Trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp em luôn được sự quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Viện Cơ khí cùng với sự giúp đỡ của bạn bè. Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP.HCM, Ban chủ nhiệm Viện Cơ khí đã tận tình giúp đỡ cho em trong suốt thời gian học tại trường
Lịch sử hình thành động cơ phun xăng trực tiếp GDI
Động cơ phun xăng trực tiếp GDI (Gasoline Direct Injection) là phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt động cơ Công nghệ này được giới thiệu những năm 1925 trên động cơ Hesselman giành cho máy bay Tiếp sau đó, trong những năm 50, Mercedes cũng đã ứng dụng công nghệ này trên chiếc xe Mercedes Benz Gullwing (1953), những động cơ phun xăng trực tiếp khi đó không giống với GDI hiện tại nhưng nó tạo nên nền tảng cho công nghệ phun xăng trực tiếp GDI sau này
Nhiệm vụ yêu cầu, phân loại của hệ thống phun xăng
Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống phun xăng
Hệ thống phun xăng có nhiệm vụ phun nhiên liệu dạng sương tinh vào không khí nạp Lượng hòa khí và tỷ lệ hỗn hợp phải được điều chỉnh chính xác cho từng chế độ vận hành của động cơ ( ( tăng tốc, không tải, leo dốc….)
Lượng nhiên liệu cung cấp phải được phân bố đều cho từng xi lanh.
Phun vào đúng thời điểm để quá trình cháy của động cơ hoạt động một cách hiệu quả nhất. Ít tiêu thụ nhiên liệu cũng như giảm phát thải động cơ.
Phân loại hệ thống phun xăng
1.3.2.1 Phân loại theo điểm phun a Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm): Kim phun đặt ở cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các Xylanh của động cơ, bên trên bướm ga b Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa điểm): mỗi Xylanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước Xupap nạp
Hệ thống phun xăng đa điểm phun nhiên liệu vào cổng hút ngược lên van hút của xi lanh, cũng như là điểm trung tâm của cổ hút Hệ thống phun xăng đa điểm có ba loại, loại thứ nhất là phun nhiên liệu vào xi lanh theo nhóm, mà không cần chính xác ở bất kì kì nạp của xi lanh, loại thứ hai là phun đồng thời tức là nhiên liệu phun vào tất cả xi lanh cùng một lúc, và loại thứ ba là loại phun tuần tự trong đó thì nhiên liệu được đặt giờ để phun vào từng kì nạp của mỗi xi lanh
Hệ thống này có kim phun nằm trên đường ống nạp và hướng về phía van nạp Bằng cách đó, nhiên liệu sẽ được kim phun đưa vào đường ống nạp
Số lượng kim phun trong động cơ MPI nhiều như số lượng xi lanh trong động cơ Do đó, nếu động cơ có bốn xi lanh, số lượng kim phun cũng là bốn, do đó mỗi đầu vào trong xi lanh được trang bị một kim phun
Vì chỉ có không khí mới có thể đi qua ống nạp nên sẽ không có nhiên liệu lỏng được tìm thấy trong khoang chứa Điều kiện sẽ luôn khô ráo vì chỉ có không khí vào được, do đó quá trình đốt cháy hiệu quả hơn Hệ thống phun này cũng mang một bơm khí được điều khiển bởi động cơ điện để phun nhiên liệu vào đường ống nạp c Hệ thống phun xăng trực tiếp (phun trực tiếp vào xilanh): mỗi Xylanh của động cơ được bố trí 1 vòi phun trực tiếp vào Xylanh cùng thời điểm Xupap nạp mở, nạp không khí vào Xylanh Động cơ phun xăng trực tiếp tạo ra hỗn hợp nhiên liệu không khí trực tiếp trong buồng đốt Chỉ có không khí sạch đi qua van nạp mở
Nhiên liệu được phun trực tiếp vào buồng đốt bằng kim phun cao áp Điều này giúp cải thiện khả năng làm mát buồng đốt và cho hiệu suất động cơ cao hơn do độ nén cao hơn, dẫn đến tăng hiệu suất nhiên liệu và mô-men xoắn
Mạch cao áp được cấp qua bơm cao áp Các kim phun áp suất cao được lắp vào đồng hồ đo đường ray nhiên liệu và phun nhiên liệu ở áp suất cao và cực kỳ nhanh chóng để cung cấp sự chuẩn bị hỗn hợp tối ưu trực tiếp trong buồng đốt
Nhiên liệu được cung cấp bởi bơm nhiên liệu điện Bơm cao áp tạo ra áp suất nhiên liệu lên đến 20 MPa (200 bar) cần thiết cho quá trình phun áp suất cao
1.3.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun a Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ hoạt động của động cơ (các sensors) và bộ điều khiển trung tâm (ECU) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện tối ưu nhất b Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực của gió hay của nhiên liệu Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng phun vào động cơ Có một vài loại xe trang bị hệ thống này c Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ
1.3.2.3 Phân loại theo thời điểm phun xăng a Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào Xupap Loại này phun xăng vào động cơ khi các Xupap mở ra hay đóng lại Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu b Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay trước khi Xupap nạp mở ra hoặc khi Xupap nạp mở ra Áp dụng cho hệ thống phun dầu c Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vào ống góp hút mọi lúc Bất kì lúc nào động cơ đang chạy đều có một số xăng được phun ra khỏi kim phun vào động cơ Tỉ lệ hòa khí được điều khiển bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu taị các kim phun Do đó lưu lượng nhiên liệu phun ra cũng được gia giảm theo
1.3.2.4 Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun a Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên Mỗi nhóm phun một lần vào một vòng quay cốt máy b Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia thành 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên c Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng quay cốt máy Các kim được nối song song với nhau nên ECU chỉ cần ra một mệnh lệnh là các kim phun đều đóng mở cùng lúc d Phun theo thứ tự: Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này phun xong tới cái kế tiếp.
Nhiệm vụ yêu cầu, phân loại của hệ thống đánh lửa
Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa động cơ có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều có hiệu điện thế thấp từ ( 12V hoặc 24V) thành các xung điện cao áp ( từ 15kV đến 40 kV) Các xung điện cao áp này sẽ được phân bố đến bugi các xy lanh đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí trong xi lanh.
Yêu cầu hệ thống đánh lửa :
+ Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ mạnh để phóng điện qua khe hở điện cực bugi trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ
+ Tia lửa trên bugi phải đủ năng lượng và thời gian để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp + Góc đánh lửa sớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ
+ Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn
+ Sự mài mòn điện cực bugi phải nằm trong khoảng cho phép.
Phân loại hệ thống đánh lửa
Hiện nay, trên hầu hết các loại ô tô đều sử dụng hệ thống đánh lửa bán dẫn vì loại này có ưu thế là tạo được tia lửa mạnh ở điện cực bugi, đáp ứng tốt các yêu cầu làm việc của động cơ, tuổi thọ cao…Quá trình phát triển, hệ thống đánh lửa điện tử được chế tạo, cải tiến với nhiều loại khác nhau, song có thể chia ra làm hai loại chính như sau:
Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp
Trong hệ thống này, các linh kiện điện tử được tổ hợp thành một cụm mạch được gọi là Igniter Bộ phận này có nhiệm vụ đóng ngắt mạch sơ cấp nhờ các tín hiệu đánh lửa (tín hiệu điện áp) đưa vào
Hệ thống đánh lửa bán dẫn loại này còn chia làm hai loại là:
+ Hệ thống đánh lửa bán dẫn có vít điều khiển: vít điều khiển có cấu tạo giống như hệ thống đánh lửa thường nhưng chỉ làm nhiệm vụ điều khiển đóng mở
+ Hệ thống đánh lửa không có vít điều khiển: công suất được điều khiển bằng một cảm biến đánh lửa
Hệ thống đánh lửa bằng kỹ thuật số
Hệ thống đánh lửa bằng kỹ thuật số còn gọi là hệ thống đánh lửa chương trình Dựa vào các tín hiệu như: tốc động động cơ, vị trí trục khuỷu, vị trí bướm ga, nhiệt độ động cơ mà bộ vi xử lý (ECU- electronic control unit) sẽ điều khiển thời điểm đánh lửa
Mô tả chung hệ thống đánh lửa điện tử
Trong hệ thống đánh lửa điện tử, bộ phận phát tín hiệu được đặt trong bộ chia điện thay thế cho cam và tiếp điểm, nó sinh ra một điện áp, mở đánh lửa để ngắt dòng điện sơ cấp trong cuộn dây đánh lửa Do dùng để đóng mạch điện sơ cấp không có tiếp xúc giữa kim loại nên nó không mòn hay điện áp không sụt áp Để ECU có thể xác định được chính xác thời điểm đánh lửa cho từng xy lanh của động cơ theo thứ tự thì nổ, ECU cần phải nhận được các tín hiệu cần thiết như số vòng quay động cơ, vị trí cốt máy, lượng gió nạp, nhiệt độ động cơ…
Tín hiệu vào càng nhiều thì việc xác định góc đánh lửa sớm tối ưu càng chính xác 1- Tín hiệu số vòng quay động cơ (NE)
2- Tín hiệu vị trí cốt máy (G)
4- Tín hiệu từ cảm biến vị trí cánh bướm ga
5- Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát
Ngoài ra còn có các tín hiệu vào từ cảm biến nhiệt độ khí nạp, cảm biến tốc độ xe, cảm biến oxy Sau khi nhận tín hiệu từ hiệu từ các cảm biến ECU sẽ xử lý đưa ra xung điều khiển đến Igniter để điều khiển đánh lửa Trong các loại tín hiệu vào trên, tín hiệu số vòng quay - vị trí cốt máy và tín hiệu tải là tín hiệu quan trọng nhất
Các yêu cầu hỗn hợp cháy động cơ xăng
Muốn cho hòa khí có chất lượng đảm bảo cho động cơ làm việc tốt trong quá trình tạo hỗn hợp trong động cơ xăng cần thỏa mãn những yêu cầu sau :
Tỷ lệ giữa không khí và nhiên liệu thể hiện qua hệ số dư lượng không khí hoặc A/F phải thích hợp nhất đối với từng chế độ làm việc của động cơ Trong phạm vi thay đổi rộng về tốc độ và phụ tải, giới hạn thay đổi thành phần hòa khí trong động cơ xăng dùng “ Bộ chế Hòa Khí “ nằm trong phạm vi min = 0.3 và max = 1.2 hoặc tính theo A/F là 1:1 hoặc 22:1
Xăng chứa trong hỗn hợp phải giúp cho quá trình cháy phát triển tốt nhất, nghĩa là xăng phải ở trạng thái hơi Phần xăng còn lại ở thể lỏng chưa kịp bốc hơi phải là những hạt xăng có đường kính nhỏ
Hỗn hợp trong toàn bộ thể tích buồng cháy của mỗi xi lanh phải có thành phần như nhau Với yêu cầu đó trên một số động cơ nhiều xy lanh người ta dùng bộ chế hòa khí 2 họng
Số lượng và thành phần hòa khí trong mỗi xy lanh phải như nhau.
