Hệ thống đánh lửa trực tiếp TOYOYA VIOS

Chiếc ô tô không còn xa lạ với tất cả mọi người, nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng. Do vậy, trên toàn thế giới ô tô đóng vai trò rất quan trọng, phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng. Năm 1885, đánh dấu sự ra đời của chiếc ô tô đầu tiên do Kral Benz chế tạo. Năm 1891, ô tô điện ra đời ở Mỹ. Năm 1892, Rudolf Diesel cho ra đời động cơ Diesel và chế tạo hàng loạt. Cuộc cách mạng ô tô thực sự bắt đầu năm 1896 khi Henry Ford hoàn thiện và cho lắp ráp hàng loạt lớn. Cho tới nay, ô tô không ngừng được chế tạo và phát triển, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp đa ngành. Ở Việt Nam, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp trọng điểm và đạt được nhiều bước tiến vượt bậc với nhiều nhà máy lắp ráp, các trung tâm dịch vụ bảo dưỡng, sửa chữa và trung tâm phụ tùng lớn của nhiều hãng xe lớn như Toyota, Ford, GM, Mazda, Hyundai, Kia, Misubishi, Mecxedec Benz, Renault, ... Vì vậy nguồn nhân lực cho ngành ô tô rất lớn, đòi hỏi phải có trình độ và khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp. Nên việc đào tạo nguồn nhân lực rất được chú trọng.

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 5

1.1: Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa 5

1.1.1: Nhiệm vụ 5

1.1.2: Yêu cầu 5

1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa 5

1.3.Cấu tạo chung HTĐL 7

1.4 Giới thiệu chung về xe VIOS 12

1.4.1 Khái quát chung về xe VIOS 12

1.4.2 Động cơ xe 13

1.4.3 Thông số kỹ thuật về xe VIOS 15

CHƯƠNG 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆNHỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS 17

2.1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp 17

2.2 Nguyên lý làm việc 18

2.3 Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa trên xe toyota vios 2010 22

2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp ( kiểu dây sấy ) 22

2.3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷu 26

2.3.3 Cảm biến vị trí trục cam 28

2.3.4 Cảm biến oxy 31

2.3.5 Cảm biến kích nổ 35

2.3.6 Cảm biến vị trí bướm ga 38

2.3.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 40

3.1: Mô phỏng chu trình hoạt động của động cơ xăng 59

3.2: cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của hệ thống đánh lửa: 59

3.3:Mô phỏng hệ thống đánh lửa trực tiếp 61

3.4: so sánh bô bin đơn và bô bin đôi 61

3.5: hiện tượng tia lửa thải: 62

3.6: Cảm biến ôxy: 63

3.7: kim phun nhiên liêu: 64

3.8 Trục cam của động cơ 66

3.9: hệ thống đánh lửa của động cơ 2 thì và động cơ 4 thì 66

3.2: Khai thác hệ thống đánh lửa bằng thiết bị chuẩn đoán 71

3.2.1 Cách kết nối và lựa chọn chương trình chẩn đoán 71

3.2.2 Khai thác hệ thống đánh lửa trên xe vios bằng thiết bị carman scan 75

KẾT LUẬN 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

LỜI MỞ ĐẦU

Chiếc ô tô không còn xa lạ với tất cả mọi người, nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng Do vậy, trên toàn thế giới ô tô đóng vai trò rất quan trọng, phục vụ cho sự phát triển kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng.

Năm 1885, đánh dấu sự ra đời của chiếc ô tô đầu tiên do Kral Benz chế tạo Năm 1891, ô tô điện ra đời ở Mỹ.

Năm 1892, Rudolf Diesel cho ra đời động cơ Diesel và chế tạo hàng loạt.Cuộc cách mạng ô tô thực sự bắt đầu năm 1896 khi Henry Ford hoàn thiện và cho lắp ráp hàng loạt lớn.

Cho tới nay, ô tô không ngừng được chế tạo và phát triển, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp đa ngành.

