.
Bộ điều khiển, hay còn gọi là bộ chấp hành, là thiết bị có chức năng điều khiển phối khí liên tục bằng cơ khí, giúp điều chỉnh trục cam từ chế độ khởi động cho đến khi đạt tốc độ cao.
Van dầu điều khiển bộ chấp hành được điều khiển bởi ECU, có chức năng điều chỉnh áp lực dầu động cơ để kiểm soát thời điểm mở sớm hoặc mở muộn của bộ chấp hành VVT-i.
Bộ điều khiển VVT-I được cấu tạo từ vỏ chuyển động quay theo xích cam và các cánh gạt cố định trên trục cam nạp Khi nhận tín hiệu từ ECU, các cánh gạt sẽ xoay nhờ áp suất dầu để điều chỉnh thời điểm phối khí Khi động cơ ngừng, trục cam nạp sẽ chuyển về trạng thái muộn nhất để đảm bảo khả năng khởi động Nếu động cơ khởi động mà không có áp suất dầu đến bộ điều khiển VVT-I, các chốt hãm sẽ ngăn chặn hoạt động của bộ điều khiển để tránh tiếng gõ.
Hình 2.58 Cấu tạo của bộ điều khiển VVT-i 2.5.1.2.2 Van điều khiển dầu phối khí trục cam:
Van điều khiển dầu phối khí trục cam điều chỉnh vị trí van ống phân phối áp suất đến bộ điều khiển VVT-I, hoạt động theo sự điều khiển của ECU để điều chỉnh thời điểm phối khí sớm hoặc muộn Thời điểm phối khí được duy trì ở góc muộn nhất khi động cơ ngừng hoạt động.
Van điều khiển dầu phối khí trục cam là bộ phận quan trọng trong hệ thống VVT-I, điều chỉnh dòng dầu dựa trên điện áp từ ECU Bộ điều khiển này giúp hiệu chỉnh thời điểm phối khí bằng cách quay trục cam nạp đến vị trí áp suất dầu phù hợp Việc điều khiển van phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chế độ tải, lưu lượng khí nạp, tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát và vị trí bướm ga ECU sẽ tính toán thời điểm phối khí tối ưu bằng cách kết hợp tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí trục cam.
Hình 2.60 Khi trục cam quay về phía mở sớm
Khi ECU phát tín hiệu mở sớm, dòng điện sẽ kích hoạt van điều khiển dầu OVC, dẫn đến việc cung cấp dầu cao áp đến bên trái của piston Điều này khiến piston di chuyển sang phải, trong khi trục cam quay về phía mở sớm so với bánh đai cam nhờ vào chuyển động của các răng cong bên trong đường kính piston.
Hình 2.61 Khi mở trễ xupap nạp
Khi ECU gửi tín hiệu mở trễ đến van OCV, dầu được bơm vào cơ cấu VVT-i, đẩy piston sang trái và điều chỉnh trục cam về phía mở trễ của xupap nạp.
2.5.1.3.3 Giữ vị trí: Để giữ vị trí, van OCV đóng cả hai đường dầu trái phải của piston Như vậy, piston được giữ ở vị trí mong muốn
Hình 2.62 Khi giữ vị trí 2.5.1.4.Hiệu quả của thay đổi thời điểm phối khí:
Ở chế độ cầm chừng êm dịu, trục cam nạp mở muộn hơn để xupap thải đóng hoàn toàn trước khi xupap nạp mở, giúp ngăn chặn khí thải tràn ngược vào xylanh Điều này tạo ra hỗn hợp cháy sạch hơn, nâng cao hiệu quả hoạt động của động cơ Nhờ vậy, động cơ có thể duy trì tốc độ cầm chừng thấp mà không gây rung lắc, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu.
