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 –FE.
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.
Giúp sinh viên kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thống phun xăng, hệ thống đánh lửa trực tiếp, hệ thống điều khiển xupap thông minh, 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
Có nhiều phương pháp nghiên cứu đã được nhóm chúng em kết hợp sử dụng trong suốt quá trình hoàn thiện đề tài Thông dụng nhất là các phương pháp tra cứu tài liệu(giấy, điện tử, ), tìm kiếm thông tin, tham khảo kinh nghiệm của bạn bè anh chị đi trước, học hỏi từ giáo viên hướng dẫn tìm hiều các mô hình đã có, từ đó phát ra các sáng kiến để 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 doanh nghiệp Oto đa quốc gia đến từ Nhật Bản Họ sản xuất oto và xe tải đầu tiên năm 1935( mode A1 và G1) và thiết kế mẫu oto thứ hai năm
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 những hãng xe châu Âu, Toyota rất ít khi thay đổi tên cho các dòng xe của mình, trong khi các hãng xe từ Đức có xu hướng đặt tên xe của mình theo dạng kí tự Land Cruiser, Corolla, Cammry hay Forturner vẫn là những cái tên quen thuộc hiện nay dù chúng đã xuất hiện từ tận những năm 1950.
Toyota liên tục mở rộng bằng cách mua Hino vào năm 1966 Vào 1967,Toyota có quyền kiểm soát thương hiệu Daihatsu và mua toàn bộ vào 1999.Sau chiến tranh thế giới thứ 2, Toyota có thương hiệu con là Denso
1.7.2 LEXUS – Thương hiệu xe sang trọng của TOYOTA:
Lexus là thương hiệu đại diện cho dòng xe sang của Toyota Lexus được ghép hai từ “Luxury” và “Elegance” Lexus là dòng xe sang xuất khẩu sang (Luxury Export to US) Và đó là lý do Lexus có trụ sở tại thị trường xe hơi lớn nhất thế giới Năm 1989, Lexus lần đầu tiên ra mắt tại Mỹ và nhanh chóng làm chủ thị trường tại quốc gia này, đến năm 2006 tại 68 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới đều đã có mặt Lexus.
Năm 1983 từ một dự án phát triển mẫu xe sedan hạng sang đã khởi nguồn cho sự ra đời của Lexus Đặt nền móng cho sự thành công này là mẫu xe Lexus LS,
Hiện nay, Lexus vẫn là dòng xe được sản xuất không ngừng tại Nhật Bản, Những nhà trung sản xuất của dòng xe này có thể kể đến là Kyushu(Miyata,Fukuoka),Tahara(Aichi,Chubu) Năm 2003 tại Canada,RX 330 là mẫu Lexus đầu tiên được sản xuất ở nước ngoài Đến 2005, Lexus trở thành một hãng xe độc lập và tự chịu trách nhiệm cho mọi thứ trên dòng xe của mình
1.7.3 Tổng quát về mẫu xe LEXUS IS 200:
Năm 1999, Lexus đã làm được điều không thể tin, LEXUS IS 200 là mẫu xe hơi ở châu Á có thể sánh ngang với các mẫu xe như BMW 318i và Mercedes C180 – cả hai đều là những mẫu xe có uy tín và được ưa chuộng nhất ở châu Âu.
Hình 1.2 Mẫu xe LEXUS IS 200
Lexus IS 200 được biết đến như chiếc xe hạng sang nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu, với không gian nội thất rộng rãi hơn với 5 chỗ ngồi, động cơ mạnh mẽ hơn Đó là một chiếc xe khá ngắn 4,4 mét – làm cho xe có tính năng cơ động và dễ dàng sử dụng trong giao thông dày đặc Sự kết hợp của điều chỉnh độ cứng lò xo và vị trí giảm chấn để có chuyến đi thoải mái, êm dịu và hoàn toàn thích ứng với những chỗ lồi lỏm trên đường.
Lexus IS 200 có thiết kế đột phá động cơ sau xylanh thẳng hàng với dung tích xylanh nhỏ, hộp số tự động 4 tốc độ phù hợp với các start-stop của lái xe thành phố hơn và nó thay đổi trơn tru hầu như không thể nhận thấy ở tốc độ thấp.
Mẫu xe này được trang bị những hệ thống an toàn, hệ thống điều khiển của xe hạng sang như túi khí hành khách phía trước SRS, túi khí bên, hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống phân phối lực phanh EBD, kiểm soát lực kéo. Động cơ 1G-FE được sử dụng trên Lexus IS 200 là sự kết hợp của sức mạnh và sự tinh tế Tính năng nổi trội của động cơ 1G – FE là làm việc êm dịu, khi tốc độ động cơ đạt được 5000prm thì chiều dài đường ống nạp sẽ thay đổi giúp giảm tiếng ồn động cơ phát ra Được trang bị hệ thống điều khiển VVT-i, sử dụng cam đôi giúp thay đổi hành trình và thời điểm đóng mở xupap là giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa. Mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ 1G – FE là 9,9 lít/100km.
