BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ECM VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU DIESEL

• Phun sơ khởi (Pilot Injection) Phun sơ khởi có thể diễn ra sớm 900 trước TDC hành trình nén. Nếu thời điểm khởi phun xuất hiện nhỏ hơn 400 trước TDC, nhiên liệu có thể sẽ bám vào bề mặt của piston và thành xylanh, làm loãng dầu bôi trơn; Trong giai đoạn phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiên liệu (1 ÷ 4 mm3) sẽ được phun vào xylanh để “mồi”; Kích hoạt khả năng bắt đầu đốt cháy tối ưu; Giảm áp suất cháy đỉnh. Áp suất cuối quá trình nén tăng một ít nhờ vào giai đoạn phun sơ khởi và nhiên liệu cháy một phần; Giảm thời gian cháy trễ và sự tăng đột ngột của áp suất khí cháy, áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu hơn); Tiếng ồn của động cơ giảm, suất tiêu hao nhiên liệu giảm và trong nhiều trường hợp giảm được độ độc hại của khí thải. Quá trình phun sơ khởi đóng vai trò gián tiếp trong việc làm tăng công suất của động cơ. • Giai đoạn phun chính (Main Injection) Từ 200 trước TDC hành trình nén; Thời gian nhiên liệu bắt đầu cháy được rút ngắn; Điều hòa không gian đốt cho quá trình phun chính cả về áp suất và nhiệt độ; Giảm tiếng ồn trong quá trình đốt cháy, khí thải HC tiêu hao nhiên liệu; Công suất đầu ra của động cơ xuất phát từ giai đoạn phun chính tiếp theo giai đoạn phun sơ khởi. Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực kéo của động cơ. Với hệ thống Common Rail System, áp suất phun vẫn giữ không đổi trong suốt quá trình phun.

Bài 3

BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ ECM VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH

1 Bộ điều khiển điện tử ECM

∎ ECM Harness Connector (Khai thác đầu nối C101-1 ECM)

∎ ECM Terminal Function (Chức năng phần cuối thiết bị)

(Chức năng C101-1 Connector)

CONNECTED TO

(Kết nối với)

1 Injector for Cylinder 3 (high side) Injector 3

2 Injector for Cylinder 2 (high side) Injector 2

4 Rail pressure control valve supply from BAT+a Rail pressure control valve

6 Variable swirl valve position sendor Ground

7 Crankshaft position sensor shield Crankshaft position sensor

8 Rail pressure sensor ground Rail pressure sensor

12 Crankshaft sensor minus signal: AT

Crankshaft sensor plus signal: MT Crankshaft position sensor

13 Boost pressure sensor supply Boost pressure sensor

16 Injector for Cylinder 1 (high side) Injector 1

17 Injector for Cylinder 4 (high side) Injector 4

19 Fuel pressure regulator valve "high side" (MPROP)

(Valve điều chỉnh áp suất nhiên liệu “phía cao” Fuel pressure regulator valve

20 Camshaft position sensor ground Camshaft position sensor

23 Boost pressure sensor ground Boost pressure sensor

26 Variable swirl valve position sensor supply (Cung cấp cho cảm biến vị trí valve xoáy) Variable swirl valve

27 Crankshaft sensor minus signal: MT

Crankshaft sensor plus signal: AT Crankshaft position sensor

28 Rail pressure sensor supply Rail pressure sensor

30 Variable swirl valve motor (-) (Động cơ valve xoáy biến thiên) Variable swirl valve

31 Injector for Cylinder 2 (low side) Injector 2

33 Injector for Cylinder 4 (low side) Injector 4

34 Rail pressure control valve (low side) Rail pressure control valve

40 Boost pressure sensor signal Boost pressure sensor

41 Engine Coolant temperature sensor ground Engine Coolant temperature sensor

42 Mass Air Flow sensor signal Mass Air Flow sensor

43 Rail pressure sensor signal Rail pressure sensor

44 Mass Air Flow sensor ground Mass Air Flow sensor

46 Injector for Cylinder 3 (low side) Injector 3

47 Injector for Cylinder 1 (low side) Injector 1

49 Fuel pressure regulator valve "low side" (MPROP)

(Valve điều chỉnh áp suất nhiên liệu “phía thấp” Fuel pressure regulator valve

50 Camshaft position sensor signal Camshaft position sensor

53 Intake Air Temperature Sensor signal

(Integrated in BPS) (Tín hiệu IATS tích hợp trong BPS) Boost pressure sensor

56 Variable swirl valve position sensor signal

(Tín hiệu cảm biến vị trí valve xoáy thay đổi) Variable swirl valve

58 Engine Coolant temperature sensor signal Engine Coolant temperature

sensor

59 Linear EGR control (Điều khiển EGR tuyến tính) EGR

60 Variable swirl valve motor(+) (Động cơ valve xoáy biến thiên +) Variable swirl valve

∎ ECM Harness Connector (Khai thác đầu nối C101-2 ECM)