Ở Việt Nam, ngành ô tô đã trở thành ngành công nghiệp trọng điểm và đạt đượcnhiều bước tiến vượt bậc với nhiều nhà máy lắp ráp, các trung tâm dịch vụ bảo dưỡng, sửa chữa và trung tâm phụ tùng lớn của nhiều hãng xe lớn như Toyota, Ford, GM, Mazda, Hyundai, Kia, Misubishi, Mecxedec Benz, Renault, Vì vậy nguồn nhân lực cho ngành ô tô rất lớn, đòi hỏi phải có trình độ và khả năng làm việc trong môi trường công nghiệp Nên việc đào tạo nguồn nhân lực rất được chú trọng.

Sau ba năm học tập tại trường, em đã được các thầy cô trang bị cho những kiến thức cơ bản về chuyên ngành Để tổng kết và đánh giá quá trình rèn luyện em được khoa cơ khí và bộ môn ô tô giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án môn học với nội dung: “ Khai thác kĩ thuật hệ thống đánh lửa trên xe Toyota Vios” Với kinh nghiệm ít ỏi và kiến thức còn hạn chế nhưng với sự tận tình chỉ bảo của thầy Nông Văn Vìn và thầy Đỗ Đình Thi em đã hoàn thành được đồ án này Đồ án gồm có 4 chương, bao gồm:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

CHƯƠNG 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN XE TOYOTA VIOS

Em xin trân thành cảm ơn thầy Nông Văn Vìn và thầy Nguyễn Đình Thi đã tận tình chỉ bảo, các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này.

Sinh viên thực hiện NGUYỄN TRIỆU PHONG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA

1.1: Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống đánh lửa.1.1.1: Nhiệm vụ.

Hệ thống đánh lửa (HTĐL) có nhiệm vụ biến dòng điện một chiều thế hiệu thấp(6, 12 hay 24) hoặc các xung điện xoay chiều thế hiệu thấp thành các xung điện cao thế (12000 ÷ 24000V) đủ để tạo nên tia lửa đốt cháy hỗn hợp làm việc trong các xi lanh của động cơ vào những thời điểm thích hợp và tương ứng với trình tự xi lanh và chế độ làm việc của động cơ.

Trong một số trường hợp, hệ thống đánh lửa còn dùng để hỗ trợ khởi động tạo điều kiện khởi động động cơ được dễ dàng ở nhiệt độ thấp.

1.1.2: Yêu cầu.

- Hệ thống đánh lửa phải đáp ứng các yêu cầu chính sau:

- Phải đảm bảo thế hiệu đủ để tạo ra được tia lửa điện phóng qua khe hở giữa các điện cực của buji.

- Tia lửa điện phải có năng lượng đủ lớn để đốt cháy được hỗn hợp làm việc trong mọi điều kiện làm việc của động cơ.

- Thời điểm đánh lửa phải tương ứng với góc đánh lửa sớm hợp lý nhất ở mọi chế độ làm việc của động cơ.

- Độ tin cậy làm việc của hệ thống đánh lửa phải tương ứng với độ tin cậy làm việc của động cơ.

1.2 Phân loại hệ thống đánh lửa

Phân loại:

Hệ thống đánh lửa trên ô tô được sử dụng 75 năm qua hầu như không thay đổi mới chi thay đổi phương thức đánh lửa hoặc phương pháp phân phối tia lửa.Ta có thể phân hoại hệ thống đánh lửa như sau:

- Hệ thống đánh lửa điện cảm.

- Hệ thống đánh lửa điện dung

Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp có:

- Hệ thống đánh lửa truyền thống (đánh lửa má vít).

- Hệ thống đánh lửa tranzistor(đánh lửa bán dẫn) gồm 2 loại:Hệ thống đánh lửa bán dẫn điều khiển trực tiếp

Hệ thống đánh lửa được điếu khiển bằng kỹ thuật số.

Trong HTDL bán dẫn điều khiển trực tiếp lại chia ra loại có vít điều khiển vít và không có vít điều khiển Loại không có vít điều khiển có các loại là:

Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ loại loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay.

Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến Hall.Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến biến quang Trong HTDL điểu khiển băng kỹ thuật số có:Hệ thống đánh lửa theo chương trình.

Hệ thống đánh lửa sử dụng bộ vi xử lý.

Hệ thống đánh lửa kết hợp với hệ thống phun xăng điện tử.

Phân loại theo các phân bố điện cao áp có:

- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện-delco.

- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có delco.

Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm:

- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí.

- Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử.

1.3.Cấu tạo chung HTĐL

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo chung HTĐL

Hình 1.2: Bugi đặt ở chính giữa bốn van của cơ cấu phối khí

Hinh 1.3: Cấu tạo của bugi

Hình 1.4: Bôbin

Bộ chia điện:

Hình 1.5: Bộ chia điện

A: Dòng cao áp đến từ bô-bin đánh lửa; B: Con quay; C: Nắp chia điện; D: Dòng caoáp tới các xi lanh

- Cảm biến vị trí trục khuỷu ( NE )

Hình 1.6: Cảm biến vị trí trục khuỷu- Cảm biến vị trí trục cam (G)

Hình 1.7: Cảm biến vị trí trục cam

- Cảm Biến Kích Nổ – KNK Sensor

Hình 1.8: Cảm biến kích nổ- Cảm biến vị trí bướm ga ( VTA)

Hình 1.9: Cảm biến vị trí bướm ga

Hình 1.10: Cảm biến lưu lượng khí nạp

1.4 Giới thiệu chung về xe VIOS1.4.1 Khái quát chung về xe VIOS

Toyota Vios là phiên bản Sedan cỡ nhỏ ra đời năm 2003 để thay thế cho dòng Soluna ở thị trường Đông Nam Á và Trung Quốc Thế hệ đầu là một phần trong dự án hợp tác giữa các kỹ sư Thái Lan và những nhà thiết kế Nhật Bản của công ty Toyota và được sản xuất tại nhà máy Toyota Gateway, tỉnh Chachoengsao, Thái Lan Thế hệ thứ 2 ra đời năm 2007 Nhưng không chỉ dừng lại ở thị trường Châu Á, những chiếc Sedan này dần được Toyota ra mắt tại các thị trường khác.

Phiên bản đầu tiên được chế tạo dựa trên mẫu Toyota Platz Nhờ cải tiến về ngoại thất, những chiếc Vios mang một dáng vẻ khác biệt, đặc biệt là phiên bản 2006.

Phiên bản này được chỉnh sửa khá nhiều với lưới tản nhiệt, đèn pha, đèn hậu được làm mới cùng với vành đúc và nội thất mới.

Thế hệ thứ 2 ( từ năm 2007 đến nay) Kiểu thiết kế: Sedan 4 chỗ.Động cơ 1.5 lít.

Chiếc Vios mới là sự tái hiện lại mẫu Toyota Belta sedan ra mắt năm 2005 Toyota Belta còn có tên khác là Toyota Yaris (tên này chỉ có ở Mỹ, Nhật, Australia), Toyota Echo (tên gọi tại Canada) và Toyota Vitz Nếu Vios chỉ có phiên bản sedan thì Belta có thêm phiên bản hachtback.

Toyota Vios 2007 vẫn sử dụng động cơ cũ (năm 2003) I4, ký hiệu 1NZ-FE 1.5L DOHC tích hợp công nghệ điều khiển van biến thiên VVT-i Công suất cực đại của

động cơ là 107 mã lực, mô men xoắn tối đa 144 Nm Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới.

Phiên bản Vios mới 1.5E 5 số sàn được nâng cấp từ Vios 2003 1.5G 5 số sàn, còn phiên bản 1.5G mới 4 số tự động lần đầu tiên được ra mắt tại thị trường Việt Nam.