1.7.4 Thông số cơ bản của động cơ LEXUS IS 200 (động cơ 1G-FE):
Toyota Lexus IS200 là một trong những mẫu xe của Toyota trang bị khối động cơ 1G-FE, với cấu trúc I6, thứ tự công tác 1-5-3-6-2-4, dung tích công tác 2.0L Động cơ được thiết kế với nhiều hệ thống hiện đại : hệ thống đánh lửa trực tiếp, Hệ thống điều khiển van biến thiên thông minh VVT-i, van ISC được cải tiến và đầu chẩn đoán OBD-II.
Hệ thống điều khiển động cơ Toyota 1G-FE nhận thông tin hệ thống từ rất nhiều cảm biến bố trí khắp khối động cơ như: Cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu điện từ, cảm biến vị trí bướm ga kiểu tuyến tính không có tiếp điểm cầm chừng, hai cảm biến kích nổ, hai cảm biến ôxy kiểu xông nóng, các cảm biến nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ không khí nạp…
Rất nhiều cảm biến được bố trí trên động cơ để xác định thông số làm việc của động cơ ECU sẽ tiếp nhận toàn bộ các tín hiệu này và tính toán điều khiển các cơ cấu chấp hành như: hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống đánh lửa điện tử, hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng, điều khiển bơm nhiên liệu và hệ thống chẩn đoán. Động cơ 1G-FE sử dụng một góc van hẹp và nhiên liệu tối ưu Nó được giới thiệu vào năm 1988, là một khối gang với đầu xi lanh bằng nhôm Động cơ 6 xylanh bố trí thẳng hàng, dung tích xylanh 1988cc (2.0 lít) Bố trí kiểu xupap treo, 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 mạch điện chính có vai trò cung cấp nguồn từ accu cho ECU và những hệ thống khác trên xe Mạch nguồn gồm các thành phần: Accu, khoá điện, Relay, …
Relay EFI là tiếp điểm được điều khiển bằng khóa điện Khi khóa điện bật ON,cuộn dây của rơle chính EFI cũng có dòng điện chạy qua, làm đóng tiếp điểm EFI Cấp nguồn điện cho cực +B và +B1 của ECU Cực E1 của ECU được nối âm accu.
Dòng điện từ accu cấp trực tiếp cho cực nguồn BATT của ECU, nguồn này không thông qua công tắc máy nên không phụ thuộc vào việc động cơ có hoạt động hay không Việc này nhằm tránh cho các mã chuẩn đoán và dữ liệu trong bộ nhớ của ECU không bị xóa khi khóa điện tắt (vị trí OFF) Khi ta tháo cầu chì ra với thời gian trong khoảng hơn 15s thì các dữ liệu trong bộ nhớ sẽ bị xóa.
Bơm nhiên liệu sẽ bắt đầu hoạt động ngay khi khởi động và khi động cơ đang nổ máy Khi công tắt khoá bật ON, bơm nhiên nhiệu vẫn sẽ không hoạt động khi chưa 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, có tín hiệu STA được truyền đến ECU Kích hoạt transistor FC ON làm cho relay mở mạch ON cho dòng điện chạy vào bơm nhiên liệu vận hành bơm.
Sau khi động cơ đã nổ máy, ECU nhận được tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu (NE), khiến transistor được duy trì và bơm được duy trì hoạt động.
Khi khóa điện bật ON, nếu động cơ chết máy, trục khuỷu ngừng quay làm tín hiệu NE bị ngắt, ECU điều khiển transistor OFF làm cho Relay mở mạch OFF, làm bơm nhiên liệu ngừng lại.
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 gặp va chạm khiến túi khí phồng lên, cụm cảm biến túi khí sẽ nhận biết và gủi một điện áp về ECU, ECU sẽ xử lý ngắt relay để ngừng hoạt động của bơm nhiên liệu Để bơm hoạt động trở lại, tiến hành tắt khoá 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 những động cơ được trang bị hộp số tự động (A/T), contact tay số được bố trí trung gian trên hộp số, cụ thể tín hiệu khởi động sẽ được gửi đến contact này khi tay số ở tại số N hoặc P
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:
Việc mắc sai cực accu là khi mắc cực âm accu vào cực dương của mạch nguồn cung cấp điện trên xe Việc này dẫn đến hư hỏng các thiết bị điện trên xe gây ra hậu quả vô cùng nghiêm trọng.
Khác với các cơ cấu mắc mạch thông thường, cơ cấu chống mắc sai cực lắp thêm một diode vào rơle nguồn của mạch Diode này làm ngăn dòng điện đi vàoECU khi mắc sai cực accu.
Khi mắc đúng cực accu thì diode sẽ dẫn cho dòng điện từ dương accu đến cuộn dây rơle nguồn về mass làm tiếp điểm rơle đóng cho phép dòng điện đến rơle EFI và cung cấp nguồn cho ECU ở cực BATT.