Giới Thiệu Động Cơ Sử Dụng Trên Xe HyunDai Santa Fe 2018
Mẫu xe Hyundai Santa Fe 2018 sở hữu kích thước tổng thể (dài x rộng x cao) lần lượt là 4.700 x 1.880 x 1.680 mm, không hầm hố và chiều cao hơi thấp so với một chiếc SUV thường thấy Vẻ ngoài Santa Fe 2018 được đánh giá khá cao: thời trang, trẻ trung và cá tính hơn hẳn so với phiên bản trước, đầy thu hút, nổi bật so với nhiều đối thủ
HuynhDai Santa Fe được trang bị 2 loại động cơ Diesel và động cơ xăng, với động cơ diesel tăng áp R 2.2 eVGT có dung tích 2199 cc, cho công suất cực đại đạt 199 mã lực tại
3800 vòng/ phút, mô men xoắn cực đại đạt 441 Nm tại 1750 – 2750 vòng/ phút
Còn động cơ xăng Theta II 2.4 MPI có dung tích 2359 cc, cho công suất cực đại 174 mã lực tại 6000 vòng/ phút, mô men xoắn cực đại đạt 226 Nm tại 3750 vòng/ phút
Theta II là động cơ 4 xy-lanh, phun xăng trực tiếp (Gasoline Direct Injection - GDI) do Hyundai trực tiếp phát triển Theta II có 2 phiên bản động cơ là 2.0L mạnh 163 mã lực và 2.4L mạnh 174 mã lực Động cơ Theta II được Hyundai giới thiệu là động cơ mạnh nhất trong phân khúc và vận hành êm ái, mượt mà
Hình 1.2 Động Cơ Theta II
- Dưới đây là các thông số kỹ thuật của động cơ Theta II 2.4 GDI
Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật động cơ Theta II
Dung tích ( cc ) 2.359 Đường kính x Hành trình piston
Công suất Max (ps/rpm) 190/6.000 Momen Max ( Kg.m/rpm) 24.6/4000
Lóc máy/ Mặt máy AI./AI
Hệ thống đánh lửa Bộ không chia
Hệ thống nhiên liệu RLFS/GDI
Hệ thống khí xả WCC + UCC
1-Trục cam 2-Dây curoa dẫn động ; 3-Cuộn đánh lửa
4-Hệ thống nhiên liệu ; 5-Hệ thống nạp
Hình 1.3 Động cơ Theta II
3 Cuộn đánh lửa 5.Hệ thống nạp
Trang 11 Động cơ Theta II 2.4L 4 xy lanh thẳng hàng ra đời đầu tiên vào năm 2007 trên mẫu xe Sonata với động cơ Theta II 2.4L MPI Sau nhiều năm cải tiến, động cơ Theta II sử dụng hệ thống GDI ( gas direct injection) ra đời Bởi vì động cơ sử dụng hệ thống phun xăng trực tiếp nên đem lại hiểu quả cao trong quá trình cháy từ đó làm tăng công suất động cơ tiết kiệm nhiên liệu cũng như giảm khí thải ra môi trường Tuy nhiên sau một thời gian chủng động cơ này gặp một số lỗi như : lỗi động cơ, lượng tiêu thụ dầu lớn, bám tụ các bon, rò rỉ dầu nên sau đó đã được thu hồi trên một số mẫu xe như Hyundai, Kia…
HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐÁNH LỬA THETA II
Hệ thống nhiên liệu
Cấu tạo phần thấp áp hoàn toàn giống với hệ thống phun xăng đa điểm MPI thông thường: Gồm có bơm xăng, lọc xăng, van điều áp, tất cả được đặt trong thùng xăng Xăng được bơm hút qua lọc thô, lọc tinh theo đường ống nhiên liệu dẫn đến bơm cao áp Áp suất nhiên liệu thấp áp: từ 4.5 – 6 kg/cm2 tùy theo xe, nhìnchung áp suất này cao hơn áp suất của hệ thống phun xăng đa điểm MPI thông thường nhằm duy trì sự mạnh và ổn định lên bơm cao áp
Hệ thống cung cấp nhiên liệu trên santa fe 2018 gồm các hệ thống chính sau :
+ Cảm biến áp suất nhiên liệu
+ Cảm biến mức nhiên liệu
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu Chú thích :
1 - Bình chứa nhiên liệu ; 2 - Bơm xăng ; 3 - Lọc nhiên liệu ; 4 - Van điều áp
5 - Bình chứa hơi xăng ; 6 - Bộ lọc khí ; 7 - Thanh đỡ bình nhiên liệu
8 - Cảm biến áp suất thùng nhiên liệu ; 9 - Van đóng bình chứa hơi xăng
10 - Cảm biến mức nhiên liệu ; 11- Ống dẫn nhiên liệu ; 12- Ống dẫn hơi
13- Ống dẫn hơi ; 14-Vòng khóa bình xăng
Bình chứa nhiêu liệu được cấu tạo bởi nhựa plastic hoặc hợp kim có tác dụng chứa xăng hay dầu tùy theo động cơ của xe sử dụng nhiên liệu gì Bình nhiên liệu giúp cung cấp nhiên liệu cho xe chạy trong quãng đường dài
Hình 2.2 Bình chứa nhiên liệu 2.1.2 Bơm xăng
Bơm xăng có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu từ thùng nhiên liệu đến bình lọc và bơm cao áp với áp suất ổn định
Lọc xăng ô tô (tiếng Anh là Fuel Filter) có công dụng lọc bỏ các cặn gỉ, tạp chất có trong xăng trước khi xăng đi qua bơm xăng, kim phun xăng vào buồng đốt động cơ Điều này giúp quá trình đốt hỗn hợp nhiên liệu và khí hiệu quả hơn, kéo dài tuổi thọ các chi tiết bên trong động cơ
Van điều áp nhiên liệu là một chi tiết kim loại có hình trụ và được gắn vào ống cấp nhiên liệu cho kim phun, ống này còn được gọi là ống chia Chi tiết này có nhiệm vụ duy trì áp suất nhiên liệu ở mức chuẩn để động cơ hoạt động 1 cách mượt mà nhất
Trên xe ô tô, xăng được chứa trong bình xăng liên tục bay hơi làm cho áp suất trong bình xăng tăng cao Nếu lượng hơi xăng không được kiểm soát sẽ gây ra những nguy cơ cháy nổ cho xe Nó được sử dụng để giữ hơi xăng dư thừa để đưa chúng trở lại động cơ để đốt cháy và ngăn chúng xâm nhập vào khí quyển
2.1.6 Cảm biến áp suất bình nhiên liệu
Cảm biến áp suất nhiên liệu có chức năng kiểm soát áp suất nhiên liệu xăng, dầu trong động cơ Nó sẽ trực tiếp đo đạc thông số hiện tại của áp suất và gửi những dữ liệu thu thập được về bộ điều khiển ECU
Nếu nhận biết thấy những sự bất thường như áp suất nhiên liệu quá cao hoặc quá thấp Động cơ sẽ không thể khởi động được, đảm bảo sự vận hành an toàn cho chiếc xe Bảng 2.1 Thông số cảm biến áp suất bình nhiên liệu Áp suất ( kpa ) Tín hiệu gửi về ECU ( V)
2.1.7 Cảm biến mức nhiên liệu
Cảm biến nhiên liệu hoạt động dựa trên cơ chế sensor cảm biến và phương thức đo mực chất lỏng (ở đây là nhiên liệu xăng, dầu) Sensor cảm biến nhận biết được mực chất lỏng đến đâu của thanh kim loại được gắn trong bình chứa, từ đó sẽ biết được mức nhiên liệu hiện có cũng như mức tiêu hao nhiên liệu của phương tiện
2.1.8 Ống dẫn hơi xăng Ống dẫn hơi xăng có chức năng vận chuyển xăng bị bốc hơi tới bình chứa hơi xăng và vận chuyển hơi xăng trở lại buồng đốt
Hệ thống phun xăng
Hệ thống phun xăng gồm các bộ phận sau :
+ Cảm biến áp suất nhiên liệu
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí hệ thống phun nhiên liệu Chú thích :
1- Bơm cao áp ; 2- ống dẫn nhiên liệu; 3- Kim phun ; 4- Cảm biến áp suất ống rail
Có thể nói là bộ phận quan trọng đầu tiên của hệ thống này là bơm cao áp, bơm cao áp có nhiệm vụ nén nhiên liệu áp suất thấp từ bơm xăng lên thành nhiên liệu có áp suất cao để tích trữ trong ống rail Nhờ có cảm biến áp suất ống rail mà ECU nhận biết được áp suất thực tế trong ống rail là bao nhiêu để điều chỉnh van FPRV (Fuel Pressure Regular Valve: van điều áp) trên bơm cao áp Sau đó ECM sẽ điều khiển kim phun nhiên liệu phun dưới áp suất cao vào buồng đốt động cơ
- Bơm cao áp của động cơ Theta II GDI được dẫn động bằng trục cam và do đó do đó bơm được đặt trên nắp giàn cò và tiếp xúc với vấu cam trục cam
Hình 2.4 Mặt cắt bơm cao áp
Trên bơm có một van solenoid điều khiển điện, thường gọi là van điều chỉnh áp suất nhiên liệu FPRV (Fuel Pressure Regular Valve) (tên gọi này đối với hãng Hyundai, Kia, đối với các hãng khác có thể có tên khác nhau), van này nhìn chung chức năng giống như van SCV (Suction Control Valve) trên động cơ phun dầu điện tử Van có 2 dây được điều khiển từ hộp ECM động cơ theo dạng điều chế độ rộng xung Nếu van mở càng nhiều, lượng dầu đi qua sẽ càng nhiều dẫn đến áp suất nhiên liệu tăng cao và ngược lại
Van này thường được kiểm tra bằng cách đo điện trở nằm trong khoảng 0.5 ôm kết hợp với việc kích hoạt trên máy chẩn đoán, khi bạn kích họat, van di chuyển và có nghe tiếng click có nghĩa là van vẫn còn hoạt động
Thông số bơm bơm cao áp :
+ Áp suất định mức : 135bar
Bảng 2.2 Áp suất nhiên liệu theo tốc độ động cơ
Không tải 1500 6300 Ngừng chạy Áp suất nhiên liệu
Hình 2.5 Bơm cao áp Theta II
Hình 2.6 Mạch bơm nhiên liệu