Tăng moment xoắn ở tốc độ thấp và trung bình là một yếu tố quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất động cơ Khi trục cam nạp được mở sớm ở tốc độ thấp và trung bình với tải lớn, góc trùng điệp được tăng lên, giúp quá trình nạp khí hiệu quả hơn Điều này cũng giúp giảm thiểu hiện tượng hỗn hợp cháy bị dội lại khi xupap nạp đóng sớm, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động của động cơ.
Việc này làm tăng dung tích có ích của động cơ và tăng moment xoắn khi tốc độ động cơ thấp và trung bình
2.5.1.4.3 Hiệu quả của sự luân hồi khí thải:
Bằng cách tăng góc trùng điệp và mở cùng lúc cả hai xupap nạp và thải, khí thải có thể trào ngược vào buồng đốt, giúp pha trộn khí thải vào hỗn hợp cháy Điều này làm giảm nhiệt độ quá trình cháy và giảm lượng NOx sinh ra Hơn nữa, lượng hỗn hợp cháy chưa cháy hết trong khí thải cũng sẽ được đốt cháy tiếp, thay thế cho hoạt động của van luân hồi khí xả EGR.
2.5.1.4.4 Tiết kiệm nhiên liệu hơn:
Hệ thống VVT-i trang bị cho động cơ không chỉ nâng cao công suất mà còn giảm khối lượng động cơ cùng phân khối Với công suất nhất định, động cơ VVT-i giúp thu nhỏ kích thước các chi tiết, từ đó giảm tiêu hao nhiên liệu hiệu quả.
Thi công sa bàn
Để tiết kiệm thời gian và chi phí, nhóm chúng em đã sử dụng lại sa bàn đã được thi công hoàn thiện bởi các anh chị đi trước
Hình 3.3 Sa bàn trước khi thi công
GVHD: NGUYỄN TẤN LỘC SVTH: VÕ NGỌC TÂN
Bảng 3.1 Dụng cụ thi công sa bàn và động cơ
STT DỤNG CỤ CÔNG DỤNG
Dùng để mài khung sa bàn, và đánh sơn cũ
Dùng để đánh sơn cũ
Dùng để sơn sa bàn và động cơ
Dùng để xả sơn lót
Dùng để sơn lót phần khung sa bàn
Sơn nền xanh, đen, bạc
Dùng để sơn khung sa bàn và động cơ
Dầu bóng và chất chóng đông
Dùng để sơn bóng khung sa bàn và động cơ
Dung môi dùng để pha sơn
Phần động cơ
Do mô hình không hoạt động và bị hư hỏng tại khu vực két nước và quạt tản nhiệt, chúng tôi đã tiến hành tháo rời và sửa chữa, thay thế các bộ phận của két nước và cánh quạt tản nhiệt.
Sau khi tháo và sửa chữa két nước, tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng từng chi tiết của động cơ, bao gồm cảm biến, ống dẫn xăng, lọc gió, đường ống nạp, đường ống xã và dây dẫn điện.