Khi mắc sai cực accu thì diode sẽ không dẫn lúc này sẽ không có dòng điện qua cuộn dây rơle nguồn làm không có điện cung cấp cho mạch nguồn giúp bảo vệECU 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:
Tín hiệu cảm biến NE dùng để xác định góc quay của trục khuỷu và tốc độ động cơ, được đặt ở đầu trục khuỷu và được gọi là cảm biến vị trí trục khuỷu ECU sử dụng tín hiệu NE và G 2 từ đó tính toán điều khiển thời điểm phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơ bản.
Cảm biến vị trí trục khuỷu
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: 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 G 2 của cảm biến vị trí trục cam dùng để xác định thời điểm phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa so với điểm chết trên xy lanh số 1 ở cuối kỳ nén.
Là cơ sở để ECU chọn thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa tối ưu
Cảm biến vị trí trục cam
Hình 2.11 Vị trí cảm biến trục cam trên động cơ
2.3.2.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Cảm biến gồm một nam châm vĩnh cửu và một cuộn dây với một rotor cảm biến Rotor cảm biến có 1 răng Khi rotor quay sẽ khiến từ thông qua cuộn dây thay đổi và tạo ra một sức điện động dạng xung xoay chiều đó là tín hiệu G2 và được gửi về ECU.
Hình 2.12 Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục cam và tín hiệu G 2
Tín hiệu G 2 từ cảm biến vị trí trục cam và NE từ cảm biến vị trí trục khuỷu được nhận biết xác định điểm chết trên ở kỳ nén của mỗi xylanh để chọn thời điểm đánh lửa và xác định vị trí trục khuỷu. Để xác định được điểm chết trên ở kỳ nén của mỗi xylanh phải phối hợp hai tín hiệu G2 và tín hiệu NE để ECU xác định vị trí trục khuỷu và điều khiển đánh lửa chính xác
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 - Gián đoạn mạch cảm biến
- Lỗi cảm biến Ne ở tốc độ động cơ ≥ - Cảm biến Ne
600 vòng/phút gửi tới ECU - ECU
P0340 Trường hợp 1 - Gián đoạn mạch cảm biến
• Lỗi cảm biến G tới ECU trong khi G trục cam đang quay - Cảm biến G
• Sai lệch trục cam / trục khuỷu được - Xích cam phát hiện ở tốc độ ≥ 600 vòng/phút - ECU
2.3.3 Cảm biến đo áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP):
Cảm biến áp suất trên đường ống nạp hay cảm biến MAP ( Manifold Air Pressure) với cách xác định độ chân không xác cảm biến đo được lưu lượng khí nạp. Cảm biến nhỏ gọn, được gắn bên ngoài đường ống nạp.
Cảm biến có gắn 1 IC, ECU nhận tín hiệu PIM biết được áp suất đường ống nạp Sau đó ECU Điều khiển thời gian phun và góc đánh lửa sớm cơ bản.
Hình 2.14 Vị trí cảm biến MAP trên động cơ 2.3.3.2 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:
Cảm biến gồm một màng silicon với mép dày khoảng 0,25mm, trung tâm dày khoảng 0,025mm được gắn với buồng chân không và một IC Một mặt của màng sẽ được tiếp xúc với độ chân không bên trong đường ống nạp và mặt còn lại của nó sẽ được tiếp xúc với một áp suất duy trì bên trong cảm biến.
Hình 2.15 Cấu tạo cảm biến MAP
Dựa trên sự tương quan giữa áp suất trong ống nạp và áp suất trong buồng chân không.Lượng không khí nạp vào sẽ tỉ lệ nghịch với độ chân không, IC trong cảm biến sẽ chuyển đổi độ chân không trong buồng thành tín hiệu điện áp và gửi về hộp ECU.
Hình 2.16 Hình dạng màng silicon thay đổi theo áp suất
Khi áp suất trong đường ống nạp tăng lên hoạt giảm xuống sẽ làm màng silicon biến dạng và thay đổi điện trở của nó và gửi về ECU, điện áp sẽ thay đổi theo giá trị áp suất trong đường ống nạp Điện áp không đổi 5 volt từ ECU luôn cung cấp cho IC Khi áp suất trong đường ống nạp giảm xuống thì điện áp từ chân PIM gửi về ECU giảm và ngược lại.
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
Hình 2.18 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và áp suất đường ống nạp Điện áp của cảm biến cao nhất khi áp suất trong đường ống nạp lớn nhất (công tắc máy ON, động cơ OFF hoặc khi bướm ga được mở rộng một cách đột ngột). Tín hiệu điện áp là thấp nhất khi cánh bướm ga đóng hoặc khi giảm tốc.
2.3.4 Cảm biến nhiệt độ khí nạp:
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được bố trí ở lọc không khí, được kí hiệu là
THA hoặc MAT, có chức năng xác định nhiệt độ không khí nạp vào động cơ Cảm biến này và cảm biến lưu lượng không khí nạp giúp ECU xác định được khối lượng không khí đi vào động cơ khi nhiệt độ thay đổi.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp
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 loại cảm biến có trị số nhiệt điện trở âm phần đầu là một chất bán dẫn, là khi nhiệt độ không khí tăng thì giá trị điện giảm và ngược lại ECU lấy 20 0 C làm chuẩn, ECU điều khiển giảm lượng phun nhiên khi khí nạp có nhiệt độ lớn hơn 20 0 C ECU điều khiển tăng lượng phun nhiên liệu khi không khí nạp có nhiệt độ dưới 20 0 C.