Nguyên lý hoạt động : Xăng được bơm từ thùng xăng qua bơm nhiên liệu, nhiên liệu lúc này khoảng 4.5 bar, sau khi được lọc sẽ tới bộ bơm cao áp Ở đây nhiên liệu đi qua van điều khiển lưu lượng, van điều khiển lưu lượng nhận tín hiệu từ cảm biến áp suất ống rail sau đó điều khiển lượng xăng đi qua sao cho phù hợp, xăng đi vào xi lanh do bị nén nên khi sau khi ra khỏi xi lanh nhiên liệu sẽ có áp suất rất cao khoảng 135 bar, tiếp theo đi qua van 1 chiều đi vào ống rail và tới kim phun Nếu áp suất quá cao dầu sẽ qua van an toàn sau đó về lại xi lanh hoàn thành quá trình bơm nhiên liệu
2.2.3 Cảm biến áp suất ống rail FPS
Cảm biến áp suất ống rail FPS (Fuel Pressure Sensor) thường được gắn ở đầu ống rail dùng để đo áp suất nhiên liệu thực tế ở bên trong ống rail gửi tín hiệu về ECM dưới dạng điện áp Cảm biến áp suất ống rail có 3 dây: 1 dây dương 5V lấy từ hộp, 1 dây mass hộp và
1 dây tín iêu đưa về hộp
ECM dựa vào tín hiệu này để điều khiển lượng phun nhiên liệu vào trong buồng đốt động cơ
Điều khiển van FPRV như đã nói ở trên tùy thuộc vào từng chế độ hoạt động của động cơ
Giám sát van FPRV có hoạt động tốt hay không
Hình 2.7 Cảm biến áp suất nhiên liệu trên ống rail
1- Nguồn cảm biến ; 2- Tín hiệu cảm biến áp suất ống rail ; 3- Mass cảm biến
Hình 2.8 Tín hiệu gửi về của cảm biến
2.2.4 Các đường ống cao áp và ống rail
Tất cả các đường ống này đều được làm từ thép hợp kim không gỉ chống ăn mòn về hóa học Ống rail hay bên ngoài hay còn gọi là ống sáo, thuật ngữ rail này lấy từ hệ thống phun dầu điện tử Common Rail vì hình dạng của nó tương tự bên hệ thống phun dầu và nhiệm vụ cũng là để tích trữ nhiên liệu áp suất cao từ bơm cao áp lên
Hình 2.9 Ống rail động cơ 2.2.5 Kim phun
Một chi tiết cực kỳ quan trọng trong hệ thống này là kim phun Không giống như động cơ phun xăng thông thường, kim phun GDI được thiết kế với độ chính xác và phun áp suất cao hơn rất nhiều
Nếu như động cơ phun xăng đa điểm MPI, kim phun phun vào trước đường ống nạp thì động cơ GDI, kim phun phun thẳng trực tiếp vào trong buồng đốt của động cơ giống như động cơ Diesel Ở động cơ MPI, kim phun được cấp nguồn dương sẵn 12V và được điều khiển mass Còn trên GDI cả hai dây của kim phun đều được điều khiển bởi hộp ECM.Hiện nay kim phun GDI có hai loại: bằng cuộn từ và bằng Piezo Tuy nhiên do Piezo là kim phun loại mới hơn cho nên độ phổ biến không bằng loại bằng cuộn từ
Hình 2.10 Kim phun động cơ
Trang 22 Đối với loại kim bằng cuộn từ điện áp mở kim khoảng từ 50 - 60 VDC tùy loại Còn đối với kim loại Piezo điện áp nằm khoảng 105 Vì vậy hãy cực kỳ cẩn thận khi sửa chữa liên quan đến điện kim phun, trường hợp nếu muốn thử bằng đèn Led thì phải dùng trở vài kilo ôm trở lên và phải cẩn thận trong việc cách điện.
Ưu nhược điểm của động cơ phun xăng trực tiếp
+ Tỉ số nén được tăng lên: Động cơ phun xăng trực tiếp GDI có tỉ số nén cao hơn động cơ phun xăng đa điểm thông thường Do vậy áp suất nén cũng được tăng theo
+ Nhờ phun nhiên liệu trực tiếp với áp suất cao, nhiên liệu tơi hơn, hạt nhỏ mịn hơn nên dễ dàng bốc hơi Khi nhiên liệu bốc hơi như vậy sẽ hấp thụ nhiệt lượng làm cho nhiệt độ khí nạp thấp hơn Nhiệt độ khí nạp thấp làm cho lượng không khí nạp vào cao hơn dẫn đến tăng hiệu suất nạp Tăng hiệu suất nạp sẽ làm tăng hiệu suất của động cơ 6 - 14% Bên cạnh đó giảm nhiệt độ khí nạp còn giúp giảm hiện tượng kích trong khi động cơ này rất dễ bị kích nổ bởi có tỉ số nén cao
+ Hiệu quả quét sạch khí cháy được cải thiện nhờ tăng góc trùng điệp xupap giúp khí nạp được sạch hơn
Hình 2.12 So sánh hiệu suất giữa động cơ GDI và MPI
+ Nhiệt độ khí xả tăng nhanh rút ngắn thời gian nung nóng bầu catalytic làm giảm lượng khí thải độc hại thải ra môi trường Lượng nhiên liệu được đốt cháy gần như tối ưu làm giảm khí thải 50%
+ Tăng công suất và mô men trong khi kích thước động cơ nhỏ hơn
+ Hiệu suất động cơ cao giúp tăng tính kinh tế nhiên liệu từ 8 – 22%
Bên cạnh những ưu điểm cũng có những hạn chế của loại động cơ này :
+ Tăng tải điện cho kim phun
+ Các chi tiết phụ tùng đắc đỏ hơn
+ Rất nhiều chi tiết bắt buộc phải dùng 1 lần: các seal
+ Công nghệ mới đòi hỏi phải đào tạo kỹ thuật nhiều
+ Đòi hỏi bảo dưỡng đúng và chính xác
+ Cần đến nhiều công cụ hỗ trợ, các tool chuyên dùng trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa động cơ
Hệ thống đánh lửa động cơ
Hệ thống đánh lửa trên động cơ Theta II là hệ thống đánh lửa được điều khiển bởi ECU Tín hiệu thời điểm đánh lửa đã được lập trình sẵn trong ECU , ECU sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến gửi về, tính toán và sau đó ngắt cuộn sơ cấp để tiến hành đánh lửa cho động cơ
Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến nguồn điện xoay chiều, một chiều có hiệu điện thế thấp (12 hoặc 24V) thành các xung điện thế cao (từ 15.000 đến 40.000V) Các xung hiệu điện thế cao này sẽ được phân bố đến bougie của các xylanh đúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí
Cuộn đánh lửa được cấu tạo bao gồm một lõi thép được chèn chặt trong ống các tông cách điện và được quấn các cuộn sơ cấp và thứ cấp quanh lõi Cuộn thứ cấpcó nhiều vòng, gấp khoảng 100 lần cuộn sơ cấp Một đầu của cuộn thứ cấp nối với các bugi đánh lửa và đầu còn lại nối với IC
Cuộn đánh lửa phải tạo ra đủ công suất để tạo ra tia lửa điện cần thiết để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí Để đạt được điều này, cần có một từ trường mạnh trong cuộn sơ cấp, do đó có điện trở rất thấp (khoảng 1-4 Ohm) cho phép đủ dòng điện chạy qua
Dòng điện càng nhiều thì từ trường càng mạnh Một yêu cầu khác để tạo ra điện áp cao ở phía thứ cấp là dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp phải được tắt nhanh chóng Khi dòng điện dừng lại trong giây lát, từ trường bị suy giảm Khi từ trường suy giảm nhanh chóng đi qua cuộn thứ cấp, một điện áp cao được tạo ra Nếu điện áp đủ cao để vượt qua khe hở bugi dòng điện chạy giữa các đầu và một tia lửa được tạo ra Điện trở trong mạch thứ cấp càng cao, v.d Khoảng cách giữa các đầu càng lớn thì càng cần nhiều điện áp để dòng điện chạy qua và thời gian đánh tia lửa điện càng ngắn Điều này rất quan trọng khi quan sát kiểu đánh lửa Điện áp cuộn sơ cấp khi tắt nguồn là khoảng 200V-400V (do tự cảm ứng) và điện áp cuộn dây thứ cấp vào khoảng 7kV-35 kV tùy thuộc vào loại hệ thống đánh lửa
Hình 2.13 Cuộn đánh lửa Thông số kỹ thuật cuộn đánh lửa trên động cơ Theta II
Bảng 2.3 Thông số cuộn đánh lửa
Bugi đánh lửa là bộ phận dẫn điện cao áp vào buồng đốt của động cơ, hình thành tia lửa điện giữa các cực để đốt cháy hỗn hợp khí Bugi ô tô là chi tiết cuối cùng thuộc hệ thống đánh lửa của xe ô tô Nó thực hiện nhiệm vụ bật tia lửa điện giữa 2 điện cực: cực trung tâm (còn gọi là điện cực dương) và cực bên nối mát, để đốt cháy hỗn hợp gồm nhiên liệu và không khí đã được nén ở buồng đốt
Hình 2.14 Bugi đánh lửa của động cơ Theta II Chú thích :
1- Đầu nối ; 2- Nếp gợn sóng ; 3- Điện trở ; 4- Long đền ; 5- Điện cực trung tâm
Các thông số cơ bản của bugi :
Khoảng cách điện cực 1.0 ~1.1 mm
Chi tiết này còn được gọi với cái tên điện cực dương, đây là điểm tập trung tạo ra các tia lửa điện Bởi vậy, bộ phận thuộc cấu tạo bugi này phải được tạo thành từ những chất liệu chuyên biệt có khả năng hoạt động ổn định ở môi trường có áp suất, nhiệt độ biến thiên và khả năng chống mài mòn cao
