1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022

167 2 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 1GD - FTV TRÊN XE TOYOTA FORTUNER 2022
Tác giả Lý Nhật Thắng, Trương Văn Sĩ
Người hướng dẫn ThS. Châu Quang Hải
Trường học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2024
Thành phố Thành phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 167
Dung lượng 13,02 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI (25)
    • 1.1 Lí do chọn đề tài (25)
    • 1.2 Mục tiêu đề tài (25)
    • 1.3 Giới hạn đề tài (26)
    • 1.4 Phương pháp nghiên cứu (26)
  • CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN (27)
    • 2.1 Giới thiệu sơ lược về hãng xe Toyota (27)
    • 2.2 Giới thiệu xe Toyota Fortuner (29)
    • 2.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV (33)
      • 2.3.1 Tổng quan về động cơ 1GD - FTV (33)
      • 2.3.2 Mô tả tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ (34)
  • CHƯƠNG 3: CÁC CẢM BIẾN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN (37)
    • 3.1 Cảm biến vị trí trục khuỷu (37)
    • 3.2 Cảm biến vị trí trục cam (41)
    • 3.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (43)
    • 3.4 Cảm biến vị trí bàn đạp ga (46)
    • 3.5 Cảm biến vị trí bướm ga (49)
    • 3.6 Cảm biến lưu lượng khí nạp (53)
    • 3.7 Cảm biến áp suất trên đường ống nạp (56)
    • 3.8 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (59)
    • 3.9 Cảm biến A/F (61)
  • CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG COMMON RAIL CỦA ĐỘNG CƠ 1GD - FTV TRÊN DÒNG XE TOYOTA FORTUNER 2022 (65)
    • 4.1 Giới thiệu chung về hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ Diesel (65)
      • 4.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống nhiên liệu Diesel và Diesel điều khiển điện tử (65)
      • 4.1.2 Phạm vi sử dụng của hệ thống nhiên liệu Common Rail (67)
      • 4.1.3 Nguyên lí hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common Rail (68)
      • 4.1.4 Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail (69)
    • 4.2 Hệ thống Common Rail trên động cơ 1GD - FTV (70)
      • 4.2.1 Hệ thống nhiên liệu (70)
        • 4.2.1.1 Bơm tiếp vận (72)
        • 4.2.1.2 Bơm cao áp HP5S của hãng Denso (74)
        • 4.2.1.3 Van điều khiển hút (Suction Control Valve – SCV) (77)
        • 4.2.1.4 Kim phun G4Si (79)
        • 4.2.1.5 Kim phun bù nhiên liệu (85)
        • 4.2.1.6 Ống phân phối nhiên liệu (87)
        • 4.2.1.7 Lọc nhiên liệu Diesel (91)
        • 4.2.1.8 Lọc nhiên liệu cao áp (93)
        • 4.2.1.9 Bugi xông (94)
      • 4.2.2 Điều khiển phun nhiên liệu (95)
        • 4.2.2.1 Các phương pháp điều khiển kim phun (96)
        • 4.2.2.2 Điều khiển lượng nhiên liệu phun (96)
        • 4.2.2.3 Điều khiển thời điểm phun nhiên liệu (99)
        • 4.2.2.4 Điều khiển áp suất và tỉ lệ phun nhiên liệu (101)
    • 4.3 Hệ thống khác (103)
      • 4.3.1 Hệ thống luân hồi khí xả (Exhaust Gas Recirculation – EGR) (103)
      • 4.3.2 Turbo tăng áp (Variable Geometry Turbocharger) (112)
      • 4.3.3 Hệ thống xử lý khí thải DPF trên động cơ 1GD - FTV (118)
  • CHƯƠNG 5: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN (127)
    • 5.1 Bộ điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit) (127)
    • 5.2 Bộ dẫn động kim phun EDU (Electronic Driving Unit) (132)
    • 5.3 Chẩn đoán mã lỗi trên OBDII (135)
    • 5.4 Các lỗi thường gặp trong hệ thống nhiên liệu của Toyota Fortuner 2022 (137)
  • CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (139)
    • 6.1 Kết luận (139)
    • 6.2 Kiến nghị (140)
  • PHỤ LỤC (141)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (166)

Nội dung

Nghiên cứu “Hệ thống điều khiển động cơ trên Toyota Fortuner 2022” do nhóm chúng em thực hiện, nhằm tìm hiểu và phân tích về hệ thống điều khiển nhiên liệu cũng như các công nghệ được áp

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Lí do chọn đề tài

Trong thời hiện nay, ô tô là một trong những phương tiện giao thông phổ biến và vẫn đang phát triển theo hướng đi lên Ở nước ta có rất nhiều hãng xe thông dụng như Toyota, Mitsubishi, Honda, cho đến các hãng xe cao cấp như Mercedes-Benz, BMW, Lexus, các hãng xe này rất thông dụng trong nước ta vì nó phù hợp với địa hình cũng như nền kinh tế cả nước Trong đó hãng xe Toyota là hãng phổ biến nhất ở nước ta vì phù hợp với tài chính của người tiêu dùng cũng như là có độ bền và độ tin cậy cao

Với tốc độ phát triển của ngành ô tô ở nước ta như hiện nay, việc có một đội ngũ nhân sự có kiến thức và trình độ kỹ thuật có chuyên môn cao để làm việc trong ngành công nghiệp này là điều cần thiết Do đó việc nghiên cứu và tìm hiểu sâu hơn về động cơ ô tô cũng như các công nghệ mới là điều rất quan trọng ở thời điểm này Động cơ là một trong những bộ phận quan trọng nhất của ô tô, quyết định đến khả năng vận hành, tiêu hao nhiên liệu và phát thải của xe Trong những năm gần đây, động cơ Diesel đang ngày càng được ưa chuộng tại Việt Nam nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội so với động cơ xăng Toyota Fortuner 2022 là một mẫu SUV phổ biến tại Việt Nam, được trang bị động cơ Diesel 1GD - FTV dung tích 2,8L Động cơ này có nhiều ưu điểm như công suất mạnh mẽ, momen xoắn lớn, tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường Vì vậy, nhóm chúng em đã chọn đề tài “Hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV trên xe Toyota Fortuner 2022” để tìm hiểu và nghiên cứu sâu hơn về động cơ cũng như các công nghệ mới được đưa vào để áp dụng cho công việc của bản thân trong tương lai.

Mục tiêu đề tài

- Tổng hợp các kiến thức có được trong quá trình thực hiện và tìm hiểu để phục vụ cho công tác giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi để giảng viên hướng dẫn sinh viên trong quá trình học tập và nghiên cứu

- Giúp cho các sinh viên khái quát được kiến thức về hệ thống điều khiển của động cơ và biết thêm về các cải tiến trên động cơ hiện đại ngày nay

Giới hạn đề tài

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu sâu về hệ thống điều khiển động cơ và không có các hệ thống khác như điện thân xe Đề tài giới hạn các nội dung như sau:

- Tổng quan về dòng xe Toyota Fortuner 2022 động cơ 1GD - FTV

- Tìm hiểu cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động các loại cảm biến của hệ thống

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phun nhiên liệu

- Các cải tiến nổi bật trên động cơ.

Phương pháp nghiên cứu

- Làm theo hướng dẫn của giảng viên phụ trách

- Tổng hợp các kiến thức đã được học từ năm nhất cho đến nay

- Đọc và tham khảo các thông tin trong sách vở, các giáo trình

- Tìm kiếm và tra cứu trên các web liên quan đến chuyên ngành

- Thu thập thông tin, tham khảo và rút ra kinh nghiệm từ đồ án của các anh chị đi trước

KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN

Giới thiệu sơ lược về hãng xe Toyota

Toyota là tập đoàn sản xuất ô tô số 1 tại Nhật Bản Và tại Việt Nam, Toyota là công ty cung cấp ô tô hàng đầu ở nhiều phân khúc khác nhau Có thể nói, thành công của Toyota bắt nguồn từ chính tài năng kinh doanh thiên bẩm cũng như màu sắc văn hóa truyền thống của người dân đất nước mặt trời mọc

Sakichi Toyoda là một người thợ mộc tài hoa và cũng chính là người sáng lập Tập đoàn Toyota Ông được biết đến là một trong những nhà phát minh ra máy dệt hiện đại đầu tiên cho nước Nhật Có sẵn trong mình tố chất kinh doanh, năm 1891, Sakichi Toyoda đăng ký bản quyền cho chiếc máy dệt của mình và chính thức trở thành ông chủ chuyên sản xuất và phân phối máy dệt Sau khi về nước, Sakichi Toyoda đã chia sẻ suy nghĩ với con trai Kichiro Toyoda và quyết định đầu tư một khoản tiền lớn để con thành lập trung tâm nghiên cứu về ô tô do ông đứng lên điều hành Sau đó, cả hai cha con vừa duy trì phát triển nhà máy dệt vừa âm thầm chuẩn bị dây chuyền sản xuất ô tô đầu tiên tại Nhật Bản Đến năm 1930, gia đình Toyoda lần lượt hoàn thiện dây chuyền sản xuất thân xe, gầm xe và động cơ Đến năm 1936, người con trai Kichiro Toyoda chính thức tiếp quản công ty Kichiro Toyoda và tiến hành thay chữ “d” bằng chữ “t” trong tên gọi Toyoda Tên gọi mới

“Toyota” phát âm không rõ như “Toyoda” nhưng nó lại phù hợp hơn với tâm lý quảng cáo Toyota có 8 nét trong khi Toyoda có 10 nét Theo quan niệm truyền thống của Nhật Bản, số 8 mang lại sự may mắn và tượng trưng cho sự phát triển không ngừng Còn số 10 lại là con số tròn trĩnh và không có chỗ cho sự lớn mạnh, tăng trưởng và phát triển Vào tháng 4/1937, Toyota chính thức được đăng ký bản quyền thương mại Kể từ đó, thương hiệu Toyota đã trở thành một biểu tượng và niềm tự hào của người Nhật

Hình 2.1: Trụ sở Toyota tại Aichi

Sau những năm chiến tranh thế giới thứ hai tàn khốc, đất nước Nhật Bản hoang tàn và đổ nát May mắn thay, những nhà máy của Toyota tại tỉnh Aichi không bị bom nghiền nát Điều đó giúp Toyota bắt đầu quá trình hồi phục bằng việc sản xuất những chiếc ô tô thương mại đầu tiên mang tên Model SA Năm 1950, công ty bán lẻ Toyota Motor Sales

Co được thành lập và đến năm 1956 là hệ thống phân phối Toyopet Chiến lược kinh doanh đúng đắn mang lại cho Toyota những thành công vượt bậc về mặt thương mại, bên cạnh đó là sự phát triển vượt bậc về công nghệ sản xuất ô tô Toyota không có nhiều bằng phát minh sáng chế như General Motors hay Ford Motor Company Tuy nhiên, chất lượng của sản phẩm mang thương hiệu Toyota luôn được đảm bảo ở mức độ cao nhất bởi Toyota sở hữu những kỹ sư, chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực công nghệ ô tô thế giới

Hình 2.2: Nhà máy Toyota tại Vĩnh Phúc

Công ty TNHH ô tô Toyota Việt Nam (TMV) được thành lập vào tháng 9 năm 1995, đây là liên doanh có số vốn đầu tư ban đầu lên đến 89,6 triệu USD từ Tập đoàn Toyota

Nhật Bản (chiếm 70% cổ phần), Tổng công ty Máy Động Lực & Máy Nông Nghiệp - VEAM (chiếm 20% cổ phần) và Công ty TNHH KUO Singapore (chiếm 10% cổ phần) Nhà máy Toyota Việt Nam được đặt tại phường Hùng Vương, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc với công suất lắp ráp và sản xuất hàng năm đạt 90.000 chiếc Hiện tại, Toyota cũng là một trong những hãng xe có nhiều đại lý nhất tại Việt Nam với hơn 50 Showroom trải dài khắp các tỉnh thành trên toàn quốc

Xuất hiện khá sớm tại Việt Nam với những chiếc Toyota Crown sang trọng, vốn chỉ dành cho các quan chức cao cấp vào những năm 90 của thế kỷ trước Hiện tại, các sản phẩm của Toyota đã trở nên phổ biến và đa dạng hơn rất nhiều với giá cả phải chăng, độ bền vượt trội và cực kỳ "lành", chất lượng dịch vụ cũng là điểm cộng hàng đầu của hãng xe Nhật Bản khi công tác chăm sóc khách sau bán hàng rất được chú trọng Chính vì thế, không ngạc nhiên khi trên đường phố Việt Nam, cứ 10 ô tô thì phải có đến phân nửa số xe mang nhãn hiệu Toyota Kể từ khi thành lập từ năm 1995 đến nay, TMV không ngừng lớn mạnh và liên tục phát triển cả về quy mô sản xuất và doanh số bán hàng với nhiều mẫu xe luôn nằm trong Top những ô tô bán chạy nhất tại thị trường Việt Nam như Vios, Innova và Fortuner Hiện tại, Toyota Việt Nam cũng luôn giữ vị trí dẫn đầu thị trường ô tô trong nước với doanh số bán hàng cộng dồn đạt gần 400.000 chiếc.

Giới thiệu xe Toyota Fortuner

Toyota Fortuner hay còn được gọi là Toyota SW4 có nguồn gốc từ tiếng Anh là Fortune, mang ý nghĩa cho sự may mắn và thịnh vượng Đây là chiếc SUV hạng D sản xuất bởi hãng ô tô đến từ Nhật Bản - Toyota Motor vào năm 2004, được chế tạo dựa trên nền tảng khung gầm của Toyota Hilux Tính đến nay, dòng xe Fortuner đã trải qua 2 đời xe và có 3 lần cải tiến Đời xe Toyota Fortuner đầu tiên: 2004 - 2011 Đời xe đầu tiên của Toyota Fortuner được ra mắt tại triển lãm Ô tô Quốc tế Thái Lan diễn ra vào tháng 12 năm 2004 và bản thương mại chính thức đến người tiêu dùng vào đầu năm 2005

Ngoại hình đời xe đầu tiên của Fortuner có nét cứng cáp và hầm hố Chiếc SUV 7 chỗ này có chiều dài 4.795 mm, rộng 1.855 mm và chiều dài cơ sở là 2.745 mm Không

6 gian khoang hành lý có thể được mở rộng khi gập hàng ghế thứ ba xuống Tuy nhiên, hàng ghế thứ ba có không gian khá chật hẹp không phù hợp cho 2 người trưởng thành Tại thời điểm mới ra mắt, Fortuner được bán với 4 phiên bản khác nhau cùng các tùy chọn hệ dẫn động RWD hoặc 4WD, hộp số sàn 5 cấp và hộp số tự động 4 hoặc 5 cấp

Hình 2.3: Phiên bản đầu tiên ra mắt năm 2004

Toyota Fortuner phiên bản facelift đầu tiên được ra mắt vào năm 2008 tại Thái Lan

So với đời xe đầu tiên, Fortuner phiên bản facelift 2008 có các thay đổi như: đèn pha, lưới tản nhiệt thiết kế mới nhìn đẹp mắt và hiện đại hơn, đèn hậu mới, hỗ trợ kết nối Bluetooth, đèn nội thất có ánh sáng màu cát, ghế lái điều chỉnh điện, điều hòa phía sau được lắp đặt trên trần cho hàng ghế thứ hai và hàng ghế thứ ba thay vì nằm ở hai bên như trước đây Đây cũng là lần đầu tiên Fortuner được trang bị hệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian AWD

Hình 2.4: Phiên bản facelift đầu tiên được ra mắt năm 2008

Sau hơn 3 năm kể từ lần nâng cấp đầu tiên, Toyota Fortuner phiên bản facelift lần thứ hai đã được giới thiệu vào tháng 7 năm 2011 tại Bangkok, Thái Lan So với phiên bản

7 năm 2008, Fortuner facelift 2011 có phần đầu xe được tái thiết kế gần như mới hoàn toàn với tấm cản trước, mui xe, lưới tản nhiệt, đèn pha và đèn sương mù mang phong cách của Land Cruiser 200 Series Ở phần đuôi xe, đèn hậu cũng được làm mới tương tự như dòng xe sang Toyota Lexus RX đời đầu tiên Nội thất cũng có một số thay đổi nhỏ bao gồm bảng điều khiển trung tâm, vô lăng và hệ thống âm thanh, video cũng được nâng cấp Fortuner bản facelift 2011 được trang bị động cơ turbo VNT (Variable Nozzle Turbo) được tinh chỉnh để tăng công suất và momen xoắn thêm khoảng 60% đồng thời giảm mức tiêu thụ nhiên liệu lên đến 30%

Hình 2.5: Phiên bản facelift đời năm 2011 Đời xe Toyota Fortuner thứ 2: từ năm 2015 đến nay

Fortuner thế hệ thứ hai đã được ra mắt đồng thời vào ngày 16 tháng 7 năm 2015 tại Úc và Thái Lan Cùng với Toyota Hilux, Fortuner có chung ngôn ngữ thiết kế "Keen Look", nhưng lần này chiếc SUV 7 chỗ đã không còn được chế tạo dựa trên nền tảng của mẫu bán tải để tạo ra một nét riêng biệt giữa hai mẫu xe Đời xe Fortuner thứ hai còn được trang bị hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian (4WD) thay vì hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian của người đàn anh tiền nhiệm

Tất cả các phiên bản Toyota Fortuner đời thứ 2 đều có trang bị ABS, EBD, túi khí kép cùng với túi khí đầu gối, cảm biến xung quanh, điều hòa tự động, cửa sổ chỉnh điện Chế độ lái Eco Mode và Power Mode để người điều khiển tùy chỉnh thông số vận hành theo sở thích cá nhân Hệ thống phanh gồm phanh đĩa 17 inch ở phía trước và phanh tang trống ở phía sau

Hình 2.6: Toyota Fortuner đời xe thứ 2 ra mắt năm 2015

Toyota Fortuner bản nâng cấp giữa vòng đời tiếp theo ra mắt vào ngày 4 tháng 6 năm

2020 tại thị trường Thái Lan với phiên bản cao cấp Legender Phiên bản Legender có lưới tản nhiệt phía trước lớn hơn và cản trước màu bạc, tạo cảm giác cứng cáp hơn cho chiếc xe

Toyota Fortuner 2022 sở hữu ngoại hình mạnh mẽ, nổi bật với cụm đèn pha LED tích hợp hệ thống cân bằng góc chiếu tự động Dàn mâm cứng cáp với thiết kế 17 hoặc 18 inch tùy phiên bản xe Ngoài ra, xe còn tích hợp bộ gương chiếu hậu có thể gập, chỉnh điện tích hợp đèn báo rẽ hỗ trợ người lái xe khi vận hành xe Về nội thất xe, Fortuner

2022 được thiết kế hài hòa và đầy tiện ích cho người dùng với các tính năng nổi bật như: hệ thống điều hòa tự động 2 vùng, màn hình cảm ứng 8 inch, 11 loa JBL, mở cốp rảnh tay, khóa cửa từ xa, v v Bên cạnh đó, xe còn có những công nghệ nổi bật như: hệ thống cân bằng điện tử, hỗ trợ khởi hành ngang dốc, cảnh báo điểm mù, kiểm soát lực kéo, hỗ trợ đèo, camera 360, cảm biến hỗ trợ đỗ xe, v v

Về khả năng vận hành, Toyota Fortuner cung cấp cho người dùng 2 tùy chọn động cơ gồm động cơ dầu 2GD - FTV 2.4L có thể sản sinh công suất tối đa 148 mã lực, momen xoắn cực đại 400 Nm hoặc động cơ dầu 1GD - FTV 2.8L có công suất tối đa 201 mã lực, momen xoắn cực đại 500Nm Hộp số được trang bị cho phiên bản này là tự động 6 cấp tiêu chuẩn, cùng với đó là tùy chọn hệ dẫn động 1 hoặc 2 cầu

Hình 2.7: Toyota Fortuner Legender 2022 2.8L AT ra mắt năm 2022.

Tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV

2.3.1 Tổng quan về động cơ 1GD - FTV

Dòng động cơ mới mang tên GD ra mắt năm 2015 thay thế cho dòng động cơ KD - dòng động cơ Diesel 4 xi lanh phổ biến nhất do Toyota sản xuất Động cơ 1GD - FTV trở thành sự thay thế cho động cơ tiền nhiệm - động cơ 3.0L 1KD - FTV Động cơ Diesel 2,8 lít mới lần đầu tiên được sử dụng trên Toyota Land Cruiser Prado và sau đó là trên các mẫu SUV khác của Toyota như Toyota Fortuner và Toyota Hilux Động cơ GD được trang bị hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp Common Rail Áp suất trong hệ thống là 35 - 220 MPa (5000 - 32000 psi) Con số ấn tượng đó đạt được nhờ vào máy bơm cao áp loại HP5S Tất cả các bộ phận của hệ thống nhiên liệu đều do hãng Denso sản xuất Động cơ 1GD được trang bị turbine có cánh van điều chỉnh (VNT), còn được gọi là bộ tăng áp có hình dạng thay đổi (VGT) và bộ làm mát khí nạp Tùy thuộc vào vị trí thị trường và tiêu chuẩn khí thải, động cơ có hệ thống giảm lượng khí thải khác nhau Danh sách đầy đủ bao gồm EGR, DOC, DPF và SCR Động cơ mới so với động cơ tiền nhiệm (1KD) tiết kiệm nhiên liệu hơn 15% và momen xoắn cao hơn 25% Theo ước tính của Toyota, hiệu suất nhiệt của động cơ mới là 44%

Bảng 2.1 Bảng thông số kỹ thuật động cơ 1GD – FTV của xe Toyota Fortuner 2022

Dẫn động xupap DOHC, 16 xupap

Vật liệu khối xi lanh Gang thép

Vật liệu đầu xi lanh Nhôm

Hệ thống nhiên liệu Common Rail

Kết cấu động cơ 4 xi lanh thẳng hàng Đường kính piston (mm) 92

Dung dích xi lanh 2755cc

Công suất tối đa (HP/rpm) 201/3400

Momen xoắn tối đa (Nm/rpm) 500/1600

Dung tích dầu động cơ 8 L

Tiêu chuẩn khí thải Euro 5

Hệ thống nạp khí Turbo tăng áp

2.3.2 Mô tả tổng quan về hệ thống điều khiển động cơ

Hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV là một hệ thống điện tử phức tạp, có nhiệm vụ điều khiển các hoạt động của động cơ, bao gồm:

- Điều chỉnh tốc độ động cơ

- Điều chỉnh lượng nhiên liệu và không khí cung cấp cho động cơ

Hệ thống này bao gồm các bộ phận chính sau:

+ Bộ điều khiển động cơ (ECU): Là bộ phận trung tâm của hệ thống, có nhiệm vụ thu nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và điều khiển các cơ cấu chấp hành

+ Các cảm biến: Các cảm biến được lắp đặt trên động cơ để cung cấp thông tin về trạng thái của động cơ cho ECU

+ Các cơ cấu chấp hành: Các cơ cấu chấp hành được điều khiển bởi ECU để thực hiện các yêu cầu của hệ thống

Chức năng của hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV

Hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV có nhiệm vụ điều khiển các hoạt động của động cơ nhằm đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, hiệu quả và thân thiện với môi trường

➢ Khởi động động cơ : ECU sẽ điều khiển relay khởi động để cấp điện cho mô tơ khởi động, giúp khởi động động cơ

➢ Điều chỉnh tốc độ động cơ : ECU sẽ điều khiển bướm ga để điều chỉnh lượng không khí vào, điều chỉnh tốc độ động cơ tùy thuộc độ đạp bàn đạp ga

➢ Điều chỉnh lượng nhiên liệu và không khí cung cấp cho động cơ : ECU sẽ điều khiển kim phun nhiên liệu để phun nhiên liệu vào buồng đốt, đồng thời điều khiển bướm ga để điều chỉnh lượng không khí vào động cơ Quá trình phun nhiên liệu và cung cấp không khí phải được đồng bộ với nhau để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả

➢ Kiểm soát khí thải : ECU sẽ điều khiển các bộ phận khác nhau trong hệ thống kiểm soát khí thải để đảm bảo động cơ đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV

Hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển vòng kín Trong vòng kín, ECU sẽ thu nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và điều khiển các cơ cấu chấp hành

Các cảm biến sẽ cung cấp thông tin về trạng thái của động cơ cho ECU bao gồm:

- Cảm biến vị trí trục khuỷu (CKP): Cung cấp thông tin về vị trí trục khuỷu của động cơ

- Cảm biến vị trí trục cam (CMP): Cung cấp thông tin về vị trí trục cam của động cơ

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (ECT): Cung cấp thông tin về nhiệt độ nước làm mát của động cơ

- Cảm biến áp suất khí nạp (MAP): Cung cấp thông tin về áp suất khí nạp của động cơ

- Cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF): Cung cấp thông tin về lưu lượng khí nạp của động cơ

- Cảm biến vị trí bàn đạp ga (TPS): Cảm biến này sử dụng một điện trở thay đổi để đo vị trí của bàn đạp ga Tín hiệu từ cảm biến TPS được sử dụng để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào động cơ

- Cảm biến A/F: Cảm biến này sử dụng một điện cực để đo nồng độ oxy trong khí thải Cảm biến giúp giám sát bộ xử lý khí thải đồng thời điều chỉnh lượng nhiên liệu phun

- Cảm biến nhiệt độ khí nạp: Là một cảm biến điện tử được sử dụng để đo nhiệt độ khí nạp trên đường ống nạp Cảm biến này sử dụng một điện trở nhiệt để đo nhiệt độ khí nạp Tín hiệu từ cảm biến được sử dụng để điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào động cơ

ECU: sẽ xử lý các tín hiệu từ các cảm biến và đưa ra các tín hiệu điều khiển cho các cơ cấu chấp hành

Các cơ cấu chấp hành sẽ thực hiện các yêu cầu của ECU bao gồm:

- Hệ thống Common Rail: Cung cấp nhiên liệu có áp suất cao cho kim phun nhiên liệu

- Kim phun nhiên liệu: Phun nhiên liệu vào buồng đốt

- Bướm ga: Điều chỉnh lượng không khí vào động cơ

=> Hệ thống điều khiển động cơ 1GD - FTV là một hệ thống phức tạp và quan trọng, có vai trò đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, hiệu quả và thân thiện với môi trường

CÁC CẢM BIẾN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ TRÊN

Cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ 1GD – FTV được lắp trên thân máy, là loại cảm biến kiểu Hall Cảm biến phát hiện vị trí, tốc độ của trục khuỷu bằng các tín hiệu các răng của đĩa phía bánh đà và sau đó gửi tín hiệu về ECU động cơ Dựa vào tín hiệu đó mà ECU sẽ tính toán thời gian và thời điểm phun nhiên liệu cho động cơ

Hình 3.1: Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ 1GD - FTV

Hình 3.2: Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu loại Hall

Chú thích: 1: Vỏ cảm biến

2: Dây tín hiệu ra (VCNE, NE- và NE+)

Cảm biến vị trí trục khuỷu bao gồm: 1 phần tử Hall ở đầu cảm biến, IC và nam châm vĩnh cửu trong cảm biến Rotor trục khuỷu bao gồm 34 răng và 2 răng khuyết Khi trục khuỷu quay một vòng, cảm biến tạo ra 34 xung và một xung bất thường chỗ răng khuyết Mỗi xung cách nhau 10 o , vị trí xung bất thường để xác định điểm chết trên của xi lanh số

1 hay các xi lanh khác

Hiệu ứng Hall là một hiệu ứng vật lý được thực hiện khi áp một từ trường vuông góc lên một bản làm bằng kim loại, chất bán dẫn hay chất dẫn điện nói chung (thanh Hall) đang có dòng điện chạy qua Lúc đó, ta nhận được hiệu điện thế sinh ra tại hai mặt đối diện của thanh Hall

Về cơ chế, hiệu ứng Hall dựa vào bản chất của dòng điện chạy trong vật dẫn điện Dòng điện này chính là sự chuyển động của các điện tích Khi chạy qua từ trường, các điện tích chịu lực Lorentz bị đẩy về một trong hai phía của thanh Hall, tùy theo điện tích

15 chuyển động đó âm hay dương Sự tập trung các điện tích về một phía tạo nên sự tích điện trái dấu ở hai mặt của thanh Hall, gây ra hiệu điện thế Hall

Cảm biến này là loại kiểu Hall dựa trên nguyên lí của hiệu ứng Hall, nó bao gồm phần tử Hall được làm bằng một miếng silicon hoặc gốm dẫn điện, nam châm vĩnh cửu được đặt gần một đĩa răng gắn trên trục khuỷu Khi trục khuỷu quay, các răng của rotor trục khuỷu sẽ quét qua đầu cảm biến làm cho từ trường chiếu qua phần tử Hall biến thiên Tạo ra xung điện dạng vuông ở đầu ra của cảm biến

Vị trí răng trên bộ tạo xung được thiết kế khuyết 2 răng liên tục, nhằm mục đích giúp ECU động cơ nhận biết được tại thời điểm cảm biến quét qua 2 răng khuyết là thời điểm xi lanh số 1 đang ở điểm chết trên, đồng thời giúp cho ECU tính toán được tốc độ động cơ

Hình 3.4: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục khuỷu

3.1.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến vị trí trục khuỷu

Cảm biến vị trí trục khuỷu thường gặp những lỗi sau:

• Dây cảm biến bị đứt

• Khe hở bị điều chỉnh sai, răng tạo tín hiệu bị gãy

• Lỏng giắc cắm, hỏng cảm biến vị trí trục khuỷu

3.1.4 Cách kiểm tra cảm biến

- Đo khoảng cách khe hở từ cảm biến đến các răng của bánh răng tạo xung: sử dụng một bộ thước lá đặt lên khe hở, giá trị cho khe hở là 0.2 đến 0.4 mm

- Để kiểm tra xung tín hiệu đầu ra, ta thực hiện các bước sau:

Bước 1: Nối máy chẩn đoán OBDII với cổng chẩn đoán trên xe

Bước 2: Khởi động động cơ và thiết lập chế độ đo xung trên máy chẩn đoán

OBDII rồi quan sát biên dạng xung như hình dưới đây:

Hình 3.5: Dạng xung vuông đầu ra của cảm biến vị trí trục khuỷu

- Bật chìa khóa ON, sử dụng đồng hồ VOM đo điện áp giữa các chân VCNE, NE- để đảm bảo có nguồn 5V cấp cho cảm biến, NE+ 5V

Hình 3.6: Sơ đồ chân và mạch của cảm biến vị trí trục khuỷu

Chú thích: 1 Chân NE+ (Tín hiệu cảm biến NE)

2 Chân NE- (Mát cảm biến NE)

3 Chân VC (Nguồn 5V từ ECU cấp đến cho cảm biến).

Cảm biến vị trí trục cam

Cảm biến vị trí trục cam ở động cơ 1GD – FTV được gắn ở phía đầu trục cam (như hình 3.7) Cảm biến xác định vị trí trục cam và gửi tín hiệu về ECU Từ đó, ECU xác định điểm chết của xi lanh số 1 hoặc các máy khác, đồng thời xác định thời điểm phun nhiên liệu

Hình 3.7: Vị trí cảm biến trục cam trên động cơ 1GD - FTV

Cảm biến vị trí trục cam là loại cảm biến Hall Nó có cấu tạo tương tự như cảm biến vị trí trục khuỷu, bao gồm 1 phần tử Hall ở đầu cảm biến, IC và nam châm vĩnh cửu trong cảm biến Để xác định vị trí trục cam, rotor cảm biến trên trục cam xả được sử dụng để tạo 3 xung có chiều dài khác nhau cho mỗi 2 vòng quay của trục khuỷu

Nguyên lí hoạt động của cảm biến vị trí trục cam tương tự như cảm biến vị trí trục khuỷu trên động cơ Khi trục khuỷu quay, thông qua dây cam dẫn động làm trục cam quay theo, trên trục cam có vành tạo xung có các vấu cực Dựa vào hiệu ứng Hall, khi các vấu cực quét qua đầu cảm biến làm cho từ trường chiếu qua phần tử Hall biến thiên, tạo xung vuông gửi về ECU (như hình 3.10) để ECU nhận biết được điểm chết trên của xi lanh số 1 hay các máy khác

Hình 3.8: Sơ đồ mạch cảm biến vị trí trục cam

3.2.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến vị trí trục cam

- Khe hở giữa rotor và cảm biến vị trí trục cam lớn

- Dây tín hiệu chạm dương, chạm mát

- Gãy răng tạo tín hiệu

- Cảm biến bị lỏng giắc

- Gãy răng tạo tín hiệu trên vành răng do dùng tua vít bẩy

- Hư hộp ECU nên báo lỗi cảm biến trục cam

Hình 3.9: Sơ đồ chân của cảm biến vị trí trục cam trên mạch động cơ

Chú thích: 1 Chân G2+ (Chân tín hiệu gửi đến ECU)

2 Chân G2- (Chân mát cảm biến)

3 Chân VCG (Nguồn 5V gửi từ ECU gửi đến cảm biến)

- Tháo rời cảm biến ra ngoài để kiểm tra hư hỏng vật lí và bụi bẩn

- Khi bật chìa khóa ở vị trí ON, sử dụng đồng hồ VOM đo điện áp chân VCG và G2- để đảm bảo có nguồn 5V cấp cho cảm biến, tín hiệu (G2+) 5V

- Dùng dụng cụ đo xung để quan sát tín hiệu dưới dạng xung, so sánh và kiểm tra xung theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất

Hình 3.10: Tín hiệu xung của cảm biến vị trí trục cam gửi đến ECU.

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm ECT (Engine Coolant Temperature) sử dụng để đo nhiệt độ nước làm mát trong hệ thống làm mát động cơ và gửi tín hiệu đến ECU để xác định thời điểm phun, lượng phun và tốc độ cầm chừng dựa trên nhiệt độ nước làm mát Cảm biến được đặt ở đường dẫn nước làm mát động cơ và tiếp xúc với nước làmmát

Hình 3.11: Vị trí cảm biến trên động cơ

Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát có dạng trụ rỗng với ren ngoài, bên trong có lắp một nhiệt điện trở có hệ số nhiệt điện trở âm (điện trở tăng lên khi nhiệt độ thấp và ngược lại) Nhiệt độ hiệu chỉnh là 80 o C, khi ECU bị mất tín hiệu từ cảm biến thì tự ECU lập trình sẵn nhận biết nhiệt độ động cơ để điều khiển lượng phun theo 80 o C

Hình 3.12: Cấu tạo của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát nằm trong khoang nước của động cơ, tiếp xúc trực tiếp với nước của động cơ Vì có hệ số nhiệt điện trở âm nên khi nhiệt độ nước làm mát thấp điện trở cảm biến sẽ cao và ngược lại khi nhiệt độ nước làm mát tăng lên điện trở của cảm biến sẽ giảm xuống Sự thay đổi điện trở của cảm biến sẽ làm thay đổi điện áp đặt ở chân cảm biến (THW) giúp ECU xác định được nhiệt độ nước làm mát

Hình 3.13: Sơ đồ mạch nguyên lí hoạt động của cảm biến nhiệt độ nước làm mát Điện áp 5V được truyền tới cảm biến qua một điện trở chuẩn có giá trị không đổi Sau đó, nó được truyền về ECU và tới mát Như vậy, nhiệt điện trở và điện trở chuẩn trong cảm biến tạo thành một cầu phân áp Bộ chuyển đổi ADC (Analog to Digital Converter) nhận được điện áp điểm giữa cầu

Khi nhiệt độ động cơ thấp, giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến bộ biến đổi ADC lớn Tín hiệu điện áp được chuyển đổi thành một dãy xung vuông và được giải mã nhờ bộ vi xử lý để thông báo cho ECU biết động cơ đang lạnh Khi động cơ nóng, giá trị điện trở cảm biến giảm kéo theo điện áp đặt giảm báo cho ECU biết là động cơ đang nóng

3.3.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Các hư hỏng thường gặp trên cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

- Đứt dây, chạm mát, chạm dương

Các triệu chứng thường gặp:

- Động cơ không hoạt động mà nhiệt độ được hiển thị trên bảng đồng hồ taplo là rất cao, đồng thời quạt làm mát động cơ hoạt động liên tục với tốc độ cao

- Khi ở nhiệt độ thấp, động cơ hoạt động không ổn định, chỉ hoạt động bình thường sau khi nhiệt độ máy tăng lên

- Xe tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn bình thường

- Khó khởi động xe khi động cơ nguội

- Đèn Check Engine được bật sáng

3.3.4 Cách kiểm tra cảm biến

Nhúng một phần cảm biến nhiệt độ nước làm mát vào nước và làm ấm nước Sử dụng đồng hồ VOM đo giá trị điện trở của hai chân cảm biến (THW – ETHW) giá trị điện trở nằm trong giá trị cho phép của nhà sản xuất

Hình 3.14: Cách kiểm tra cảm biến và đường đặc tính giữa giá trị điện trở và nhiệt độ

Hình 3.15: Sơ đồ chân cảm biến nhiệt độ nước làm mát ECT trên mạch động cơ

Chú thích: 1 Chân ETHW (Chân mát cảm biến)

Bảng 3.1 Giá trị điện trở của cảm biến nước làm mát

Nhiệt độ nước làm mát oC

Cảm biến vị trí bàn đạp ga

Cảm biến vị trí bàn đạp ga được bố trí trực tiếp trên bàn đạp ga để xác định góc mở của nó Sau đó, giá trị này được chuyển thành điện áp và gửi về ECU Tín hiệu này được ECU sử dụng để điều chỉnh mô tơ mở bướm ga theo góc mở bàn đạp ga và điều chỉnh lượng phun nhiên liệu để tăng tốc độ động cơ

Trên động cơ Toyota Fortuner 1GD - FTV sử dụng cảm biến vị trí bàn đạp ga kiểu phần tử Hall Cấu tạo cảm biến gồm có: IC Hall và nam châm Nam châm được gắn ở

23 trục của chân bàn đạp ga, nam châm sẽ di chuyển xung quanh IC Hall tùy theo mức độ tác dụng lên bàn đạp ga IC Hall chuyển đổi những thay đổi từ thông xảy ra tại thời điểm đó thành tín hiệu điện và gửi tín hiệu tới ECU

Hình 3.16: Cấu tạo của cảm biến vị trí bàn đạp ga

Hình 3.17: Sơ đồ mạch của cảm biến vị trí bàn đạp ga

Trong cảm biến có 2 IC Hall cố định, nguồn 5V cung cấp tới cực VCP1 và VCP2 Vị trí ban đầu khi không đạp bàn đạp ga thì IC Hall và nam châm là xa nhất, điện áp là nhỏ nhất Khi đạp bàn đạp sẽ làm cho các nam châm quay xung quanh hai IC Hall, từ trường qua IC Hall thay đổi Sự thay đổi từ trường tạo ra sự thay đổi điện áp tín hiệu Trong đó, tín hiệu VPA1 dùng làm tín hiệu chính để điều khiển động cơ, tín hiệu VPA2 là tín hiệu để ECU kiểm tra phát hiện hư hỏng Nhờ sự thay đổi điện áp ra của hai chân tín hiệu từ cảm biến mà ECU biết được chính xác góc mở bàn đạp ga Tín hiệu VPA1 và VPA2

24 được gửi về ECU để ECU điều khiển phun nhiên liệu Khi góc mở bàn đạp càng lớn thì từ thông qua IC Hall càng tăng, tín hiệu điện áp gửi đến ECU tăng tuyến tính so với góc đạp bàn đạp ga

Hình 3.18: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa góc mở bàn đạp ga và giá trị điện áp

3.4.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến vị trí bàn đạp ga

Cảm biến bị hư hỏng thường là do các nguyên nhân như: cảm biến bị mất nguồn cấp, mạch điện bị đứt hoặc chạm, lỏng chân giắc hoặc cũng có thể hỏng cảm biến hay hộp ECU gặp vấn đề Khi cảm biến bị lỗi thì xe sẽ xuất hiện các triệu chứng:

• Xe không có phản hồi khi tài xế đạp chân ga

• Hộp số tự động chuyển số kém hoặc bị giật

• Động cơ hoàn toàn có thể chết máy bất ngờ đột ngột hoặc không nổ máy

• Đèn Check Engine sẽ báo sáng

3.4.4 Cách kiểm tra cảm biến

- Kiểm tra xem mạch điện trong cảm biến APS (Accelerator Pedal Sensor) có bị đứt, chạm mát, hay những chân giắc có bị rơ lỏng, bám bụi bẩn, làm cho tín hiệu truyền về sai hay không

- Cấp nguồn dương 5V vào chân VCP1, VCP2 Cấp nguồn âm vào chân EP1, EP2 Tiến hành đo giá trị điện áp tại chân tín hiệu VPA1 với giá trị điện áp từ 0.8 – 3.2V và chân tín hiệu VPA2 với giá trị điện áp 1.6 – 4.0V khi góc mở bàn đạp ga tăng dần

Hình 3.19: Sơ đồ chân cảm biến vị trí bàn đạp ga

Chú thích: 1 Chân VCP2 (Nguồn 5V cấp cho cảm biến 2)

2 Chân EPA2 (Mát cảm biến 2)

3 Chân VPA2 (Tín hiệu vị trí bàn đạp ga từ cảm biến 2)

4 Chân VCP1 (Nguồn 5V cấp cho cảm biến 1)

5 Chân EP1 (Mát cảm biến 1)

6 Chân VPA1 (Tín hiệu vị trí bàn đạp ga từ cảm biến 1).

Cảm biến vị trí bướm ga

Động cơ Diesel luôn hoạt động trong chế độ thừa không khí, có nghĩa là lượng không khí luôn luôn nạp vào tối đa Như vậy trên động cơ Diesel, tốc độ động cơ không phụ thuộc vào lượng gió nạp vào động cơ mà phụ thuộc vào lượng phun nhiên liệu

Chức năng của bướm ga trên động cơ Diesel:

- Giảm rung khi tắt máy: Khi tắt máy ECU sẽ điều khiển đóng bướm ga khoảng 95% – 97% trong vòng 1.5 giây Khi đó sẽ hạn chế lượng gió vào động cơ, động cơ không tiếp tục nạp và nén khí giúp động cơ tắt máy êm hơn

- Kiểm soát lưu lượng EGR: Điều kiện để cho khí xả có thể quay trở lại đường ống nạp đó là áp suất khí nạp phải nhỏ hơn áp suất khí xả

- Giảm ồn khi nạp và rung khi chạy không tải: Khi đó lượng khí nạp luôn trong tình trạng quá thừa so với yêu cầu dẫn tới tình trạng động cơ làm việc không êm và ồn

26 khi chạy không tải Vì thế ECU động cơ sẽ đóng một phần bướm ga lại trong một thời gian nhất định tùy theo từng chế độ hoạt động của động cơ

Hình 3.20: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga được lắp trên cụm thân bướm ga Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga gồm có IC Hall, các nam châm Cảm biến chuyển đổi mật độ từ thông thay đổi khi nam châm (nằm cùng trục với trục bướm ga) quay quanh IC Hall thành tín hiệu điện

Hành trình bàn đạp ga được xác định nhờ vào cảm biến vị trí bàn đạp ga (cảm biến này có hai tín hiệu điện áp gửi về là VPA1 và VPA2) gửi về ECU động cơ ECU sẽ điều khiển mô tơ bố trí ở thân bướm ga, thông qua bộ bánh răng trung gian để điều khiển bướm ga mở một góc tối ưu nhất so với chế độ hoạt động của động cơ Độ mở của bướm ga được xác định bằng cảm biến vị trí bướm ga (kiểu phần từ Hall) và tín hiệu góc mở bướm ga được gửi đến ECU động cơ nhằm mục đích xác định tình trạng hoạt động của mô tơ điều khiển

Cảm biến vị trí bướm ga kiểu phần tử Hall: Tương tự như cảm biến vị trí trục cam kiểu phần tử Hall, cảm biến có cấu tạo gồm IC Hall và một nam châm Dựa vào hiệu ứng Hall, nguồn điện cấp cho cảm biến là nguồn 5V từ ECU đến cặp cực VC và E2 Khi ECU điều khiển mô tơ điện quay, thông qua bộ bánh răng trung gian làm mở bướm ga, từ đó sẽ làm cho các nam châm quay xung quanh IC Hall, từ thông qua IC Hall thay đổi Sự thay đổi từ thông tạo ra sự thay đổi tín hiệu điện áp Thông qua chân VTA thì ECU động cơ sẽ

27 xác định được góc mở của bướm ga Khi góc mở bướm ga càng lớn thì lượng từ thông qua IC Hall càng tăng, tín hiệu điện áp gửi về ECU tăng tuyến tính so với góc mở bướm ga

Hình 3.21: Đồ thị tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga

Hình 3.22: Sơ đồ chân của cảm biến vị trí bướm ga

Chú thích: 1 Chân nguồn (-) cấp cho mô tơ điều khiển

2 Chân nguồn (+) cấp cho mô tơ điều khiển

3 Chân nguồn (-) cho cảm biến vị trí bướm ga

5 Chân nguồn 5V cho cảm biến vị trí bướm ga

6 Chân tín hiệu của cảm biến vị trí bướm ga

3.5.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga khi hư hỏng sẽ có dấu hiệu như sau:

• Động cơ bị giật mạnh

• Hiệu suất động cơ kém

• Động cơ tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn thông thường

Các hư hỏng thường gặp của cảm biến vị trí bướm ga:

• Không hoạt động: Cảm biến không phát hiện được vị trí bướm ga, dẫn đến động cơ không hoạt động hoặc hoạt động không đúng

• Sai sót đo lường: Cảm biến phát hiện vị trí bướm ga không chính xác, dẫn đến động cơ hoạt động không đúng cách hoặc bị giật

• Kết nối bị hỏng: Cảm biến không kết nối được với hệ thống động cơ, dẫn đến hoạt động thiếu hiệu quả hoặc không hoạt động

3.5.4 Cách kiểm tra cảm biến

Bước 1: Kiểm tra điện áp cấp nguồn của cảm biến

- Dùng đồng hồ VOM, đo điện áp giữa chân VC – E khi khóa điện được bật

- Nếu điện áp giữa chân VC – E có giá trị 4.5 – 5.0V thì cảm biến còn hoạt động

Bước 2: Tiến hành đo điện áp giữa chân VTA của cảm biến với chân E so với các giá trị tiêu chuẩn sau:

Bảng 3.2: Giá trị điện áp cảm biến vị trí bướm ga

Trạng thái bướm ga Giá trị (VTA)

Mở hoàn toàn 2.9 - 4.9 (V) Đóng hoàn toàn 0.3 - 0.8 (V)

Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến đo lưu lượng khí nạp dùng để đo lưu lượng khí nạp đi vào động cơ Sau đó, cảm biến gửi tín hiệu đến ECU dùng để tính toán lượng phun nhiên liệu

Cảm biến lưu lượng khí nạp có cấu tạo như sau:

- Ống dẫn gió phụ: Cho phép một phần luồng khí nạp đi qua cảm biến chip silicon

- Cảm biến chip silicon: Sử dụng mạch cầu điều khiển bộ sấy và mạch cầu cảm biến nhiệt độ để đo sự chênh lệch nhiệt độ giữa khí nạp đi qua các cảm biến trước và sau bộ sấy

- Mạch điều khiển: Chuyển đổi chênh lệch nhiệt độ thành tín hiệu xung và thực hiện hiệu chỉnh

Hình 3.23: Cấu tạo của cảm biến lưu lượng khí nạp

Chú thích: a Cảm biến silicon chip b Ống dẫn gió phụ c Bộ sấy d Nhiệt điện trở của bộ sấy e Khí nạp f Cảm biến nhiệt độ (sau bộ sấy) g Cảm biến nhiệt độ (trước bộ sấy) q Dòng khí

Luồng khí nạp lần lượt đi qua cảm biến nhiệt độ (trước bộ sấy), bộ sấy và cảm biến nhiệt độ (sau bộ sấy) nằm trong ống dẫn gió phụ Khí nạp được làm nóng lên sau khi đi qua bộ sấy, do đó nhiệt độ của nó sau bộ sấy sẽ cao hơn so với trước bộ sấy Sự chênh lệch nhiệt độ tại mỗi cảm biến nhiệt độ sẽ phụ thuộc vào tốc độ của khí nạp Điều này có nghĩa là chênh lệch nhiệt độ giữa cảm biến nhiệt độ trước và sau bộ sấy càng nhỏ thì vận tốc của luồng khí nạp đi qua càng lớn, vận tốc càng lớn thì lưu lượng khí nạp càng lớn, và ngược lại Dựa trên mối quan hệ giữa lưu lượng và vận tốc:

Q = v*A Trong đó: Q: Lưu lượng khí nạp v: vận tốc khí nạp đi qua cảm biến

A: Tiết diện (Với tiết diện không đổi)

Mạch cầu cảm biến nhiệt độ đo sự chênh lệch nhiệt độ này và mạch điều khiển chuyển đổi nó thành tín hiệu xung, sau đó gửi tín hiệu này đến ECU Trong trường hợp, nhiệt độ của cảm biến trước bộ sấy đo được cao hơn cảm biến sau bộ sấy đo được thì hệ thống nhận biết đây là hiện tượng trào ngược của luồng khí nạp

Hình 3.24: Sơ đồ mạch điện cảm biến MAF

Chú thích: c Bộ sấy d Nhiệt điện trở của bộ sấy h Nhiệt điện trở khí nạp 1

31 i Nhiệt điện trở khí nạp 2 j Cảm biến nhiệt độ (trước bộ sấy) 1 k Cảm biến nhiệt độ (sau bộ sấy) 2 l Cảm biến nhiệt độ (sau bộ sấy) 1 m Cảm biến nhiệt độ (trước bộ sấy) 2 n Mạch điều khiển o Mạch cầu điều khiển bộ sấy p Mạch cầu điều khiển cảm biến nhiệt độ

Tín hiệu xung nhận được từ cảm biến lưu lượng khí nạp, ECU sẽ tính toán lượng khí nạp Mạch điều khiển bộ sấy bao gồm cảm biến nhiệt độ và transistor công suất, có chức năng duy trì nhiệt độ của bộ sấy ở một mức cố định

Transistor công suất đóng vai trò như một công tắc điện điều chỉnh dòng điện đến bộ sấy Dựa trên tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ, mạch điều khiển bộ sấy sẽ đóng hoặc mở transistor để cấp lượng điện phù hợp, đảm bảo nhiệt độ của bộ sấy luôn đạt mức cần thiết

Hình 3.25: Sơ đồ điện và chân của cảm biến lưu lượng khí nạp

Chú thích: 1 Chân FG (Tín hiệu xác định lưu lượng)

2 Chân E2G (Chân mát cảm biến)

3 5V (Chân nguồn cấp cho cảm biến)

4 Chân THA (Tín hiệu nhiệt độ không khí nạp)

3.6.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến lưu lượng khí nạp

Dấu hiệu cho biết cảm biến lưu lượng khí nạp bị lỗi, hư hỏng:

- Xe chạy yếu, không ổn định – Nguyên nhân có thể do tỷ lệ hòa khí bị sai lệch dẫn đến giảm công suất của động cơ, vòng tua máy tăng cao hoặc hạ thấp không ổn định Điều này có thể gây ra tình trạng: xe khó nổ, xe chết máy…

- Xe hao nhiên liệu – Cảm biến xảy ra trục trặc làm cho dữ liệu đo được bị sai lệch, ECU tính toán sai gây ra phun nhiều nhiên liệu vào buồng đốt hơn khiến xe bị hao nhiên liệu

3.6.4 Cách kiểm tra cảm biến

- Thực hiện kiểm tra trực quan xem có vật lạ vào trên nhiệt điện trở của cụm đồng hồ đo lưu lượng khí nạp

- Tháo cảm biến ra dùng đồng hồ VOM đo điện áp của giắc cắm, bật khóa điện ON Bảng 3.3: Giá trị điện trở cảm biến nhiệt độ khí nạp Đo giữa các chân Giá trị cho phép

Cảm biến áp suất trên đường ống nạp

Cảm biến xác định áp suất không khí nạp bằng cách kiểm tra áp suất trên đường ống nạp Cảm biến được bố trí trên đường ống nạp, cấu trúc gọn nhẹ không làm cản trở dòng khí nạp như các loại cảm biến khác

Cảm biến dạng phần tử điện áp, gồm một màng Silicon có bề dày ở ngoài rìa mép khoảng 0.25mm và ở trung tâm tầm khoảng 0.025mm, kết hợp với buồng chân không và một con IC Một mặt của màng silicon bố trí tiếp xúc với áp suất trong đường ống nạp và mặt còn lại bố trí ở trong buồng chân không được duy trì một áp thấp cố định trước trong cảm biến

Hình 3.26: Cấu tạo cảm biến áp suất đường ống nạp MAP

Khi áp suất trong đường ống nạp thay đổi làm cho màng silicon biến dạng, điện trở của nó sẽ thay đổi Khi điện trở thay đổi thì tín hiệu điện áp từ IC gửi về ECU thay đổi theo áp suất trong đường ống nạp Điện áp từ ECU luôn cung cấp cho IC không đổi là 5V Khi áp suất trong đường ống nạp càng lớn thì tín hiệu PIM gửi về ECU càng cao và ngược lại

Hình 3.27: Mạch điện và đường đặc tính cảm biến áp suất đường ống nạp

3.7.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến áp suất trên đường ống nạp

- Ống chân không nối với cảm biến MAP bị tuột/tắc

- Tiếp xúc, đầu giắc nối với cảm biến MAP hỏng

- Chập mạch tín hiệu của cảm biến MAP

- Mất dây mát hoặc nguồn VC (5V) cấp cho cảm biến MAP

3.7.4 Cách kiểm tra cảm biến áp suất trên đường ống nạp

- Kiểm tra điện áp nguồn điện:

Bước 1: Ngắt kết nối đầu nối cảm biến

Bước 2: Mở chìa khóa ON

Bước 3: Đo điện áp chân VC và E có giá trị trong khoảng từ 4.75 đến 5.25V là đúng với nhà sản xuất

Hình 3.28: Sơ đồ chân cảm biến áp suất đường ống nạp MAP

Chú thích: 1 Chân E (Mát cảm biến)

2 Chân PIM (Điện áp tín hiệu xác định áp suất không khí nạp)

3 Chân VC (Nguồn 5V cung cấp từ ECU)

- Đo điện áp chân PIM với E2 với điều kiện áp suất thay đổi

Bảng 3.4: Giá trị điện áp cảm biến áp suất đường ống nạp Điều kiện Giá trị điện áp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp được đặt trên đường ống nạp và trước bướm ga Cảm biến xác định nhiệt độ của khí nạp và gửi tín hiệu về ECU

Hình 3.29: Vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp

Hình 3.30: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp

Phần chính của cảm biến là một điện trở có trị số nhiệt điện trở âm Khi nhiệt độ không khí tăng thì điện trở giảm và ngược lại

Khi nhiệt độ không khí nạp thay đổi thì điện trở bên trong cảm biến cũng thay đổi theo và tín hiệu điện áp tại chân (THA) cũng thay đổi ECU dựa vào tín hiệu thay đổi này sẽ hiểu được nhiệt độ không khí nạp hiện tại, từ đó hiệu chỉnh thời gian và lượng phun nhiên liệu vào động cơ

Hình 3.31: Mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp

3.8.3 Vấn đề thường gặp ở cảm biến nhiệt độ khí nạp

Một số nguyên nhân rất thường gặp dẫn tới sự hư hỏng của cảm biến như sau:

• Bộ lọc gió quá bẩn do quá trình sử dụng lâu dài nhưng ít vệ sinh hoặc tuổi thọ đã đến lúc cần phải thay thế

• Phần mạch điện và dây điện trong hệ thống động cơ gặp tình trạng ngắn mạch, đứt hoặc phần giắc kết nối bị bào mòn hoặc bị lỏng

• Áp suất nhiên liệu kém là một trong số những nguyên nhân làm cho cảm biến không thể nắm bắt chính xác tín hiệu

• Thiết bị cảm biến nhiệt độ khí nạp bị lỏng lẻo hoặc do chính bộ điều khiển trung tâm ECU có vấn đề (hiện tượng này cực hiếm khi xảy ra)

3.8.4 Cách kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bước 1: Nhúng một phần cảm biến nhiệt độ không khí nạp vào nước và làm ấm nước

Hình 3.32: Cách kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp

Bước 2: Đo giá trị điện trở theo giá trị của nhà sản xuất cung cấp

Bảng 3.5 Giá trị điện trở theo điều kiện của cảm biến nhiệt độ khí nạp Điều kiện Giá trị chỉ định

Hình 3.33: Đường đặc tính giá trị điện trở và nhiệt độ của biến nhiệt độ khí nạp.

Cảm biến A/F

Cảm biến A/F được lắp đặt sau bộ lọc khí thải DPF để kiểm tra lượng oxy có trong khí thải, từ đó xác định mức độ giàu hoặc nghèo của hỗn hợp không khí/nhiên liệu Ngoài ra, cảm biến giúp giám sát tình trạng hoạt động của bộ lọc khí thải

Cấu tạo cảm biến A/F bao gồm các thành phần sau: điện cực Platin, điện cực rắn (phần tử Zirconia), bộ sấy nóng và bên ngoài được phủ một lớp gốm

Hình 3.34: Cấu tạo cảm biến A/F

Hình 3.35: Nguyên lí hoạt động cảm biến A/F

Cảm biến A/F được lắp tại ống xả sau bầu lọc khí thải, bề mặt làm việc của cảm biến tiếp xúc trực tiếp với khí xả, trong lõi của cảm biến có đường đưa không khí từ ngoài vào Nhiệt độ làm việc tốt của cảm biến từ 650°C trở lên, cho nên người ta bố trí một bộ phận nung nóng trong cảm biến để giúp cảm biến nhanh đạt đến nhiệt độ làm việc khi động cơ nguội, thời gian xông nóng cảm biến A/F khoảng 10 đến 30 giây Cảm biến A/F được đặt một điện áp không đổi khoảng 3.3 V và điện áp tín hiệu tỉ lệ với lượng oxy có trong khí

39 thải Điện áp của cảm biến A/F : 2.4 - 4.0 V Do đó dải hoạt động rộng hơn và rõ mức độ giàu (nghèo) của hòa khí

Hình 3.36: Đường đặc tính cảm biến A/F

ECM sẽ kiểm tra sự thay đổi điện áp tại giắc A1A+ để tính toán ra nồng độ Oxy trong khí xả:

+ Khi hòa khí lí tưởng (A/F = 15.6/1) không có dòng điện sinh ra trên cảm biến, do đó đầu ra cảm biến vẫn là 3.3 V

+ Khi hòa khí giàu, sinh ra dòng điện ngược trên cảm biến, dẫn đến điện áp đầu ra nhỏ hơn 3.3 V

+ Khi hòa khí nghèo, sinh ra dòng điện thuận trên cảm biến, dẫn đến điện áp đầu ra lớn hơn 3.3 V

Hình 3.37: Sơ đồ mạch cảm biến A/F

• Tín hiệu điện áp gần 2.4 V là hỗn hợp nhiên liệu đang quá giàu

• Tín hiệu điện áp gần 4.0 V là hỗn hợp nhiên liệu đang quá nghèo

3.9.3 Cách kiểm tra cảm biến A/F

- Sử dụng đồng hồ VOM đo điện trở dây sấy của cảm biến A/F (+B và HA1A) có giá trị nằm trong khoảng từ 2 - 4Ω

- Sử dụng máy chẩn đoán để đo tín hiệu giá trị điện áp của cảm biến Tín hiệu điện áp nhỏ hơn 3.3 V là hỗn hợp giàu nhiên liệu, và ngược lại tín hiệu điện áp lớn hơn 3.3 V là hỗn hợp đang nghèo nhiên liệu Nếu giá trị điện áp không thay đổi thì cảm biến không còn hoạt động

Hình 3.38: Sơ đồ chân cảm biến A/F

Chú thích: 1: Chân HA1A (Chân mát dây sấy)

3: Chân A1A+ (Chân tín hiệu cảm biến)

HỆ THỐNG COMMON RAIL CỦA ĐỘNG CƠ 1GD - FTV TRÊN DÒNG XE TOYOTA FORTUNER 2022

Giới thiệu chung về hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ Diesel

4.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống nhiên liệu Diesel và Diesel điều khiển điện tử Động cơ Diesel được phát minh vào năm 1892 nhờ kỹ sư người Đức Rudolf Diesel, hoạt động theo nguyên lý tự cháy Ở gần cuối quá trình nén, nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ để hình thành hòa khí rồi tự bốc cháy Đến năm 1927, Robert Bosch mới phát triển bơm cao áp (bơm phun Bosch lắp cho động cơ Diesel trên ô tô thương mại và ô tô khách vào năm 1936)

Ra đời sớm nhưng động cơ Diesel không phát triển như động cơ xăng do gây ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, các vấn đề được giải quyết và động cơ Diesel ngày càng trở nên phổ biến và hữu dụng hơn Khí thải động cơ Diesel là một trong những thủ phạm gây ô nhiễm môi trường Động cơ Diesel có tính hiệu quả và kinh tế hơn động cơ xăng, tuy nhiên vấn đề tiếng ồn và khí thải vẫn là những hạn chế trong sử dụng động cơ Diesel

Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel

Hệ thống nhiên liệu Diesel không ngừng được cải tiến với các giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Các chuyên gia nghiên cứu động cơ Diesel đã đề ra nhiều biện pháp khác nhau về kỹ thuật phun và điều khiển quá trình cháy nhằm hạn chế các chất ô nhiễm Các biện pháp chủ yếu tập trung vào giải quyết các vấn đề:

- Tăng tốc độ phun để giảm nồng độ bồ hóng do tăng tốc độ hòa trộn nhiên liệu và không khí

- Tăng áp suất phun, đặc biệt là đối với động cơ phun trực tiếp

- Điều chỉnh quy luật phun theo hướng kết thúc nhanh quá trình phun

- Biện pháp hồi lưu một bộ phận khí xả

Hiện nay, các nhược điểm đó đã được khắc phục bằng cách cải tiến một số bộ phận của hệ thống nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử như:

- Bơm cao áp điều khiển điện tử

- Ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (ống Rail)

Năm 1985, Bosch đã đưa ra thị trường việc điều khiển điện tử cho hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel được gọi là hệ thống nhiên liệu Common Rail

Hình 4.3: Hệ thống nhiên liệu Common Rail

Cho đến nay, hệ thống cung cấp nhiên liệu Common Rail đã được hoàn thiện Trong động cơ Diesel hiện đại, sử dụng hệ thống điện tử để tự động điều chỉnh áp suất phun nhiên liệu cho kim phun một cách độc lập, nhiên liệu áp suất cao được chứa trong ống Rail và được phân phối đến từng kim phun theo điều kiện hoạt động cụ thể của động cơ

So với các hệ thống cung cấp nhiên liệu Diesel thông thường thì Common Rail đã đáp ứng và giải quyết được những vấn đề:

- Giảm tối đa mức độ tiếng ồn

- Nhiên liệu được phun ra với áp suất rất cao nhờ kết hợp điều khiển điện tử, áp suất phun có thể đạt tới 250MPa Thời gian phun cực ngắn và tốc độ phun cực nhanh (khoảng 1,1m/s)

- Có thể thay đổi áp suất phun và thời điểm phun tùy theo chế độ làm việc của động cơ

- Giảm mức độ ô nhiễm môi trường

4.1.2 Phạm vi sử dụng của hệ thống nhiên liệu Common Rail

Hệ thống nhiên liệu Common Rail cho động cơ phun nhiên liệu trực tiếp được sử dụng trên các phương tiện sau:

- Xe tải hạng nhẹ với động cơ sản sinh công suất 30kW/xi lanh

- Xe tải hạng nặng, xe lửa và tàu biển với động cơ sản sinh công suất lên đến 200kW/xi lanh

- Xe khách sử dụng loại động cơ 3 xi lanh thẳng hàng với dung tích 800cc, công suất 30kW (41hp), mô men xoắn 100 Nm và lượng nhiên liệu tiêu thụ 3.51/100km đến loại động cơ 8 xi lanh (V8) trên những chiếc sedan hạng sang với dung tích lên đến 4l, công suất 180kW (245hp) và momen xoắn đạt 560Nm

Hệ thống nhiên liệu Common Rail là một hệ thống có tính linh hoạt cao cho việc tích hợp hệ thống phun nhiên liệu với động cơ Có thể đạt được điều này là do:

- Áp suất nhiên liệu phun rất cao khoảng 160 MPa – 180 MPa Một số hệ thống khác đã đạt được con số 250 MPa

- Áp suất nhiên liệu được phun thích ứng với trạng thái hoạt động đa dạng của động cơ (20…180 MPa)

- Thời điểm phun nhiên liệu đa dạng

- Có khả năng thực hiện việc phun mồi hay phun bổ sung (thậm chí việc phun bổ sung trễ)

4.1.3 Nguyên lí hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common Rail

Tương tự như hệ thống nhiên liệu Diesel thông thường, nhiên liệu được bơm tiếp vận cung cấp từ thùng nhiên liệu trên đường ống áp suất thấp qua bầu lọc đến bơm cao áp, từ đây nhiên liệu được bơm cao áp nén vào ống phân phối với áp suất cao và được đưa đến mỗi kim phun sẵn sàng phun vào xi lanh động cơ

Việc tạo áp suất và phun nhiên liệu hoàn toàn tách biệt với nhau trong hệ thống Common Rail Áp suất phun được tạo ra độc lập với tốc độ và lượng nhiên liệu phun ra Nhiên liệu được tích trữ với áp suất cao trong ống phân phối, lượng nhiên liệu phun ra được quyết định bởi tín hiệu bàn đạp ga, thời điểm phun và cả áp suất phun được tính toán bằng ECU dựa trên các tín hiệu dữ liệu từ các cảm biến gửi về đã lưu trên nó Sau đó ECU sẽ cho các kim phun phun nhiên liệu vào xi lanh, với áp suất phun có thể đến 220MPa

Nhiên liệu thừa của kim phun đi qua đường ống hồi trở về lọc nhiên liệu theo đường áp suất thấp và trở về thùng chứa nhiên liệu Ngoài ra, khi áp suất trên ống phân phối và

45 áp suất đầu ra bơm cao áp vượt quá giới hạn thì van điều áp sẽ mở để dầu trở về thùng nhiên liệu nhanh hơn

Hình 4.4: Nguyên lí hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common Rail Ảnh hưởng của việc phun nhiên liệu

Thời điểm phun nhiên liệu phải chính xác, nếu lệch 1 độ có thể làm tăng 5% lượng NOx sinh ra, nếu trễ 2 độ có thể làm tăng nhiệt độ khí thải thêm 20 o C Đường đặc tính phun quy định sự thay đổi lượng nhiên liệu được phun vào trong suốt một chu kỳ phun Đường đặc tính phun phải có độ dốc từ từ, nếu đỉnh quá nhọn thì lượng nhiên liệu không được tán nhuyễn sẽ dẫn đến khói đen, tăng tiêu hao nhiên liệu

4.1.4 Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu Common Rail

Hệ thống nhiên liệu Common Rail có những ưu điểm gồm:

- Động cơ hoạt động êm dịu, giảm tiếng ồn

- Khí thải thoát ra môi trường ít

- Thời điểm bắt đầu phun và lượng phun nhiên liệu đều độc lập với nhau nên có thể điều chỉnh chính xác từng hạng mục

- Lượng phun nhiên liệu tối thiểu ổn định ở mức cực kì thấp, có thể đạt đến 1mm 3 /lần

- Hệ thống phun linh hoạt, có thể dễ dàng thực hiện phun mồi, phun sơ khởi hay phun thứ cấp

- Hệ thống phun cao áp đã được cải thiện hỗn hợp nạp khí và nhiên liệu, cũng như cải thiện quá trình đốt, làm giảm đáng kể lượng khí thải từ động cơ

- Momen cực đại của bơm cao áp có vòng tua thấp, nên tiếng ồn phát ra từ động cơ rất nhỏ

Hệ thống vẫn còn tồn tại một vài bất cập như: thiết kế phức tạp, khó khăn trong việc sửa chữa và thay thế khi gặp hư hỏng Nhất là đối với các dòng xe cũ.

Hệ thống Common Rail trên động cơ 1GD - FTV

Hệ thống nhiên liệu Common Rail sử dụng áp suất cao để cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống này cũng cung cấp công suất động cơ mạnh mẽ, đồng thời giảm thiểu độ rung và tiếng ồn của động cơ Hệ thống này lưu trữ nhiên liệu trong đường ống Rail, nó được bơm áp suất và cung cấp bởi hệ thống bơm nhiên liệu Bằng cách lưu trữ nhiên liệu ở áp suất cao, hệ thống Common Rail có thể cung cấp nhiên liệu ở áp suất phun ổn định, bất kể tốc độ động cơ hay tải trọng động cơ

ECU theo dõi áp suất nhiên liệu bên trong thanh Rail bằng cảm biến áp suất nhiên liệu được tích hợp trong mỗi kim phun ECU cũng điều khiển cụm bơm nhiên liệu cung cấp nhiên liệu cần thiết để đạt được áp suất nhiên liệu mong muốn Ngoài ra, hệ thống này sử dụng một van điện từ trong mỗi kim phun để mở và đóng các đường dẫn nhiên liệu Do đó, cả thời gian phun và lượng phun nhiên liệu đều có thể được ECU điều chỉnh chính xác

Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 1GD - FTV sử dụng kiểu bơm HP5S của hãng Denso để cung cấp nhiên liệu cho động cơ, bởi vì kết cấu bơm gọn nhẹ và cung cấp nhiên liệu với áp suất lớn hơn so với những loại bơm khác (khoảng 250 MPa)

Hình 4.5: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 1GD - FTV

Chú thích: 1 Ống phân phối (thanh rail)

3 Bộ điều khiển trung tâm (ECU)

4 Cảm biến vị trí trục khuỷu

5 Cảm biến bị trí trục cam

7 Van điều khiển hút (SCV – Suction Control Valve)

10 Kim phun bù nhiên liệu

48 a Đường nhiên liệu áp suất cao c Đường nhiên liệu từ thùng nhiên liệu d Đường nhiên liệu hồi về Đường bù nhiên liệu

Nhiên liệu được hút từ thùng nhiên liệu đến bơm cao áp đi qua lọc thô Sau đó, nhiên liệu tới bơm tiếp vận bên trong bơm cao áp Nhiên liệu từ bơm tiếp vận đi qua kim phun bù nhiên liệu (phun bù nhiên liệu vào đường ống xả giúp nhiệt độ của bầu lọc khí xả tăng lên cao khoảng 650 o C để tái tạo lại bầu lọc) và qua lọc nhiên liệu cao áp, sau đó đến van SCV Van SCV điều chỉnh lượng nhiên liệu cần thiết trước khi vào bơm cao áp để áp suất nhiên liệu đầu ra đến thanh rail phù hợp với từng chế độ hoạt động của động cơ

Bơm tiếp vận được lắp bên trong bơm cao áp có nhiệm vụ là hút nhiên liệu từ thùng chứa nhiên liệu và cung cấp nhiên liệu đến buồng bơm thông qua bộ lọc nhiên liệu Bơm tiếp vận được dẫn động đồng thời bởi trục cam của bơm cao áp

Nguyên lí hoạt động của bơm tiếp vận dựa trên sự thay đổi thể tích giữa hai bánh răng

(tăng lên và giảm xuống) Khi trục cam của bơm quay cùng chiều kim đồng hồ làm cho vòng trong của rotor quay cùng vận tốc với bơm cao áp và kéo theo vòng ngoài của rotor bơm tiếp vận quay theo Lúc này thể tích tại buồng hút của bơm từ từ được tăng lên, nhiên liệu được bơm đầy vào buồng bơm Cùng với sự quay của rotor, nhiên liệu được nén dần về phía cửa nén và đi vào piston bơm

Hình 4.7: Hình dạng của bơm tiếp vận

Lượng nhiên liệu mà bơm tiếp vận cung cấp tới bơm cao áp tỉ lệ với tốc độ động cơ

Do đó, khi tốc độ động cơ tăng cao có khả năng làm tăng áp suất bên trong bơm cao áp, áp suất có thể tăng vượt quá giá trị cho phép của bơm cao áp Chính vì lí do này, bơm tiếp vận được gắn van giới hạn áp suất nhiên liệu có chức năng là xả áp khi áp lực bơm quá cao

Van giới hạn áp suất nhiên liệu

Hình 4.8: Van giới hạn áp suất nhiên liệu của bơm tiếp vận

Nguyên lí hoạt động: khi áp suất nhiên liệu trong bơm tiếp vận vượt quá giá trị cho phép thì lúc này áp suất sẽ thắng lực lò xo và van điều chỉnh áp mở ra, áp suất nhiên liệu giảm xuống và quay về bơm tiếp vận

4.2.1.2 Bơm cao áp HP5S của hãng Denso

Cấu tạo của bơm cao áp HP5S

Hình 4.9: Cấu tạo của bơm cao áp HP5S

Chú thích: 1 Van điều khiển hút (Suction Control Valve)

6 Trục cam dẫn động bơm

8 Van một chiều a Tới lọc nhiên liệu cao áp và kim phun bù nhiên liệu b Đường hồi nhiên liệu c Đường nhiên liệu từ thùng chứa nhiên liệu d Tới ống phân phối (thanh rail)

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật của bơm cao áp HP5S

Van điều khiển hút (Số lượng) 1

Kích thước piston bơm x Số lượng Φ 6.5mm x 1

Khối lượng 3960g Áp suất tối đa 250MPa

Nguyên lí hoạt động của bơm HP5S

Hình 4.10: Đường nhiên liệu đi trong bơm cao áp HP5S Đường nhiên liệu đi trong bơm: nhiên liệu được hút bởi bơm tiếp vận từ thùng nhiên liệu đi qua lọc thô Nhiên liệu từ bơm tiếp vận đến lọc cao áp và đến van điều khiển hút

Pre-stroke Control Valve hay còn được gọi là Suction Control Valve (SCV) Tại đây, van SCV điều chỉnh lượng nhiên liệu cần thiết trước khi vào bơm cao áp để áp suất nhiên liệu đầu ra phù hợp với từng chế độ hoạt động Nhiên liệu sau đó được nén bởi piston bơm cao áp thì dẫn đến ống phân phối (thanh Rail)

Hình 4.11: Chu trình hoạt động của bơm cao áp HP5S

Kì hút (Intake Stroke) : Trong hành trình đi xuống của piston, van SCV mở và nhiên liệu áp suất thấp được hút vào bên trong buồng piston thông qua van SCV

Kì trước bơm (Pre-stroke) : Van SCV không được cấp điện và vẫn mở ngay cả khi có áp suất tác dụng trong hành trình đi lên Trong thời gian này, nhiên liệu được hút vào qua van SCV sẽ được xả qua van SCV mà không bị nén

Kì bơm (Pumping Stroke) : Tại thời điểm phù hợp với lượng xả cần thiết, nguồn điện được cấp để đóng van SCV, đường dầu hồi được đóng lại và áp suất nhiên liệu trong buồng piston tăng lên Điều này làm cho van phân phối mở và bơm nhiên liệu tới thanh rail qua lỗ thoát dầu của bơm Nói cách khác, lượng piston nâng lên sau khi van SCV đóng sẽ trở thành lượng nhiên liệu tới thanh Rail Lượng nhiên liệu này được thay đổi để kiểm soát áp suất đường rail bằng cách thay đổi thời điểm đóng van SCV

4.2.1.3 Van điều khiển hút (Suction Control Valve – SCV)

Van SCV (Suction Control Valve) điều khiển lưu lượng dầu từ bơm cao áp

Hình 4.12: Van điều khiển hút (Suction Control Valve)

Chú thích: 1 Lò xo nén

Chức năng chính của van SCV là cung cấp đủ lượng nhiên liệu cần thiết để đạt được áp suất nhiên liệu mà hệ thống cần sau khi nhiên liệu đi qua bơm cao áp Nhờ đó mà tải kéo bơm cao áp sẽ giảm Van SCV trên động cơ 1GD - FTV là loại thường mở Điều khiển theo chu kỳ tỉ số

Hình 4.13: Xung tín hiệu điều khiển van SCV

Hệ thống khác

4.3.1 Hệ thống luân hồi khí xả (Exhaust Gas Recirculation – EGR)

Hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR) là một hệ thống kiểm soát khí thải giúp giảm lượng Nitơ oxit (NOx) được tạo thành trong quá trình đốt cháy Khi có ánh sáng mặt trời, NOx phản ứng với Hydrocacbon trong khí quyển tạo thành Ozone (O3) hoặc sương mù quang hóa (một chất gây ô nhiễm không khí)

Trong quá trình đốt cháy, các phân tử Nitơ (N₂) và Oxy (O₂) bị tách thành các nguyên tử Nitơ và Oxy riêng lẻ Sau đó, các nguyên tử này liên kết với nhau để tạo thành NOx (bao gồm NO và NO₂) Khi nhiệt độ bên trong buồng đốt vượt quá 2.500°F (1.370°C), NOx được hình thành bên trong buồng đốt và sau đó được thải ra ngoài qua ống xả Để xử lý lượng NOx được tạo ra ở nhiệt độ trên 2.500°F (1.370°C), phương pháp hiệu quả nhất để đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải NOx mà không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất động cơ, tiết kiệm nhiên liệu và các khí thải khác là sử dụng hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR) Hệ thống EGR dẫn một lượng nhỏ khí thải, thường là từ 6% đến 10%, vào ống nạp Tại đây, khí thải trộn lẫn và thay thế một phần lượng khí nạp Điều này làm giảm tỉ lệ lượng khí nạp vào buồng đốt Kết quả là nhiệt độ đỉnh của quá trình đốt cháy giảm xuống Khi nhiệt độ đốt cháy giảm, lượng Nitơ Oxit được tạo ra cũng giảm theo

Các thành phần của hệ thống EGR

Hình 4.51: Các thành phần của hệ thống EGR

Chú thích: 1 Khối xilanh động cơ

3 Bộ chuyển đổi ống xả

5 Van chân không (Vacuum Switching Valve)

6 Bộ làm mát khí xả

7 Bộ chấp hành van EGR

9 Cảm biến vị trí van EGR

10 Mô tơ điều khiển van EGR

11 Van điện từ điều khiển EGR

13 Van điều khiển bướm ga

14 Cảm biến vị trí bướm ga

16 Cảm biến vị trí trục khuỷu

17 Cảm biến bàn đạp ga

18 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

19 Cảm biến áp suất Turbo

20 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

21 Cảm biến lưu lượng khí nạp

1 Bộ điều khiển van EGR (EGR Control Valve)

Chức năng chính của van EGR là cho phép lượng khí xả từ ống thải vào lại bên trong động cơ qua ống nạp

Cho đến tiêu chuẩn khí thải Euro 3, hầu hết các van EGR đều sử dụng van đóng mở được vận hành bằng bộ kích hoạt chân không Van EGR khí nén đời đầu không sử dụng điện để di chuyển van, mà sử dụng trục kết nối với màng ngăn trong xi lanh chân không

So với van EGR điều khiển bằng điện, ưu điểm chính của van khí nén là giá thành thấp, không cần truyền động cơ học và đơn giản

Hình 4.52: Van khí nén (Pneumatic EGR valve)

Phụ thuộc vào thời gian phản hồi và lượng dự trữ chân không có sẵn để di chuyển van, kích thước của màng ngăn và xi lanh chân không cũng đóng vai trò quan trọng Nhược điểm của van EGR khí nén là:

+ Lực đóng mở yếu: Van khí nén thường có lực đóng van yếu hơn so với van điện từ Điều này có thể gây khó khăn trong việc đóng hoàn toàn van, đặc biệt khi có muội bám trên van

+ Đóng van chỉ nhờ lò xo hồi: Van EGR khí nén dựa vào lò xo hồi để đóng van Nếu van bị bám muội, lò xo hồi có thể không đủ mạnh để đóng hoàn toàn van, dẫn đến tình trạng kẹt ở vị trí mở Trong trường hợp này, việc đóng van nhanh chóng để làm sạch muội bám là không thể thực hiện được

Bộ điều khiển van EGR bằng điện ngày nay đã trở thành tiêu chuẩn cho các hệ thống EGR hiện đại bởi khả năng điều khiển nhanh chóng và chính xác hơn Điều này giúp đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt Trên động cơ 1GD – FTV sử dụng

DC motor để điều khiển đóng mở van EGR

Direct current (DC) motors được sử dụng để điều khiển van EGR DC motor gồm: rotor (lõi kim loại được quấn dây đồng), stator (nam châm vĩnh cửu tạo ra từ thông đi qua rotor) Khoảng không gian nhỏ giữa rotor và stator được gọi là khe hở khí (air gap)

Momen xoắn do DC motor tạo ra được chuyển đổi thành lực tác động tuyến tính thông qua hệ thống bánh răng và đòn bẩy cơ học Mặc dù có điểm chết (Dead-band: là khoảng không phản ứng của motor khi có sự thay đổi nhỏ trong tín hiệu điều khiển) đáng kể và quán tính của cơ cấu cao hơn, nhưng DC motor này có thời gian phản hồi nhanh, độ ổn định và khả năng chống nhiễu loạn

Hình 4.53: Cấu tạo của DC motor Để biết vị trí của van EGR, DC motor sử dụng một cảm biến vị trí Cảm biến này xác định vị trí của van và gửi tín hiệu về bằng điện áp Khi van mở ra, tín hiệu này tăng lên, giúp kiểm soát vị trí chính xác của van

Hình 4.54: Sơ đồ mạch của bộ điều khiển van EGR

2 Bộ làm mát EGR (Radiator)

Bộ làm mát khí xả có cấu tạo chính gồm: lưới tản nhiệt, các ống tản nhiệt

Hình 4.55: Bộ làm mát EGR trên động cơ 1GD – FTV

Chú thích: 1 Bộ làm mát EGR

2 Bộ điều khiển van EGR

Hình 4.56: Cấu tạo bên trong bộ làm mát EGR

Bộ làm mát EGR có chức năng là để giảm nhiệt độ của khí thải trước khi nó được tuần hoàn vào động cơ Điều này giúp tránh việc đưa khí thải có nhiệt độ quá cao vào buồng đốt (giảm nhiệt độ khí xả từ 700 o C xuống 150 o C) dẫn đến việc sinh ra nhiều khí

NOx và có khả năng gây ra tiếng gõ trong động cơ

Hình 4.57: Công dụng của bộ làm mát EGR

Hệ thống EGR có van hồi lưu (bypass valve) tích hợp với bộ làm mát khí thải Khi động cơ nguội, khí thải được tuần hoàn trực tiếp vào động cơ mà không cần đi qua bộ làm mát EGR Bộ làm mát khí thải có hiệu suất trao đổi nhiệt cao, và nếu không có van hồi lưu, khí tuần hoàn sẽ rất lạnh và làm chậm quá trình làm nóng của bộ xúc tác Oxy hóa, dẫn đến khí thải HC và CO quá mức

3 Van hồi lưu EGR (EGR Bypass Valve Switching Valve)

Cấu tạo của Vacuum Switching Valve (VSV) được mô tả chi tiết ở hình dưới

Hình 4.59: Cấu tạo của VSV Chú thích: 1 Cuộn dây

4 Đường chân không từ bơm

5 Đường tới bộ chấp hành

Hình 4.60: Sơ đồ hoạt động của van VSV

- Khi van hoạt động (ECU cấp điện) sự gia tăng cường độ dòng điện cung cấp đến cuộn dây làm gia tăng lực từ FM Khi lực điện từ lớn hơn lực chân không FV tác dụng lên màn, lõi di chuyển xuống phía dưới Cùng với chuyển động của lõi, đường chân không phía trên màn mở ra Do đó độ chân không phía trên màn gia tăng, làm cho bộ chấp hành điều khiển van điều khiển mở ra cho luồng khí xả đi qua bộ làm mát EGR

Hình 4.61: Nguyên lí hoạt động của van VSV

- Khi van không hoạt động (ECU không cấp điện) lực chân không dưới màn kết hợp lực đàn hồi trong lõi đẩy van đi lên, và cho đến khi FV = FM van đóng đường ống

87 chân không và duy trì độ chân không ổn định Do đó bộ chấp hành điều khiển đóng van điều khiển không cho đi qua bộ làm mát mà tới thẳng van EGR

Cách kiểm tra a Đo giá trị điện trở van theo giá trị ở bảng sau:

Chân kiểm tra Điều kiện Giá trị

Chân 2 và mát 20 o C 1 M Ω hoặc cao hơn

Hình 4.62: Đo điện trở van VSV b Kiểm tra hoạt động của van

Hình 4.63: Kiểm tra van VSV

Chú thích: a Chân không b Khí

Khi độ chân không đặt vào cổng F (60kPa) và không cấp điện cho van, kiểm tra dòng khí từ cổng E tới lọc

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Bộ điều khiển trung tâm ECU (Electronic Control Unit)

ECU (Electronic Control Unit) là một bộ tổ hợp vi mạch điện tử quan trọng trên ô tô, thường được ví như “bộ não” của xe ECU có nhiệm vụ nhận biết và phân tích tín hiệu để điều khiển và quản lý hoạt động của xe

Hệ thống điều khiển động cơ bao gồm các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ ECU tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thực hiện lệnh từ ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến ECU đảm bảo cho động cơ hoạt động đúng công suất tại các chế độ hoạt động phù hợp và giúp chẩn đoán động cơ trong quá trình sửa chữa

Bộ nhớ trong ECU chia làm 4 loại:

- RAM (Random Access Memory) : Dùng để lưu trữ thông tin mới ghi trong bộ nhớ và được xác định bởi bộ vi xử lý

- ROM (Read Only Memory) : Lưu trữ các thông tin thường trực và chỉ sử dụng để đọc những thông tin được lập trình có sẵn

- PROM (Programmable Read Only Memory) : Cho phép nạp dữ liệu nơi sử dụng và sửa đổi chương trình điều khiển

- KAM (Keep Alive Memory) : Dùng để lưu trữ những thông tin mới tạm thời và duy trì bộ nhớ cho dù các chi tiết không hoạt động hoặc tắt công tắc máy Tuy nhiên, nếu tháo nguồn cung cấp từ ắc quy đến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất

Bộ vi xử lý (Microprocessor) là bộ phận quan trọng nhất trong ECU, khi tiếp nhận các tín hiệu của cảm biến thông qua các bộ nhớ trong của ECU, những tín hiệu này ngay lập tức được gửi đến bộ vi xử lý Lúc này, bộ vi xử lý sẽ tính toán và đưa ra mệnh lệnh cho bộ phận chấp hành để điều chỉnh thích hợp

Hình 5.1: Bộ xử lý trong ECU

Các giắc cắm của ECU

Chức năng của giắc cắm Ký hiệu các chân Điều kiện Giá trị

VNM+(C40-1) - E1(G50-1) Cầm chừng Đo xung VNM-(C40-2) - VNE2(C40-22) Cầm chứng Đo xung VNA(C40-23) - VNE2(C40-22) IG ON 2.3 to 2.7V VNVC (C40-30)- VNE2(C40-22) IG ON 4.5 to 5.5V

Cảm biến vị trí bướm ga

VCVL(C40-29) - EVLU(C40-20) IG ON 4.5 to 5.5V

IG ON, bướm ga mở tối đa 3.6 to 4.2V

IG ON, bướm ga đóng hoàn toàn 0.4 to 1V

Cầm chừng, động cơ nóng lên ở mức nhất định Đo xung

Cầm chừng, động cơ nóng lên ở mức nhất định Đo xung

EGRA(C40-25) - EEGL(C40-24) IG ON 0.6 to 1.4V VCEG(C40-31) - EEGL(C40-24) IG ON 4.5 to 5.5V Cảm biến vị trí trục cam

VCG(C41-17) - G2-(C41-18) IG ON 4.5 to 5.5V G2+(C41-18) - G2-(C41-18) Cầm chừng Đo xung Cảm biến vị trí trục khuỷu

VCNE(C41-20) - NE-(C41-19) IG ON 4.5 to 5.5V NE+(C41-28) - NE-(C41-19) Cầm chừng Đo xung

Cầm chừng trước khi cảm biến nóng lên Đo xung

Cảm biến chênh lệch áp suất

VCPX(C40-32) - EPEX(C40-26) IG ON 4.5 to 5V PEX(C40-27) - EPEX(C40-26) IG ON 0.4 to 4.8V

Cảm biến áp suất turbo

VCPM(C38-28) - EPIM(C38-19) IG ON 4.5 to 5.5V

PIM(C38-18) - EPIM(C38-19) Áp suất bằng 40 kPa 0.1 to 0.7V Bằng áp suất khí quyển 101.3 kPa 0.8 to 1.5V Áp suất bằng 170 kPa 1.6 to 2.3V

Cảm biến bàn đạp ga

VCP2(G50-30) - EPA2(G50-25) IG ON 4.5 to 5V VPA2(G50-31) - EPA2(G50-25) IG ON, bàn đạp ga nhả hoàn toàn 0.9 to 2.3V

IG ON, nhấn hết ga 3.4 to 5V

VCPA(G50-29) - EPA(G50-22) IG ON 4.5 to 5V

IG ON, bàn đạp ga nhả hoàn toàn 0.5 to 1.1V

IG ON, nhấn hết ga 3 to 4.6V

Van SCV SCV+(C39-3) - SCV-(C39-4) Cầm chừng Đo xung Kim phun 1 #1D+(C38-6) - #1D-(C38-7)

Cảm biến áp suất nhiên liệu được tích hợp trong mỗi kim phun

VIJ - EIJ IG ON 4.5 to 5V

PIJ - EIJ Cầm chừng 1.8 to 2.1V

LIN LIN(C41-7) - E1(G50-1) IG ON Đo xung

Bộ dẫn động kim phun EDU (Electronic Driving Unit)

Hình 5.2: Sơ đồ bộ dẫn động EDU

Bộ dẫn động kim phun EDU (Electronic Driving Unit) là một thành phần quan trọng trong hệ thống phun nhiên liệu của xe, đặc biệt là trong các động cơ Diesel EDU có chức năng tăng cường tín hiệu điều khiển từ ECU để điều khiển các kim phun nhiên liệu, giúp chúng hoạt động chính xác và hiệu quả hơn

Mạch cấp nguồn cho EDU

Hình 5.3: Mạch nguồn cấp cho EDU

Khi contact máy ON có dòng điện 12V gửi về ECU ở cực IGSW và ECU cho dòng điện ra từ cực MREL qua cuộn dây relay chính (Main Relay) về mát để điều khiển tiếp điểm ON Nguồn cung cấp cho ECU như sau: +Accu → Cầu chì EFI → Tiếp điểm relay chính → Cực +B Khi cấp nguồn cho ECU ở cực +B, ECU nối mát cho cực IREL, có dòng điện từ tiếp điểm cung cấp qua cuộn dây relay EDU, tiếp điểm relay EDU ON và có nguồn cung cấp cho EDU ở cực +B

EDU là bộ chuyển đổi điện áp DC – DC, từ điện áp DC 12V hoặc 24V thành điện áp

DC từ 80V đến 150V để điều khiển kim phun và van xả áp suất

Hình 5.4: Mạch dẫn động kim phun của ECU

Khi có tín hiệu từ ECU gửi về EDU ở cực IJt1, EDU cho điện áp cao ra từ cực INJ+1 và đồng thời nối mát cho cực INJ-1, kim phun số 1 mở và nhiên liệu được phun vào buồng đốt Khi tín hiệu điều khiển từ ECU mất, EDU ngắt nguồn áp cao và ngắt mát, kim phun số 1 ngừng hoạt động Khi có tín hiệu cung cấp đến cực IJt3, EDU cho điện áp cao ra từ cực INJ+3 đồng thời nối mát cho cực INJ-3 Kim phun số 3 cung cấp nhiên liệu Tương tự như vậy, khi EDU nhận điện áp IJt4 và IJt2 nó sẽ điều khiển kim phun số 4 và số 2 phun nhiên liệu ECU điều khiển các kim phun theo thứ tự công tác Tín hiệu IJf là tín hiệu hồi tiếp của mạch dẫn động kim phun

Khi cần điều khiển van xả áp suất nhiên liệu trong ống phân phối, ECU xuất tín hiệu IJt-R đến EDU EDU cho điện áp cao ra cực INJ+R và đồng thời nối mát cho cực INJ-R, van xả áp suất mở cho nhiên liệu thoát về thùng nhiên liệu Khi áp suất nhiên liệu phù hợp, ECU động cơ ngắt tín hiệu IJt-R đến EDU và van xả áp suất đóng Tín hiệu Ijf-R là

111 tín hiệu hồi tiếp của mạch điều khiển van xả áp suất Đa số các hãng hiện nay EDU được tích hợp trong ECU Kiểu bố trí này gọn, giảm một số đường dây đáng kể.

Chẩn đoán mã lỗi trên OBDII

Bước 1: Kết nối máy chẩn đoán với giắc OBDII

Bước 2: Bật công tắc máy về vị trí ON và khởi động máy chẩn đoán

Bước 3: Chọn chức năng chẩn đoán mã lỗi để tiến hành xác định mã lỗi trên động cơ Bước 4: Xác định mã lỗi và tiến hành khắc phục mã lỗi

Bước 5: Thực hiện quá trình xoá mã lỗi

⚫ Ký tự mã lỗi trên động cơ

B: Body – Các hệ thống ở phần thân xe (Đèn, Túi Khí, Hệ thống kiểm soát thời tiết, …)

C: Chassis – Các hệ thống khung gầm (ABS, Hệ thống treo và lái điện tử, …)

P: Powertrain – Các hệ thống truyền lực (Động cơ, Hệ thống khí thải, Hộp số, …) U: Các hệ thống giao tiếp và tích hợp với phương tiện

0: Mã ISO/SAE được tiêu chuẩn hóa

1: Mã riêng của nhà sản xuất

2: Mã riêng của nhà sản xuất hoặc mã ISO/SAE

3: Mã riêng của nhà sản xuất hoặc mã ISO/SAE

SAE (Society of Automotive Engineers) và ISO (International Organization for Standardization) là hai tổ chức quốc tế đặt ra các tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp ô tô, bao gồm cả hệ thống chẩn đoán trên xe (OBD) Các mã lỗi OBDII được tạo ra dựa trên tiêu chuẩn này để đảm bảo rằng các lỗi có thể được nhận diện và giải quyết một cách nhất quán và hiệu quả trên toàn cầu

0: Toàn bộ các hệ thống

1: Hệ thống bơm không khí phụ

5: Hệ thống điều khiển tốc độ không tải và kiểm soát hành trình

6: Tín hiệu đầu vào/ra từ bộ điều khiển

XX: Liên quan đến các bộ phận hiện tại mà ECU đã xác nhận xảy ra lỗi

- Ký tự đầu tiên là 1 chữ cái cho biết hệ thống phụ chung đã tạo ra mã Ở đây, (P) đại diện cho hệ thống truyền lực

- Ký tự thứ 2 là 1 số 0 cho thấy đây là 1 mã ISO hoặc SAE

- Ký tự thứ 3 biểu thị hệ thống phụ bị ảnh hưởng Ở đây, (2) đại diện cho hệ thống nhiên liệu

- 2 ký tự số cuối cùng cho biết số mã để xác nhận 1 lỗi cụ thể trong mạch hoặc linh kiện Ở đây, (01) cho biết lỗi xảy ra ở kim phun số 1

Hiện nay trên động cơ 1GD - FTV của Toyota Fortuner 2022 sẽ có 7 ký tự trên mã lỗi thay vì 5 như trước kia Điều này giúp cho kỹ thuật viên biết được chính xác và cụ thể hơn về thông tin của mã lỗi

Ký tự 1, 2, 3, 4, 5 tương tự như trên

Ký tự thứ 6, 7: cho biết cụ thể thông tin về lỗi mà hệ thống đó đang gặp

- Ký tự đầu tiên là 1 chữ cái cho biết hệ thống phụ chung đã tạo ra mã Ở đây, (P) đại diện cho hệ thống truyền lực

- Ký tự thứ 2 là 1 số 0 cho thấy đây là 1 mã ISO hoặc SAE

- Ký tự thứ 3 biểu thị hệ thống phụ bị ảnh hưởng Ở đây, (2) đại diện cho hệ thống nhiên liệu

- 2 ký tự 4, 5 cho biết số mã để xác nhận 1 lỗi cụ thể trong mạch hoặc linh kiện Ở đây, “01” cho biết lỗi xảy ra ở kim phun số 1

- 2 ký tự 6,7 cho biết cụ thể thông tin về mã lỗi Ở ví dụ này là “12” cho biết kim phun số 1 bị lỗi ngắn mạch.

Các lỗi thường gặp trong hệ thống nhiên liệu của Toyota Fortuner 2022

Mã lỗi Thông tin mã lỗi

P008800 Áp suất bên trong kim phun cao quá mức

P009300 Nhiên liệu bị rò rỉ trong vùng áp suất cao

P020112 Kim phun số 1 bị ngắn mạch

P020114 Kim phun số 1 bị hở mạch

P020212 Kim phun số 2 bị ngắn mạch

P020214 Kim phun số 2 bị hở mạch

P020312 Kim phun sô 3 bị ngắn mạch

P020314 Kim phun số 3 bị hở mạch

P020412 Kim phun số 4 bị ngắn mạch

P020414 Kim phun số 4 bị hở mạch

P029D00 Kim phun bị rò rỉ tại xilanh số 1

P02A100 Kim phun bị rò rỉ tại xilanh số 2

P02A500 Kim phun bị rò rỉ tại xilanh số 3

P02A900 Kim phun bị rò rỉ tại xilanh số 4

P062712 Van SCV bị ngắn mạch

P062714 Van SCV bị hở mạch

P127112 Van điều áp bị ngắn mạch

P127114 Van điều áp bị hở mạch

P13A02A Cảm biến áp suất của kim phun số 1

P13A52A Cảm biến áp suất của kim phun số 2

P13AA2A Cảm biến áp suất của kim phun số 3

P13B02A Cảm biến áp suất của kim phun số 4

P167A87 Mạng giao tiếp của kim phun số 1

P167B87 Mạng giao tiếp của kim phun số 2

P167C87 Mạng giao tiếp của kim phun số 3

P167D87 Mạng giao tiếp của kim phun số 4

Ngày đăng: 01/10/2024, 10:10

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.1: Trụ sở Toyota tại Aichi. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 2.1 Trụ sở Toyota tại Aichi (Trang 28)
Hình 2.6: Toyota Fortuner đời xe thứ 2 ra mắt năm 2015. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 2.6 Toyota Fortuner đời xe thứ 2 ra mắt năm 2015 (Trang 32)
Hình 2.7: Toyota Fortuner Legender 2022 2.8L AT ra mắt năm 2022. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 2.7 Toyota Fortuner Legender 2022 2.8L AT ra mắt năm 2022 (Trang 33)
Hình 3.20: Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 3.20 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga (Trang 50)
Hình 3.30: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 3.30 Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp (Trang 59)
Hình 4.1: Robert Bosch. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.1 Robert Bosch (Trang 65)
Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Diesel (Trang 66)
Hình 4.3: Hệ thống nhiên liệu Common Rail. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.3 Hệ thống nhiên liệu Common Rail (Trang 67)
Hình 4.4: Nguyên lí hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common Rail. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.4 Nguyên lí hoạt động của hệ thống nhiên liệu Common Rail (Trang 69)
Hình 4.5: Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 1GD - FTV. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.5 Hệ thống nhiên liệu Common Rail trên động cơ 1GD - FTV (Trang 71)
Hình 4.7: Hình dạng của bơm tiếp vận. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.7 Hình dạng của bơm tiếp vận (Trang 73)
Hình 4.11: Chu trình hoạt động của bơm cao áp HP5S. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.11 Chu trình hoạt động của bơm cao áp HP5S (Trang 76)
Hình 4.20: Sơ đồ nguyên lí hoạt động của kim phun. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.20 Sơ đồ nguyên lí hoạt động của kim phun (Trang 83)
Hình 4.37: Xả nhiên liệu. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.37 Xả nhiên liệu (Trang 93)
Hình 4.44: Sơ đồ khối lượng phun cuối cùng. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.44 Sơ đồ khối lượng phun cuối cùng (Trang 98)
Hình 4.45: Sơ đồ khối điều khiển lượng phun khởi động. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.45 Sơ đồ khối điều khiển lượng phun khởi động (Trang 98)
Hình 4.46: Sơ đồ khối điều khiển lượng phun ở chế độ cầm chừng. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.46 Sơ đồ khối điều khiển lượng phun ở chế độ cầm chừng (Trang 99)
Hình 4.49: Biểu đồ tỉ lệ phun nhiên liệu. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.49 Biểu đồ tỉ lệ phun nhiên liệu (Trang 102)
Hình 4.50: Sơ đồ khối điều khiển áp suất phun nhiên liệu. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.50 Sơ đồ khối điều khiển áp suất phun nhiên liệu (Trang 102)
Hình 4.51: Các thành phần của hệ thống EGR. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.51 Các thành phần của hệ thống EGR (Trang 103)
Hình 4.54: Sơ đồ mạch của bộ điều khiển van EGR. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.54 Sơ đồ mạch của bộ điều khiển van EGR (Trang 107)
Hình 4.56: Cấu tạo bên trong bộ làm mát EGR. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.56 Cấu tạo bên trong bộ làm mát EGR (Trang 108)
Hình 4.70: Turbo khi ở vòng tua trung bình hoặc cao. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 4.70 Turbo khi ở vòng tua trung bình hoặc cao (Trang 118)
Hình 5.3: Mạch nguồn cấp cho EDU. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 5.3 Mạch nguồn cấp cho EDU (Trang 133)
Hình 5.4: Mạch dẫn động kim phun của ECU. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Hình 5.4 Mạch dẫn động kim phun của ECU (Trang 134)
Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ 1GD -FTV - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Sơ đồ h ệ thống điều khiển động cơ 1GD -FTV (Trang 141)
Sơ đồ mạch điện 3. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Sơ đồ m ạch điện 3 (Trang 143)
Sơ đồ mạch điện 11. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Sơ đồ m ạch điện 11 (Trang 151)
Sơ đồ mạch điện 14. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Sơ đồ m ạch điện 14 (Trang 154)
Sơ đồ mạch điện 16. - nghiên cứu hệ thống điều khiển động cơ 1gd ftv trên xe toyota fortuner 2022
Sơ đồ m ạch điện 16 (Trang 156)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w