Các chân của cảm biến:
THA: Xác định nhiệt độ khí nạp.
Hình 2.20 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp
Khi không có tính hiệu của cảm biến nhiệt độ không khí ECU sẽ mặc định giá trị là 20 0 C để điều khiển phun nhiên liệu cho động cơ tiếp tục hoạt động và hệ thống tự chuẩn đoán sẽ bật 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 - Mạch cảm biến đầu vào thấp - Cảm biến nhiệt độ khí nạp
ECU P0113 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp tín hiệu - Mạch cảm biến đầu vào cao - Cảm biến nhiệt độ khí nạp
2.3.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW):
Cảm biến này dùng để xác định nhiệt độ của nước làm mát, từ đó xác định nhiệt độ là việc của động cơ Dựa trên cơ sở này ECU ra lệnh điều khiển:
Tốc độ quay cầm chừng.
Cảm biến nhiệt độ nước
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:
Cấu tạo cảm biến gồm một đầu là chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm bố trí ở bên trong Với điện áp nguồn là 5V, khi nhiệt độ nước làm mát thấp thì trị số điện trở của cảm biến cao và tín hiệu điện áp cao từ cực THW được gửi về ECU và ngược lại khi nhiệt độ nước làm mát cao.
80 0 C thì ECU sẽ điều khiển tăng lượng phun.
Các cơ cấu chấp hành
Hệ thống đánh lửa tạo ra một tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hoà khí vào thời điểm chính xác, đảm bảo tối ưu thời điểm đánh lửa để đảm bảo tính kinh tế cho nhiên liệu và tối ưu công suất động cơ.
Tia lửa điện cao áp tạo ra thông qua cuộn dây đánh lửa đốt cháy hỗn hợp hoà khí đã được nén ở áp suất cao và đốt cháy nó trong buồng đốt Sự bốc cháy này tạo ra động lực cho động cơ.
Nhờ có hiện tượng tự cảm và cảm ứng tương hỗ, cuộn dây tạo ra điện áp cao cần thiết cho đánh lửa Cuộn sơ cấp tạo ra điện thế hàng trăm vôn còn cuộn thứ cấp thì tạo ra điện thế 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 sau đó so sánh với thời điểm đánh lửa tối ưu đã dc lưu sẵn từ đó chọn ra thời điểm đánh lửa thực tế Sau khi xác định thời điểm đánh lửa, ECU gửi tín hiệu đánh lửa IGT đến IC đánh lửa Khi tín hiệu IGT mất, thì IC đánh lửa ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp bobin là xuất hiện một điện áp cao (7 kV – 35 kV) trong cuộn thứ cấp Điện áp cao này được gởi đến bugi để 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 động cơ thay đổi, thì yêu cầu về góc đánh lửa sớm cũng thay đổi theo Khi tốc độ động cơ tăng, mà vẫn sử dụng thời điểm đánh lửa cố định thì thời điểm đánh lửa sớm bị trễ đi so với khi tốc độ thấp Kết quả áp lực nổ cực đại sẽ không tối ưu.
ECU nhận biết sự thay đổi tốc độ cơ từ tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu
NE và cảm biến vị trí trục cam G Từ tín hiệu này ECU tín toán và đưa ra tín hiệu đánh lửa tới 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 Vì thế, nếu sử dụng thời điểm đánh lửa cố định thì thời điểm mà động cơ sản ra áp lực nổ cực đại sẽ bị sớm hơn 10 o sau điểm chết trên. Để sản ra áp lực nổ cực đại tại thời điểm 10 o sau điểm chết trên khi động cơ mang tải nặng thì thời điểm đánh lửa phải muộn hơn để chống kích nổ Ngược lại, khi tải trọng của động cơ thấp thì thời điểm đánh lửa phải sớm hơn (Tuy nhiên, khi động cơ chạy không tải, thì khoảng thời gian đánh lửa sớm phải nhỏ hoặc bằng không để ngăn ngừa hiện tợng nổ không ổn định).
2.4.1.1.3 Điều khiển chống kích nổ:
Khi sử dụng xăng có chỉ số octane quá thấp hoặc khi động cơ quá nóng, sẽ xảy ra hiện tượng kích nổ trong xylanh Hiện tượng kích nổ xảy ra thường xuyên sẽ gây hư hỏng và làm giảm tuổi thọ động cơ Tín hiệu kích nổ được ECU nhận biết bằng cảm biến kích nổ (knock or detonation sensor) gắn ở thân động cơ Khi có hiện tượng kích nổ xảy ra, ECU sẽ điều khiển giảm góc đánh lửa sớm để tránh hiện tượng 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 gồm IC đánh lửa và bobin đánh lửa kết hợp thành một cụm Bobin đánh lửa nối trực tiếp đến bugi cho từng xylanh.