Toyota Vios 2007 có kích thước lớn hơn xe đời cũ Trang bị an toàn và tiện nghi có nhiều cải tiến Về ngoại thất, thay đổi lớn nhất là lưới tản nhiệt có cấu trúc hình chữ V, cụm đèn hậu nhô ra ngoài, đèn xi nhan tích hợp trên gương, vành hợp kimthiết kế mới,

1.4.2 Động cơ xe

- Loại động cơ : 1NZ-FE 4 xi lanh , thẳng hàng , 16 van

- Với trục cam kép (DOHC) và hệ thống điều khiển van nạp thông minh(VVT-i) chức năng “Cranking hold” sẽ duy trì mô tơ khởi động ở trạng thái hoạt động không cần phải giữ chìa ở vị trí start.

- ECU động cơ tích hợp chức năng điều khiển hộp số HCTình

Hình 1.11: Động cơ 1NZ-FE

1.4.3 Thông số kỹ thuật về xe VIOS

Kích thước: (dài x rộng x cao) 4300 x 1700 x 1460 (mm).

Chiều dài cơ sở (mm)2.550

Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm)1.480 / 1.470

Khoảng sáng gầm xe (mm)150

Bán kính vòng quay tối thiểu (mm)5,1

Khối lượng không tải (kg) 1.110 - G CVT/ 1.105 - E CVT/ 1.075E MT

Khối lượng toàn tải (kg)1.550

Dung tích khoang hàng lý (lít)506

Dung tích bình chứa nhiên liệu (lít)42

CHƯƠNG 2 : CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN HỆ THỐNG

ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010

2.1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp

Hệ thống này được sử dụng trên động cơ 1NZ-FE xe Toyota Vios Thayvì sử dụng bộ chia điện, hệ thống này sử dụng bobin đơn hoặc đôi cung cấpđiện cao áp trực tiếp cho bugi Thời điểm đánh lửa được điều khiển bởi ESAcủa ECU động cơ Trong các động cơ gần đây, hệ thống đánh lửa này chiếm

- Cảm biến vị trí của trục cam: Nhận biết xy lanh, kỳ và theo dõi định thờicủa trục cam.

- Cảm biến kích nổ: Phát hiện tiếng gõ của động cơ.

- Cảm biến vị trí bướm ga : Phát hiện góc mở của bướm ga.- Cảm biến lưu lượng khí nạp: Phát hiện lượng không khí nạp.

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Phát hiện nhiệt độ nước làm mát độngcơ.

- Bobin và IC đánh lửa: Đóng và ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp vàothời điểm tối ưu Gửi các tín hiệu IGT đến các ECU động cơ.

- ECU động cơ : Phát ra các tín hiệu IGT dựa trên các tín hiệu từ các cảmbiến khác nhau, và gửi tín hiệu đến bobin có IC đánh lửa.

- Bugi : Phát ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí.

Trong hệ thống đánh lửa trục tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn đượcsử dụng nữa Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bobin cùng với mộtIC đánh lửa độc lập cho mỗi xy-lanh Vì hệ thống này không cần sử dụng bộchia điện hoặc dây cao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khuvực cao áp và tang độ bền Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu điệntừ, 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 (đánhlửa sớm bằng điện tử) ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm

biến khác nhau, tính toán thời điểm, 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, dướidạng một bản đồ ESA So với điều khiển đánh lửa cơ học của hệ thống thôngthường thì phương pháp điều khiển bằng ESA có độ chính xác cao hơn vàkhông cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa Kết quả là hệ thống này giúp cảithiện tiết kiệm nhiên liệu và tăng công suất phát ra.