2.4.2.2 Vỏ sứ cách điện Đảm bảo không rò rỉ điện cao áp, có độ bền cơ học cao, chịu được nhiệt độ cao, có tính truyền nhiệt tốt Vật liệu làm vỏ cách điện thường là gốm oxít nhôm (Al2O3) Trên thân vỏ cách điện, về phía đầu tiếp xúc với chụp bugi, các nhà sản xuất luôn tạo ra một số nếp nhăn sóng ( thường có khoảng 4 hoặc 5 nếp nhăn sóng), mục đích của việc tạo ra nếp nhăn sóng này để ngăn ngừa hiện tượng phóng điện cao áp từ đầu tiếp xúc của bugi xuống phần kim loại (Đánh lửa ra mát động cơ), làm giảm hiệu qủa đánh lửa trong buồng đốt của động cơ
Hình 2.15 Bugi động cơ Theta II
2.4.3.3 Điện trở Điện trở trong bugi có chức năng ngăn dòng điện quá mức từ đó giảm xói mòn điện cực và kéo dài tuổi thọ của bugi
Là khoảng trống giữa 2 điện cực Dung tích càng nhỏ và nông thì khả năng tản nhiệt của bugi càng nhanh Ngược lại, dung tích khoảng trống càng lớn và sâu thì khả năng tản nhiệt của bugi càng kém hiệu quả
Kiểu bugi phát xạ ra nhiều nhiệt được gọi là bugi lạnh, bởi vì chúng không bị nóng lên qua nhiều Kiểu bugi phát xạ ra ít nhiệt được gọi là bugi nóng, bởi chúng giữ lại nhiệt độ
Mã số của bugi xe ô tô được in trên bugi mô tả cấu tạo và đặc tính của chiếc bugi đó
Mã số có thể khác nhau đôi chút, tùy thuộc theo từng nhà sản xuất Bugi làm việc tốt nhất khi nhiệt độ tối thiểu của điện cực trung tâm nằm trong khoảng nhiệt độ tự làm sạch là
450 o C và nhiệt độ tự bén lửa là 950 o C
Cảm biến trị vị trí trục khuỷu ô tô có nhiệm vụ thu thập dữ liệu về tốc độ trục khuỷu và vị trí trục khuỷu vào cuối kỳ nổ để gửi về hệ thống điều khiển ECU Từ dữ liệu này ECU sẽ tính toán thời điểm phun nhiên liệu và đánh lửa phù hợp với hoạt động của các xi lanh động cơ Loại cảm biến trên động cơ Theta II là cảm biến Hall
Hình 2.16 Sơ đồ mạch của cảm biến trục khuỷu Chú thích :
1- Chân tín hiệu cảm biến ; 2- Chân mass cảm biến ; 3- Nguồn cảm biến
Cảm biến vị trí trục cam có tên gọi tiếng Anh là Camshaft Position Sensor (CPS), nó đảm nhận một vài trò vô cùng quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ
ECU sẽ sử dụng tìn hiệu nhận được từ cảm biến trục cam để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy khác, đồng thời có thể tính toán thời điểm đánh lửa hoặc phun nhiên liệu thích hợp nhất
Cũng như cảm biến trục khuỷu, cảm biến trục cam cũng sử dụng loại cảm biến Hall
Vì động cơ Theta II là động cơ DOHC – Double Overhead Camshaft nên sẽ có 2 cảm biến trục cam
Hình 2.17 Sơ đồ mạch cảm biến trục cam
Mạch đánh lửa động cơ
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụng nữa Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếp điểm trong khu vực cao áp
Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiện thông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử) ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toán thời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa Thời điểm đánh lửa được tính toán liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá trị thời điểm đánh lửa tối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng một bản đồ ESA
Nguyên lý hoạt động : Khi động cơ chạy, dòng điện từ ắc quy chạy qua IC đánh lửa,vào cuộn sơ cấp, phù hợp với tín hiệu thời điểm đánh lửa IGT do ECU động cơ phát ra Kết quả là các đường sức từ trường được tạo ra chung quang cuộn dây có lõi ở trung tâm Khi động cơ tiếp tục quay ECU động cơ tiếp nhận các tín hiệu từ cáccảm biến như cảm biến trục cam, cảm biến vị trí trục khuỷu Sau đó ECU xử lý và tính toán các số liệu rồi gửi tín hiệu IGT đến IC đánh lửa IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn sơ cấp Kết quả là từ thông của cuộn sơ cấp bắt đầu giảm Vì vậy, tạo ra một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ thông hiện có, thông qua tự cảm của cuộn sơ cấp và cảm ứng tươnghỗ của cuộn thứ cấp Hiệu ứng tự cảm tạo ra một thế điện động khoảng 500Vtrong cuộn sơ cấp, và hiệu ứng cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp tạo ra một sức điện động khoảng 30kV làm cho bugi tạo ra tia lửa điện đốt cháy hòa khí Dòng sơ cấp càng lớn và sự ngắt dòng càng nhanh thì điện thế thứ cấp càng lớn
Hình 2.18 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Hình 2.19 Mạch đánh lửa động cơ Theta II
1- Chân mass IC đánh lửa ; 2- Chân nhận tín hiệu IGT ; 4- Mass ECU
Ground – Nối đất ; Condenser – Tụ điện ; IG coil – Cuộn đánh lửa
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỮA CHỮA THETA II
Quy trình bảo dưỡng hệ thống nhiên liệu
Hệ thống nhiên liệu là tập hợp tất cả các bộ phận : bơm nhiên liệu, bơm cao áp hoặc bộ chế hoà khí, các đường ống dẫn, vòi phun cao áp, các bầu lọc, các bộ điều tôc và bộ phun sớm… Có nhiệm vụ : cung cấp hoà khí đúng yêu cầu làm việc của động cơ và tăng công suất cho động cơ
Trong quá trình sử dụng, trạng thái kỹ thuật của hệ thống nhiên liệu động cơ dần thay đổi theo hướng xấu đi, dẫn tới hư hỏng và giảm độ tin cậy Quá trình thay đổi có thể kéo dài theo thời gian (Km vận hành của ôtô) và phụ thuộc vào nhiều nguyên nhân như : chất lượng vật liệu, công nghệ chế tạo và lắp ghép, điều kiên và môi trường sử dụng…Làm cho các chi tiết, bộ phận mài mòn và hư hỏng theo thời gian, cần phải được kiểm tra, chẩn đoán để bảo dưỡng và sửa chữa kịp thời Nhằm duy trì tình trạng kỹ thuật của hệ thống nhiên liệu ở trạng thái làm việc với độ tin cậy và an toàn cao nhất
Bơm xăng nhiên liệu thường được đặt trong bình xăng vì sẽ được giảm tiếng ồn khi làm việc, nhiên liệu sẽ làm mát và bôi trơn Đặc biệt, giảm được nguy cơ thiếu nhiên liệu khi xe quay vòng nhanh, phanh hoặc tăng tốc khiến cho xăng dồn về phía trước Tuy nhiên, có nhiều loại xe được sử dụng 2 bơm xăng đó chính là 1 bơm được đặt trong bình nhiên liệu và 1 bơm được đặt bên ngoài
Bơm xăng thường khá bền song sau một thời gian sử dụng có thể gặp trục trặc nếu bị bám bẩn hoặc trong quá trinh làm việc bị quá tải Do vậy, đối với mức xăng trong bình thấp và bơm không được bôi trơn và làm mát đầy đủ sẽ dẫn tới hiện tượng nóng quá mức làm giảm hiệu quả hoạt động Đặc biệt, có một vài dấu hiệu khác liên quan đến như kết nối tiếp xúc kém hay dây điện bị đứt
Quy trình bảo dưỡng gồm các bước cơ bản như : làm sạch bên ngoài, tháo rời bơm và các tiếp điểm, lọc bơm, các van, vỏ bơm… Làm sạch và thay thế các chi tiết có dấu hiệu hư hỏng hoặc sắp hư hỏng Tiến hành kiểm tra sau đó lắp bơm lại như ban đầu
Quy trình kiểm tra bơm xăng :
Bước 1 : Tắt công tắt máy và tháo cực âm accquy
Bước 3 : Kiểm tra bơm xăng bằng cách lắp cực ( A – Nguồn bơm xăng ) vào nguồn ác quy và cực âm nối đất Nếu bơm xăng không còn hoạt động thì ta tiến hành thay thế hoặc sữa chữa
Hình 3.1 Các chân giắc nối bơm xăng Chú thích :
1- Tín hiệu cảm biến mức nhiên liệu ; 3- Mass cảm biến mức nhiên liệu
4- nguồn bơm xăng ; 5- Mass bơm xăng Đo áp suất bơm xăng
Cách tốt nhất để kiểm tra lỗi bơm xăng đó là kiểm tra áp suất bơm xăng xe Ở khoang máy ô tô có một cổng chờ Cách đo áp suất bơm xăng rất đơn giản, chỉ cần lắp đồng hồ đo áp suất bơm xăng ô tô vào cổng chờ này Nếu thấy áp suất xăng thấp hơn bình thường thì bơm xăng đang bị lỗi hoặc hệ thống đường ống nhiên liệu có vấn đề
Quy trình tháo bơm xăng :
Bước 1 : Xả nhiên liệu áp suất cao
Bước 2 : Tháo ghế sau của xe
Bước 3 : Tháo nắp đậy bơm xăng
Bước 4 : Tháo giắc nối của bơm (A), giắc cảm biến áp suất bình nhiên liệu (B) , ống dẫn nhiên liệu và ống dẫn hơi xăng
Bước 5 : Tháo vòng khóa bình xăng bằng SST và tháo bình xăng khỏi thùng nhiên liệu
Quy trình tháo lọc bơm xăng :
Sau khi tháo bơm xăng, ta tiến hành tháo lọc của bơm xăng Nếu lọc xăng bị bẩn nên vệ sinh ngay Trong trường hợp đã gần đến hạn hay quá hạn thay lọc xăng thì nên thay mới lọc xăng càng sớm càng tốt Thời gian thay lọc xăng ô tô định kỳ là sau mỗi 40.000 km hoặc sau 2 năm vận hành