∎ ECM Terminal Function (Chức năng phần cuối thiết bị)

1 Battery plus via Fuse (10A) Main relay

3 Battery plus via Fuse (20A) Main relay

5 Battery plus via Fuse (20A) Main relay

8 Accelerator position sensor 2 ground Accelerator position sensor

9 Accelerator position sensor 1 signal Accelerator position sensor

10 Fuel temperature sensor ground Fuel temperature sensor

11 Fuel temperature sensor signal Fuel temperature sensor

12 A/C Pressure Transducer ground A/C Pressure Tranducer

(Bộ giảm áp A/C)

13 A/C Pressure Transducer signal A/C Pressure Tranducer

16 Immobilizer SMARTRA ground

22 A/C Pressure Transducer supply

(Cung cấp đầu dò áp lực A/C) A/C Pressure Tranducer

24 Cruise Control Supply Cruise control unit

(Đầu nối liên kết chuẩn đoán)

27 Fuel consumption signal

(Tín hiệu tiêu thụ nhiên liệu) Trip computer

28 Terminal 15 (switched bat.+) Ignition key

(Chìa khoá đánh lửa)

30 Accelerator position sensor 1 ground Accelerator position sensor

31 Accelerator position sensor 2 signal Accelerator position sensor

42 Blower switch input signal

(Tín hiệu đầu vào công tắc quạt gió) Blower switch

45 Accelerator position sensor 1 supply Accelerator position sensor

46 Accelerator position sensor 2 supply Accelerator position sensor

47 Immobilizer imterface (Giao di ện thiết bị cố định) Immobilizer

48 Engine speed output signal

(Tín hiệu đầu ra tốc độ động cơ) Tachometer

49 Cruise Control Set Lamp

51 Heated oxygen sensor heater control

(Điều khiển R sưởi cảm biến Lambda) Heated oxygen sensor

52 Electronic Load signal input (Power Steering)

(Đầu vào tín hiệu tải điện tử - Trợ lực lái) EPS control module

54 A/C switch ON signal (Chuy ển đổi tín hiệu - Bật) A/C switch

56 A/C compressure switch signal input A/C compressure switch

57 Neutral recognition switch signal input Neutral recognition switch

61 N.A -

64 Heated oxygen sensor supply Heated oxygen sensor

65 Heated oxygen sensor current pump Heated oxygen sensor

68 Malfunction indication lamp (MIL)

(Đèn báo triệu chứng hư hỏng) Cluster

69 Glow indication lamp (Đèn báo phát sáng) Cluster

70 A/C compressor relay control

(Điều khiển relay máy nén) A/C compressor relay

75 Vehicle speed sensor signal

79 Clutch switch signal

(Tín hiệu chuyển mạch ly hợp) Clutch switch

80 Redundant brake switch signal Brake switch

81 MT/AT Auto Recognition (T ự động nhận dạng) MT/AT Auto Recognition switch

86 Heated oxygen sensor ground Heated oxygen sensor

87 Heated oxygen sensor signal Heated oxygen sensor

89 Intake air temperature sensor signal Intake air temperature sensor

90 Throttle flap control (Ki ểm soát cánh bướm ga) Throttle flap solenoid valve

91 Cruise Control on Lamp (Low Side)

(Kiểm soát hành trình trên đèn) Cluster

92 Immobilizer indication lamp

93 Glow relay control (Điều khiển relay phát sáng) Glow relay

Auxiliary electric heater control

∎ ECM Terminal Input/Otput Signal (Đầu vào phần cuối thiết bị ECM/Tín hiệu đầu ra

Input/Output signal Type Level (M ức độ)

1 Injector for Cylinder 3 (high side)

(Kim phun cho xilanh 3)

Engine running

(Động cơ đang chạy)

Injector operation

(Hoạt động kim phun)

