thi công mô hình và biên soạn tài liệu hướng dẫn thực tập mô hình động cơ toyota 3s fe và toyota 1g fe

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: SVTH: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪ

TỔNG QUAN

Lý do chọn đề tài

Công nghệ và kỹ thuật ô tô đang trải qua một giai đoạn phát triển đầy sôi động, đặc biệt là tại Việt Nam, nơi mà ngành công nghiệp ô tô đang trở thành một phần không thể tách rời của nền kinh tế Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, việc áp dụng mô hình động cơ trong giảng dạy trở nên cực kỳ cần thiết để đáp ứng nhu cầu đào tạo và phát triển nguồn nhân lực cho ngành công nghiệp ô tô tại địa phương

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, với sứ mệnh đào tạo những kỹ sư có năng lực cao và đáp ứng được yêu cầu của thị trường lao động, đang đóng góp không nhỏ vào sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam Việc đổi mới phương pháp dạy học với triết lý học lý thuyết đi đôi với thực hành đòi hỏi yêu cầu nghiên cứu, chế tạo mô hình động cơ và biên soạn tài liệu phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập của sinh viên Với sự hỗ trợ và giao phó của thầy hướng dẫn, Kỹ sư Nguyễn Tấn Lộc, chúng em nhận thấy cơ hội và trách nhiệm để thực hiện một đề tài mang tính ứng dụng cao và có thể góp phần vào quá trình giảng dạy và nghiên cứu của Bộ môn Động cơ

Việc thi công mô hình động cơ và biên soạn tài liệu hướng dẫn thực tập cho mô hình động cơ Toyota 3S-FE và Toyota 1G-Fe không chỉ là một cơ hội để chúng em áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế mà còn là nhiêm vụ quan trọng trong việc cung cấp nguồn tài liệu quý báu hỗ trợ cho sinh viên học tập và nghiên cứu, góp phần đào tạo nhân lực chất lượng cao cho ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam Sự hỗ trợ và định hướng của thầy Nguyễn Tấn Lộc cũng là yếu tố quan trọng giúp chúng tôi thực hiện đề tài này một cách hiệu quả và mang lại giá trị thực tiễn cao.

Mục tiêu nghiên cứu

- Hiểu rõ và phân tích kết cấu cũng như nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên mô hình động cơ 3S-FE và 1G-FE, bao gồm cả các thành phần cơ bản và hệ thống điều khiển

- Thiết kế và thi công một mô hình động cơ chính xác và chân thực, phản ánh đầy đủ các tính chất và chức năng của các hệ thống trên động cơ thực tế

- Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực tập chi tiết và có cấu trúc, giúp hỗ trợ hoạt động giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực động cơ ô tô

- Hỗ trợ sinh viên trong việc tiếp cận và hiểu biết sâu sắc về nguyên lý hoạt động và cách thức kiểm tra, đo kiểm các hệ thống điều khiển động cơ trên mô hình

- Nâng cao kỹ năng thực hành và kiến thức về công nghệ ô tô của sinh viên, chuẩn bị cho họ trước thách thức trong môi trường làm việc thực tế

- Đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô tại Việt Nam thông qua việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực và sự hiểu biết về công nghệ ô tô của sinh viên.

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là:

- Mô hình động cơ Toyota 3S-FE và Toyota 1G-Fe

- Hệ thống các cảm biến, cơ cấu chấp hành điều khiển động cơ Toyota 3S-FE và Toyota 1G-Fe

- Cách kiểm tra, đo kiểm, chuẩn đoán lỗi các hệ thống trên động cơ Toyota 3S-FE và Toyota 1G-Fe.

Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện dự án này, chúng em sẽ sử dụng các phương pháp sau đây:

- Tìm tài liệu và đọc hiểu: Đầu tiên, chúng em sẽ tiến hành tìm kiếm và thu thập các tài liệu liên quan đến các mô hình động cơ Toyota 3S-FE và 1G-FE Các tài liệu này bao gồm sách giáo trình, bài báo khoa học, bài tham luận, hướng dẫn sửa chữa từ nhà sản xuất, và các tài liệu mạng khác Chúng em sẽ đọc và nghiên cứu kỹ lưỡng để hiểu sâu hơn về cấu trúc, nguyên lý hoạt động và các hệ thống điều khiển của mỗi loại động cơ

- Áp dụng kiến thức từ tài liệu: Sau khi hiểu được kiến thức từ các tài liệu đã thu thập, chúng em sẽ áp dụng kiến thức này để phát triển và thực hiện việc thi công thực tế cho mỗi mô hình động cơ Quá trình này bao gồm việc lựa chọn vật liệu phù hợp, đo điểm các hệ thống, cũng như kiểm tra và điều chỉnh để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của mỗi mô hình

- Học hỏi từ sự hướng dẫn của thầy hướng dẫn: Chúng em sẽ liên tục học hỏi từ sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn - Kỹ sư Nguyễn Tấn Lộc, người sẽ cung cấp sự hỗ trợ chuyên môn và các chỉ dẫn cần thiết trong quá trình thực hiện đề tài Sự

12 hướng dẫn của thầy sẽ giúp chúng em giải quyết các vấn đề phức tạp và đảm bảo tiến độ và chất lượng của đề tài.

Bố cục đề tài

Đồ án này được chia thành các chương và phần con để tạo ra một cấu trúc logic để giải quyết các khía cạnh khác nhau của đề tài Bố cục chi tiết của đề tài như sau:

- Chương 1: Tổng quan đề tài

- Chương 2: Thi công và hoàn thiện mô hình động cơ Toyota 3S-FE và Toyota 1G-

- Chương 3: Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực tập mô hình động cơ Toyota 3S-FE

- Chương 4: Biên soạn tài liệu hướng dẫn thực tập mô hình động cơ Toyota 1G-Fe

- Chương 5: Kết luận và kiến nghị

THI CÔNG VÀ HOÀN THIỆN MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-

Thi công và hoàn thiện mô hình Toyota 3S-FE

2.1.1 Phần khung mô hình Để tiết kiệm thời gian và chi phí nhóm tiến hành sử dụng kế thừa phần khung có sẵn của mô hình

Hình 2.1: Khung mô hình động cơ Toyota 3S-FE

Dựa trên sa bàn từ đã có sẵn từ những anh chị khóa trước, qua quá trình kiểm tra nhận thấy một số giắc điện trên sa bàn đã bị rơi, nhóm em tiến hành kết nối lại giắc bị rơi

Hình 2.2: Sa bàn mô hình động cơ Toyota 3S-FE

2.1.3 Kiểm tra hộp cầu chì relay Động cơ Toyota 3S-FE sử dụng các relay: relay EFI, relay nguồn, relay bơm xăng, relay quạt làm mát và các cầu chì: cầu chì chính, cầu chì EFI 15A, cầu chì IG 7,5A

Qua quá trình kiểm tra không phát hiện hư hỏng ở các relay và cầu chì

Hình 2.3: Hộp cầu chì Relay trên động cơ Toyota 3S-FE

- Kiểm tra sơ bộ phần cơ khí động cơ toyota 3S-FE nhận thấy các bộ phận cơ khí vẫn còn nguyên trạng, không có nứt vỡ, hư hỏng

- Kiểm tra các cảm biến, giắc điện, dây dẫn không phát hiện tình trạng đứt hay vỡ

Hình 2.4: Bu-gi trước và sau khi được vệ sinh

❖ Sơ đồ mạch ECU điều khiển động cơ và ý nghĩa các cực ECU

Hình 2.5: Sơ đồ mạch ECU điều khiển động cơ Toyota 3S-FE

Bảng 2.1 Ý nghĩa ký hiệu các chân của ECU

#10 Cực chờ nối mát để điều khiển kim phun máy 1,3

#20 Cực chờ nối mát điều khiển kim phun máy 2,4

STA Tín hiệu khởi động

IGT Tín hiệu đánh lửa

NSW Tín hiệu công tắc tay số

OX2 Tín hiệu cảm biến ô-xy số 2

OX Tín hiệu cảm biến ô-xy số 1

IDL Tín hiệu xác định cầm chừng

IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa

E2 Mát của các cảm biến

G- Mát chung cảm biến G và Ne

THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp

VTA Tín hiệu vị trí bướm ga

THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát

NE Tín hiệu cảm biến Ne

VC Nguồn ECU cấp tới các cảm biến

VS Tín hiệu bộ đo gió cánh trượt

BATT Dương thường trực của ECU

SPD Cảm biến tốc độ xe

+B1 Nguồn dương cấp cho ECU

+B Nguồn dương cấp cho ECU

❖ Kiểm tra điện áp cấp nguồn cho ECU

- Cấp nguồn cho động cơ từ ắc quy 12V và kiểm tra điện áp chân BATT, +B, VC:

+ Sau khi đo điện áp nhóm thấy chân BATT, +B có nguồn 12V, tuy nhiên điện áp chân VC là 0V

+ Tháo ECU ra khỏi động cơ và cấp nguồn trực tiếp, đo điện áp chân VC=5V, như vậy khả năng là chân VC bị chạm mát trong các cảm biến

+ Qua quá trình kiểm tra nhóm đã xác định được mạch cảm biến bộ đo gió bị chạm mát ở chân VC

+ Tháo bộ đo gió và sửa chữa

Hình 2.6: Sửa chữa bộ đo gió + Lắp lại bộ đo gió, cấp nguồn cho động cơ và kiểm tra mạch cấp nguồn cho ECU, lúc này điện áp BATT và +B V, VC=5V

❖ Kiểm tra điện áp các cực ECU

Bảng 2.2: Điện áp các cực ECU trên Toyota 3S-FE

STT Cực tương ứng Điều kiện Điện áp (V)

VTA – E2 Bướm ga mở hoàn toàn 0,3 – 0,8

Bướm ga đóng hoàn toàn 3,2 – 4,9

5 THW – E2 IG SW ON, nhiệt độ nước làm mát

Cánh trượt mở tối đa 1,4 Cách trượt đóng tối đa 4,18

THA – E2 Nhiệt độ khí nạp 20 0 C 0,5 – 3,4

7 STA – E1 Khởi động 6 hoặc hơn

8 IGT – E1 Khởi động hoặc chạy không tải Máy đo xung

2.1.6 Khởi động động cơ và hoàn thiện mô hình

Cấp nguồn cho động cơ và tiến hành khởi động động cơ, ban đầu động cơ chưa nóng còn khó nổ, sau vài lần khởi động đã nổ dễ dàng hơn, tuy nhiên nổ vẫn chưa êm

+ Nới lỏng bulong cố định bộ chia điện

+ Xoay bộ chia điện để hiệu chỉnh góc đánh lửa sao cho máy nổ êm nhất Chiều quay rotor trong bộ chia điện cùng chiều với động cơ, muốn thời điểm đánh lửa sớm thì quay bộ chia điện ngược chiều kim đồng hồ, muốn thời điểm đánh lửa muộn hơn thì quay bộ chia điện cùng chiều kim đồng hồ

Hình 2.7: Cân lửa động cơ Toyota 3S-FE + Siết chặt các bulong Điều chỉnh vít trong bộ đo gió để tốc độ cầm chừng êm nhất

Sau khi động cơ đã vận hành ổn định, nhóm dùng các ống cao su để bọc phần dây dẫn điện thành từng bó

Hình 2.8: Thi công mô hình Toyota 3S-FE

Thi công và hoàn thiện mô hình Toyota 1G-FE

2.2.1 Phần khung và sa bàn mô hình Để tiết kiệm thời gian và chi phí nhóm tiến hành sử dụng kế thừa phần khung có sẵn của mô hình

Hình 2.9: Khung mô hình Toyota 1G-FE

Hình 2.10: Sa bàn mô hình Toyota 1G-FE

Kiểm tra sơ bộ phần cơ khí động cơ toyota 1S-FE nhận thấy các bộ phận cơ khí vẫn còn nguyên trạng, không có nứt vỡ, hư hỏng

Kiểm tra các cảm biến, giắc điện, dây dẫn không phát hiện tình trạng đứt hay vỡ

Vệ sinh bên ngoài động cơ và kiểm tra mức dầu bôi trơn động cơ đã đủ

Hình 2.11: Giắc cắm ECU Toyota 1G-FE

Bảng 2.3: Tên và ý nghĩa các cực của ECU

BATT Dương thường trực của ECU

+B Nguồn cung cấp cho ECU từ relay EFI

E2 Mass của các cảm biến

STA Tín hiệu khởi động

TACH Tín hiệu tốc độ động cơ

IGT1 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 1

IGT2 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 2

IGT3 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 3

IGT4 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 4

IGT5 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 5

IGT6 Tín hiệu điều khiển thời điểm đánh lửa máy số 6

IGF Tín hiệu hồi tiếp đánh lửa

#10 Điều kiển kim phun máy số 1

#20 Điều kiển kim phun máy số 2

#30 Điều kiển kim phun máy số 3

#40 Điều kiển kim phun máy số 4

#50 Điều kiển kim phun máy số 5

#60 Điều kiển kim phun máy số 6

KNK1 Tín hiệu kích nổ số 1

KNK2 Tín hiệu kích nổ số 2

OX1A Tín hiệu từ cảm biến oxy số 1

OX2A Tín hiệu từ cảm biến oxy số 2

ACLS Van VSV (Hệ thống điều khiển độ dài đường nạp)

PIM Tín hiệu cảm biến MAP gửi về ECU

VTA Tín hiệu góc mở bướm ga

THA Tín hiệu cảm biến nhiệt độ không khí nạp

THW Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nước làm mát

G2 Cảm biến vị trí trục cam

NE+ Cảm biến vị trí trục khuỷu

NE- Dây chung của hai cảm biến vị trí trục cam và vị trí trục khuỷu

PGR Tín hiệu từ van ISC

SIL Truyền dữ liệu từ ECU của OBD II

Fc Cực điều khiển bơm nhiên liệu

ALT Tín hiệu tải điện

Hình 2.12: Giắc OBD-II trên Toyota 1G-FE

• SIL: Cực nhận tín hiệu từ ECU

• BATT: Nguồn dương ắc quy

2.2.4 Kiểm tra hộp cầu chì và các Relay

Tiến hành kiểm tra hoạt động của các relay nguồn, relay EFI, relay bơm xăng, relay quạt thấy các relay vẫn còn hoạt động tốt Kiểm tra và thay thế các cầu chì bị đứt

Hình 2.13: Hộp cầu chì – Relay trên mô hình Toyota 1G-FE

Sau khi kiểm tra sơ bộ, châm nước làm mát, châm xăng vào thùng nhiên liệu Kiểm tra đường nước và két nước không bị rò rỉ Tiến hành cấp nguồn cho động cơ, kiểm ra điện áp cực BATT, giá trị là 12V, tiếp tục xoay công tắc máy on kiểm tra điện áp cực +B (12V),

Vc (5V), IGT (0V), IGF(5V), các tính hiệu cảm biến đều bình thường Dùng dây dẫn nối cực Fc ra mát, kiểm tra bơm xăng và đường ống dẫn xăng bình thường Khởi động động cơ, ban đầu còn khó nổ một lúc sau đã nổ êm do động cơ nóng lên

BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC TẬP MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 3S-FE

Mạch cấp nguồn cho ECU

3.1.1 Sơ đồ mạch cấp nguồn cho ECU

Hình 3.1: Mạch cấp nguồn cho ECU động cơ Toyota 3S-FE Nguồn cung cấp thường xuyên cho ECU: Ắc quy cung cấp nguồn 12V cho ECU tại cực BATT qua cầu chì EFI

Nguồn điện cung cấp cho ECU tại cực +B: Khi Contact máy On, ắc quy cung cấp điện đi từ: +ắc quy → cầu chì chính → Contact máy → cầu chì IGN → cuộn dây EFI Main Relay → mát, tạo lực từ đóng tiếp điểm cho phép dòng điện tới chân +B và +B1 của ECU: +Ắc quy → cầu chì chính → cầu chì EFI → tiếp điểm relay EFI → +B (ECU) →E1

Khi ECU được cấp nguồn 12V, bên trong ECU sẽ hình thành một bộ nguồn không đổi điện áp 5V dùng để cung cấp điện cho các bộ vi xử lý và các cảm biến

- E2: Mát của các cảm biến

- E1: Mát của ECU động cơ

- E01, E02: Mát của các bộ chấp hành như: Các kim phun, van ISC,…

3.1.2 Phương pháp kiểm tra mạch cấp nguồn cho ECU

1) Cấp nguồn cho động cơ từ bình ắc quy 12V, lưu ý lắp đúng cực ắc quy

2) Kiểm tra điện áp cực VC của ECU với cực E1

Xoay Contact máy On Dùng đông hồ VOM đo điện áp tại cực VC của ECU với E1

- Trường hợp 1: VC=5V → Kết luận mạch cấp nguồn cho ECU hoạt động tốt

- Trường hợp 2: VC=0V Ta tiến hành kiểm tra điện áp chân +B của ECU với E1

3) Kiểm tra điện áp chân +B của ECU với E1

Xoay Contact máy On Dùng đồng hồ VOM đo điện áp cực +B của ECU với E1:

Hình 3.2: Đo điện áp giữa cực +B và E1 của ECU

- Trường hợp 1: Điện áp giữa cực +B và E1 bằng 12V → Kết luận ECU động cơ hỏng nên không có điện áp 5V xuất ra tại cực VC