Hình 3.7 Động cơ sau khi gỡ các chi tiết
Do lớp sơn thân máy vẫn còn khá mới, chúng em tiến hành vệ sinh nhớt và bụi bẩn bám trên bề mặt động cơ
Sau khi vệ sinh, tiến hành xã nhớt cũ và thay nhớt mới cho động cơ Xả hết nhớt cũ và đổ 6 lít nhớt mới cho động cơ 1G-FE
Thiết kế mạch điện cho động cơ
Hình 3.9 Giắc cấm ECU Bảng 3.2 Tên và chức năng của các chân giắc cấm ECU
Kí hiệu Tên gọi Vị trí chân trên giắc ECU
BATT Dương thường trực của ECU D1
+B Nguồn cung cấp cho ECU từ relay EFI D8, D16 IG\SW Tín hiệu contact ở vị trí IG
E2 Mass của các cảm biến B18
STA Tín hiệu khởi động C2
TACH Tín hiệu tốc độ động cơ D15
IGT1 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 1 A11
IGT2 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 2 A12
IGT3 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 3 A13
IGT4 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 4 A14
IGT5 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 5 A15
IGT6 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 6 A16
IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa A25
FC Cực điều khiển bơm nhiên liệu D9
KNK1 Tín hiệu kích nổ số 1 A28
HT1A Điều khiển dây nung cảm biến oxy 1 B4
OX1 Tín hiệu từ cảm biến oxy số 1 B13
KNK2 Tín hiệu kích nổ số 2 A27
HT2 Điều khiển dây nung cảm biến oxy 2 B3
OX2 Tín hiệu từ cảm biến oxy số 2 B12
ACLS Van VSV (Hệ thống điều khiển độ dài đường nạp) A5
PIM Tín hiệu cảm biến đo gió kiểu MAP gửi về ECU B9
VTA Tín hiệu góc mở bướm ga B23
THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ không khí nạp B22
THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát B14
G2 Cảm biến vị trí trục cam A10
NE Cảm biến vị trí trục khuỷu A23
G- Dây chung của hai cảm biến vị trí trục cam và vị trí trục khuỷu
ALT Tín hiệu của máy phát A1
PGR Tín hiệu từ van ISC B7
SIL Truyền dữ liệu từ ECU của OBD II C23
Bảng 3.3 Tên và chức năng của các chân giắc OBDII
SIL Nhận tính hiệu từ ECU B7
Thiết kế bản cầu chì relay
Hình 3.11 Sơ dồ mạch điện của bản cầu chì relay
Mạch nguồn là hệ thống mạch điện cung cấp năng lượng cho ECU động cơ và các thiết bị khác, bao gồm accu, khóa điện, và nhiều loại rơle như rơle nguồn, rơle chính EFI, rơle bơm xăng, rơle IG, và rơle khởi động.
Rơ le nguồn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ mạch điện của hệ thống điều khiển động cơ Tuy nhiên, việc đấu sai cực có thể dẫn đến hư hỏng cho hệ thống cung cấp điện.
Rơle chính EFI được điều khiển từ khóa điện, cho phép dòng điện chạy qua cuộn dây khi máy ON, từ đó đóng tiếp điểm và cung cấp điện cho cực +B của ECU Cực E1 của ECU được nối ra mass, trong khi điện áp từ ắc quy luôn được cung cấp cho cực BATT của ECU qua cầu chì EFI Mạch cấp nguồn này không đi qua công tắc máy và không phụ thuộc vào trạng thái hoạt động của động cơ, nhằm bảo vệ các mã chuẩn đoán và dữ liệu trong bộ nhớ ECU không bị xóa khi khóa điện ở vị trí OFF Nếu tháo cầu chì trong khoảng 15 giây, dữ liệu trong bộ nhớ sẽ bị xóa.
Bảng 3.4 Dụng cụ thi công dây dẩn điện
STT DỤNG CỤ CÔNG DỤNG
Dùng để đi dây điện cho hệ thống điều khiển động cơ
Dùng để hàn các mối nối
Dùng để hàn các mối nối
Kiềm tuốt dây dẫn điện
Dùng để tuốt dây đẫn
Dùng để làm đẹp mối nối
Dùng để cách điện mối nối
Dùng để bảo vệ dây dẫn
Dùng để cách điện mối nối và bọc các bó dây dẩn
Thi công đi dây dẫn mới
Dựa vào sơ đồ mạch điện đã thiết kế, tiến hành đi lại dây dẫn mới, thay thế các giắc cắm hư hỏng và hàn các mối nối Cần đi dây chống nhiễu cho các tín hiệu quan trọng và trích các tín hiệu để kết nối vào bản đo kiểm Sau khi hoàn tất việc đi dây, chúng ta sẽ có các bó dây dẫn riêng biệt, bao gồm bó dây cho ECU động cơ, bó dây lên hộp cầu chì, và bó dây lên bảng taplo.