Thiết bị này bao gồm IC đánh lửa và bobin kết hợp thành một cụm.Trước đây, dòng điện cao áp được dẫn đến xy lanh bằng dây cao áp Nhưngnay, bobin có thể nối trực tiếp đến từng bugi của từng xy lanh thông qua việcsử dụng bobin kết hợp IC đánh lửa Khoảng cách dẫn điện cao áp được rútngắn nhờ có nối trực tiếp bô bin với bugi, làm giảm tổn thất điện áp và nhiễuđiện từ Nhờ thế độ tin cậy của hệ thống đánh lửa được nâng cao.

a

Hình 2.3: Mạch điện ( a ) và bô bin kết hợp IC đánh lửa ( b )

2.3 Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa trên xe toyota vios 2010

2.3.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp ( kiểu dây sấy )a) Cấu tạo

Cảm biến lưu lượng khí nạp gọn và nhẹ, và cho phần không khí nạp chạyqua khu vực phát hiện Một dây nóng và nhiệt điện trở, được sử dụng như mộtcảm biến, được lắp vào khu vực phát hiện Bằng cách trực tiếp đo khối lượngkhông khí nạp, độ chính xác phát hiện được tăng lên và hầu như không có sứccản của không khí nạp Ngoài ra, vì không có các cơ cấu đặc biệt, dụng cụnày có độ bền tuyệt hảo.

Nguyên lý hoạt động: Dòng điện chạy vào dây sấy (bộ sấy) làm cho nób

nóng lên Khi không khí chạy quanh dây này, dây sấy được làm nguội tươngứng với khối không khí nạp Bằng cách điều chỉnh dòng điện chạy vào dâysấy này để giữ cho nhiệt độ của dây sấy không đổi, dòng điện đó sẽ tỷ lệ

thuận với khối không khí nạp Sau đó có thể đo khối lượng không khí nạpbằng cách phát hiện dòng điện đó Trong trường hợp của cảm biến lưu lượngkhí nạp kiểu dây sấy, dòng điện này được biến đổi thành một điện áp, sau đóđược truyền đến ECU động cơ từ cực VG.

Khi dây sấy này (Rh) được làm mát bằng không khí nạp, điện trở tăng lên dẫn đến sự hình thành độ chênh giữa các điện thế của các điểm A và B Một bộ khuyếch đại xử lý phát hiện chênh lệch này và làm tăng điện áp đặt vào mạch này (làm tăng dòng điện chạy qua dây sấy Rh) Khi thực hiện việc này, nhiệt độ của dây sấy (Rh) lại tăng lên dẫn đến việc tăng tương ứng trong điện trở cho đến khi điện thế của các điểm A và B trở nên bằng nhau (các điện áp của các điểm A và B trở nên cao hơn) Bằng cách sử dụng các đặc tính của loại mạch cầu này, cảm biến lưu lượng khí nạp có thể đo được khối lượng không khí nạp bằng cách phát hiện điện áp ở điểm B.

Hình 2.5: Sơ đồ mạch điện của cảm biến lưu lượng khí nạp

c) Vị trí lắp đặt

Cảm biến lưu lượng khí nạp được gắn trên đường ống dẫn không khí từlọc gió đến bộ phận điều khiển bướm ga.

Hình 2.6: Vị trí lắp đặt của cảm biến lưu lượng khí nạp

d) Các triệu chứng hư hỏng thường gặp

Khi cảm biến lưu lượng khí nạp bị hư hỏng, đèn CHECK ENGINE sánghoặc nhấp nháy, động cơ chạy không êm, không đều hoặc không chạy được,công suất động cơ kém, xe chạy tốn nhiên liệu hơn, chết máy,…

2.3.2 Cảm biến vị trí trục khuỷua) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnhcửu và một rotor dùng để khép mạch từ có số răng tùy loại động cơ.

Hình 2.7: Cấu tạo cảm biến trục khuỷu

Đĩa tạo tín hiệu NE được làm liền với puly trục khuỷu và có 36 răng,thiếu 2 răng (thiếu 2 răng vì ứng với từng tín hiệu được tạo ra do sự chuyểnđộng quay của một răng ta sẽ xác định được góc quay trục khuỷu và xác địnhđược góc đánh lửa sớm của động cơ) Chuyển động quay của đĩa tạo tín hiệusẽ làm làm thay đổi khe hở không khí giữa các răng của đĩa và cuộn nhận tínhiệu NE, điều đó tạo ra tín hiệu NE.