Bước 1 : Tiến hành tháo giắc cảm biến mức nhiên liệu (A)
Bước 2 : Tháo các chốt cố định và tháo cụm báo mức nhiên liệu
Bước 3 : Tháo các chốt(A) còn lại và tiến hành tháo lọc bơm xăng
Quy trình tháo động cơ bơm nhiên liệu :
Khi thực hiện tháo động cơ bơm nhiên liệu, ta thực hiện các bước như tháo lọc nhiên liệu thay vào bước cuối cùng là tháo động cơ bơm nhiên liệu
Quy trình tháo bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu :
Bước 2 : Tháo các chốt cố định và nắp đậy của bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu Bước 3 : Tháo bộ điều chỉnh áp suất nhiên liệu (A)
Sau khi tháo bơm xăng, ta tiến hành kiểm tra các chi tiết và thay thế các chi tiết đã xuống cấp hoặc hư hỏng để đảm bảo động cơ hoạt động tốt nhất theo chỉ định của nhà sản xuất Theo các nhà sản xuất thì bơm nhiên liệu cần được bảo dưỡng sau khoảng 15.000 miles
Quy trình tháo lắp bảo dưỡng ống dẫn nhiên liệu
Bước 1 : Tắt máy và tháo cực âm accquy
Bước 2 : Xả nhiên liệu áp suất cao
Bước 3 : Tháo giắc nối với bơm áp suất thấp (A)
Bước 4 : Tháo vòi dẫn nhiên liệu bay hơi được nối từ van kiểm soát hơi nhiên liệu
Bước 5 : Nâng xe lên bằng hệ thống thủy lực
Bước 6 : Tháo bình chứa nhiên liệu
Bước 7 : Tháo ống nối nhanh dẫn hơi xăng
Bước 8 : Tháo vỏ bảo vệ phía dưới
Bước 9 : Tháo tắm chắn bảo vệ ống dẫn nhiên liệu và ống dầu phanh
Bước 10 : Tháo các chốt cố định ống dẫn nhiên liệu và tháo ống nhiên liệu
Sau khi tháo ống dẫn nhiên liệu, ta tiến hành kiểm tra tổng quát và làm sạch ống dẫn nhiên liệu bằng khí nén.Kiểm tra nứt, gãy, hở của các đường ống dẫn nhiên liệu và các đầu nối bị chờn ren Nếu ống dẫn gãy, đầu nối chờn ren phải thay.Lắp các đường ống dẫn vào hệ thống nhiên liệu
3.1.3 Hướng dẫn tháo ống rail
Lưu ý : Khi tháo lắp các bộ phận như bơm cao áp, ống dẫn nhiên liệu cao áp, ống rail và kim phun cần tắt máy và đợi một khoảng thời gian rồi mới thực hiện tháo lắp, nếu thực hiện tháo lắp ngay sau khi động cơ ngừng hoạt động, trong nhiều trường hợp sẽ gây nguy hiểm do rò rỉ dầu áp suất cao
Hướng dẫn tháo ống rail dẫn nhiên liệu :
Bước 1: Tắt máy và tháo cực âm ác quy
Bước 2 : Giải phóng áp suất dư trong đường nhiên liệu
Bước 3 : Tháo ống xả nhiên liệu động cơ
Bước 4 : Tháo cụm bảo vệ kim phun A
Bước 5 : Tháo các đầu nối kim phun A
Bước 6 : Tháo ống dẫn nhiên liệu C và cảm biến áp suất ống rail B
Bước 7 : Tháo các chốt cố định D và tháo cụm kim phun và ống rail ra khỏi động cơ
Sau khi tháo ống rail, ta tiến hành tháo kim phun nhiên liệu :
Tháo chốt cố định và tách kim phun với ống rail Sau khi tháo xong ta tiến hành kiểm tra kim phun xem có hư hỏng gì hay không Kiểm tra kim phun bằng cách đo điện trở ở 2 đầu của kim phun Nếu điện trở nằm trong khoảng cho phép ( 1.18 – 1.31 Ω) thì không cần thay thế kim phun mới Sau nó tiến hành kiểm tra kim phun có bị bám cặn bẩn, mụi đốt hay không, nếu có ta tiến hành súc rửa kim phun và gắn lại với ống rail
Hình 3.2 Kim phun động cơ
Chú ý khi tháo kim phun :
+ Không sử dụng lại các móc, vòng đệm, bulong
+ Khi lắp kim phun vào các xi lanh, hãy cẩn thận không làm hỏng kim phun
+ Không sử dụng thanh rail nếu trong quá trình tháo lắp bị rơi
+ Phải lắp nắp bảo vệ thanh rail khi lắp kim phun
3.1.5 Hướng dẫn tháo bơm cao áp
Lưu ý : Khi tháo lắp các bộ phận như bơm cao áp, ống dẫn nhiên liệu cao áp, ống rail và kim phun cần tắt máy và đợi một khoảng thời gian rồi mới thực hiện tháo lắp, nếu thực hiện tháo lắp ngay sau khi động cơ ngừng hoạt động, trong nhiều trường hợp sẽ gây nguy hiểm do rò rỉ dầu áp suất cao
Quy trình tháo bơm cao áp
Bước 1: Tắt máy và tháo cực âm ác quy
Bước 2 : Giải phóng áp suất dư trong đường nhiên liệu
Bước 3 : Tháo ống dẫn khí và lọc khí
Bước 4 : Tháo đầu nối van điều khiển áp suất nhiên liệu (A)
Bước 5 : Tháo các cuộn đánh lửa
Bước 6 : Tháo ống dẫn nhiên liệu áp suất cao
6.1 Tháo đầu nối B với bơm cao áp bằng thiết bị chuyên dụng loại : 09314-3Q100
6.2 Tháo đầu nối C với bơm cao áp bằng thiết bị chuyên dụng loại 09314-3Q100
6.3 Tháo van kiểm soát hơi nhiên liệu
6.4 Tháo chốt D và tháo ống dẫn nhiên liệu áp suất cao
Bước 7 : Tháo các chốt cố định E và tháo bơm cao áp từ nắp xy lanh
Sau khi tháo bơm cao áp ra khỏi động cơ, ta tiến hành tháo bơm cao áp và vệ sinh bơm cao áp, đồng thời kiểm tra các bộ phận của bơm cao áp như các đầu nối với ống dẫn áp suất cao và bơm áp suất thấp, các van dẫn nhiên liệu cũng như van điều chỉnh áp suất nhiên liệu bơm Nếu có bộ phận nào hư hỏng hoặc xuống cấp thì tiến hành thay thế Sau khi kiểm tra ta tiến hành lắp lại bơm vào động cơ theo quy trình ngược lại với quy trình tháo bơm
Quy trình bảo dưỡng hệ thống đánh lửa
Hệ thống đánh lửa là một hệ thống rất quan trọng trên ô tô Sau thời gian dài họat động các bộ phận như Bugi đánh lửa, cuộn đánh lửa, ống dẫn và các giắc nối sẽ có dấu hiệu hư hỏng theo thời gian Nếu không được bảo trì sẽ dẫn đến những hư hỏng làm giảm hiệu suất động cơ cũng như các bộ phận khác Theo nhà sản xuất của từng loại xe sẽ có thời gian bảo dưỡng khác nhau Nhưng theo nhiều nhà sản xuất hệ thống đánh lửa nên được kiểm tra sau mỗi 10.000 Km
Quy trình tháo lắp cuộn đánh lửa :
Bước 1 : Tháo cực âm ác quy
Bước 2 : Tháo nắp bảo vệ động cơ
Bước 3 : Tháo các đầu nối cuộn đánh lửa ( A )
Bước 4 : Tháo các cuộn đánh lửa khỏi động cơ
Sau khi tháo bobin đánh lửa, ta tiến hành làm sạch bobin sau đó kiểm tra các đầu nối, kiểm tra bobin có bị hỏng cách điện hay không Kiểm tra các cọc bắt dây có bị ô xi hóa hay không Nếu có bộ phận nào xuống cấp hoặc hư hỏng ta tiến hành thay mới
Kiểm tra bugi ban đầu bằng cách cho ga xe ở vòng tua 3000 rpm khoảng 3 lần Sau đó tháo bu gi và kiểm tra
+ Nếu điện cực khô, chứng tỏ bugi hoạt động bình thường
+ Nếu điện cực ướt, tiếp tục kiểm tra bugi như bước dưới
Bước 1: Kiểm tra xem bugi có hư hỏng hay hay không Nếu bugi hư hỏng thì tiến hành thay thế cái mới
Bước 2 : Kiểm tra điện cực của bugi Đo điện trở bugi với ôm kế Nếu ôm kế chỉ ít hơn
10 MΩ thì tiến hành điều chỉnh khoảng hở điện cực
Hình 3.3 Kiểm tra điện trở bugi
Bước 3: Kiểm tra khoảng hở điện cực, nếu khoảng hở điện cực lớn hơn giá trị cho phép Tiến hành thay thế bugi Khoảng hở cho phép nằm trong khoảng 0.7-.0.8 mm
Sau một thời gian hoạt động, bugi của xe bạn sẽ bị bám bẩn ở 2 điện cực bởi các muội than nhiên liệu sau quá trình cháy Đồng thời sẽ có sai lệch giữa 2 điện cực của khe hở đánh lửa Vì vậy cần phải vệ sinh và căn chỉnh lại chúng để bugi trở lại trạng thái hoạt động an toàn nhất Theo kinh nghiệm bảo dưỡng bugi thì bạn có thể nhìn vào màu sắc ở đầu bugi để nhận biết tình trạng của nó
Có 3 màu sắc chẩn đoán cơ bản :
Có màu nâu nhạt hoặc màu như đỏ gạch : Chứng tỏ hòa khí được trộn tỉ lệ thích hợp, bugi sử dụng đúng dải nhiệt độ và hệ thống đánh lửa đang hoạt động tốt
Bugi bị khô và có màu trắng : Điều này cho biết tỉ lệ hòa khí đang gặp vấn đề, chính xác hơn là dư gió và thiếu xăng hoặc có thể bugi đang sử dụng là loại quá nóng cho động cơ đó
Bugi bị bám nhiều muội than và có màu đen : Ngược lại với khi bugi bị khô và có màu trắng, khi bugi có màu đen và bị bám nhiều muội than, điều này cho chúng ta biết tỉ lệ hòa khí đang bị thiếu gió thừa xăng hoặc có thể bugi đang sử dụng là loại quá nguội cho loại động cơ đó
Khi bugi gặp bất kỳ hiện tượng nào, điều đầu tiên là nên kiểm tra tỉ lệ hòa khí để đưa ra những giải pháp căn chỉnh chính xác Các bạn cần phải kiểm tra và vệ sinh lọc gió hoặc độ kín của cổ hút đồng thời vệ sinh lại các điện cực bugi,…