Khoảng cách dẫn điện cao áp được rút ngắn nhờ cuộn đánh lửa nối trực tếp với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễu điện từ Nhờ vậy mà độ tin cậy của hệ thống đánh lửa được nâng cao.
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.
2.4.1.2.1 Bobin: Điện áp cao đủ để phóng ra tia hồ quang giữa hai điện cực của bugi là nhiệm vụ của bobin Bobin có 1 lỗi ở giữa được quấn các cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, số vòng của cuộn thứ cấp lớn gấp khoảng 100 lần số vòng của cuộn sơ cấp IC đánh lửa được nối với 1 đầu dây của cuộn sơ cấp, còn bugi được nối với đầu dây cuộn thứ cấp 2 đầu còn lại của các cuộn dây thì nối với accu.
Dòng điện trong cuộn sơ cấp: tín hiệu IGT từ ECU phát ra, dòng điện từ Accu đi qua IC đánh lửa và đến cuộn dây sơ cấp của bobin Khi cuộn dây được cấp điện, các đường sức từ xung quanh cuộn dây sơ cấp được tạo ra.
Dòng điện trong cuộn sơ cấp Ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp
Hình 2.44 Nguyên lí hoạt động của bôbin
Ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp: Cũng theo tín hiệu IGT của ECU, dòng điện qua cuộn sơ cấp được ngắt đột ngột bởi IC đánh lửa khiến cho điện áp qua cuộn dây sơ cấp giảm nhanh, từ đó hình thành một sức điện động ngược chiều với sự giảm từ thông hiện tại.Tại thời điểm này, hiện tượng tự cảm và hiệu ứng tương hỗ được hình thành lần lượt giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp hình thành một 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 Độ lớn điện áp cuộn thứ cấp hay độ mạnh của tia lửa điện phụ thuộc vào điện áp đầu vào ở dòng sơ cấp và tốc độ ngắt dòng của IC đánh lửa.
IC đánh lửa là bộ phận thực hiện chính xác việc ngắt dòng ở cuộn dây sơ cấp đến bobin Hoạt động ngắt được điều khiển bằng tín hiệu IGT của ECU Sau khi đánh lửa, IC lại cho dòng điện vào cuộn sơ cấp và phát một tín hiệu IGF đến ECU, tín hiệu IGF hay tín hiệu khẳng định là tín hiệu được phát đến ECU Khi dòng sơ cấp đạt đến giá trị cho trước IF1, và nếu dòng sơ cấp vượt quá giá trị an toàn IF2, lúc này tín hiệu IGF sẽ được gửi đi để hiệu chỉnh dòng sơ cấp về giá trị ban đầu. Nếu không có tín hiệu IGF, ECU sẽ hiểu là đang có sai xót ở hệ thống đánh lửa, rồi ECU sẽ cho ngừng phun nhiên liệu và ghi nhớ sai sót này trong chuẩn đoán. Điều khiển dòng không đổi: Khi dòng ở cuộn sơ cấp đạt giá trị yêu cầu cho trước, dòng này được hiệu chỉnh bởi IC đánh lửa để giữ nguyên giá trị.
Hình 2.45 Tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT cấp có giá trị hàng trăm volt khi qua cuộn thứ cấp tăng lên giá trị lên đến hàng chục ngàn volt và làm cho bugi phóng ra tia lửa điện.
Bugi có vai trò tạo ra tia lửa điện trong buồng đốt để kích nổ hỗn hợp nhiên liệu.
Hỗn hợp nhiên liệu ở gần 2 cực của bugi sẽ được đốt cháy bằng tia lửa điện. Đây là một quá trình cháy đặc biệt và xảy ra theo thứ tự: Tia lửa điện hay hồ quang điện được tạo ra do sự tăng áp của hai cuộn dây trong bugi được phóng từ điện cực trung tâm và di chuyển đến điện cực nối tiếp mát Trong quá trình phóng điện, tia lửa xuyên qua và tác động lên hỗn hợp nhiên liệu xung quanh hai điện cực hình thành phản ứng cháy đầu tiên tại vùng có tia lửa điện đi qua Sự cháy này tiếp tục tác động lên tầng hỗn hợp nhiên liệu xung quanh và cứ thế lan truyền trong buồng cháy để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu cho quá trình nổ của động cơ Tuy nhiên trong một số trường hợp đặc biệt như nhiệt độ buồng cháy quá thấp hoặc khe hở điện cực quá nhỏ khiến tia lửa điện bị hấp thụ trước khi hình thành sự cháy đầu tiên thì động cơ sẽ không nổ
Hình 2.46 Quá trình lan truyền tia lửa bugi
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đánh lửa của bugi:
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 hiệu suất động cơ thông qua việc tuỳ biến lượng phun thích hợp bằng cách hiệu chỉnh liên tục thời điểm đóng và mở kim phun. Ở những động cơ trang bị VVT-I thời điểm phối khí của xupap nạp sẽ được điều khiển thay đổi riêng biệt tối ưu cho từng chế độ vận hành cũa động cơ (thời điểm phối khí là mặc định trên các động cơ phổ thông) Bằng việc bố trí một cơ cấu điều khiển
Hệ thống VVT-I hoạt động trên cơ sở dùng thủy lực để xoay trục cam nạp một góc tương đối so với bánh răng cam để tối ưu thời điểm phân phối khí.