- Trường hợp 2: Điện áp giữa cực +B và E1 bằng 0V Ta tiếp tục kiểm tra điện áp chân +B cua ECU với cực âm ắc quy

4) Kiểm tra điện áp +B vủa ECU với cực âm ắc quy

Xoay Contact máy On, dùng VOM đo điện áp cực +B của ECU với cực âm ắc quy

- Trường hợp 1: Điện áp bằng 12V → Có thể dây đứt dây điện nối cực E1 của ECU với mát, nếu kiểm tra dây điện vẫn tốt thì kết luận ECU hỏng

- Trương hợp 2: Điện áp bằng 0V → Mất nguồn dương đến cực +B của ECU

Ta tiến hành kiểm tra các thiết bị bảo vệ như cầu chì EFI, Contact máy 5) Kiểm tra Contact máy

Dùng đồng hồ VOM thang đo điện trở đo điện trở cực +B và IG

Giá trị tiêu chuẩn: Công tắc máy OFF: OL (overload)

Dùng đồng hồ VOM thang đo điện trở đo cực +B và ST

Giá trị tiêu chuẩn: Công tắc máy OFF: OL

Bảng 3.2: Giá trị điện trở các cực Contact máy

Nếu Contact máy tốt mà vẫn không có nguồn dương đến cực +B của ECU, ta tiếp tục kiểm tra relay EFI

- Tháo relay EFI trên hộp relay động cơ 3S-FE

- Xác định 2 chân cuộn dây và 2 chân tiếp điểm theo sơ đồ in trên nắp relay

- Dùng đồng hồ VOM thang đo điện trở đo điện trở hai đầu cuộn dây, giá trị tiêu chuẩn từ 60-90Ω

- Đo điện trở hai đầu tiếp điểm Giá trị tiêu chuẩn: OL (nếu khác phải thay relay)

- Cấp nguồn 12V cho 2 đầu cuộn dây relay, nghe tiếng tiếp điểm có đóng hay không và dùng đồng hồ VOM đo điện trở 2 tiếp điểm Giá trị tiêu chuẩn phải bằng 0Ω (thông mạch), nếu khác phải thay relay

Nếu Relay vẫn hoạt động tốt, ta kiểm tra thông mạch đường dây từ dương ắc quy tới tiếp điểm Relay EFI và từ tiếp điểm Relay EFI đến cực +B của ECU

Dùng VOM đo điện áp giữa cực +B của ECU và âm ắc quy (Contact máy ON)

Kiểm tra cầu chì và khóa điện

Kiểm tra dây dẫn điện giữa cực E1 của ECU và mát

ECU hỏng Sửa chữa thay thế

Kiểm tra Relay EFI Sửa chữa, thay thế

Kiểm tra dây dẫn giữa relay EFI và ắc quy Sửa chữa, thay thế

Nếu VV Nếu điện áp +B – E1 bằng 0V

Tốt Nếu V=0V mất nguồn dương tới BATT

Kiểm tra điện áp giữa cực BATT của ECU và âm ắc quy

Kiểm tra cầu chì EFI

Kiểm tra dây dẫn điện giữa cực E1 của

ECU hỏng Sửa chữa thay thế

Kiểm tra dây dẫn nối từ ắc quy đến cực BATT của ECU Sửa chữa, thay thế

Phương pháp kiểm tra nguồn cung cấp thường xuyên cho ECU:

Cấp nguồn cho động cơ từ bình ắc quy 12V, lưu ý lắp đúng cực ắc quy

Dùng đồng hồ VOM đo điện áp cực BATT của ECU với cực E1

- Trường hợp 1: Giá trị điện áp BATT – E1 từ 9-14V → Nguồn cung cấp thường xuyên tốt

- Trường hợp 2: không có điện áp giữa cực BATT và E1 Ta tiến hành kiểm tra theo trình tự sau:

+ Dùng đồng hồ VOM đo điện áp cực BATT của ECU với âm ắc quy Nếu giá trị điện áp từ 9-14V → Ta kiểm tra sự thông mạch của đường dây nối cực E1 với mát, nếu

Nếu VV Nếu điện áp BATT-E1 bằng 0V

30 đường dây tốt có thể kết luận ECU hỏng, trường hợp đứt dây giữa cực E1 với mát → tiến hành sửa chữa

+ Nếu giá trị điện áp cực BATT với mát bằng 0V → Mất nguồn dương đến BATT, ta kiểm tra cầu chì EFI và kiểm tra sự thông mạch đường dây từ ắc quy đến cực BATT.

Các cảm biến và tín hiệu trên mô hình động cơ Toyota 3S-FE

3.2.1 Bộ đo gió cánh trượt

3.2.1.1 Vị trí và chức năng

Bộ đo gió dùng kiểu cánh trượt được bố trí trên đường ống hút gió, trước bướm ga dùng để đo lượng không khí nạp từ đó gửi một tín hiệu điện áp về ECU ECU dùng tín hiệu này để điều khiển lượng phun nhiên liệu phù hợp với tỉ lệ cân bằng hóa học, điều khiển góc đánh lửa sớm và điều khiển chuyển số trên xe hộp số tự động

3.2.1.2 Cấu trúc và nguyên lý

Mô hình động cơ Toyota 3S-FE sử dụng bộ đo van trượt loại điện áp giảm Cấu tạo của cảm biến gồm:

+ Cánh cảm biến được giữ bằng lò xo hoàn lực

+ Vít chỉnh hỗn hợp cầm chừng

+ Cảm biến nhiệt độ khí nạp

+ Công tắc bơm nhiên liệu

Hình 3.3: Cấu tạo cảm biến bộ đo gió cánh trượt Lượng không khí qua bộ đo gió van trượt gồm 2 đường: Lượng gió qua tấm cảm biến được ECU xác định và lượng gió đi tắt qua bộ đo gió được điều chỉnh bởi một con vít (vít điều chỉnh hỗn hợp cầm chừng) không được xác định ở ECU

Khi tấm cảm biến xoay một góc, qua trục truyền động làm cho con trượt dịch chuyển theo, vị trí con trượt trên điện trở xác định điện áp tín hiệu VS gửi về ECU xác định lượng không khí nạp Vị trí con trượt càng gần đầu Vc thì điện áp Vs càng tiến về 5V, con trượt càng tiến về đầu E2 (lượng gió tăng) thì Vs càng tiến về 0V

Hình 3.4: Mạch điện bộ đo gió cánh trượt và đường đặc tính cảm biến

Lưu ý: Sơ đồ mạch điện của bộ gió cánh trượt có 2 cực E2, điện trở giữa 2 cực này là 0Ω Trên mô hình thực tế, để đơn giản hơn nên đã loại bỏ đi 1 chân giắc

Hình 3.5: Giắc cảm biến bộ đo gió cánh trượt

3.2.1.3 Phương pháp kiểm tra bộ đo gió cánh trượt

Dựa vào tài liệu xác định thứ tự các cực của cảm biến trên mô hình

Hình 3.6: Giắc cảm biến bộ đo gió [4]

- E1: Mát Contact điều khiển bơm xăng

- Fc: Contact điều khiển bơm xăng

- VC: Nguồn 5V cấp cho cảm biến từ ECU

- VS: Tín hiệu cảm biến gủi về ECU

- THA: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Tháo giắc ghim của cảm biến

- Dùng đồng hồ VOM đo điện trở giữa cực Fc và E1 của cảm biến khi động cơ dừng và khi cánh trượt mở

• Khi động cơ dừng, cánh trượt đóng, điện trở Fc – E1 bằng OL (Overload)

• Khi cánh trượt mở, điện trở Fc – E1 bằng 0Ω

→ Kết luận Contact điều khiển bơm xăng trong cảm biến tốt

- Nếu kết quả đo khác với tiêu chuẩn, tháo bộ đo gió và sửa chữa cần thiết thì thay bộ đo gió

2) Kiểm tra bộ đo gió

Bảng 3.3: Mã lỗi bộ đo gió

- Kiểm tra mã lỗi => Xác định lỗi cảm biến bộ đo gió

Cấp nguồn cho động cơ từ bình ắc quy 12V, lưu ý lắp đúng cực ắc quy

- Xoay Contact máy On, dùng đồng hồ VOM đo điện áp giữa cực VS và E2 của bộ đo gió (van trượt đóng):

+ Giá trị điện áp VS = 4,18V → Kết luận nguồn VC 5V cấp cho cảm biến tốt

+ Đẩy từ từ cánh cảm biến và kiểm tra tín hiệu điện áp VS giảm đều, khi cánh cảm biến mở tối đa giá trị VS là 1,4V → Tín hiệu cảm biến tốt

+ Nếu giá trị VS giảm không đều khi mở tư từ cánh cảm biến, ta thay mới bộ đo gió

+ Nếu không có điện áp VS → Kiểm tra nguồn VC cấp cho cảm biến bộ đo gió:

• Nếu VC = 5V → Bộ đo gió hỏng

Tần số chớp tắt đèn Check Engine Nguyên nhân

31 – Tín hiệu lưu lượng khí nạp

- Hở hay ngắn mạch cảm biến lưu lượng khí nạp

- Do ECU của động cơ

Tấm cảm biến đóng hoàn toàn 4,0 – 5V Tấm cảm biến mở hoàn toàn Khoảng 1V

• Nếu VC = 0V → Kiểm tra đường dây giữa cực VC và E2 của ECU đến

VC và E2 của cảm biến xem có hở mạch hoặc chạm mát không

- Kiểm tra tương tự tín hiệu điện áp VS tại ECU, nếu giá trị tín hiệu không tốt cần thiết kiểm tra sự hở mạch hoặc ngắn mạch của đường dây tín hiệu VS từ cảm biến về ECU

- Vận hành động cơ, kiểm tra đèn Check Engine tắt → Sửa chữa độ đo gió đúng, tiến hành xóa mã lỗi

3) Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp bố trí trong bộ đo gió

Bảng 3.4: Mã lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Kiểm tra mã lỗi → Lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Kiểm tra nguồn điện cung cấp cho cảm biến

+ Cấp nguồn cho động cơ, lưu ý lắp đúng cực ắc quy Xoay Contact máy On + Tháo giắc gim cảm biến

+ Dùng đồng hồ VOM đo điện áp giữa cực THA và E2 (tại giắc cái cảm biến)

• V=5V → Điện áp từ ECU cấp cho cảm biến tốt

• V=0V , tiến hành đo điện áp cực THA (giắc cái cảm biến) và âm ắc quy, giá trị bằng 5V → Dây mát E2 của giắc ghim cảm biến bị đứt Nếu giá trị điện áp bằng 0V → Kiểm tra đường dây tín hiệu THA nếu bị hở mạch hoặc chạm mát thì sửa chữa

(OBD-I) Tần số chớp tắt đèn Check Engine Nguyên nhân

24 – Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Hở hay ngắn mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Do hỏng cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Do ECU của động cơ

• Nếu đường dây tín hiệu THA từ cảm biến về ECU tốt, ta đo điện áp phát ra từ cực THA (tại ECU) là 0V → ECU hỏng

- Gắn lại giắc ghim cảm biến, kiểm tra sự hở mạch (điện áp tại cực THA cao khoảng

=5V) hoặc ngắn mạch (điện áp tại cực THA thấp gần 0V) của cảm biến nhiệt độ khí nạp, cần thiết thay mới bộ đo gió

- Sau khi sửa chữa, tiến hành xóa mã lỗi

4) Cách điều chỉnh bộ đo gió van trượt

- Tháo nắp che mạch điện bộ đo gió và nút đậy vít điều chỉnh tỉ lệ cầm chừng

- Cấp nguồn cho động cơ và khởi động động cơ, nếu động cơ nổ cầm chừng chưa êm ta điều chỉnh bộ đo gió như sau:

+ Dùng tay xoay vị trí con trượt trên dải điện trở và dùng thính giác nghe xem tại vị trí nào của con trượt thì động cơ nổ cầm chừng êm Tiến hành điều chỉnh tăng hoặc giảm lực đàn hồi của lò xò xoắn trong mạch điện cảm biến sao cho con trượt ở đúng tại vị trí đó

Hình 3.7: Điều chỉnh bộ đo gió van vượt + Chỉnh tính: Dùng tua vít để xoay vít điều chỉnh tốc độ cầm chừng theo chiều ngược hoặc thuận kim đồng hồ sao cho động cơ nổ cầm chừng êm nhất thì dừng

3.2.2 Cảm biến vị trí bướm ga

3.2.2.1 Chức năng và vị trí

Cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ Toyota 3S-FE là loại tuyến tính có tiếp điểm IDL được bố trí trên thân bướm ga và được điều khiển bởi trục bướm ga Chức năng của cảm biến là chuyển đổi góc mở của bướm ga thành tín hiệu điện áp Tín hiệu điện áp này

36 được ECU dùng để để nhận biết mức độ tải của động cơ Từ đó, ECU điều chỉnh các tham số như lượng nhiên liệu được phun ra, góc đánh lửa, tốc độ cầm chừng, và thậm chí cắt nhiên liệu khi giảm tốc

3.2.2.2 Cấu trúc và nguyên lý

Cảm biến bướm ga kiểu tuyến tính có tiếp điểm IDL có 4 cực: VC, VTA, IDL và E2, sử dụng một cặp điện trở và hai con trượt có thể di chuyển trên dải điện trở

Hình 3.8: Cấu tạo vị trí cảm biến bướm ga [1]

• VC: Nguồn 5V cung cấp cho cảm biến

• VTA: Chân tín hiệu của cảm biến

• IDL: Tín hiệu xác định cầm chừng

ECU cung cấp nguồn 12V cho cực IDL và 5V cho cực VC của cảm biến Khi cánh bướm ga mở, con trượt phía dưới trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga đồng thời con trượt phía trên không còn kết nối với cực E2 nên điện áp IDL = 10V Khi cánh bướm ga đóng hoàn toàn, con trượt phía trên nối cực IDL với cực E2 Điện áp tại cực IDL lúc này bằng 0V

Mạch cảm biến vị trí bướm ga:

Hình 3.9: Mạch điện và đường đặc tính cảm biến vị trí bướm ga

3.2.2.3 Phương pháp kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3.10: Giắc cái cảm biến vị trí bướm ga

1) Kiểm tra mã lỗi => Xác định lỗi cảm biến vị trí bướm ga

Bảng 3.5: Mã lỗi cảm biến vị trí bướm ga

2) Cấp nguồn cho động cơ, lưu ý đấu đúng cực ắc quy Xoay Contact máy On

3) Kiểm tra tín hiệu IDL

(OBD-I) Tần số chớp tắt đèn Check Engine Nguyên nhân

41 – Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga

- Hở hay ngắn mạch cảm biến vị trí bướm ga

- Cảm biến vị trí bướm ga

- Dùng đồng hồ VOM đo điện áp tại cực IDL và E2 của cảm biến khi bướm ga đóng và khi bướm ga mở:

+ Khi bướm ga đóng, giá trị điện áp phải bằng 0V

+ Khi bướm ga mở, giá trị điện áp phải từ 8V-14V

+ Nếu khi bướm ga mở mà giá trị điện áp cực IDL và E2 là 0V → Ta kiểm tra đường dây IDL và E2 từ cực cảm biến về ECU xem có đứt mạch hoặc chạm mát không Nếu đường dây tốt → ECU hỏng

4) Kiểm tra điện áp nguồn VC:

- Dùng đồng hồ VOM đo điện áp giữa cực VC và E2 của cảm biến

+ Nếu giá trị điện áp bằng 5V → Nguồn cấp cho cảm biến tốt

+ Nếu giá trị điện áp bằng 0V → Kiểm tra kết nối đường dây VC giữa cảm biến và ECU xem có đứt mạch hay không Cần thiết, sửa chữa đường dây

5) Kiểm tra tín hiệu VTA tại cảm biến

- Dùng đồng hồ VOM đo điện áp cực VTA – E2 của cảm biến khi bướm ga đóng, giá trị tiêu chuẩn từ 0,1 – 1V

Hệ thống cơ cấu chấp hành

3.3.1 Hệ thống đánh lửa sớm điện tử

3.3.1.1 Cấu trúc của hệ thống đánh lửa sớm điện tử

Mô hình động cơ Toyota 3S-FE sử dụng hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện Delco với cảm biến G và Ne loại điện từ bố trí bên trong Delco

Hình 3.20: Hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện Delco [1]

Cấu trúc của hệ thống bao gồm:

Bên trong bộ chia điện có bố trí cảm biến G và Ne, tín hiệu cảm biến này dùng để điều khiển thời điểm đánh lửa Khi trục của bộ chia điện quay sẽ gửi điện cao áp từ bô-bin đến rotor và rotor phân phối điện tới các cực trên nắp Delco và phân phối tới các Bu-gi tương ứng với thứ tự công tác của động cơ

Hình 3.21: Nắp bộ chia điện phân phối điện tới các Bu-gi [1]

Hình 3.22: Cấu tạo bô-bin đánh lửa [5]

1) Lò xo tiếp xúc điện thế cao áp

7) Hỗn hợp làm kín 8) Lõi thép từ 9) Sư cách điện 10) Nắp nhựa cách điện 11) No.1, No.4, No.15 các đầu nối dây của bô-bin

Bô-bin dùng để tạo ra điện áp cao gửi đến Bu-gi để tạo tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu

Bu-gi có vai trò quan trọng trong việc tạo ra tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp trong xilamh, có cấu tạo gồm: điện cực trung tâm, điện cực tiếp đất và sứ cách điện