Current

2 Injector for Cylinder 2 (high side)

(Kim phun cho xilanh 2) Engine running Injector operation Current

3 N.A

4 Rail pressure control valve supply from BAT+a

5 N.A

6 Variable swirl valve position sendor Ground

7 Crankshaft position sensor shield

9 N.A

10 N.A

11 N.A

PIN PIN DESCRIPTION Vehicle status Check status

Input/Output signal

12 Crankshaft sensor minus signal: AT

Crankshaft sensor plus signal: MT

16 Injector for Cylinder 1 (high side)

Injector operation Current

17 Injector for Cylinder 4 (high side)

Injector operation Current

18 N.A

19

Fuel pressure regulator valve "high side"

(MPROP)

(Valve điều chỉnh áp suất nhiên liệu phía cao)

Engine running All

PWM

172

÷ 185Hz

21 N.A

22 N.A

24 N.A

25 N.A

26 Variable swirl valve position sensor supply Ignition ON All DC 4.9 ÷ 5.1 Volt

27 Crankshaft position sensor minus signal: MT

Crankshaft position sensor plus signal: AT Engine running All Sine wave

29 N.A

30 Variable swirl valve motor (-)

PWM 1000Hz

31 Injector for Cylinder 2 (low side)

32 N.A

33 Injector for Cylinder4(low side)

PIN PIN DESCRIPTION Vehicle status Check status

40 Boost pressure sensor signal Ignition ON All Analog

43 Rail pressure sensor signal Engine running All Analog

45 N.A

46 Injector for Cylinder3(low side)

47 Injector for Cylinder1(low side)

48 N.A

49 Fuel pressure regulator valve "low side"

PWM 1kHz

50 Camshaft position sensor signal Engine running All Analog

51 N.A

52 N.A

53 Intake Air Temperature Sensor signal

PIN PIN DESCRIPTION Vehicle status Check status

Variable swirl valve position sensor signal

(Tín hiệu cảm biến vị trí valve xoáy biến

thiên)

57 N.A

58 Engine Coolant temperature sensor signal Ignition ON 20deg/80deg

(200/800) Analog Above 3.5V/below 1.8V

140Hz

60 Variable swirl valve motor (+)

(Động cơ valve xoáy biến thiên) Ignition ON All

PWM 1000Hz

∎ C101-2 CONNECTOR

9 Accelerator position sensor 1 signal Ignition ON IDLE/WOT Analog 0.6 ÷ 0.85V/3.5 ÷ 4.7V

11 Fuel temperature sensor signal Ignition ON All Analog

13 A/C Pressure Transducer signal Ignition ON All Analog

14 N.A

15 N.A

16 Immobilizer SMARTRA ground All All Ground (0 ÷ 0.5 Volt)

300 Hz

45 Accelerator position sensor 1 supply Ignition ON All DC 4.9 ÷ 5.1Volt

46 Accelerator position sensor 2 supply Ignition ON All DC 4.9 ÷ 5.1 Volt

47 Immobilizer imterface

48 Engine speed output signal Engine running All Pulse

49 Cruise Control Set Lamp Engine running ON / OFF DC 0 ÷ 0.5V /Vbatt

50 N.A

51 Heated oxygen sensor heater control Engine running

& Hearter ON All

PWM 100Hz

65 Heated oxygen sensor current pump Engine running

& Hearter ON All DC

66 N.A

67 N.A

68 Malfunction indication lamp (MIL) Ignition ON ON/OFF DC 0 ÷ 0.5V/ Vbatt

80 Redundant brake switch signal Ignition ON Brake

press/release DC 0 ÷ 0.5V/ Vbatt

81 MT/AT Auto Recognition Ignition ON MT/AT DC Vbatt/ 0 ÷ 0.5V

82 N.A

83 CAN LOW

84 CAN HIGH

85 N.A

86 Heated oxygen sensor ground Engine running

87 Heated oxygen sensor signal Engine running

& Hearter ON All DC

88 N.A

89 Intake air temperature sensor signal Ignition ON All Analog

90 Throttle flap control

(Kiểm soát cánh bướm ga) Ignition ON Ignition OFF

PWM

91 Cruise Control on Lamp(Low Side) Vehicle running ON/OFF DC 0 ÷ 0.5V/Vbatt

94 Auxiliary electric heater control Engine running ON/OFF DC 0 ÷ 0.5V/Vbatt

2 Cơ cấu chấp hành

2.1 Vòi phun điện tử sử dụng valve điện từ (Solenoid)

∎ Cấu tạo

Hình 3.1 C ấu tạo vòi phun điện tử sử dụng valve điện từ

A Vòi phun trạng thái đóng; B Vòi phun trạng thái mở

1 Đường nhiên liệu hồi; 2 Giắc kết nối điện; 3 Valve điện từ solenoid;