ECU sẽ xác định khoảng thời gian phun cơ bản và góc đánh lửa sớm cơbản dựa vào tín hiệu này Khi răng càng ra xa cực nam châm thì khe hở khôngkhí càng lớn, nên từ trở cao, do đó từ trường yếu đi Tại vị trí đối diện, khe hởnhỏ, nên từ trường mạnh, tức là có nhiều đường sức từ cắt, trong cuộn dây sẽxuất hiện một dòng điện xoay chiều, đường sức qua nó càng nhiều, thì dòngđiện phát sinh càng lớn.

Hình 2.8: Kết cấu và sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí trục khuỷu

1 Cuộn dây, 2 Thân cảm biến, 3 Lớp cách điện, 4 Giắc cắm,5 Rôto tín hiệu 6 Cuộn dây cảm biến vị trí trục cam.

Tín hiệu sinh ra thay đổi theo vị trí của răng, và nó được ECU đọc xungđiện thế sinh ra, nhờ đó mà ECU nhận biết vị trí trục khuỷu và tốc động cơ.Loại tín hiệu NE này có thể nhận biết được cả tốc độ động cơ và góc quaytrục khuỷu tại vị trí răng thiếu của đĩa tạo tín hiệu, nhưng không xác định

được điểm chết trên của kỳ nén hay kỳ thải.

b) Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu thường lắp ở vị trí gần pu-ly trục khuỷu, phíatrên bánh đà hoặc phía trên trục khuỷu.

Hình 2.9: Vị trí lắp đặt của cảm biến trục khuỷu

Khi cảm biến này bị hỏng, động cơ có thể không khởi động được, khókhởi động khi máy nguội, tốc độ cầm chừng không đều, máy rung vì đánh lửasai, hao xăng và không tăng tốc ổn định.

Nguyên nhân chủ yếu cảm biến trục khuỷu thường bị hư hỏng là do ngắnmạch.

2.3.3 Cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor) nắm một vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển của động cơ ECU sử dụng tín hiệu này để xác định điểm chết trên của máy số 1 hoặc các máy, đồng thời xác định vị trí của trục cam để xác định thời điểm đánh lửa (với động cơ xăng) hay thời điểm phun nhiên liệu (động cơ phun dầu điện tử Common rail) cho chính xác.Với những động cơ đời mới hiện nay được trang bị thêm hệ thống điều khiển trục cam biến thiên thông minh cảm biến trục cam còn đóng vai trò giám sát sự hoạt động của hệ thống điều khiển trục cam biến thiên, ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến này để xác định rằng hệ thống trục cam biến thiên có đang làm việc đúng như tín hiệu từ hộp ECU điều khiển hay không.

a) Cấu tạo

Bởi những bộ phận chính là một phần tử Hall đặt ở đầu cảm biến, một nam châm vĩnh cửu và một IC tổ hợp nằm trong cảm biến.

Hình 2.10: cấu tạo vị trí trục cam ( dạng Hall )

b) Nguyên lý hoạt động của cảm biến vị trí trục cam

Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trên trục cam có một vành tạo xung vó các vấu cực, các vấu cực này quét qua đầu cảm biến, khép kín mạch từ và cảm biến tạo ra 1 xung tín hiệu gửi về ECU để ECU nhận biết được điểm chết trên của xy lanh số 1 hay các máy khác.

Số lượng vấu cực trên vành tạo xung của trục cam khác nhau tuỳ theo mỗiđộng cơ.

c) Vị trí của cảm biến vị trí trục cam

Trên nắp giàn cò hoặc gang bên cạnh nắp giàn cò

Hình 2.11: Vị trí lắp đặt cảm biến trục cam

d) Cá hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí trục cam

- Chỉnh sai khe hở từ (với loại cảm biến nằm trong Delco).- Đứt dây.

- Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát.- Lỏng giắc.

- Chết cảm biến.

- Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy.- Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam.