Hình 3.23: Cấu tạo Bu-gi đánh lửa

Igniter trong hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện là bộ phận điều khiển góc ngậm điện hiệu chỉnh tín hiệu điện áp qua cuộn sơ cấp Igniter bao gồm bộ dò tín hiệu, bộ khuếch đại tín hiệu và Transistor công suất (đóng ngắt dòng sơ cấp)

Hình 3.24: Igniter trên mô hình động cơ Toyota 3S-FE

Dây cao áp được làm từ sợi thủy tinh và cacbon, dùng để phân phối điện cao áp từ bô-bin đến cực trung tâm của nắp Delco và từ các cực bên nắp Delco đến các Bu-gi tương ứng với các xy-lanh theo thứ tự công tác Dây cao áp có điện trở cao và không quá 20kΩ ở

Tín hiệu IGT là tín hiệu đánh lửa được gửi tới Igniter dựa trên tín hiệu từ các cảm biến để tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu Tín hiệu IGT được tạo ta trước thời điểm đánh lửa do bộ vi xử lý của ECU tính toán Khi tín hiệu IGT bị ngắt đi, Bu-gi sẽ đánh lửa

Tín hiệu IGT là tín hiệu điện áp dạng On/Off điều khiển đóng mở Transistor Tr2 trong igniter để điều khiển dòng đóng ngắt trong cuộn sơ cấp bô-bin

Tín hiệu IGF là tín hiệu phản hồi được gửi từ igniter về ECU để xác định hệ thống đánh lửa có hoạt động Đối với động cơ Toyota 3S-FE tín hiệu IGF có dạng On/Off, được điều khiển bởi mạch hồi tiếp IGF trong igniter

Khi tín hiệu IGT mất trong cuộn sơ cấp bô-bin tự cảm ứng một sức điện động khoảng 250V gửi tới mạch IGF để mở trasistor Tr3 cho nguồn 5V từ ECU tới cực F (igniter) và về mát Điện áp tại cực IGF của ECU lúc này là 0V

Khi xung sơ cấp mất, trasistor Tr3 trong igniter Off, điện áp tại cực IGF của ECU là 5V

Hình 3.25: Mạch điều khiển tín hiệu IGT và IGF

3.3.1.2 Nguyên lý hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện Delco

Trong hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện Delco điện từ, ECU động cơ nhận tín hiệu từ cảm biến G và Ne trong Delco và tín hiệu từ các cảm biến khác để xác định chính xác thời điểm đánh lửa Khi đó ECU động cơ sẽ gửi một tín hiệu IGT đến Igniter, Igniter sẽ điều khiển dòng điện đi qua cuộn sơ cấp bô-bin và điều khiển ngắt dòng điện trong cuộn sơ cấp, lúc này điện áp cao được tạo ra từ cuộn thứ cấp được phân phối đến các bu-gi của các xy lanh tương ứng thông qua bộ chia điện và dây cao áp

Hình 3.26: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa Delco Khi hệ thống đánh lửa hoạt động, dòng điện trong cuộn sơ cấp bô-bin ON và OFF, Igniter sẽ gửi một tín hiệu hồi tiếp IGF về ECU Nếu ECU động cơ không nhận được tín hiệu IGF nghĩa là hệ thống đánh lửa không hoạt động, lúc này ECU sẽ điều khiển cắt tín hiệu phun nhiên liệu để tiết kiệm nhiên liệu

Hình 3.27: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa dùng bộ chia điện Delco

3.3.1.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa

Hình 3.28: Sơ đồ mạch điện hệ thống đánh lửa trên Toyota 3S-FE Khi công tắc máy ON, dòng điện 12V qua các cầu chì và EFI Relay cung cấp đến ECU ở cực +B và nối mát ở E1 Khi động cơ hoạt động thì ECU sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến G, cảm biến Ne và các cảm biến khác để tính toán và xuất ra tín hiệu IGT để điều khiển thời điểm đánh lửa

Bộ vi xử lý trong ECU điều khiển tín hiệu IGT bằng xung vuông, khi có tín hiệu điều khiển thì Transistor Tr1 ON, nguồn 5V qua Tr1 xuất ra cực IGT của ECU Tín hiệu IGT cũng có dạng xung vuông 0V-5V

Khi igniter nhận được tín hiệu IGT 5V, Transistor công suất trong igniter ON, dòng điện xuất hiện trong cuộn sơ cấp bô-bin: Ắc quy (+) → cầu chì chính → cầu chì EFI → tiếp điểm relay EFI → (+) bô-bin → (-) bô-bin → cực C của igniter → Transistor công suất

Khi tín hiệu IGT OFF, Transistor công suất trong igniter OFF, dòng điện trong cuộn sơ cấp ngắt đột ngột, lúc này cuộn thứ cấp bô tin tạo ra một suất điện động khoảng 40kV, điện áp này được dẫn đến rotor bộ chia điện và phân phối đến các bu-gi để đánh lửa

3.3.1.4 Phương pháp kiểm tra hệ thống đánh lửa

1) Kiểm tra mã lỗi → Lỗi hệ thống đánh lửa

Bảng 3.9: Mã lỗi hệ thống đánh lửa

Khi mất lửa ta cần kiểm tra các thành phần của hệ thống đánh lửa: nguồn 12V, tín hiệu IGT, Igniter, bô-bin

2) Kiểm tra nguồn cung cấp cho hệ thống đánh lửa

Cấp nguồn cho động cơ và xoay Contact máy On

BIÊN SOẠN TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC TẬP MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 1G-FE

Mạch cấp nguồn cho ECU

4.1.1 Sơ đồ mạch điện cấp nguồn cho ECU động cơ Toyota 1G-FE

Hình 4.1: Mạch điện cấp nguồn cho ECU Khi Contact máy từ Off sang On, dòng điện từ ắc quy đi qua cuộn dây EFI Main Relay, hút tiếp điểm Relay EFI, lúc này có dòng điện đi từ dương ắc quy → cầu chì EFI → tiếp điểm EFI Main Relay→ 2 chân +B và +B2 của ECU → E1 → mát Chân VC của ECU xuất ra dòng điện 5V ta có thể đo bằng đồng hồ đo điện áp VOM Trong khi đó điện áp từ

78 ắc quy luôn được cấp đến chân Batt của ECU để lưu tất cả dữ liệu, mã lỗi kể cả khi công tắc máy OFF

4.1.1.1 Phương pháp kiểm tra mạch cấp nguồn cho ECU

1) Cấp nguồn cho động cơ từ bình ắc quy 12V, lưu ý lắp đúng cực ắc quy

2) Kiểm tra điện áp cực VC của ECU với cực E1

Xoay Contact máy On Dùng đông hồ VOM đo điện áp tại cực VC của ECU với E1

Hình 4.2: Sơ đồ mạch cấp nguồn

- Trường hợp 1: VC=5V → Kết luận mạch cấp nguồn cho ECU hoạt động tốt

- Trường hợp 2: VC=0V Ta tiến hành kiểm tra điện áp chân +B của ECU với E1

3) Kiểm tra điện áp chân +B của ECU với E1

Xoay Contact máy On Dùng đồng hồ VOM đo điện áp cực +B của ECU với

- Trường hợp 1: Điện áp giữa cực +B và E1 bằng 12V → Kết luận ECU động cơ hỏng nên không có điện áp 5V xuất ra tại cực VC

- Trường hợp 2: Điện áp giữa cực +B và E1 bằng 0V Ta tiếp tục kiểm tra điện áp chân +B cua ECU với mát động cơ

4) Kiểm tra điện áp +B vủa ECU với mát động cơ

Xoay Contact máy On, dùng VOM đo điện áp cực +B của ECU với mát động cơ

- Trường hợp 1: Điện áp bằng 12V → Có thể dây đứt dây điện nối cực E1 của ECU với mát động cơ, nếu kiểm tra dây điện vẫn tốt thì kết luận ECU hỏng

- Trương hợp 2: Điện áp bằng 0V → Mất nguồn dương đến cực +B của ECU

Ta tiến hành kiểm tra các thiết bị bảo vệ như cầu chì EFI, Contact máy

• Dùng đồng hồ VOM thang đo điện trở đo điện trở cực +B và IG

Giá trị tiêu chuẩn: Công tắc máy OFF: OL (overload)

• Dùng đồng hồ VOM thang đo điện trở đo cực +B và ST

Giá trị tiêu chuẩn: Công tắc máy OFF: OL

Nếu Contact máy tốt mà vẫn không có nguồn dương đến cực +B của ECU, ta tiếp tục kiểm tra relay EFI

• Tháo relay EFI trên hộp relay động cơ 1G-FE

• Xác định 2 chân cuộn dây và 2 chân tiếp điểm theo sơ đồ in trên nắp relay

• Dùng đồng hồ VOM thang đo điện trở đo điện trở hai đầu cuộn dây, giá trị tiêu chuẩn từ 60-90 Ω

• Đo điện trở hai đầu tiếp điểm Giá trị tiêu chuẩn: OL (nếu khác phải thay relay)

Hình 4.3: Đo điện trở hai đầu tiếp điểm và hai đầu cuộn dây Relay EFI

• Cấp nguồn 12V cho 2 đầu cuộn dây relay, nghe tiếng tiếp điểm có đóng hay không và dùng đông hồ VOM đo điện trở 2 tiếp điểm Giá trị tiêu chuẩn phải bằng 0Ω (nếu khác phải thay relay)

7) Nếu Relay vẫn hoạt động tốt, ta kiểm tra đường dây từ ắc quy tới tiếp điểm Relay EFI và từ tiếp điểm Relay EFI đến cực +B của ECU

Kiểm tra nguồn cung cấp thường xuyên cho ECU:

Cấp nguồn cho động cơ từ bình ắc quy 12V, lưu ý lắp đúng cực ắc quy

Dùng đồng hồ VOM đo điện áp cực BATT của ECU với cực E1

Trường hợp 1: Giá trị điện áp BATT – E1 từ 9-14V => Nguồn cung cấp thường xuyên tốt

Trường hợp 2: không có điện áp giữa cực BATT và E1 Ta tiến hành kiểm tra theo trình tự sau:

Cực Lỗi Điều kiện Điện áp tiêu chuẩn

BATT – E1 Không có điện áp - 9 – 14V

Tốt Nếu V=0V mất nguồn dương tới

Kiểm tra điện áp giữa cực BATT của ECU và mát thân xe

Kiểm tra cầu chì EFI

Kiểm tra dây dẫn điện giữa cực E1 của ECU và mát thân xe

ECU hỏng Sửa chữa thay thế

Kiểm tra dây dẫn nối từ ắc quy đến cực BATT của ECU Sửa chữa, thay thế

+ Dùng đồng hò VOM đo điện áp cực BATT của ECU với mát động cơ Nếu giá trị điện áp từ 9-14V => Ta kiểm tra sự thông mạch của đường dây nối cực E1 với mát, nếu đường dây tốt có thể kết luận ECU hỏng

+ Nếu giá trị điện áp cực BATT với mát bằng 0V => mất nguồn dương đến

BATT, ta kiểm tra cầu chì EFI và kiểm tra sự thông mạch đường dây từ ắc quy đến cực BATT.

Hệ thống các cảm biến và tín hiệu

4.2.1 Cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp (MAP)

4.2.1.1 Vị trí và chức năng

Nếu VV Nếu điện áp BATT-E1 bằng 0V

82 Động cơ Toyota 1G-FE dùng cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp MAP Sensor để xác định mật độ không khí nạp thông qua độ chân không trong đường ống nạp, cảm biến được đặt gần đường ống nạp và kết nối với đường ống nạp qua một ống chân không

4.2.1.2 Cấu trúc và nguyên lý

Cảm biến có cấu tạo gồm: Chip Silicon, buồng chân không và một IC

Giắc cảm biến chân không có 3 cực:

• VC: Nguồn 5V cung cấp cho cảm biến

• PIM: Tín hiệu điện áp xác định lượng không khí nạp

Hình 4.4: Cấu tạo cảm biến MAP [4]

Con chip silicon trong cảm biến sẽ biến dạng theo áp suất trong đường ống nạp và điện trở của nó sẽ thay đổi IC chuyển tín hiệu điện trở thành tín hiệu điện áp gửi về ECU để xác định lượng không khí nạp vào động cơ

ECU cung cấp nguồn 5V cho IC tại cực VC, khi áp suất trong đường ống nạp càng lớn tín hiệu điện áp từ cực PIM gửi về ECU càng tăng và ngược lại

Sơ đồ mạch điện cảm biến

Hình 4.5: Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính cảm biến chân không

4.2.1.3 Phương pháp kiểm tra cảm biến áp suất tuyệt đối trên đường ống nạp

Hình 4.6: Giắc cái cảm biến MAP a Phương pháp xác định các cực cảm biến

1) Không tháo giắc ghim cảm biến

2) Cấp nguồn cho động cơ, lưu ý đấu đúng cực ắc quy

3) Xoay Contact máy On, dùng đồng hồ VOM đo điện áp các cực cảm biến ra mát + Điện áp 5V → cực VC

+ Điện áp khoảng 3,6V → Cực PIM

+ Điện áp 0V → E2 b Phương pháp kiểm tra cảm biến

1) Kiểm tra mã lỗi → Xác định được lỗi tại cảm biến chân không

Bảng 4.2: Mô tả mã lỗi OBD-II cảm biến MAP

Mã lỗi (OBD-II) Nội dung Kiểm tra

P0100 Hỏng mạch lưu lượng khí nạp

- Cảm biến lưu lượng khí nạp

P0102 Mạch lưu lượng khí nạp - Tín hiệu vào thấp

- Cảm biến lưu lượng khí nạp

P0103 Mạch lưu lượng khí nạp - Tín hiệu vào cao

- Cảm biến lưu lượng khí nạp

2) Kiểm tra điện áp nguồn cấp cho cảm biến

- Tháo giắc ghim cảm biến

- Cấp nguồn cho động cơ, lưu ý lắp đúng cực ắc quy

- Xoay Contact máy On, dùng đồng hồ VOM đo điện áp giữa cực VC và E2 của giắc cái cảm biến

Hình 4.7: Đo điện áp nguồn VC [4]

+ Nếu điện áp V = 4,5 – 5,5V → Nguồn cấp cho cảm biến tốt

+ Nếu điện áp V = 0V→ Ta đo điện áp cực VC của giắc cái cảm biến ra âm ắc quy

• Nếu giá trị điện áp bằng 5V → Đứt dây E2 của giắc cái cảm biến về ECU, sửa chữa đường dây

• Nếu giá trị điện áp bằng 0V → Đứt dây VC của giắc cái cảm biến về ECU hoặc dây VC bị chạm mát, sửa chữa đường dây

+ Lắp lại giắc ghim cảm biến

3) Kiểm tra điện áp chân PIM của cảm biến gửi về ECU

- Tháo đường ống chân không phía đường ống nạp

- Dùng VOM đo điện áp giữa chân PIM và E2 của ECU dưới áp suất khí quyển bên ngoài

- Dùng bơm chân không tạo độ chân không trong cảm biến từ 13,3kPa

- Đo độ sụt áp của cực PIM tại mỗi giá trị chân không

+ Nếu giá trị sụt áp nằm trong giá trị tiêu chuẩn → Tín hiệu cảm biến tốt

Bảng 4.3: Độ sụt áp cảm biến chân không Độ chân không cấp đến cảm biến (mm Hg) 100 200 300 400 500 Độ sụt áp (V) 0.3 – 0.5 0.7 – 0.9 1.1 – 1.3 1.5 – 1.7 1.9 – 2.1

4) Nếu không có điện áp giữa cực PIM của ECU và E2, kiểm tra sự hở mạch sự hở mạch hoặc chạm mát của dây tín hiệu PIM từ cảm biến nối về ECU, cần thiết sửa chữa đường dây, nếu đường dây tốt → cảm biến hỏng, thay mới cảm biến và kiểm tra lại

5) Vận hành động cơ, đèn Check Engine tắt → Kiểm tra sửa chữa đúng, tiến hành xóa mã lỗi

4.2.2 Cảm biến vị trí bướm ga

4.2.2.1 Vị trí và chức năng

Cảm biến vị trí bướm ga trên động cơ Toyota 1G-FE là loại tuyến tính không có tiếp điểm IDL được bố trí trên thân bướm ga và được điều khiển bởi trục bướm ga Chức năng của cảm biến là chuyển đổi góc mở của bướm ga thành tín hiệu điện áp Tín hiệu điện áp này được ECU dùng để để nhận biết mức độ tải của động cơ Từ đó, ECU điều chỉnh

86 các tham số như lượng nhiên liệu được phun ra, góc đánh lửa, tốc độ cầm chừng và điều khiển cắt nhiên liệu khi giảm tốc

Hình 4.8: Bố trí cảm biến vị trí bướm ga và giắc cái của cảm biến

4.2.2.2 Cấu trúc và nguyên lý

Cảm biến có 3 cực, bên trong cảm biến có một điện trở một một con trượt

• Vc: nguồn 5V cấp cho cảm biến

• VTA: chân tín hiệu điện áp gửi về ECU

Cảm biến được cấp nguồn 5V từ ECU, con trượt luôn tiếp xúc với điện trở và di chuyển theo trục bướm ga, khi độ mở bướm ga thay đổi, con trượt sẽ trượt trên điện trở và tín hiệu điện áp VTA gửi về ECU cũng sẽ thay đổi ECU dùng tín hiệu này để xác định độ mở bướm ga

Hình 4.9: Sơ đồ mạch điện và đồ thị tín hiệu biến vị trí bớm ga kiểu tuyến tính 3 cực

4.2.2.3 Phương pháp xác định các cực cảm biến bằng cách đo điện áp

1) Cấp nguồn cho động từ động cơ từ bình ắc quy 12V, lưu ý đấu đúng cực ắc quy

3) Dùng đồng hồ VOM đo điện áp các cực cảm biến vị trí bướm ga với mát + 5V: cực VC

4.2.2.4 Phương pháp xác định các cực bằng cách đo điện trở

1) Đo điển trở hai cực bất kỳ và xoay bướm ga Nếu điện trở hai cực nào không thay đổi, cực còn lại là cực VTA

2) Không xoay bướm ga, đo điện trở cực VTA với hai cực còn lại , cực nào có điện trở nhỏ là cực E2 và cực có điện trở lớn là cực VC

4.2.2.5 Phương pháp kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga

1) Kiểm tra mã lỗi → Xác định lỗi tại cảm biến vị trí bướm ga

Bảng 4.4: Mô tả mã lỗi OBD-II cảm biến vị trí bướm ga

Mã lỗi (OBD-II) Nội dung Kiểm tra

P0120 Lỗi mạch cảm biến vị trí bướm ga

- Mạch cảm biến (hở mạch, ngắn mạch)

- Cảm biến vị trí bướm ga

P0121 Hỏng cảm biến vị trí bướm ga

- Cảm biến vị trí bướm ga

2) Cấp nguồn cho động cơ và xoay Contact máy On

3) Dùng đồng hồ VOM kiểm tra điện áp tại cực VC – E2 của cảm biến

• Nếu điện áp bằng 5V → Nguồn cấp cho cảm biến tốt

• Nếu điện áp VC bằng 0V Ta đo điện áp cực VC cảm biến ra âm ắc quy, nếu có điện áp 5V → Đứt dây E2 của cảm biến, sửa chữa đường dây Nếu không có điện áp giữa VC – âm ắc quy → Kiểm tra sự đứt mạch của đường dây VC, sửa chữa đường dây

4) Kiểm tra điện áp tại cực VTA – E2 của cảm biến khi bướm gà đóng và mở

• Khi bướm ga đóng, điện áp cực VTA – E2 khoảng 0,45 – 0,65V

• Khi bướm ga mở từ từ đến khi tối đa điện áp cực VTA – E2 tăng dần và có giá trị khoảng 3,5 – 4,7V

• Nếu giá trị điện áp tăng không đều hoặc không thay đổi khi thay đổi độ mở bướm ga → Thay mới cảm biến

5) Kiểm tra điện áp cực VTA của ECU khi bướm ga đóng, nếu điện áp bằng 0V, kiểm tra sự hở mạch hoặc chạm mát của đường dây VTA từ cực cảm biến về ECU

6) Vận hành động cơ, đèn Check Engine tắt → Kiểm tra và sửa chữa đúng, tiến hành xóa mã lỗi

4.2.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

4.2.3.1 Vị trí và chức năng

Cảm biến nhiệt độ khí nạp, kí hiệu là THA đặt sau lọc gió dùng để xác định nhiệt độ của không khí nạp vào động cơ, từ đó gửi tín hiệu điện áp về ECU, ECU sử dụng tín hiệu của cảm biến nhiệt độ khí nạp để điều khiển lượng phun nhiên liệu

4.2.3.2 Cấu trúc và nguyên lý Động cơ Toyota 1G-FE dùng cảm biến nhiệt độ có trị số nhiệt điện trở âm Bên trong cảm biến là một chất bán dẫn có trị số nhiệt điện trở âm, hai chân cảm biến là THA (chân tín hiệu) và E2 (mát cảm biến) Điện trở cảm biến được mắc nối tiếp với điện trở cố định trong ECU và được ECU cấp nguồn 5V, tạo thành một cầu phân áp Điện áp tại điểm giữa điện trở cố định và điện trở cảm biến sẽ được ECU dùng để xác định nhiệt độ không khí nạp

Khi cảm biến lạnh, điện trở cảm biến cao và tín hiệu điện áp tại chân THA sẽ cao, khi cảm biến nóng lên thì điện trở cảm biến giảm và điện áp tại chân THA sẽ giảm theo

Hình 4.10: Mạch điện nguyên lý cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 4.11: Đường đặc tính cảm biến [4]

4.2.3.3 Phương pháp kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp

1) Kiểm tra mã lỗi, xác định lỗi cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bảng 4.5: Mã lỗi OBD-II cảm biến nhiệt độ khí nạp

P0110 Hỏng mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Cảm biến nhiệt độ khí nạp

P0112 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp - tín hiệu đầu vào thấp

- Cảm biến nhiệt độ khí nạp

- ECU động cơ P0113 Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp - tín hiệu đầu vào cao

- Cảm biến nhiệt độ khí nạp

2) Kiểm tra điện áp nguồn cung cấp cho cảm biến

- Cấp nguồn cho động cơ, lưu ý lắp đúng cực ắc quy Xoay Contact máy On

- Tháo giắc điện kết nối với cảm biến

- Dùng đồng hồ VOM đo điện áp giữa cực THA và E2 (tại giắc cái cảm biến) + V=5V → Điện áp từ ECU cấp cho cảm biến tốt

+ V=0V, tiến hành đo điện áp cực THA (giắc cái cảm biến) và âm ắc quy, giá trị bằng 5V → Dây mát E2 của giắc ghim cảm biến bị đứt Nếu giá trị điện áp bằng 0V → Kiểm tra đường dây tín hiệu THW nếu bị hở mạch hoặc chạm mát thì sửa chữa

+ Nếu đường dây tín hiệu THA từ cảm biến về ECU tốt, ta đo điện áp phát ra từ cực THA (tại ECU) là 0V → ECU hỏng

3) Kiểm tra sự hở mạch hoặc ngắn mạch của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

→ Cần thiết thay mới cảm biến

- Gắn giắc điện kết nối với cảm biến, xoay Contact máy On, dùng đồng hồ VOM đo điện áp tại cực THA của cảm biến:

+ Nếu điện áp cực THA cao khoảng 5V → Hở mạch cảm biến

+ Nếu điện áp cực THA thấp gần 0V → Ngắn mạch cảm biến

+ Nếu điện áp cực THA từ 0,2-1,0V → Mạch cảm biến tốt

4) Vận hành động cơ, đèn Check Engine tắt → Sửa chữa đúng, tiến hành xóa mã lỗi

4.2.4 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

4.2.4.1 Vị trí và chức năng

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát gắn trên thân máy gần đường nước làm mát dùng để đo nhiệt độ nước làm mát của động cơ từ đó gửi một tín hiệu điện áp về ECU, ECU sử dụng tín hiệu này để tính toán và hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm, thời điểm phun nhiên liệu, điều khiển quạt làm mát, điều khiển tốc độ không tải

4.2.4.2 Cấu trúc và nguyên lý

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát có hai chân là THW (chân tín hiệu) và E2 (mát cảm biến) có cấu tạo bên trong là một chất bán dẫn trị số nhiệt điện trở âm Một điện trở R cố định trong ECU và điện trở của cảm biến được mắc nối tiếp với nhau và được cấp nguồn 5V từ ECU

Hình 4.12: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát [5]

1 Đầu ghim 2.Vỏ 3 Điện trở

Hệ thống cơ cấu chấp hành trên mô hình động cơ Toyota 1G-FE

4.3.1 Hệ thống đánh lửa trực tiếp DIS – Direct Ignition Sytems

4.3.1.1 Cấu trúc của hệ thống

Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên mô hình Toyota 1G-FE gồm các thành phần:

- Cảm biến vị trí trục cam (G), cảm biến vị trí trục khuỷu (Ne) và các cảm biến khác

- ECU điều khiển động cơ

- Bô-bin có tích hợp Igniter

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp Igniter hoặc Transistor công suất có thể đặt ngoài, tích hợp trong bô-bin hoặc tích hợp trong ECU

Trên mô hình động cơ Toyota 1G-Fe sử dụng bô-bin đánh lửa có tích hợp với Igniter, cấu trúc có 4 chân (E, T, F, B):

+ B: Nguồn 12V cấp cho bô bin tại cực B

+ T: Cực T tại bô bin nhận tín hiệu IGT do ECU xuất ra để điều khiển đóng ngắt dòng sơ cấp bô bin