Hình 2.56 Tổng quát về hệ thống VVT-i 2.5.1.1 Các chế độ làm việc: Ởchế độ tải nhẹ hoặc tốc độ thấp, bướm ga mở ít, xupap nạp được mở trễ hơn và trùng điệp giảm đi Mục đích ngăn khí xả tràn ngược vào, cải thiện tính ổn định khi không tải và tính kinh tế nhiên liệu. Ởchế độ tải trung bình hoặc tốc độ trung bình ở tải nặng Xupap nạp được mở và đóng sớm hơn để giảm tình trạng khí nạp bị đẩy ngược về đường ống nạp, từ đó cải thiện hiệu quả nạp. Ởchế đô tải nặng hoặc tốc độ cao Xupap nạp được mở sớm và tăng góc trùng điệp, sau đó xupap nạp đóng sớm đẻ giảm quya ngược khí nạp, cải thiện quá trình nạp Thông qua điều khiển phản hồi bằng giá trị cảm biến vị trí trục cảm, thời điểm nạp được giữ đúng tại giá trị đã được 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 các cảm biến VVT (cảm biến điều khiển phối khí hay cảm biến vị trí trục cam) để tính toán độ dịch chuyển của trục cam Tín hiệu phản hồi cần thiết cho ECU để tính toán điều khiển trục cam theo hướng nào và bao xa, và nó cũng cần thiết cho việc chẩn đoán.
Bộ điều khiển hay bộ chấp hành là một thiết bị điều khiển phối khí liên tục bằng cơ khí, dùng để điều khiển trục cam từ chế độ khởi động cho đến tốc độ cao.
Van dầu điều khiển bộ chấp hành được điều khiển đóng mở bởi ECU, đưa áp lực dầu động cơ đến phía mở sớm hay mở muộn của bộ chấp hành VVT-i.
Bộ điều khiển VVT-I có cấu tạo bao gồm vỏ chuyển động quay theo xích cam và các cánh gạt cố định trên trục cam nạp Khi có tín hiệu điều khiển từ ECU các cánh gạt sẽ bị xoay do áp suất dầu theo chu vi về phía sớm hay muộn để thay đổi liên tục thời điểm phối khí Khi động cơ ngừng, trục cam nạp sẽ chuyển động về trạng thái muộn nhất để duy trì khả năng khởi động Nếu sau khi động cơ khởi động
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 khiển vị trí van ống phân phối áp suất đầu đến bộ điều khiển VVT-I và theo sự điều khiển của ECU về phía làm sớm hay làm muộn Thời điểm phối khí được giữ ở góc muộn nhất khi động cơ ngừng hoạt động.
Hình 2.59 Cấu tạo của van điều khiển dầu phối khí trục cam Đường dầu đến bộ điều khiển VVT-I sẽ được điều khiển thông qua van điều khiển dầu phối khí trục cam dựa theo độ lớn điện áp điều khiển từ ECU Bộ điều khiển VVT-I làm hiệu chỉnh sớm/muộn hoặc duy trì cho thời điểm phối khí bằng cách quay trục cam nạp tới vị trí nơi đặt áp suất dầu Van điều khiển dầu phối khí trục cam được điều khiển theo các điều kiện tác động: chế độ tải, lưu lượng khí nạp,tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát, vị trí bướm ga ,… thời điểm phối khí chuẩn nhất sẽ được ECU tính toán bằng sự kết hợp tín hiệu thực tế từ cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí cảm biến vị trí trục cam.
Hình 2.60 Khi trục cam quay về phía mở sớm
Khi có tín hiệu mở sớm từ ECU, có dòng điện chạy qua van điều khiển dầu OVC Dầu cao áp sẽ được cung cấp đến phía bên trái của piston, đẩy piston sang phải Trục cam quay về phía mở sớm so với bánh đai cam nhờ chuyển động của các răng cong bên trong đường kính piston.
Hình 2.61 Khi mở trễ xupap nạp
Tương tự khi ECU đưa tín hiệu mở trễ đến van OCV, làm dầu vào cơ
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:
2.5.1.4.1 Cầm chừng êm dịu: Ởtốc độ cầm chừng, trục cam nạp sẽ được giữ ở mức mở muộn hơn, khi xupap thải đã đóng hoàn toàn thì xupap sẽ được mở để tránh khí thải không tràn ngược lại vào xylanh đang có khí nạp được Nhờ đó, hỗn hợp cháy sạch sẽ hơn dẫn đến quá trình chạy hiệu quả hơn Điều này cho phép động cơ cầm chừng ở tốc độ thấp nhất có thể không gây run lắc và tiết kiệm nhiên liệu.