4 Đường nhiên liệu từ ống “Rail” vào; 5 Valve bi; 6 Lỗ tiết lưu; 7 Lỗ cấp dầu;

8 Khoang áp suất cao trên valve điều khiển; 9 Ty đẩy điều khiển kim phun;

10 Đường dẫn nhiên liệu đến ty kim phun; 11 Ty kim phun; 12 Khoang áp suất cao

∎ Nguyên lý hoạt động

- Nhiên liệu áp suất cao (160MPa ÷ 180MPa) từ ống phân phối “Rail” qua các ống dẫn nhiên liệu cao áp đến đường nhiên liệu (4) vòi phun, tại đây nhiên liệu được chia ra làm hai nhánh;

+ Nhánh thứ nhất qua lỗ tiết lưu cấp dầu (7) tới khoang chứa áp suất cao (8) và

luôn tác động thường trực lên ty đẩy (9) ép ty kim phun (11) xuống;

+ Nhánh thứ hai được đưa tới khoang áp suất cao (12) và tác động thường trực

lên ty kim phun (11);

- Do áp suất nhiên liệu tại khoang áp suất cao (8) lúc này luôn lớn hơn áp suất nhiên liệu khoang (12), nên ty kim (11) luôn bị ép xuống đóng kín các lỗ phun của đót;

- Khi ECM phát tín hiệu điều khiển đến valve điện từ solenoi (3) của vòi phun Valve

xả áp bị hút lên, đồng thời valve bi (5) bị dầu Diesel ở khoang chứa áp suất cao (8) phía trên ty đẩy (9) đi qua lỗ tiết lưu (6) đẩy ép lên mở thông dẫn đến đường xả dầu hồi (1), áp suất ở khoang (8) giảm xuống;

- Do áp suất khoang (8) giảm thấp hơn áp suất khoang (12)  Ty kim phun (11) được áp suất nhiên liệu ép đẩy lên thắng sức ép của ty đẩy (9) đi lên và mở thông lỗ phun, nhiên liệu với áp suất cao được phun vào trong buồng cháy của động cơ;

- Khi ECM ngắt tín hiệu điều khiển, valve (3) đẩy valve bi (5) đóng lại Áp suất ở khoang (8) phía trên của ty đẩy (9) lại tạo ra một lực tác động lên ty kim phun (11) để đóng kín các lỗ phun trên đót kim, quá trình phun kết thúc;

- Lượng nhiên liệu phun vào trong xylanh được xác định bởi

+ Thời gian đóng - mở của valve điện từ (tín hiệu điều khiển từ ECM);

+ Tốc độ đóng - mở và hành trình nâng của ty kim phun

+ Áp suất nhiên liệu trong ống phân phối “Rail”

Hình 3.2 Nguyên lý ho ạt động và tín hiệu hiển thị dạng sóng của vòi phun

∎ Mục đích và ý nghĩa các giai đoạn phun

• Phun sơ khởi (Pilot Injection)

- Phun sơ khởi có thể diễn ra sớm 900 trước TDC hành trình nén Nếu thời điểm khởi phun xuất hiện nhỏ hơn 400 trước TDC, nhiên liệu có thể sẽ bám vào bề mặt của piston và thành xylanh, làm loãng dầu bôi trơn;

- Trong giai đoạn phun sơ khởi, một lượng nhỏ nhiên liệu (1 ÷ 4 mm3) sẽ được phun vào xylanh để “mồi”;

- Kích hoạt khả năng bắt đầu đốt cháy tối ưu;

- Giảm áp suất cháy đỉnh Áp suất cuối quá trình nén tăng một ít nhờ vào giai

đoạn phun sơ khởi và nhiên liệu cháy một phần;

- Giảm thời gian cháy trễ và sự tăng đột ngột của áp suất khí cháy, áp suất cực

đại (quá trình cháy êm dịu hơn);

- Tiếng ồn của động cơ giảm, suất tiêu hao nhiên liệu giảm và trong nhiều trường hợp giảm được độ độc hại của khí thải Quá trình phun sơ khởi đóng vai trò gián tiếp trong việc làm tăng công suất của động cơ

• Giai đoạn phun chính (Main Injection)

- Từ 200 trước TDC hành trình nén;

- Thời gian nhiên liệu bắt đầu cháy được rút ngắn;

- Điều hòa không gian đốt cho quá trình phun chính cả về áp suất và nhiệt độ;

- Giảm tiếng ồn trong quá trình đốt cháy, khí thải HC - tiêu hao nhiên liệu;