+ F: Igniter gửi tín hiệu hồi tiếp đánh lửa IGF về ECU qua cực F bô bin

+ E: cực nối mát bô bin

Hình 4.24: Cấu tạo bô-bin đánh lửa tích hợp Igniter

4.3.1.2 Nguyên lý của hệ thống đánh lửa trực tiếp

Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ Toyota 1G-FE, ECU động cơ nhận tín hiệu G, NE và tín hiệu từ các cảm biến khác để tính toán và xác định thời điểm đánh lửa tối ưu, từ đó xuất tín hiệu IGT tới Igniter của mỗi xy lanh,igniter điều khiển dòng điện sơ cấp trong bô-bin theo thời gian phù hợp với tín hiệu IGT để tạo ra điện áp cao gửi tới bu-gi

Trong thời gian bắt đầu và kết thúc của dòng điện sơ cấp trog bô-bin, igniter sẽ gửi tín hiệu IGF về ECU để xác định tình trạng đánh lửa

Hình 4.25: Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trực tiếp

Mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp trên Toyota 1G-FE

Hình 4.26: Mạch điện hệ thống đánh lửa trực tiếp Toyota 1G-FE Khi Contact máy ON: ECU sẽ được cấp nguồn 12V tại cực +B Mỗi bô-bin cũng được cấp nguồn 12V tại cực B Cực F của mỗi bô-bin được nối chung lại với nhau và đưa về cực IGF của ECU phản hồi đánh lửa

Tín hiệu IGT1, IGT2, IGT3, IGT4, IGT5, IGT6 được ECU xuất ra và gửi tới cực T của mỗi bô-bin để điều khiển đánh lửa theo thứ tự công tác là 1-5-3-6-2-4

4.3.1.3 Phương pháp kiểm tra hệ thống đánh lửa trực tiếp trên Toyota 1G-FE a, Trường hợp mất lửa toàn bộ ở các bô-bin

1) Kiểm tra mã lỗi → Phát hiện lỗi hệ thống đánh lửa

Bảng 4.11: Mã lỗi OBD-II hệ thống đánh lửa

Mã lỗi (OBD-II) Nội dung P0300 Mất lửa một hoặc nhiều xylanh

P0301 Mất lửa xy lanh số 1

P0302 Mất lửa xy lanh số 2

P0303 Mất lửa xy lanh số 3

P0304 Mất lửa xy lanh số 4

P0305 Mất lửa xy lanh số 5

P0306 Mất lửa xy lanh số 6

Hệ thống đánh lửa trực tiếp trên Toyota 1G-FE có 3 thành phần cần kiểm tra là: nguồn 12V cấp cho hệ thống, bô-bin & Igniter và tín hiệu IGT

2) Kiểm tra nguồn cấp cho hệ thống

- Tháo giắc ghim điện của một bô-bin trên mô hình động cơ

- Cấp nguồn cho động cơ và xoay Contact máy On

- Dùng đồng hồ VOM đo điện áp giữa cực +B và E tại giắc cái của bô-bin:

+ Trường hợp V=0V → Không có điện 12V cấp cho hệ thống, ta tiến hành đo điện áp giữa cực +B (giắc cái) và âm ắc quy:

• Nếu có điện áp 12V → đứt dây nối giữa cực E (giắc cái) với mát

• Nếu không có điện 12V → đứt dây dương từ relay EFI đến cực +B (giắc cái)

+ Trường hợp VV → Có nguồn cấp cho hệ thống đánh lửa, như vậy có thể hệ thống bị mất toàn bộ tín hiệu IGT nên bô-bin không hoạt động → Kiểm tra tín hiệu IGT

3) Kiểm tra tín hiệu IGT

Tín hiệu IGT được ECU xuất ra khi có tín hiệu từ cảm biến vị trí trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu Vì hai cảm biến này là loại điện từ nên ta kiểm tra điện trở cuộn dây cảm biến và điện trở đường dây từ cảm biến về ECU (xem mục 4.2.7.3)

Sau khi kiểm tra nếu đường dây cảm biến về ECU hư hỏng thì sửa chữa, nếu đường dây tốt → Bô-bin hỏng, thay mới bô-bin

4) Sau khi kiểm tra và sửa chữa → Vận hành động cơ, đèn Check Engine tắt → Sửa đúng, xóa mã lỗi b, Trường hợp mất lửa 1 bô-bin (ví dụ bô-bin số 1)

1) Lấy giắc điện của các bô-bin có lửa kết nối với bô-bin số 1 và vận hành động cơ + Nếu bô-bin số 1 vẫn không có lửa → Bô-bin hỏng

+ Nếu bô-bin số 1 có lửa → Khả năng không có tín hiệu IGT1 → ta kiểm tra tín hiệu IGT1 tại bô-bin và tại ECU

- Đấu LED với cực T và E của giắc cái bô-bin số 1 và vận hành động cơ:

+ Nếu LED không chớp → Đấu LED tại ECU để kiểm tra:

• Nếu LED chớp → ECU có xuất tín hiệu IGT, ta cần kiểm tra đường dây từ cực IGT của ECU đến cực T của giắc cái bô-bin, sửa chữa nếu cần thiết

• Nếu LED không chớp → Kiểm tra chạm mát cực IGT, nếu không chạm mát

+ Nếu LED tại giắc cái bô-bin chớp → Mất nguồn đến bô-bin số 1

3) Kiểm tra đường dây cấp nguồn đến cực B của bô-bin số 1 xem có đứt hay chạm mát hay không → Cần thiết sửa chữa đường dây

4) Nếu đường dây tốt → Bô-bin hỏng, thay mới bô-bin

5) Kiểm tra lại, vận hành động cơ, đèn Check Engine tắt → Xóa mã lỗi

4.3.2 Hệ thống nhiên liệu trên Toyota 1G-FE

4.3.2.1 Cấu trúc và nguyên lý

Hệ thống nhiên liệu không có đường ống hồi trên Toyota 1G-Fe có cấu trúc bao gồm:

• Cụm bơm nhiên liệu, lọc nhiên liệu và bộ điều áp được nằm gọn trong thùng nhiên liệu

• Bộ dập dao động: được bố trí bên trong ống phân phối, có cấu tạo gồm một ống rỗng bên trong ống phân phối Khi áp suất nhiên liệu dao động, hình dạng đường ống bên trong thay đổi theo để dung lượng chứa nhiên liệu thay đổi và hấp thụ xác xung dao động

Bơm nhiên liệu cung cấp nhiên liệu qua lọc nhiên liệu đến bộ dập dap động và đi vào các ống phân phối Tại đây nhiên liệu được cung cấp đến các kim phun Nhiên liệu áp suất cao sẽ đi qua bộ điều áp được tích hợp chung với bơm nhiên liệu và trở về lại đáy của thùng nhiên liệu Ở hệ thống nhiên liệu không có đường ống hồi, áp suất nhiên liệu của hệ thống là không đổi và không phụ thuộc vào độ chân không trong đường ống nạp

Hình 4.27: Sơ đồ khối hệ thống nhiên liệu trên Toyota 1G-FE Khi động cơ hoạt động, dựa vào các thông số về nhiệt độ, mật độ không khí, áp suất không khí, nhiệt độ, áp suất nhiên liệu, tốc độ động cơ từ các cảm biến… ECU sẽ tính toán được lượng phun nhiên liệu và thời điểm phun tối ưu sau đó ECU phát tín hiệu điều khiển

110 đến cơ cấu chấp hành là kim phun, thiết lập thời gian để kim phun mở và tối ưu lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt động cơ

Như vậy, lượng nhiên liệu sẽ được phun với thời gian và lưu lượng hợp lý nhất đảm bảo cho động cơ hoạt động tốt và tiết kiệm nguồn nhiên liệu hiệu quả

4.3.2.2 Mạch điều khiển bơm nhiên liệu

Hình 4.28: Mạch điều khiển bơm xăng khi khóa điện ON Khi Contact máy On: Relay EFI On, Relay mở mạch (Relay bơm) Off → Bơm nhiên liệu chưa hoạt động

Hình 4.29: Mạch điều khiển bơm xăng khi khóa điện ở vị trí ST

Khi Contact máy từ On sang ST: Tín hiệu STA được gửi về ECU, ECU kích hoạt Transistor FC ON → có dòng điện qua cuộn dây Relay mở mạch làm đóng tiếp điểm Relay, lúc này Relay EFI On, Relay mở mạch (Relay bơm) On → Bơm nhiên liệu hoạt động

Khi động cơ đã khởi động, tín hiệu Ne được gửi về ECU, ECU điều khiển mở duy trì Transistor FC, bơm nhiên liệu được vận hành duy trì

Hình 4.30: Mạch điều khiển bơm xăng khi nổ túi khí

Khi xe gặp tai nạn làm bung túi khí, cụm cảm biến túi khí sẽ gửi tín hiệu điện áp về ECU để điều khiển OFF Transistor FC → Relay mở mạch Off → Bơm ngưng hoạt động Để vận hành lại bơm nhiên liệu, xoay Contact máy về vị trí Off

❖ Phương pháp kiểm tra mạch điều khiển bơm nhiên liệu