2.5.1.4.2 Tăng moment xoắn ở tốc độ thấp và trung bình: Ở tốc độ thấp và trung bình với tải lớn, trục cam nạp được mở sớm để tăng góc trùng điệp,có tác dụng làm quá trình nạp hiệu quả hơn do quán tính của dòng khí thải và giúp hỗn hợp cháy không bị dội lại khi xupap nạp đóng sớm.
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 để góc trùng điệp tăng lên, khi cả hai xupap nạp và thải cùng mở một lúc, khí thải có thể trào ngược vào buồng đốt Việc pha trộn khí thải vào hỗn hợp cháy sẽ làm giảm nhiệt độ quá trình cháy và giảm lượng NO x sinh ra Thêm vào đó, lượng hỗn hợp cháy chưa cháy hết trong khí thải cũng sẽ được cháy tiếp Tác dụng này thay thế cho hoạt động của van luân hồi khí xả EGR
2.5.1.4.4 Tiết kiệm nhiên liệu hơn:
Việc trang bị hệ thống VVT-I trên một động cơ làm cho động cơ đó có công suất cao hơn nhưng khối động cơ cùng phân khối Tại động cơ có công suất nhất định, việc trang bị động cơ VVT-i sẽ giúp giảm phần lớn khối lượng động cơ từ việc giảm kích cỡ các chi tiết động cơ Từ đó làm giảm lượng nhiên liệu tiêu hao
Ngoài cách trên động cơ còn tiết kiệm nhiên liệu bằng cách làm giảm lực cản trên đường ống nạp Điển hình khi ở chế độ tải trung bình, góc trùng điệp tăng lên làm giảm độ chân không trong ống góp, phần chân không này là thành phần cả trở chuyển động của piston Khi giảm bớt phần lực này, công suất có ích của động cơ sẽ tăng lên.
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.
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
4 Dùng để xả sơn lót
Dùng để sơn lót phần khung
Sơn nền xanh, đen, bạc
Dùng để sơn khung sa bàn và
Dầu bóng và chất chóng đông
Dùng để sơn bóng khung sa
8 Dung môi dùng để pha sơn
Phần động cơ
Do mô hình không hoạt động và bị hư hỏng (vỡ) tại khu vực két nước và cách quạt tản nhiệt, chúng em bắt đầu bằng việc tháo và sữa chữa (thay thế) các bộ phận két nước, cánh quạt tản nhiệt.
Sau khi tháo và sữa chữa phần két nước, tiếp tục tháo gỡ và kiểm tra từng chi tiết của động cơ như các cảm biến, ống dẫn xăng, lọc gió, đường ống nạp, đường ống xã, 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 Tên gọi Vị trí chân trên hiệu 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
THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ không khí nạp B22
THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát B14
G 2 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 A22 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
Mạch nguồn là các mạch điện cung cấp điện cho ECU của động cơ, và các thiết bị khác Mạch nguồn bao gồm accu, khóa điện, rơle nguồn, rơle chính EFI, rơle bơm xăng, rơle IG, rơle khởi động,…
Rơ le nguồn dùng để bảo vệ mạch điện hệ thống điện điều khiển động cơ. Tuy nhiên khi đấu sai cực, hệ thống cung cấp điện sẽ bị hư hỏng.
Rơle chính EFI được điều khiển trực tiếp từ khóa điện Khi contact máy ON, dòng điện chạy qua cuộn dây rơle EFI làm cho tiếp điểm đóng lại cung cấp điện cho cực +B của ECU Cực E1 của ECU nối ra mass. Điện áp của ắc quy luôn luôn 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 việc động cơ có hoạt động hay không Nó nhằm tránh cho các mã chuẩn đoán và các dữ liệu khác trong bộ nhớ của ECU không bị xóa khi khóa điện ở vị trí OFF Khi tháo cầu chì ra với thời gian trong khoảng 15s thì các 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
1 thống điều khiển động cơ
2 Dùng để hàn các mối nối
3 Dùng để hàn các mối nối
Kiềm tuốt dây dẫn điện
Dùng để tuốt dây đẫn
5 Dùng để làm đẹp mối nối Ống co nhiệt
6 Dùng để cách điện mối nối Ống ruột gà
7 Dùng để bảo vệ dây dẫn
Dùng để cách điện mối nối và
8 bọc các bó dây dẩn
Thi công đi dây dẫn mới
Dựa vào sơ đồ mạch điện vừa thiết kế đi lại dây dẫn mới, thay các giắc cấm bị hư hỏng, hàn các mối nối, đi dây chống nhiễu cho các tính hiệu quan trọng Trích các tính hiểu để nối vào bản đo kiểm, sau khi đi hết dây dẫn ta sẽ có các bó dây dẫn riêng biệt như là bó về ECU động cơ, bó lên hộp cầu chì, bó lên bản taplo,…
Sau khi đi xong phần dây dẫn nối các cảm biến và bộ chấm hành về ECU động cơ Dùng đồng hồ VOM kiểm tra lại xem các mối nói có bị hở hay chạm… Việc kiểm tra sau khi đã hoàn tất dùng ống ruột gà và băng keo đen bọc dây dẫn lại rồi kiểm tra một lần nữa rồi cho máy lên khung.