Nếu xử lý xong mà tình trạng động cơ vẫn không được cải thiện, thì việc thay bugi mới là điều nên làm
Bước 1 : Tháo cuộn đánh lửa
Bước 2 : Dùng thiết bị chuyên dụng để tháo bugi
Lưu ý : không để cặn bẩn lọt vào lỗ bugi
Quy trình lắp thì ngược lại với quy trình tháo Lực siết bugi nằm trong khoảng 14.7- 24.5 N.m
Quy trình kiểm tra sữa chữa hệ thống nhiên liệu
3.3.1 Sữa chữa kiểm tra bơm xăng
Khi kiểm tra bơm xăng ,nếu bơm không hoạt động khi khởi động động cơ thì cần kiểm tra mạch điện vào bằng ôm kế và vôn kế Kiểm tra áp suất dầu bôi trơn và tình trạng hoạt động của tiếp điểm của mạch ngắt bơm khi áp suất dầu thấp
Nếu bơm hoạt động được, cần kiểm tra lưu lượng và áp suất đẩy của bơm trên xe trước khi quyết định tháo ra để sửa chữa Để biết bơm có hoạt động hay không, có thể kiểm tra bằng cách nghe âm thanh qua miệng ống đổ xăng của bình chứa khi đóng mạch điện bơm Nếu khó nghe thì có thể dùng tai nghe
3.3.2 Kiểm tra áp suất bơm
Một số hệ thống nhiên liệu phun xăng hoạt động dưới áp suất thấp, khoảng 0,7 kg/cm2 nhưng phần lớn hệ thống hoạt động dưới áp suất cao, khoảng 2,5-3 kg/cm2 Trong cả hai loại hệ thống, áp suất nhiên liệu cực đại của bơm cung cấp, thường gấp đôi áp suất làm việc bình thường của hệ thống, để đảm bảo các vòi phun được cung cấp đủ nhiên liệu ở mọi chế độ làm việc Khi kiểm tra áp suất bơm, cần tham khảo số liệu kỹ thuật của bơm để biết áp suất yêu cầu của bơm Để kiểm tra áp suất của hệ thống nhiên liệu, lắp áp kế vào đầu van kiểm tra có sẵn của hệ thống, đóng điện cho bơm chạy và đọc chỉ số trên áp kế Có thể khởi động cho động cơ chạy chậm không tải và kiểm tra Nếu hệ thống không có van kiểm tra, thì có thể lắp một đầu nối 3 ngả T vào đường ống và lắp áp kế vào đầu nối còn lại của đầu nối T để kiểm tra
3.3.3 Kiểm tra lưu lượng bơm
Việc kiểm tra lưu lượng bơm được thực hiện mà không cần khởi động động cơ Tháo đầu ống đẩy tại bầu lọc hoặc tại điểm thuận lợi và cho vào một cốc đo thể tích, đóng điện vào bơm và đo lượng xăng bơm trong 10 giây So sánh lưu lượng bơm với số liệu kỹ thuật cho phép của bơm để đánh giá, bơm điện của các động cơ thường bơm được từ 170 – 350 cc trong thời gian 10 giây
Nếu bơm không đảm bảo đủ lượng và áp suất, cần tháo ra kiểm tra, sửa chữa hoặc thay bằng chi tiết mới rồi lắp và thử lại
3.3.4 Kiểm tra dòng điện qua bơm
Cường độ dòng điện qua bơm trong quá trình làm việc, cũng phản ánh tình trạng kỹ thuật của bơm, kiểm tra thông số này để phán đoán các hư hỏng liên quan Lắp một ampe kế nối tiếp với cầu chì trong mạch của bơm, khởi động cho động cơ chạy và đọc kết quả trên ampe kế
Nếu bơm có đầu dây kiểm tra thì kiểm tra dòng điện dễ đàng mà không cần cho động cơ hoạt động Nối đầu dây dương của ampe kế với cực dương của ắc quy, còn đầu dây âm thì nối với đầu dây kiểm tra của bơm Sau khi nối, bơm sẽ hoạt động và có thể đọc được cường độ dòng điện trên ampe kế
+ Nếu dòng điện thấp hơn quy định, cần kiểm tra các mối nối tại các tiếp điểm chuyển mạch, tại đầu nối điện vào bơm, tại đầu dây nối mát và kiểm tra sự rò rỉ của bơm
+ Nếu dòng điện cao hơn quy định, cần kiểm tra hiện tượng tắc bộ lọc xăng, hiện tượng nghẹt đường ống hoặc hiện tượng kẹt các ổ trục làm bơm quay chậm
Phương pháp kiểm tra sữa chữa các bộ phận của hệ thống nhiên liệu
Cần quan sát kỹ để phát hiện hiện tượng hở đường khí hoặc rò rỉ của các đường nhiên liệu của hệ thống để xử lý kịp thời Trong hệ thống nhiên liệu phun xăng, sự rò rỉ của các đường nhiên liệu của hệ thống hoặc đường khí của bộ điều áp, sẽ ảnh hưởng đến áp suất nhiên liệu của hệ thống, dẫn đến quá trình phun cấp nhiện liệu không bình thường Khi quan sát các mối nối đường ống nhiên liệu nếu thấy bụi bẩn bám tập trung nhiều thì có khả năng là mối nối bị rò rỉ
Hình 3.4 Kiểm tra nhiên liệu bằng ống nghe
Có thể kiểm tra nhanh xem vòi phun có hoạt động hay không, bằng cách sờ tay vào thân vòi phun khi động cơ đang làm việc Nếu cảm giác thấy có hiện tượng rung động, thì khẳng định vòi phun đang hoạt động Nếu không thấy gì, là vòi phun không hoạt động
Cũng có thể dùng ống nghe để nghe tiếng va đập bên trong của từng vòi phun Nếu vòi phun hoạt động, sẽ nghe thấy rất rõ âm thanh va đập của kim phun, nếu nghe không rõ có thể vòi phun bẩn cần phải làm sạch, nếu không nghe thấy gì thì cần kiểm tra thêm để xác định nguyên nhân tại sao vòi phun không hoạt động
Có thể kiểm tra sự hoạt động của vòi phun bằng cách rút dây cắm điện của vòi phun cần kiểm tra ra Nếu tốc độ động cơ không thay đổi, vòi phun không hoạt động, còn nếu tốc độ giảm chứng tỏ vòi phun hoạt động tốt
Hệ thống phun xăng cần phun chính xác, một lượng nhiên liệu, dưới một áp suất nhất định, với lưu lượng khí đã biết Do vậy, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hỗn hợp, nên trước khi đi sâu vào kiểm tra các bộ phận của hệ thống, cần phải kiểm tra và khắc phục hư hỏng của các bộ phận liên quan sau đây:
+ Kiểm tra bộ lộc gió và bảo dưỡng, thay thế nếu cần
+ Kiểm tra đường ống nạp xem có rò rỉ hoặc tắc nghẽn
+ Kiểm tra các đường chân không, thay các đường ống rách, vỡ hoặc mềm
+ Kiểm tra sự làm việc của van thông gió hộp trục khuỷu và thay mới nếu cần + Kiểm tra các mối nối đường điện xem có mòn, lỏng hoặc tuột để khắc phục
+ Kiểm tra xem có xăng ở cửa chân không của bộ điều áp không, nếu có có nghĩa bộ điều áp bị hỏng cần phải thay thế ngay
Sau khi đã kiểm tra các bộ phận liên quan nói trên và kiểm tra nhanh các bộ phận của hệ thống bằng quan sát, nếu không phát hiện hư hỏng gì, thì kiểm tra tiếp đến áp suất nhiên liệu trong đường xăng chung, tín hiệu điều khiển vòi phun, tình trạng hoạt động của vòi phun, cũng như các cụm chi tiết khác để xác định, khắc phục các hư hỏng của hệ thống 3.4.2 Chuẩn đoán hư hỏng hệ thống qua áp suất
Quy trình kiểm tra chẩn đoán được thực hiện như sau:
+ Lắp một áp kế vào van kiểm tra của đường xăng chung
+ Khởi động cho động cơ hoạt động để tạo áp suất trong đường xăng chung Khi động cơ chạy bình thường và ổn định, áp suất trên đường xăng phải đạt 2,5-3 kg/cm2 , nếu không đạt thì cần kiểm tra bơm và bộ điều áp
+ Dừng động cơ, chờ 20 phút sau dó quan sát lại chỉ số áp suất nhiên liệu trên áp kế Độ giảm áp suất không được quá 1,4 kg/cm2 Nếu độ giảm áp suất lớn hơn 1,4 kg/cm2 , có thể kết luận sự rò rỉ lớn ở các bộ phận trong hệ thống như van một chiều ở bơm, vòi phun hoặc bộ điền áp
Trang 49 Để xác định nguyên nhân rò rỉ trong hệ thống, có thể thực hiện như sau:
+ Lắp một van khóa vào đường cấp xăng giữa bơm và đường nhiện liệu chung của các vòi phun
+ Đóng điện cho bơm hoạt động để tạo áp suất trong hệ thống
+ Dừng bơm, khóa van lại và chờ sau 10 phút, rồi quan sát độ giảm áp suất trên áp kế Nếu áp suất không giảm, thì sự rò rỉ nói trên có thể là do hư hỏng của bơm, cần phải kiểm tra, sửa chữa bơm hoặc thay van một chiều ở bơm Nếu áp suất giảm, thì có thể bơm không bị trục trặc gì, cần tiếp tục kiểm tra ở các bước tiếp theo
+ Lắp thêm một van khóa vào đường nhiên liệu hồi về thùng chứa Mở cả hai van khóa và đóng điện cho cho bơm hoạt động lại, để tạo áp suất trong hệ thống, rồi khóa van khóa trên đường nhiên liệu hồi về thùng chứa lại
+ Sau 10 phút, nếu áp suất không giảm, thì sự rò rỉ được xác định ở trên có thể là do bộ điều áp hỏng, cần sửa chữa hoặc thay thế bộ điền áp mới Nếu áp suất vẫn giảm, thì có thể vòi phun bị rò rỉ, cần kiểm tra vòi phun theo cách ở bước tiếp theo