- Công suất đầu ra của động cơ xuất phát từ giai đoạn phun chính tiếp theo giai đoạn phun sơ khởi Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực kéo của động cơ Với hệ thống Common Rail System, áp suất phun vẫn giữ không đổi trong suốt quá trình phun

• Giai đoạn phun thứ cấp (Secondary Injection)

- Diễn ra ngay sau giai đoạn phun chính, hành trình giãn nở khoảng 2000

sau TDC Ngược lại với quá trình phun sơ khởi và phun chính, nhiên liệu lúc này được phun vào không nhằm mục đích được đốt cháy mà là để bốc hơi nhờ vào sức nóng của khí thải ở ống trung hoà khí thải;

- Trong suốt kỳ thải, hỗn hợp khí thải và nhiên liệu được đẩy ra ngoài hệ thống thoát khí thải thông qua supap thải Tuy nhiên một phần của hỗn hợp (khí thải + nhiên liệu) được đưa trở lại vào buồng đốt thông qua hệ thống valve hồi lưu khí thải EGR và có tác dụng tương tự như chính giai đoạn phun sơ khởi;

- Khi bộ hoá khử DPF được lắp để làm giảm hàm lượng NOx, chúng tận dụng nhiên liệu trong khí thải như là một nhân tố hoá học để làm giảm nồng độ NOx trong khí thải

∎ Thông số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện

Current control

Hình 3.3 Thông số kỹ thuật và sơ đồ mạch điện vòi phun sử dụng valve solenoid

∎ Quy trình kiểm tra – chẩn đoán

Hệ thống điện bao gồm rất nhiều dây dẫn điện và đầu nối, việc kết nối kém các giắc kết nối với thiết bị đầu cuối có thể gây ra nhiều vấn đề và hư hỏng linh kiện Thực hiện quy trình kiểm tra như sau

a) Kiểm tra hư hỏng của dây điện và các giắc kết nối đến thiết bị đầu cuối: Kiểm tra các thiết bị đầu cuối xem có điện trở tiếp xúc, ăn mòn và biến dạng không

b) Kiểm tra tình trạng kết nối của ECM với giắc kết nối linh kiện: Kiểm tra cách

• Kiểm tra điện trở vòi phun

- Tắt khoá điện OFF;

- Ngắt giắc kết nối đến vòi phun;

- Chuyển thang đo Ω trên đồng hồ VOM điện tử;

- Đo điện trở giữa (PIN 1 và PIN 2) của vòi phun;

- Điện trở đo được của vòi phun có nằm trong thông số

kỹ thuật không?

Thông số kỹ thuật: 0.215Ω ÷ 0.255Ω ± 0.04 (200C ÷ 700C)

+ PIN 1: Injector High Side (Power)

+ PIN 2: Injector Low Side (Control)

• Kiểm tra điện áp tại giắc kết nối với đầu vòi phun

- Tắt khoá điện OFF;

- Ngắt giắc kết nối đến các vòi phun;

- Dùng bút LED kiểm tra;

- Chuyển thang đo DC trên đồng hồ VOM điện tử;

- Bật khoá điện ON, chế độ START (khởi động – động

cơ không nổ máy)

- Đo điện áp của tất cả các giắc kết nối từ ECM đến vòi

phun;

- Đo điện áp tại PIN 1 và PIN 2 của các vòi phun

• Kiểm tra hở mạch nguồn điều khiển (Phía cao)

- Tắt khoá điện OFF;

- Ngắt giắc kết nối đến các vòi phun và ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 2 của vòi phun số 1 và PIN 47 của giắc kết nối phía ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 2 của vòi phun số 2 và PIN 31 của giắc kết nối phía ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 2 của vòi phun số 3 và PIN 46 của giắc kết nối phía ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 2 của vòi phun số 4 và PIN 33 của giắc kết nối phía ECM

• Kiểm tra hở mạch nguồn điều khiển (Phía thấp)

- Tắt khoá điện OFF;

- Ngắt giắc kết nối đến các vòi phun và ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 1 của vòi phun số 1 và PIN 16 của giắc kết nối phía ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 1 của vòi phun số 2 và PIN 2 của giắc kết nối phía ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 1 của vòi phun số 3 và PIN 1 của giắc kết nối phía ECM;

+ Kiểm tra tính liên tục giữa PIN 1 của vòi phun số 4 và PIN 17 của giắc kết nối phía ECM;

Thông số kỹ thuật: Tính liên tục (< 1.0Ω)