Hình 3.12 Thi công dây dẫn
Sau khi hoàn tất việc kết nối dây dẫn giữa các cảm biến và bộ chấm hành với ECU động cơ, cần sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra các mối nối nhằm phát hiện hở hoặc chạm Sau khi xác nhận mọi thứ ổn định, hãy bọc dây dẫn bằng ống ruột gà và băng keo đen, sau đó kiểm tra lại một lần nữa trước khi lắp máy lên khung.
Lắp đặt hộp cầu chì, đồng hồ taplo bản đo kiểm và bơm xăng lên khung là bước quan trọng để tiến hành nối các bó dây Sau khi kết nối, sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra lại các mối nối nhằm đảm bảo không có hiện tượng hở hay chạm.
Hình 3.14 Mặt trước động cơ sau khi hoàng thiện Hình 3.13 Động cơ được lắp vào sa bàn
Hình 3.15 Mặt bên động cơ sau khi hoàng thiện
Hình 3.16 Bên trong thùng động cơ sau khi hoàng thiện
3.2.3 Vận hành thử, sử lý lỗi:
Sau khi kiểm tra sơ bộ, cần châm nước làm mát và đổ xăng vào bình Kiểm tra đường nước và két nước không bị rò rỉ, sau đó cấp nguồn cho động cơ và kiểm tra chân BATT trên đồng hồ hiện 12V Tiếp tục xoay công tắc máy để kiểm tra B+ (12V), Vc (5V), IGT (0V), IGF (5V), và xác nhận các tín hiệu cảm biến đều bình thường Sử dụng dây dẫn để nối cực Fc với mass nhằm kiểm tra bơm xăng và đường ống dẫn xăng Khi khởi động động cơ, máy nổ chưa ổn định nhưng sau đó êm lại do động cơ nóng lên, tuy nhiên đèn check vẫn sáng Để kiểm tra lỗi, dùng dây dẫn nối tắc cực 4 với 13 của giắc OBD II, phát hiện mã lỗi 42 (tín hiệu cảm biến tốc độ xe) Do động cơ không gắn hộp số nên thiếu cảm biến tốc độ, ta khắc phục lỗi bằng cách sử dụng tín hiệu IGF giả làm tín hiệu SPD.
Hình 3.17 Mạch tạo tính hiệu SPD
Sau khi sử lý lỗi đèn check tắt, kiểm tra lại một lần nữa các tính hiệu Mọi thứ ổn định tiến hành thi công hộp tạo Pan
Thi công hộp tạo Pan
3.3.2 Thiết kế bộ tạo Pan:
Bộ tạo Pan được thiết kế để mô phỏng các lỗi tín hiệu từ cảm biến đến ECU và từ ECU đến các bộ phận chấp hành, nhằm tạo ra những lỗi thường gặp trên động cơ ô tô Mục tiêu là giúp sinh viên tiếp xúc với các lỗi này, từ đó tìm ra nguyên nhân và phương pháp khắc phục Qua việc thực hành trên mô hình ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE, sinh viên sẽ củng cố kiến thức lý thuyết một cách hiệu quả hơn.
Bộ tạo Pan gồm có 6 công tắc đóng ngắt 6 tín hiệu từ các cảm biến đến ECU và từ ECU đến các bộ chấp hành
Bảng 3.4 Tên của các Pan
Thứ tự Đối tượng tạo Pan
3.3.2 Nguyên lí chung của bộ tạo Pan: Đối với tín hiệu về của cảm biến thì bộ tạo pan có tác dụng ngắt đường truyền để ngăn điện áp từ cảm biến truyền về hộp Đối với các bộ chấp hành thì bộ tạo Pan cho hoặc không cho tín hiệu điều khiển từ ECU tới hoặc ngắt nguồn cung cấp cho bộ chấp hành
Hình 3.18 Nguyên lý bộ tạo Pan 3.3.3 Các đặt điểm và cách tìm pan :
Pan số 1: Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga VTA
Hình 3.19 Sơ đồ mạch mất tính hiệu VTA
Khi mất tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga do hỏng hóc, ECU không thể xác định chính xác lượng phun nhiên liệu, dẫn đến ảnh hưởng đến hoạt động ổn định của động cơ và có thể gây chết máy Nếu không nhận được tín hiệu VTA, hệ thống chẩn đoán sẽ hiển thị mã lỗi và đèn báo lỗi sẽ nhấp nháy để cảnh báo về sự cố động cơ.