+ Tháo cụm các vòi phun cùng ống nhiên liệu chung ra, giữ và quay các đầu vòi phun xuống một tờ giấy Mở cả hai van khóa và đóng điện cho bơm hoạt động, để duy trì áp suất trong hệ thống Quan sát các đầu vòi phun và tờ giấy bên dưới, vòi phun nào có hiện tượng nhỏ một hoặc vài giọt xăng lên giấy trong thời gian 10 phút thì cần phải thay
3.4.3 Kiểm tra tình trạng làm việc của bộ chỉnh áp suất
Các bộ điều chỉnh áp suất trong động cơ phun xăng thường có đường ống thông khí với đường ống nạp của động cơ Áp suất nhiện liệu trong hệ thống được bộ điền áp điều chỉnh Đối với động cơ không tăng áp, áp suất tuyệt đối trong đường ống nạp, nhỏ hơn áp suất khí trời, tức là có độ chân không Khi động cơ hoạt động ở chế độ không tải, bướm ga mở nhỏ nên độ chân không này lớn Do đó, áp suất trong hệ thống nhiên liệu sẽ nhỏ
Căn cứ vào đặc điểm điều chỉnh này, có thể kiểm tra tình trạng hoạt động của bộ điều áp theo quy trình như sau:
1 Lắp một áp kế vào đường nhiện liệu chung của hệ thống để đo áp suất nhiên liệu trong hệ thống
2 Ngắt đường chân không từ ống nạp khỏi bộ điền áp và để đầu nối trên bộ điền áp thông với khí trời
3 Khi động cơ đang chạy không tải, nối lại đường chân không vừa tháo với đầu nối trên bộ điền áp và quan sát áp kế Áp suất nhiên liệu chỉ trên áp kế phải giảm nhanh khoảng 0,35 kg/cm2 (độ giảm này bằng độ chân không trong đường ống nạp của động cơ) Nếu áp suất trên áp kế không thay đổi là bộ điều áp hỏng
Kiểm tra, sữa chữa hệ thống đánh lửa
3.5.1 Quy trình kiểm tra hư hỏng của hệ thống đánh lửa
Trước hết, kiểm tra thứ tự cắm dây cao áp tới các bugi và cắm lại cho đúng nếu phát hiện nhằm lẫn, kiểm tra sự quay của trục bộ chia điện khi quay động cơ (đối với hệ thống đánh lửa của bộ chia điện)
Sau đó, khởi động lại động cơ nếu động cơ không nổ, cần kiểm tra mạch điện và các bộ phận của hệ thống đánh lửa theo nguyên tắc từ ngọn về gốc, tức là từ bugi ngược về ắc quy
Quy trình kiểm tra hư hỏng của hệ thống đánh lửa được thực hiện như sau:
3.5.1.1 Kiểm tra tia lửa điện ở bugi
Rút dây cao áp khỏi bugi và lắp vào đó một bugi kiểm tra (có khe hở giữa các điện cực lớn khe hở ở bugi thường), kẹp cho bugi kiểm tra tiếp xúc tốt với mát trên động cơ Quay động cơ và quan sát tia lửa điện giữa các cực của bugi kiểm tra
Nếu bugi kiểm tra có tia lửa điện xanh, kêu lách tách, có thể khẳng định mạch điện bình thường; động cơ không khởi động được có thể do bugi của động cơ bị hỏng hoặc thời điểm đánh lửa sai nhiều, cần tháo ra kiểm tra, bảo dưỡng thay bugi hoặc kiểm tra thời điểm đánh lửa
Nếu tia lửa điện yếu (tia lửa vàng và khi bật không kêu lách tách), Cần kiểm tra điện áp ắc quy và các dây phin
Nếu không thấy tia lửa điện giữa các cực của bugi kiểm tra, cần kiểm tra mạch điện sơ cấp theo bước 2
3.5.1.2 Kiểm tra mạch điện sơ cấp
Trước tiên, rút dây nối IC đánh lửa khỏi đầu âm của bobin Sau đó, bật khóa điện và kiểm tra xem điện áp có thông đến cuộn dây sơ cấp hay không bằng cách dùng vôn kế đo điện áp giữa đầu âm của cuộn sơ cấp và mát trên động cơ
Nếu vôn kế chỉ 0 thì tiếp tục kiểm tra theo cách tương tự tại các điểm nối trên mạch sơ cấp ngược về ắc quy để xác định vị trí hở mạch
Nếu vôn kế chỉ điện áp ắc quy là mạch điện sơ cấp tốt, cần nối lại IC đánh lửa và kiểm tra theo bước 3
3.5.1.3 Kiểm tra xung điện thấp áp ở cuộn sơ cấp
Bình thường, IC đánh lửa sẽ liên tục đóng ngắt dòng điện đi qua cuộn sơ cấp để cảm ứng ra điện áp cao trong mạch thứ cấp Để kiểm tra xung điện sơ cấp này có thể sử dụng oscilloscope Nối đầu dương của thiết bị kiểm tra với đầu âm của cuộn dây sơ cấp Nối đầu âm của thiết bị kiểm tra với mát trên động cơ
Quay động cơ và quan sát kết quả hiển thị của thiết bị Nếu đèn LED sáng nhấp nháy báo hiệu mạch sơ cấp được đóng ngắt liên tục, nếu đèn LED không nhấp nháy là mạch sơ cấp có hư hỏng, không tạo được xung điện Nếu dùng oscilloscope kiểm tra sẽ quan sát được đường biểu diễn xung điện áp trên màng hình của dụng cụ kiểm tra Xung bình thường là xung có hình gần như chữ nhật và đều
Nếu kiểm tra xung điện áp thấp trên mạch sơ cấp thấy bình thường thì tia lửa điện ở bugi bị mất có thể bị hư hỏng ở cuộn dây thứ cấp (đứt hoặc chập mạch cuộn dây), hỏng bộ chia điện hoặc các dây phin Cần kiểm tra các bộ phận này để khắc phục
Hình 3.6 Bobin đánh lửa đơn và đôi
3.5.1.4 Kiểm tra tín hiệu điều khiển IC đánh lửa
Tín hiệu đầu vào của IC đánh lửa có thể là từ cảm biến đánh lửa hoặc tín hiệu từ ECU (đối với hệ thống đánh lửa sử dụng ECU) Đây cũng là tín hiệu điện áp dạng xung, xung chữ nhật đối với tín hiệu từ ECU, từ cảm biến Hall và cảm biến quang hình, xung xoay chiều đối với cảm biến cảm ứng từ Nếu các tín hiệu vào IC đánh lửa có dạng xung, đúng như yêu cầu trong tài liệu kỹ thuật và cuộn dây đánh lửa tốt, trong khi vẫn không có xung thấp áp ở mạch sơ cấp, thì IC đánh lửa hỏng, cần thay IC mới rồi kiểm tra lại
Nếu tín hiệu cấp vào IC đánh lửa không có dạng xung như yêu cầu, cần kiểm tra cảm biến đánh lửa hoặc ECU
3.5.2 Phương pháp kiểm tra sữa chữa các bộ phận của hệ thống đánh lửa
Bugi được đánh giá sơ bộ có tình trạng bình thường khi lớp vỏ sứ cách điện không bị mẽ hoặc nứt, các điện cực có màu gạch cua không bị mòn cháy Chỉ cần làm sạch các điện cực rồi lắp vào động cơ
Nếu với bugi này động cơ không hoạt động hoặc động cơ nổ nhưng hoạt động không tốt mặc dù khi kiểm tra tia lửa điện bằng bugi kiểm tra vẫn có tia lửa điện tốt Cần thay bugi mới, nếu động cơ hoạt động bình thường thì la bugi cũ bị hỏng
Cũng có thể tháo bugi của động cơ, nối vào dây cáp đặt lên mát để kiểm tra tia lửa điện ngoài Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, khi kiểm tra bugi ngoài thì có tia lửa điện nhưng khi lắp bugi vào động cơ thì lại không có tia lửa điện Lý do là do dưới áp suất khí trời điện áp cần thiết để đánh lửa thấp hơn nhiều so với điện áp đánh lửa trong xi lanh Cho nên trong xy lanh, nếu bugi bị lọt điện điện trước khi điện áp đạt đến điện áp đánh lửa yêu cầu thì sẽ không có tia lửa điện ở bugi Chính vì vậy nên dùng bugi kiểm tra thay vì bugi động cơ để kiểm tra điện áp của hệ thống
Nếu các cực điện bugi bị mòn, chảy, cháy, kết muội than, biến dạng nhiều hoặc lớp sứ cách điện bị sứt mẻ, cần phải thay bugi mới Tuy nhiên cần kiểm tra kỹ các đặc điểm hư hỏng của bugi để đánh giá sự làm việc không bình thường của động cơ từ đó tìm nguyên nhân khắc phục : nếu không sau khi thay bugi mới lại hỏng rất nhanh
Hình 3.7 Các tình trạng của bugi Điện cực bugi bị chảy có thể do động cơ làm việc trong tình trạng cháy sớm kéo dài, cần kiểm tra tình trạng tản nhiệt của động cơ (hệ thống làm mát) và kết muội than trong buồn cháy.Hiện tượng nứt vỡ lớp sứ cách điện quanh điện cực giữa có thể do hiện tượng cháy kích nổ kéo dài của động cơ gây ra, cần kiểm tra loại xăng sử dụng và thời điểm đánh lửa (đánh lửa quá sớm)
Tổng quan bố trí mô hình
Hình 4.1 Hệ thống phun xăng đánh lửa
1 Cảm biến lưu lượng khí nạp ; 2 Van điều khiển không tải ;3 Cảm biến bớm ga
4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát ; 5 Cảm biến nhiệt độ khí nạp; 6 Van thanh lọc
7 Cảm biến oxi; 8 Cảm biến kích nổ; 9 Bảng táp lô; 10 Hộp điều khiển ECU
11 Bộ chia điện; 12 Cuộn đánh lửa ;13 IC đánh lửa ;14 Rờ le chính;15 Rờ le bơm
16 Cổng OBD; 17 Cầu chì ;18 Công tắc máy ;19 Ác quy xe ;20 Kim phun
Về mô hình hệ thống phun xăng đánh lửa trên dòng xe Nissan Altima 2.4L cơ bản có những bộ phận như sau : Ác quy, cổng OBD, bảng táp lô, cầu chì, công tắc máy, các cảm biến chính, các bộ phận của hệ thống đánh lửa và kim phun nhiên liệu.