2.3.4 Cảm biến oxy

a) Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Cảm biến oxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồngđộ oxy có trong khí thải, từ đó xác định tỉ lệ nhiên liệu và không khí trongbuồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỉ lệ hòa khí lí thuyết, từ đó gửitín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỉ lệ không

khí/nhiên liệu cho phù hợp Động cơ 1NZ-FE dùng hai cảm biến Oxy 3 chânloại Ziconium đặt trên đường ống xả phía gần với buồng đốt động cơ để làm công việc này.

Hình 2.12: Cấu tạo cảm biến oxy

Cảm biến oxy loại này được chế tạo chủ yếu từ chất Zicinium dioxde(ZrO2), có tính chất hấp thụ những ion âm tính Thực chất, cảm biến oxy loạinày là một pin điện có sức điện động phu thuộc vào nồng độ oxy trong khí

ngoài tiếp xúc với oxy trong khí thải Bên trong và bên ngoài của phần tử nàyđược bọc bằng một lớp platin mỏng Không khí chung quanh được dẫn vàobên trong còn phía ngoài của cảm biến lộ ra phía khí thải Ở nhiệt độ cao(400°C [752°F] hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênhlệch lớn giữa các nồng độ của oxy ở phía trong và phía ngoài của phần tửzirconi này Vì ở nhiệt độ này cảm biến mới hoạt động được nên người tadùng một điện trở dây sấy đặt vào mặt trong lớp zirconi để giúp nó hoạt độngnhanh hơn, giảm được thời gian chờ Dây sấy này được cấp nguồn B+ vàđược điều khiển bởi ECU thông qua cực HT Ngoài ra, platin tác động nhưmột cất xúc tác để gây ra phản ứng hóa học giữa oxy và cacbon monoxit (CO)trong khí xả Vì vậy, điều này sẽ làm giảm lượng oxy và tăng tính nhạy cảmcủa cảm biến.

Khi hỗn hợp không khí - nhiên liệu nghèo, chỉ có một chênh lệch nhỏ về nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngoài của phần tử zirconi Do đó, phần tử zirconi sẽ chỉ tạo ra một điện áp thấp (0,1÷0,4V) Ngược lại, khi hỗnhợp không khí - nhiên liệu giàu, hầu như không có oxy trong khí xả Vì vậy, có sự khác biệt lớn về nồng độ oxy giữa bên trong và bên ngoài của cảm biến này để phần từ zirconi tạo ra một điện áp tương đối lớn (0,6÷1 V) Tín hiệu điện áp này khi đi vào ECU sẽ đi qua mạch so sánh, nếu lớn hơn 0,45 V thì được xem làở mức cao (hòa khí giàu), nếu nhỏ hơn 0,45 V thì được xem là thấp (hòa khí nghèo) Căn cứ vào tín hiệu (gọi là tín hiệu OX) này, ECU động cơ sẽ tăng hoặc giảm lượng phun nhiên liệu để duy trì tỷ lệ không khí – nhiên liệu trung bình ở tỷ lệ không khí - nhiên liệu lý thuyết.

Hình 2.13: Sơ đồ mạch điện cảm biến oxy

b) Vị trí của cảm biến Oxy

Cảm biến oxy có vị trí nằm ngay trên ống xả, gần chỗ nối chung cửa xảcủa các máy, những xe đời cũ chưa có bầu catalytic sử dụng 1 con cảm biếnoxy, những xe đời mới có bầu catalytic thường có 2 con trên 1 nhánh, 1 contrước bầu trung hòa khí thải 1 con phía sau.

Hình 2.14: vị trí lắp đặt của cảm biến oxy

c) Các hư hỏng thường gặp của cảm biến oxy

+ Đứt dây điện trở sấy

+ Bị bám muội than ở đầu cảm biến cần tháo ra vệ sinh

2.3.5 Cảm biến kích nổa) Chức năng và nhiệm vụ

- Nhiệm vụ: đo tiếng gõ trong động cơ và phát ra tín hiệu điện áp gửi về ECU đểECU phân tích tín hiệu để điều chỉnh góc đánh lửa sớm làm giảm tiếng gõ

b) Cấu tạo

Cảm biến kích nổ có cấu tạo bởi 1 vật liệu áp điện, tinh thể thạch anh Khi có tiếng gõ, cảm biến với tinh thể thạch anh sẽ tự phát ra điện áp và gửi

về ECU.