Tháo giắc nối tại cảm biến
Bậc công tắc náy ở vị trí ON
Đo điện áp tại cực VTA của cảm biến với cực âm accu: thấy 0V
Đo điện áp tại cực VTA của ECU với cực âm accu: thấy 5V
Kết luận: Đứt dây VTA
Pan số 2 : Tín hiệu IGF
Hình 3.20 Sơ đồ mạch mất tính hiệu IGF
Tín hiệu IGF là thông báo lỗi quan trọng cho ECU, giúp xác định tình trạng hoạt động của hệ thống đánh lửa Khi tín hiệu IGF được nhận, ECU nhận biết rằng hệ thống đang hoạt động bình thường và sẽ phát tín hiệu cho các bộ chấp hành để thực hiện quá trình đánh lửa.
Khi tín hiệu IGF bị gián đoạn và không được truyền đến ECU, hệ thống sẽ lập tức kích hoạt mã lỗi và chức năng an toàn Chức năng an toàn này của ECU sẽ ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu khi không nhận được tín hiệu IGF.
Bật công tắc máy ở vị trí ON và sử dụng đồng hồ VOM để kiểm tra điện áp tại cực IGF so với âm Accu, cũng như tín hiệu IGF tại IC và tại cực IGF của ECU.
Điện áp giữa cực F của IC đánh lửa với cực âm của ECU là 0V
Điện áp tại cực IGF của ECU là 5V
Kết luận: Dây tín hiệu IGF từ các IC đánh lửa đến ECU bị gián đoạn hoặc bị đứt Pan số 3: Tín hiệu IGT1
Khi động cơ không nổ, nguyên nhân thường là do mất tín hiệu IGT1, dẫn đến việc ECU không thể điều khiển phun nhiên liệu Khi kết nối máy chẩn đoán vào giắc nối OBD II, thiết bị sẽ báo lỗi liên quan đến vấn đề này.
Hình 3.21 Sơ đồ mạch mất tính hiệu IGT1 Các bước kiểm tra:
Bước 1: Kiểm tra cụm IC, bobin và bugi máy số 1
Tháo bobin và bugi ra khởi động cơ và tiến hành thử lửa
Tháo giắc nối IC đánh lửa của máy số 2 (hoặc máy số 3) cắm vào máy số 1, rồi tiến hành thử lửa
Thấy có lửa ở bugi máy số 1 Ta tiếp tục thực hiện bước 2
Bước 2: Kiểm tra tín hiệu IGT máy số 1
Sử dụng máy đo xung, có thể kết hợp với đèn LED (dương LED nối với dây IGT và âm LED nối với âm nguồn) để kiểm tra tín hiệu IGT Đảm bảo kiểm tra tín hiệu IGT tại giắc nối của IC và ECU để xác nhận hoạt động chính xác.
Thấy không có tín hiệu IGT máy số 1 tại giắc nối của IC (LED không chớp tắt) thì ta kiểm tra tín hiệu IGT tại ECU
Thấy có tín hiệu IGT tại ECU
Kết luận: Dây tín hiệu IGT1 từ ECU đến bobin bị gián đoạn hoặc bị đứt
Pan số 4: Tín hiệu cảm biến trục khuỷu Ne
Hiện tượng động cơ không nổ do thiếu tín hiệu vị trí trục khuỷu, dẫn đến việc ECU không xác định được thời điểm phun và góc đánh lửa Khi kết nối máy chẩn đoán vào jack OBD2, máy chẩn đoán sẽ báo lỗi.
Hình 3.22 Sơ đồ mạch mất tín hiệu vị trí trục khuỷu Ne
Ngắt kết nối cảm biến và kiểm tra điện trở Đo kích thước của khe hở không khí Đo độ sạch của chân cảm biến
Kiểm tra tính liên tục và tình trạng dây dẫn, đầu nối, điện cực và tình trạng của tấm chân
Pan số 5: Tín hiệu cảm biến đo áp suất tuyệt đối đường ống nạp MAP (PIM)
Hình 3.23 Sơ đồ mạch mất tính hiệu PIM
Khi ống chân không của cảm biến bị hở hoặc rời, nhiên liệu sẽ được phun vào động cơ với mức cao nhất, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của động cơ Nếu giắc nối bị gián đoạn hoặc đứt, ECU sẽ chuyển sang chế độ an toàn và đèn Check Engine sẽ sáng lên để báo lỗi.
Máy chẩn đoán báo lỗi mất tín hiệu cảm biến MAP
Bậc công tắc náy ở vị trí ON
Dùng VOM kiểm tra điện áp tại cực PIM cảm biến với cực âm accu: thấy 0V
Dùng VOM kiểm tra điện áp tại cực PIM của ECU với cực âm accu: thấy 5V
Kết luận: Đứt dây dân từ PIM đến ECU
Khi cảm biến nhiệt độ nước làm mát gặp sự cố hoặc bị đứt, xe sẽ cảnh báo người lái bằng cách đèn CHECK ENGINE nháy sáng kèm mã lỗi hỏng cảm biến Điều này có thể dẫn đến động cơ khó khởi động và tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn bình thường.
Hình 3.24 Sơ đồ mạch mất tính hiệu THW
Tháo giắc nối tại cảm biến
Bậc công tắc náy ở vị trí ON
Đo điện áp tại cực THW của cảm biến với cực âm accu: thấy 0V
Đo điện áp tại cực THW của ECU với cực âm accu: thấy 5V
Kết luận: dây tín hiệu THW từ cảm biến nhiệt độ nước đến ECU bị đứt.
Các yêu cầu khi sử dụng mô hình
1.Trước khi sử dụng, cần phải:
Hiểu chức năng của các thành phần trên động cơ
Biết được phương pháp xác định các cực ECU
Hiểu nguyên lý làm việc sơ đồ mạch điện của các cảm biến
Hiểu nguyên lý làm việc sơ đồ mạch điện của các bộ chấp hành
Kiểm tra nhớt làm trơn, nước làm mát và sự rò rỉ của hệ thống nhiên liệu
Tuân theo chỉ dẫn của giảng viên và một số quy tắc an toàn cơ bản để tránh rủi ro
2.Để vận hành máy cần thực hiện các bước:
Kiểm tra mức nhiên liệu trong bình xăng, mức nước làm mát trong két nước, mức dầu của máy
Dùng ắc quy phải phân biệt rõ cực và thận trọng tránh chạm 2 kẹp với nhau
Bật công tắc máy sang vị trí IG thì đèn Check engine trên tableau phải sáng
Bật công tắc máy sang vị trí ST để khởi động động cơ
3.Khi sử dụng mô hình hãy chú ý:
Chú ý đến cọc bình ắc quy đảm bảo độ rung lắc của động cơ không khiến chúng chạm vào nhau gây nguy hiểm
Không nên mở nắp két nước khi động cơ đang hoạt động, vì áp suất và nhiệt độ bên trong có thể gây bỏng nghiêm trọng.
Nếu có thể hãy trang bị khẩu trang và mang vào khi nổ máy để tránh hít quá nhiều khí thải khi máy hoạt động
Khi làm việc gần két nước, cần đặc biệt chú ý đến vị trí phía trước, nơi có dây cua rơ quay không được che chắn và quạt làm mát quay với tốc độ cao Trước khi bật máy, hãy chắc chắn rằng không có ai đặt tay hoặc tựa vào khu vực nguy hiểm này để đảm bảo an toàn.