Các bộ phận trên mô hình
4.3.1 Ác quy Ác quy là bộ phận có chức năng tích trữ điện năng để cung cấp năng lượng cho thiết bị khởi động và hệ thống đánh lửa cùng một số động cơ khác Đồng thời, cung cấp điện năng cho các phụ tải trong trường hợp máy phát điện chưa làm việc hay vòng tua máy chưa đạt tốc độ quy định
Bảng táp lô trên xe bao gồm các đồng hồ thể hiện các thông số của xe như tốc độ, mức nhiên liệu, vòng tua máy… ngoài ra còn hiển thị các ký hiệu khác phụ thuộc vào tình trạng của xe
Hình 4.2 Bảng Táp Lô 4.3.3 Cổng OBD
OBD 2 (On-board Diagnostics) là hệ thông có chức năng đọc thông số trên xe, giám sát hoạt động của các bộ phận quan trọng trên động cơ, đồng thời chẩn đoán lỗi của các bộ phận này và phát ra tín hiệu cảnh báo
Cầu chì ô tô có nhiệm vệ bảo vệ các thiết bị điện trên xe, tránh hiện tượng quá tải gây cháy, nổ
Rơ le khởi động là thiết bị cho phép một lượng điện nhỏ điều khiển một lượng lớn dòng điện.Tuy là một bộ phận nhỏ nhưng Rơ le đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống khởi động ô tô Động cơ khởi động cần sử dụng một lượng lớn dòng điện, chính xác là 250+ amps Đây là một dòng điện lớn, không thể kiểm soát trực tiếp được từ công tắc đánh lửa, do vậy, rơ le được sử dụng trong mạch để điều khiển quá trình khởi động dòng điện này
Hình 4.3 Rờ le khởi động 4.3.6 Rờ le bơm
Cũng giống như rờ le khởi động ô tô ,rờ le bơm có chức năng điều khiển dòng điện qua bơm xăng ô tô
Hình 4.4 Rờ le bơm 4.3.7 Cảm biến lưu lượng khí nạp
Cảm biến lưu lượng khí nạp có chức năng đo khối lượng khí nạp vào động cơ Sau đó chuyển thông tin này thành tín hiệu gửi về ECU phân tích, để đưa ra các tính toán hợp lý cho việc phun xăng cũng như góc đánh lửa sớm
Hình 4.5 Cảm biến lưu lượng khí nạp
4.3.8 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Engine Coolant Temperature (ECT) sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ và gửi tín hiệu về ECU để ECU thực hiện những hiệu chỉnh sau: hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm, hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu, điều khiển quạt làm mát, điều khiển tốc độ không tải và điều khiển chuyển số
Hình 4.6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 4.3.9 Cảm biến kích nổ
Cảm biến kích nổ có nhiệm vụ ghi lại các rung động của động cơ ô tô do hiện tượng kích nổ gây ra và truyền về ECU Từ dữ liệu này, ECU sẽ tính toán điều chỉnh lại thời điểm đánh lửa cũng như ngăn chặn hiện tượng kích nổ
Hình 4.7 Cảm biến kích nổ
4.3.10 Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Cảm biến nhiệt độ khí nạp được dùng để đo nhiệt độ khí nạp vào động cơ và gửi về hộp ECU để ECU thực hiện hiệu chỉnh:
Hiệu chỉnh thời gian phun theo nhiệt độ không khí: Bởi ở nhiệt độ không khí thấp mật độ không khí sẽ đặc hơn, và ở nhiệt độ cao mật độ không khí sẽ thưa hơn (ít ô xy hơn)
– Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng thời gian phun nhiên liệu
– Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm thời gian phun nhiên liệu
Hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm theo nhiệt độ không khí: Bởi nếu nhiệt độ khí nạp thấp thì thời gian màng lửa cháy lan ra trong buồng đốt sẽ chậm hơn khi nhiệt độ khí nạp cao – Nếu nhiệt độ thấp thì ECU sẽ hiệu chỉnh tăng góc đánh lửa sớm
– Nếu nhiệt độ cao thì ECU sẽ hiệu chỉnh giảm góc đánh lửa sớm
Hình 4.8 Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Chức năng và nhiệm vụ của cảm biến oxy đó là để đo nồng độ oxy còn thừa trong khí xả gửi về ECU ( ECU viết tắt của electronic control unit hay còn gọi là Bộ điều khiển Trung tâm), ECU sẽ dựa vào tín hiệu cảm biến ô xy gửi về và hiểu được tình trạng nhiên liệu đang đậm hay đang nhạt, từ đó nó đưa ra tín hiệu điều chỉnh lượng phun cho thích hợp Cảm biến oxy giúp phân tích thông số Long Term Fuel Trim và Short Term Fuel Trim, từ đó thấy được sự hiệu chỉnh nhiên liệu
Hình 4.9 Cảm biến oxy 4.3.12 Cảm biến vị trí bớm ga
Cảm biến vị trí bướm ga được sử dụng để đo độ mở vị trí của cánh bướm ga để báo về hộp ECU Từ đó, ECU sẽ sử dụng thông tin tín hiệu mà cảm biến vị trí bướm ga gửi về để tính toán mức độ tải của động cơ nhằm hiệu chỉnh thời gian phun nhiên liệu, cắt nhiên liệu, điều khiển góc đánh lửa sớm, điều chỉnh bù ga cầm chừng và điều khiển chuyển số
Hình 4.10 Cảm biến vị trí bớm ga 4.3.13 Van thanh lọc
Van thanh lọc (Solenoid) Van thanh lọc còn gọi là Solenoid, đây là một loại van hoạt động bằng điện cho phép máy hút động cơ hấp thụ hơi xăng từ thùng EVAP( thùng kiểm soát hơi xăng )
ECU có khả năng giúp kiểm soát toàn bộ các hoạt động của động cơ nhằm đem đến cho xe sự ổn định, chính xác, tối ưu và cực kỳ an toàn cho xe Các bộ phận như đánh lửa, bơm nhiên liệu, ga động lực, phối cam, hay lực phanh, đều chấp hành và luôn tuân theo những quyết định đưa ra từ bộ điều khiển điện tử ECU
Hình 4.12 Hộp điều khiển ECU 4.3.15 Bộ chia điện
Bộ chia điện là bộ phận quan trọng của hệ thống đánh lửa, nó giúp phân chia dòng điện cao áp đến đúng thứ tự làm việc của động cơ vào đúng thời điểm cần thiết một cách chính xác Vì vậy nếu gặp hỏng hóc bộ chia điện sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động của hệ thống đánh lửa và động cơ
Hình 4.13 Bộ chia điện 4.3.16 Cuộn đánh lửa
Cuộn dây đánh lửa là một bộ phận không thể thiếu trong các hệ thống động cơ ngày nay Xe ô tô đều phải sử dụng cuộn dây đánh lửa để cung cấp tia lửa cho bu-gi động cơ
Các hư hỏng thường gặp
4.5.1 Hư hỏng bộ chia điện
Bộ chia điện là bộ phận quan trọng của hệ thống đánh lửa Nó giúp phân chia dòng điện cao áp đến đúng thứ tự làm việc của động cơ Vào đúng thời điểm cần thiết một cách chính xác Vì vậy nếu bị hư hỏng bộ chia điện sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động của hệ thống đánh lửa và động cơ
Bộ chia điện bị hỏng có thể do hoạt động trong thời gian dài Gây hao mòn hoặc nứt, vỡ nắp delco bởi tác động vật lý dẫn đến rò rỉ điện áp, làm đánh lửa yếu Ngoài ra, khe hở giữa má tĩnh và má động không lắp chuẩn sẽ làm giảm khả năng đánh lửa Bộ điều chỉnh đánh lửa áp thấp bị hở màng cũng khiến cho hệ thống đánh lửa bị sai thời điểm
4.5.2 Hư hỏng bobin đánh lửa
Biến áp trên hệ thống đánh lửa xe hơi giống như một biến thể, bộ phận này hỏng thường như chập mạch các vòng dây gây cháy biến áp, cháy nắp biến áp, cháy điện trở phụ… Thậm chí còn gây vỡ, nứt nắp biến áp Khi bị hỏng cần kiểm tra thay thế kịp thời tránh hư hại các bộ phận liên quan
4.5.3 Hư hỏng bugi và dây cao áp
Khi sử dụng lâu ngày bugi có thể gặp một số hư hỏng Những sự cố xảy ra ở bugi thường gặp như: Bể đầu sứ bugi, bugi bị mòn điện cực, bugi bị chảy điện cực, bugi đánh lửa không đúng tâm, bugi bị bám muội than làm giảm khả năng đánh lửa, … Khi bugi có tình trạng hư hỏng cần kịp thời thay thế Và kiểm tra lại hoạt động của các bộ phận trong hệ thống đánh lửa để kịp thời sửa chữa và thay thế
4.5.4 Hư hỏng các cảm biến
Bộ phận cảm biến và bộ điều khiển trong hệ thống đánh lửa bị hư hỏng Hoặc hoạt động sai lệch sẽ khiến ô tô bị chết máy Bạn hãy kiểm tra giắc cắm và dây nối cảm biến từ bộ cảm biến trong hệ thống đánh lửa để đảm bảo và khắc phục lỗi
Ngoài ra các hư hỏng thường gặp khác như là chập mạch các vòng dây làm cháy biến áp, cháy nắp biến áp, cháy điện trở phụ Hoặc tác động cơ học làm bể, nứt nắp biến áp Cần kiểm tra và thay thế các bộ phận hư hỏng
4.5.5 Hư hỏng béc phun Đây cũng là một trong nhưng yếu tố cần chú trọng dẫn đến tình trạng hụp ga Xe chạy được khoảng 10.000km thì nên vệ sinh béc phun xăng Tình trạng: hụp ga, mất công suất động cơ… sẽ xảy ra nếu béc phun không được vệ sinh