Hình 3.13 Động cơ được lắp vào sa bàn
Lắp hộp cầu chì, đồng hồ taplo bản đo kiểm, bơm xăng lên khung tiến hành nối các bó dây với cầu chì, đồng hồ taplo bản đo kiểm, bơm xăng Dùng đồng hồ VOM kiểm tra lại xem các mối nói có bị hở hay chạm…
Hình 3.14 Mặt trước động cơ sau khi hoàng thiện
Hình 3.15 Mặt bên động cơ sau khi hoàng thiện
3.2.3 Vận hành thử, sử lý lỗi:
Sau khi kiểm tra sơ bộ, châm nước làm mát Chăm xăng vào bình Xem đường nước và két nước không bị rò Cắp nguồn cho động cơ, kiểm ra chân BATT đồng hồ hiện 12V, tiếp tục xoay công tắc máy on kiểm tra B+(12V) Vc(5V) IGT(0V) IGF(5V), các tính hiệu cảm biến đều bình thường Dùng dây dẫn nối cực Fc với mass kiểm tra bơm xăng và đường ống dẫn xăng bình thường Khởi động động cơ ban đầu máy nổ chưa tròn một lúc sau đã êm lại do động cơ nóng lên nhưng đèn check sáng Dùng dây dẫn nối tắc cực 4 với 13 của giắc OBD II để kiểm tra lỗi, mã lỗi là 42( tính hiệu cảm biến tốc độ xe), do động cơ không gắn hộp số nên thiếu cảm biến tốc độ xe ta khắc phục lỗi bằng cách lấy tính hiệu IGF giả làm tính 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 nhầm làm hở mạch tín hiệu từ một số cảm biến tới ECU hoặc làm hở mạch tín hiệu điều khiển từ ECU đến một số bộ phận chấp hành Mục đích của việc này là tạo ra các lỗi thường gặp trên động cơ ô tô Giúp cho sinh viên có điều kiện tiếp xúc với các với các lỗi, tìm ra nguyên nhân và cách khắc phục; Thông qua hiệu quả thực hành qua mô hình ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G – FE khiến các bạn nắm bắt vững hơn về lý thuyết.
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
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
Khí mất đi tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga vì nhiều lý do như hỏng hóc, ECU sẽ không xác định được chính xác lượng phun và gây ảnh hướng đến hoạt động ổn định của động cơ có thể gây chết máy Khi phát hiện không có tín hiệu VTA, hệ thống chuẩn đoán sẽ xuất hiện mã lỗi và đèn báo lỗi sẽ chớp để báo lỗi 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 Hiện tượng:
Tín hiệu IGF là một thông báo lỗi cho ECU để nhận định tình trạng hoạt động của hệ thống đánh lửa Khi có IGF, ECU biết hệ thống hoạt động bình thường và phát tín hiệu cho các bộ chấp hành thực hiện quá trình đánh lửa.
Nếu tín hiệu IGF bị gián đoạn hoạt vì lý do nào đó không đường truyền đến ECU, ngay lập tức ECU sẽ vận hành một mã lỗi và kích hoạt chức năng an toàn. Chức năng an toàn của ECU hoạt động khi không nhận được tín hiệu IGF và ngắt hoạt động của bơm nhiên liệu
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
Hiện tượng: Động cơ không nổ được – nguyên nhân là mất tín hiệu IGT1, do vậy ECU không điều khiển phun nhiên liệu Khi kết nối máy chẩn đoán vào giắc nối OBD II, máy chẩn đoán báo lỗi.
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.
Dùng máy đo xung (có thể dùng đèn LED: dương LED nối với dây IGT và âm LED nối với âm nguồn) để đo tín hiệu IGT Kiểm tra tín hiệu IGT tại giắc nối của IC và của ECU.
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 được do thiếu tín hiệu vị trí trục khuỷu, ECU không xác định được thời điểm phun và góc đánh lửa.Khi kết nối máy chuẩn đoán vào jack OBD2 máy chuẩn đoán 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.
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 ra, nhiên liệu sẽ được phun vào động cơ ở mức cao nhất, gây ảnh hưởng tới hoạt động bình thường Khi giắc nối bị gián đoạn hoặc đứt, ECU sẽ chuyển sang chế độ an toàn và báo lỗi Đèn Check Engine sáng.
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 bị hư hỏng hoặc bị đứt, xe sẽ có hình thức cảnh báo người lái như sau: đèn CHECK ENGINE sẽ nháy sáng với mã lỗi báo hỏng cảm biến, động cơ khó nổ máy, tiêu hao nhiên liệu 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:
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.
Tuyệt đối không mở nắp két nước trong khi động cơ vẫn còn hoạt động vì áp suất và nhiệt độ bên trong sẽ dễ có nguy cơ gây bỏng.
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.
Vị trí nguy hiểm cần chú ý luôn là phía trước gần két nước vì dây cua rơ quay không được che chắn cùng với quạt làm mát quay tốc độ cao Nhất là khi chuẩn bị bật máy phải đảm bảo không ai đang đặt tay hay tựa vào gần đó.