Hình 2.15: Cấu tạo cảm biến kích nổ

c) Nguyên lí hoạt động của cảm biến kích nổ

Khi động cơ hoạt động, vì lý do nào đó dẫn tới có tiếng gõ (tự kích nổ, động cơ nóng quá, va đập cơ khí….) cảm biến sẽ tạo ra 1 tín hiệu điện áp gửivề ECU và ECU sẽ điều chỉnh trễ góc đánh lửa lại để giảm tiếng gõ.

Cụ thể: Các phần tử áp điện của cảm biến kích nổ được thiết kế có kíchthước với tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ khi có hiện tượngkích nổ để xảy ra hiệu ứng cộng hưởng (f = 6KHz – 13KHz).Như vậy, khiđộng cơ có xảy ra hiện tượng kích nổ, tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớnnhất và sinh ra một điện áp Tín hiệu điện áp này có giá trị nhỏ hơn 2,5V Nhờtín hiệu này, ECU động cơ nhận biết hiện tượng kích nổ và điều chỉnh giảmgóc đánh lửa cho đến khi không còn kích nổ ECU động cơ có thể điều chỉnh

Hình 2.16: Sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ

d) Vị trí của cảm biến kích nổ

- Nằm ngay trên thân động cơ, thường nằm phía dưới cổ hút, nắp xylanh.- Trên những xe sang mỗi nhánh máy có 1 – 2 Cảm biến kích nổ.

Hình 2.17: Vị trí lắp đặt cảm biến kích nổ

e) Các hư hỏng thường gặp của cảm biến kích nổ

Hư hỏng trên cảm biến kích nổ Knock Sensor khá cơ bản đó là: Đứt dâycảm biến, lỗi do chạm mát hoặc do 2 dây cảm biến chạm vào nhau.

2.3.6 Cảm biến vị trí bướm gaa) Chức năng và nhiệm vụ

Cảm biến vị trí bướm ga có nhiệm vụ xác định độ mở của bướm ga vàgửi thông tin về bộ xử lý trung tâm giúp điều chỉnh lượng phun nhiên liệu tốiưu theo độ mở bướm ga Trên các dòng xe sử dụng hộp số tự động, vị trí

b) Nguyên lý làm việc (loại tuyến tính)

Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áptăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga Khi cánh bướm gađóng hoàn toàn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2 Tín hiệu sẽđược đưa đến những hộp điều khiển khác để thực hiện việc điều chỉnh lượngđiều khiển động cơ

Hình 2.18: Sơ đồ mạch của cảm biến vị trí bướm ga

c) Vị trí lắp đặt: Nằm trên cụm bướm ga

Hình 2.19: Vị trí lắp đặt cảm biến vị trí bướm ga

d) Các triệu chứng hư hỏng thường gặp

Khi bị lỗi hoặc hư hỏng cảm biến này, động cơ có thể gặp một số vấn đềnhư: Sáng đèn CHECK ENGINE, xe không tăng tốc kịp thời, bỏ máy, hộp số

2.3.7 Cảm biến nhiệt độ nước làm máta) Chức năng, nhiệm vụ và cấu tạo

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có nhiệm vụ đo nhiệt độ của nước làmmát động cơ và truyền tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm để tính toán thời gianphun nhiên liệu, góc đánh lửa sớm, tốc độ chạy không tải, …Ở một sốdòng xe, tín hiệu này còn được dùng để điều khiển hệ thống kiểm soát khí xả,chạy quạt làm mát động cơ.

- Nếu thiếu đi cảm biến này, xe sẽ khó khởi động.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có cấu tạo dạng trụ rỗng có ren ngoài,bên trong có lắp một điện trở bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm.