Đồ án cảm biến cơ cấu chấp hành

Với tình hình công nghệ sản xuất, vật liệu cũng như nhu cầu của thị trường ở nước ta hiện nay thì van điều khiển dầu OCV có nhiệm vụ giảm tiêu hao nhiên liệu bằng cách gia tăng góc trùng điệp; giảm lượng khí thải, tăng công suất momen của động cơ tùy thuộc vào từng điều kiện và tốc độ khác nhau; cải thiện độ ổn định của quá trình đốt cháy, cải thiện hiệu suất thể tích và tăng khả năng giãn nở sinh công;…. Để có điều kiện tìm hiếu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Trong thời gian qua, được sự hướng dẫn tận

TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRÊN Ô TÔ

Tổng quan về cảm biến trên ô tô

Cảm biến trên xe Toyota Vios (1NZ-FE) 2014 là các thành phần quan trọng trong hệ thống điều khiển và giám sát của xe Chúng cung cấp thông tin cho các bộ vi xử lý điện tử để điều chỉnh các chức năng khác nhau của xe.

1.1.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp (Mass Airflow Sensor – MAF Sensor).

Hình 1.1 Cảm biến lưu lượn khí nạp

- Chức năng chính: Cảm biến lưu lượng khí nạp đo lượng không khí mà động cơ hút vào Thông tin này được gửi đến hệ thống điều khiển động cơ, giúp điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu/khí.

- Vị trí đặt: Trên Toyota Vios (1NZ-FE) 2014, cảm biến MAF thường được đặt trên ống xả hoặc ống hút không khí, gần vị trí hút không khí vào động cơ.

Hình 1.2 Vị trí của cảm biến trên xe

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến MAF hoạt động dựa trên hiệu ứng điện từ từ sự chảy của không khí qua một dây dẫn điện Khi không khí chảy qua dây dẫn, nó tạo ra một dòng điện điện tốt Lưu lượng khí nạp được xác định bằng cách đo dòng điện này.

1.1.2 Cảm biến nhiệt độ khí nạp (Intake Air Temperature Sensor – IAT Sensor).

Hình 1.3 Cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Chức năng chính: Cảm biến IAT đo nhiệt độ của không khí được hút vào động cơ Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ, giúp điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu/khí để đảm bảo rằng động cơ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ lý tưởng.

- Vị trí đặt: Trên Toyota Vios 2014, cảm biến IAT thường được đặt trên ống hút không khí hoặc gần nơi nạp khí vào động cơ.

Hình 1.4 Vị trí cảm biến nhiệt độ khí nạp

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến IAT thường sử dụng một biến trở nhiệt độ.Điện trở này thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ Thông tin về điện trở này được chuyển thành tín hiệu điện và gửi về hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (Engine Coolant Temperature Sensor – ECT Sensor).

Hình 1.5 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

- Chức năng chính: Cảm biến ECT đo nhiệt độ của chất lỏng làm mát (thường là nước) trong hệ thống làm mát của động cơ Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ, giúp điều chỉnh hoạt động của động cơ dựa trên nhiệt độ hiện tại.

- Vị trí đặt: Cảm biến ECT thường được đặt trên thân van hoặc trong ống nước làm mát Nó tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng làm mát.

Hình 1.6 Vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến ECT thường sử dụng một biến trở nhiệt độ. Điện trở này thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ Thông tin về điện trở này được chuyển thành tín hiệu điện và gửi về hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.4 Cảm biến vị trí bướm ga (Throttle Position Sensor – TPS Sensor).

Hình 1.7 Cảm biến vị trí bướm ga

- Chức năng chính: Cảm biến TPS đo góc mở của van bướm ga, tức là góc mở của ống hút không khí Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ, giúp điều chỉnh hỗn hợp nhiên liệu/khí.

- Vị trí đặt: Cảm biến TPS thường được đặt gần hoặc trên van bướm ga, để có thể theo dõi vị trí mở của van.

Hình 1.8 Vị trí cảm biến bướm ga

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến TPS thường sử dụng một biến trở hoặc một cảm biến Hall Effect để ghi nhận vị trí của van bướm Tùy thuộc vào vị trí mở của van bướm, cảm biến sẽ gửi một tín hiệu điện tương ứng.

1.1.5 Cảm biến kích nổ (Knock Sensor).

Hình 1.9 Cảm biến kích nổ

- Chức năng chính: Cảm biến knock đo và giám sát các dấu hiệu của hiện tượng knock, điều này xảy ra khi hỗn hợp nhiên liệu/khí cháy không đồng đều hoặc quá nhanh.

- Vị trí đặt: Cảm biến knock thường được đặt trên đầu xi lanh hoặc nơi có thể theo dõi các dao động hoặc nhiễu xạ.

Hình 1.10 Vị trí cảm biến kích nổ

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến knock thường sử dụng nguyên tắc cơ điện tử hoặc cơ học để phát hiện các dao động hoặc nhiễu xạ trong động cơ Khi cảm biến phát hiện knock, nó sẽ gửi một tín hiệu điện tới hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu (Camshaft Position Sensor – CMP Sensor).

Hình 1.11 Cảm biếm vị trí trục khuỷu

- Chức năng chính: Cảm biến vị trí trục khuỷu đo vị trí hoặc góc quay của trục khuỷu hoặc trục cam Thông tin này được gửi về hệ thống điều khiển động cơ để đồng bộ hóa các quá trình nổ của xi lanh và điều chỉnh thời điểm nổ.

- Vị trí đặt: Cảm biến vị trí trục khuỷu thường được đặt trên hoặc gần trục khuỷu Nó có thể được đặt ở một trong hai bên của động cơ tùy theo thiết kế cụ thể.

Hình 1.12 Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến vị trí trục khuỷu thường sử dụng các kỹ thuật điện tử hoặc từ trường để theo dõi chuyển động của trục khuỷu Thông tin về vị trí của trục khuỷu sau đó được chuyển thành tín hiệu điện và gửi về hệ thống điều khiển động cơ.

1.1.7 Cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor – CMP Sensor).

Hình 1.13 Cảm biến vị trí trục cam

Tổng quan về cơ cấu chấp hành trên ô tô

- Nhiệm vụ: sinh ra các dòng điện cao áp giúp bugi phóng tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp hòa khí trong buồng đốt của động cơ.

- Cấu tạo bô bin đánh lửa gồm một lõi sắt, một đầu có cuộn dây sơ cấp, đầu còn lại có cuộn dây thứ cấp Số vòng của cuộn thứ cấp hơn hơn cuộn sơ cấp gấp khoảng

100 lần Một đầu của cuộn sơ cấp nối với IC đánh lửa, đầu còn lại nối với ắc quy Một đầu của cuộn thứ cấp nối với bugi, đầu còn lại cũng nối với ắc quy.

Hình 1.23 Cấu tạo của bô bin

- Vị trí của các bô bin trong hệ thống đánh lửa

Hình 1.24 Các vị trí bô bin trong hệ thống đánh lửa

Khi động cơ hoạt động, ECU động cơ phát ra tín hiệu thời điểm đánh lửa, ắc quy theo lệch sẽ cho dòng điện chạy qua IC đánh lửa rồi đi vào cuộn cơ cấp Ở lõi trung tâm hình thành các đường sức từ.

Sau đó ECU ra tính hiệu IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện ở cuộn sơ cấp Điều này khiến từ thông ở cuộn sơ cấp bị giảm đột ngột Từ đó hình thành một sức điện động theo chiều chống lại sự giảm từ thông đó Kết quả hiệu ứng tự cảm tạo nên một thế điện động khoảng 500 V trong cuộn sơ cấp Hiệu ứng cảm ứng tương hỗ ở cuộn thứ cấp tạo nên một sức điện động khoảng 30 kV.

- Nhiệm vụ: chức năng cung cấp nhiên liệu xăng, dầu cho buồng cháy Lượng nhiên liệu đó sẽ được phun ra với tốc độ rất cao, dưới dạng sương Khi ở trạng thái này nguyên liệu đốt cháy sẽ được tẩu tán đều trong khoang buồng đốt.

Hình 1.25 Cấu tạo của vòi phun nhiên liệu

1 - Nhiên liệu vào; 2 - Giắc ghim điện; 3 — ty kim; 4 – Lỗ phun

5 - Lưới lọc; 6 - Lò xo hồi; 7 - Piston; 8 - Cuộn dây Solenoid.

- Vị trí lắp đặt của vòi phun nhiên liệu:

Hình 1.26 Vị trí lắp đặt của vòi phun nhiên liệu

- Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu đã được nén sẽ từ ống phân phối vào đầu kim phun, qua một lưới lọc rồi qua các khe hở đi đến chờ sẵn ở lỗ phun Một điện áp 12V được cấp sẵn tại cuộn dây solenoid nhưng chưa được nối mát Khi cần phun nhiên liệu, ECU sẽ điều khiển mở transistor công suất bên trong ECU, cấp mass cho nguồn tại solenoid Cuộn dây được cung cấp điện tạo ra lực điện từ hút piston và ty kim đi lên, lỗ phun được mở ra và nhiên liệu được phun ra ngoài.

- Nhiệm vụ: Bơm nhiên liệu trên ô tô chịu trách nhiệm cung cấp và đẩy nhiên liệu từ bình đến động cơ Nhiệm vụ chính là tạo áp suất để phân phối nhiên liệu đều đặn vào buồng đốt và duy trì áp suất ổn định Bơm nhiên liệu cũng kiểm soát lượng nhiên liệu theo yêu cầu của động cơ, đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất và ổn định của hệ thống nhiên liệu.

Hình 1.27 Cấu tạo của bơm nhiên liệu

- Vị trí lắp đặt của bơm nhiên liệu:

Hình 1.28 Vị trí của bơm nhiên liệu

- Nguyên lý hoạt động: khi động cơ quay, dòng điện chạy từ cực ST của khóa điện đến cuộn dây L2 của role bơm xăng, sau đó tiếp đất Do đó role bơm xăng bật và kết quả là dòng điện chạy đến bơm xăng Đồng thời ECU nhận được tín hiệu NE từ cảm biển tốc độ động cơ, transitor ở bên trong ECU bật lên Kết quả là dòng điện chạy qua cuộn dây L1 của role này và giữ cho nó luôn bật khi động cơ đang chạy.

- Nhiệm vụ : là một thành phần quan trọng trong hệ thống nạp nhiên liệu của xe ô tô Nhiệm vụ chính của nó là kiểm soát lưu lượng không khí vào động cơ để duy trì tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu/không khí chính xác Bướm ga giúp tối ưu hóa hiệu suất đốt cháy, đảm bảo công suất động cơ được điều chỉnh linh hoạt theo yêu cầu lái xe Khả năng mở và đóng nhanh chóng của bướm ga là quan trọng để đáp ứng nhanh chóng các biến động trong tình hình lái xe, giữ cho động cơ hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

Hình 1.29 Cấu tạo của bướm ga

- Vị trí lắp đặt của bướm ga :

Hình 1.30 Vị trí của bướm ga

- Nguyên lý hoạt động : ECU điều chỉnh vị trí bướm ga thông qua một động cơ điện hoặc servo Hệ thống này mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng tối ưu hóa hiệu suất động cơ, cải thiện hiệu suất nhiên liệu, và linh hoạt tích hợp với các hệ thống kiểm soát điện tử khác Bướm ga điện tử giúp duy trì tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu/không khí chính xác, đáp ứng nhanh chóng và tạo ra trải nghiệm lái xe mượt mà và hiệu suất ổn định.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Giới thiệu về dòng xe, động cơ

2.1.1 Giới thiệu chung về xe TOYOTA VIOS 2014

(*) Quá trình hình thành và phát triền xe

- Năm 2003, Toyota Vios được tập đoàn Toyota giành riêng cho thị trường châu Á, cụ thể là khu vực Đông Nam Á và Trung Quốc Đó là một mẫu xe sedan bốn cửa hạng nhỏ thay thế cho Toyota Soluna.

- Nghiên Cứu Công Nghệ Động Cơ

Quá trình hình thành chiếc xe Toyota Vios 2014 bắt đầu với một giai đoạn nghiên cứu công nghệ động cơ tận tâm Đội ngũ kỹ sư và chuyên gia hàng đầu của Toyota đã dành hàng năm để nghiên cứu và phát triển công nghệ động cơ tiên tiến, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả năng lượng Sự đổi mới trong công nghệ động cơ đã đặt nền tảng cho khả năng vận hành mạnh mẽ và tiết kiệm nhiên liệu của Toyota Vios 2014.

- Thiết Kế và Phát Triển Xe

Quá trình thiết kế và phát triển của Toyota Vios 2014 đã là một hành trình sáng tạo, nơi nghệ sĩ thiết kế và kỹ sư ô tô hợp tác để tạo ra một thiết kế đẹp mắt và chức năng Với sự chú ý đặc biệt đến chi tiết, xe Vios 2014 không chỉ là một phương tiện di chuyển, mà còn là biểu tượng của phối hợp giữa thẩm mỹ và tính năng Quy trình sản xuất kỹ thuật số và việc sử dụng vật liệu chất lượng cao đã đảm bảo rằng mỗi chiếc xe được sản xuất với sự chính xác và độ bền.

An toàn là ưu tiên hàng đầu của Toyota trong quá trình phát triển xe hơi Trước khi Toyota Vios 2014 được đưa ra thị trường, một chuỗi các thử nghiệm va chạm, nghiên cứu về hệ thống phanh và tích hợp công nghệ an toàn tiên tiến như : Chống bó cứng phanh ABS, phân phối lực phanh điện tử EBD, kiểm soát chống trượt TRC, kiểm soát ổn định xe VSC, túi khí, cảnh báo mở cửa khi xe đang chạy, cảnh báo áp suất lốp và khung gầm chống va đập ACE đã được thực hiện để đảm bảo mức độ an toàn cao nhất cho người lái và hành khách Sự kết hợp giữa kết cấu chống va đập hiệu quả và hệ thống an toàn thông minh làm cho Toyota Vios 2014 trở thành một trong những chiếc xe an toàn và đáng tin cậy nhất trong phân khúc của mình.

+ Hiệu Chuẩn Hệ Thống An Toàn:

An toàn luôn là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi, và vì vậy, chúng tôi thực hiện quá trình hiệu chuẩn chi tiết trên hệ thống an toàn của Toyota Vios 2014 Hệ thống phanh, túi khí, và các cảm biến an toàn được điều chỉnh và kiểm tra để đảm bảo hoạt động hiệu quả trong mọi tình huống

2.1.2 Tình hình xe Toyota Vios tại Việt Nam

Tháng 8/2003, Vios có mặt ở thị trường Việt Nam và nhanh chóng chiếm giữ thứ hạng cao ở phân khúc Sedan hạng nhỏ.

Ngày 18/3/2014 vừa qua, Vios 2014 mới đã chính thức có mặt tại thị trường Việt Nam So với Vios thế hệ cũ, Vios 2014 mới được cải tiến với phong cách trẻ trung, thiết kế hoàn toàn mới cả ngoại lẫn nội thất, tiện nghi lẫn các trang thiết bị an toàn đều được đáp ứng.

Hình 2.2 Nội thất tiện nghi xe Toyota Vios 2014

- Toyota Vios 2014 vẫn sử dụng động cơ cũ (ra mắt vào tháng 8/2003) Tuy nhiên, khung gầm thiết kế hoàn toàn mới

- Phiên bản Vios 1.5E mới (5 số sàn) được nâng cấp từ xe Vios 2003 1.5G (5 số sàn), còn phiên bản Vios 1.5G mới (4 số tự động) lần đầu tiên được giới thiệu tại thị trường Việt Nam

- Xe Vios 2014 có kích thước lớn hơn xe đời cũ Trang bị an toàn và tiện nghi có nhiều cải tiến Cũng vì thế, phiên bản cao cấp nhất 1.5G mới có giá đắt hơn xe 1.5G thế hệ cũ 3.700 USD (giá công bố là 28.900 USD), trong khi phiên bản 1.5E có giá

Xe Vios mới dài hơn thế hệ cũ khoảng 50mm nên không gian bên trong xe rộng hơn một chút, khoảng cách giữa hàng ghế trước và sau tăng lên. o Thiết kế phía trước

Hình 2.3 Thiết kế phía trước

- Cản trước theo chuẩn toàn cầu với thiết kế chữ V cùng với các đường viền hai bên hông.

Hình 2.4 Kích thước thiết kế phía trước

- Sự kết hợp các chi tiết màu tương phản của Crom sáng ở lưới tản nhiệt cùng nhựa cứng chắc chắn ở cản trước tạo điểm nhấn thể thao mạnh mẽ cho Vios 2014. Không chỉ thế, cụm đèn pha sắc cạnh với đôi mắt Projector sáng ở phiên bản G khi kết hợp với cụm lưới tản nhiệt tạo sự liền mạch và tính độc đáo cho thiết kế xe

- Cụm đèn trước được thiết kế hoàn toàn mới, làm tôn thêm nét lịch lãm của xe mà vẫn đảm bảo tầm nhìn tốt cho lái xe trong thời tiết sương mù. o Thiết kế bên hông

Hình 2.5 Kích thước thiết kế bên hông o Ngoại thất:

- Ngoại hình của Toyota Vios 2014 đã có sự thay đổi mạnh mẽ trong phong cách thiết kế với phong cách thiết kế đèn pha, cùng hệ thống lưới tản nhiệt và cản trước mang đến một diện mạo trẻ trung và thể thao hơn cho xe Sự thay đổi này đã cho thấy Toyota đã bứt phá ra khỏi những khuôn khổ trước đây, hướng đến giới trẻ nhiều hơn, nhóm đối tượng khách hàng có nhu cầu sở hữu xe hơi ngày càng lớn.

- Cụm đèn trước có đèn chiếu sáng halogen kết hợp gương cầu, cho hiệu quả chiếu sáng tốt hơn Phía dưới là đèn sương mù nằm cùng tầm với bánh xe trước, giúp chiếu sáng mặt đường trước trước và 2 bên được tốt hơn.

Hình 2.7 Cụm đèn hậu o Nội thất

- Nội thất của chiếc Vios hoàn toàn mới cho cảm giác thoáng và rộng rãi hơn nhờ thiết kế tối ưu cho khoang hành khách Các nút điều khiển đều ngay trong tầm với của người lái

- Sự điều chỉnh về kích thước xe giúp cho không gian nội thất trở nên rộng và thoáng hơn Thay đổi tích cực nhất về nội thất của mẫu xe Vios là bảng đồng hồ trung tâm được đưa về vị trí phía sau vô-lăng thay vì đặt chính giữa táp-lô, giúp cho người lái dễ dàng quan sát các thông số kỹ thuật hơn Bảng táp-lô được làm mới theo hướng trẻ trung hơn với chất liệu nhựa cứng, được giả lập chỉ khâu tinh tế như những mẫu xe cao cấp

Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu điện tử

2.2.1 Mạch điều khiển bơm nhiên liệu

Khi động cơ đã quay khởi động có dòng chạy qua cuộn dây của ly hợp khởi động cho dòng chạy đến STAR của ECM và dòng điện vẫn chạy từ cực STA của ECM (tín hiệu

STA) Khi tín hiệu STA và NE được truyền đến ECM , Transistor công suất bật ON. Dòng điên 5 chạy đến cuộn dây rơle mở mạch (C/OPN) rơle mở mạch bật lên, nguồn được cấp đến bơm nhiên liệu và bơm hoạt động Trong khi tín hiệu NE được phát ra (động cơ đang nổ máy), ECM giữ Transistor bật ON ( rơle mở mạch ON) và bơm nhiên liệu được duy trì hoạt động.

Hình 2.18 Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu

 Bước 1: Tiến hành thử kích hoạt ( hoạt động rơ le C/OPN)

+ Nối máy chẩn đoán với giắc DLC

+ Bật khóa điện ON và máy chẩn đoán ON

+ Vào các menu sau: DIAGNOSIS/ENHANCED OBD II / ACTIVE TEST / FUEL PUMP / SPD.

+ Kiểm tra hoạt động của rơle trong khi vận hành nó bằng cách dùng máy chẩn đoán.

Tốt: Có thể nghe thấy tiếng kêu hoạt động từ bơm xăng

8 Không tốt Đi đến bước2

 Bước 2: Kiểm tra ECU (điện áp rơ le C/OPN)

Trị số điện áp giữa các cực của giắc nối đến

Công tắc máy Điều kiện tiêu chuẩn

4F-4- Mát ON 11 đến 14V Đúng Đi đến bước

4 Không đúng Đi đến bước

 Bước 3 : Kiểm tra dây điện và giắc nối (ECU chính – rơle tổ hợp)

+ Tháo rơ le tổ hợp từ khoang rơ le động cơ

+ Tháo giắc nối ECU chính Đo điện trở

Nối dụng cụ đo Điều kiện tiêu chuẩn

4F-4- Mát hơn Đúng Thay ECM

Sữa hoặc thay giắc nối và dây điện

 Bước 4: Kiểm tra ECU ( rơle C/OPN)

Tháo ECU Kiểm tra điện trở rơ le C/

Dưới 1 khi có điện áp accu được gửi tới 4D-1 và 4A-

 Bước 5 : Kiểm tra dây điện và giắc nối (ECU chính – ECM)

+ Tháo giắc nối A21 của ECM

+ Tháo giắc nối 4A từ ECU Kiểm tra điện trở

10 k hay hơn Đúng Đến bước 6

Không đúng Thay dây điện và giắc nối

 Bước 6: Kiểm tra dây điện và giắc nối (rơ le C/OPN - bơm xăng - mát ) a) Kiểm tra dây điện và giắc nối giữa

ECU và bơm xăng: ngắt giắc nối 4A của ECU Ngắt giắc nối J5 của bơm xăng Kiểm tra điện trở

10 k hay hơn b) Kiểm tra dây điện và giắc nối giữa bơm và mát: Ngắt giắc nối J5 của bơm xăng Kiểm tra điện trở

Nếu không đúng thay dây điện và giắc nối Nếu đúng thì đi đến bước 7

 Bước 7 : Kiểm tra bơm xăng a) Kiểm tra điện trở của bơm xăng: điện trở tiêu chuẩn là 0.2- 0.3 ở

20°C b) Kiểm tra sự hoạt động của bơm

Nếu không tốt thì thay bơm xăng

Nếu tốt thì thay ECM

Bước 8: đọc giá trị trên máy chẩn đoán

Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.

+ Bật công tắc máy ON và bật máy chẩn đoán ON.

+ Vào các menu sau:DIAGNOSIS / ENHANCED OBD II / DATA LIST / PRYMARY / STARTER SIG.

Kiểm tra đèn khi bật công tắc máy ON và khi khởi động

Vị trí công tắc máy ON STAR

Tín hiệu máy đề OFF ON

Nếu không tốt sữa hoặc thay hệ thống khởi động Nếu tốt thì đ đến bước 9

 Bước 9: Đọc giá trị trên máy chẩn đoán (tốc độ động cơ)

+ Nối máy chẩn đoán với giắc DLC3.

+ Bật công tắc máy ON và bật máy chẩn đoán ON.

+ Vào các menu sau:DIAGNOSIS/ENHANCED OBD II/DATA LIST/ PRYMARY/ ENGINE SPD

+ Đọc giá trị các lỗi bất thường Nếu có thì sữa chũa hoặc thay mạch cảm biến vị trí trục khuỷu Nếu tốt thì thay thế ECM.

2.2.2 Mạch điều khiển kim phun nhiên liệu

Các kim phun nhiên liêu được đặt ở nắp quy lát Chúng phun nhiên liệu vào bên trong xi lanh theo các tín hiệu từ ECM

Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm nhiên liệu 2.2.2.3 Quy trình kiểm tra

 Bước 1: Kiểm tra ECM (Điện áp

Không đúng tiêu chuẩn Đến bước 4 Đúng tiêu chuẩn Đến bước 2

+ Đo điện áp theo các giá trị trong bảng dưới đây Điện áp tiêu chuẩn:

Tình trạng công tắc Điều kiện tiêu chuẩn

Không đúng tiêu chuẩn Đến bước 4 Đúng tiêu chuẩn Đến bước 2

 Bước 2: Kiểm tra dây điện và giắc nối (Mát ECM)

+ Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây Điện trở tiêu chuẩn (Kiểm tra hở mạch):

Nối dụng cụ đo Điều kiện Điều kiện tiêu chuẩn

+ Nối lại giắc nối ECM

Kết quả: Đúng tiêu chuẩn Đến bước 3

Không đúng tiêu chuẩn Sửa hoặc thay dây điện và giắc nối

 Bước 3: Kiểm tra cụm vòi phun (Lượng phun nhiên liệu)

Tốt Kiểm tra các mạch tiếp theo trogn bảng triệu chứng hư hỏng

Không tốt Thay thế cụm vòi phun nhiên liệu

 Bước 4: Kiểm tra rơ le tổ hợp (Cầu chì AM2)

+ Tháo cầu chì AM2 ra khỏi rơle tích hợp

+ Đo điện trở theo các giá trị trong bảng dưới đây. Điện trở tiêu chuẩn:

AM2 Mọi điều kiện Dưới 1 Ω

+ Lắp lại cầu chì AM2

Không đúng tiêu chuẩn Kiểm tra ngắn mạch trong tất cả dây điện và giắc nối đến cầu chì và thay cầu chì

 Bước 5: Kiểm tra rơ le tổ hợp (Rơ le IG2)

+ Tháo rơle tích hợp ra khỏi hộp đầu nối khoang động cơ

1C-1 - 1B-4 Khi mất điện áp ắc quy 10 kΩ trở lên

Khi cấp điện áp ắc quy đến cực 1B-2 - 1B-3

Kết quả Đúng tiêu chuẩn Đến bước 6

Không đúng tiêu chuẩn Thay thế rơ le tổ hợp

 Bước 6: Kiểm tra cụm vòi phun

+ Ngắt các giắc nối của vòi phun

+ Nối lại các giắc vòi phun

Kết quả Đúng tiêu chuẩn Đến bước 7

Thay thế cụm vòi phun nhiên liệu

 Bước 7: Kiểm tra dây điện và giắc nối (Cụm vòi phun-ECM)

Mọi điều kiện Dưới 1 Ω Điện trở tiêu chuẩn (Kiểm tra ngắn mạch):

C4-2 (Vòi phun số 1) hay C23-108 (#10) - Mát thân xe

Mọi điều kiện 10 kΩ trở lên C5-2 (Vòi phun số 2) hay C23-107 (#20) - Mát thân xe

Mọi điều kiện 10 kΩ trở lên

 Bước 8: Kiểm tra dây điện và giắc nối (cụm vòi phun nhiên liệu - rơle IG2)

+ Tháo rơle tích hợp ra khỏi hộp đầu nối khoang động cơ

C4-1 (Vòi phun nhiên liệu số 1) -

Mọi điều kiện Dưới 1 Ω Điện trở tiêu chuẩn (Kiểm tra ngắn mạch):

1) hay 1B-4 (Rơ le tích hợp) - Mát thân xe

Cảm biến MAF trong hệ thống phun nhiên liệu

Kết quả: Đúng tiêu chuẩn Kiểm tra và thay dây điện và giắc nối (Cầu chì AM2- ắc quy)

2.3 Van điện từ OCV trong hệ thống phun nhiên liệu.

- Van điện tử OCV được cấu tạo bao gồm:

+ Vỏ van chuyển mạch dầu

+ Bộ phận chuyển động bao gồm: piston và van trượt xoay

+ Cuộn dây và giắc điện

Hình2.20.Cấu tạo van điện từ OCV

Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện van điện từ OCV

Có hai lực mà chúng ta cần lưu ý trong van điều khiển đường dầu OCV đó là lực căng lò xo và lực điện từ của cuộn solenoid Khi chưa nhận được tín hiệu từ ECU động cơ, van trượt sẽ đóng tất cả các đường dầu tới nhờ vào lực đàn hồi của lò xo hồi vị.

Khi ECU gửi tín hiệu cấp năng lượng cho cuộn dây, van pittong sẽ đẩy van trượt xoay di chuyển sang những chế độ hoạt động khác nhau nhờ vào lực điện từ của solenoid tạo ra.

Hình 2.22.Nguyên lí hoạt động của van điện từ OCV

Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động:

Vị trí của van trượt thời điểm này sẽ phụ thuộc vào tín hiệu trong lúc xe hoạt động như: tốc độ, vị trí bướm ga, lượng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát… và ECU sẽ cân bằng giữa lực căng lò xo và lực điện từ.

Van điều khiển đường dầu OCV có ba cơ chế hoạt động như sau:

Hình 2.23.Chế độ mở sớm

Thông qua tín hiệu tiếp nhận từ ECU động cơ, van trượt di chuyển mở đường dầu sớm Lúc này, lực căng của lò xo vẫn còn lớn hơn lực của điện từ Đường dẫn dầu thủy lực được mở ra để cung cấp dầu động cơ tới khoang mở sớm Trong khi đó, đường dẫn thủy lực từ khoang trễ của van biến thiên VTT cũng được xả về nhờ nối liền với đường dầu hồi động cơ.

Hình2.24 Chế độ mở trễ

Van trượt di chuyển xuống sau khi tiếp nhận tín hiệu từ ECU động cơ tăng lên, qua đó giúp thắng được sức căng của lò xo Đường dầu thủy lực tới khoang trễ của bộ điều khiển van biến thiên VVT từ bơm dầu, được mở ra để cung cấp dầu động cơ tới khoang trễ. Đường dẫn thủy lực tới từ khoang mở sớm của bộ van biến thiên VVT được mở về đường dầu hồi Giúp xả dầu động cơ từ khoang mở sớm.

Van pittong được định vị trong khu vực trung tâm thông qua tín hiệu từ ECU động cơ (duy trì điểm giữa) Để có thể duy trì điểm giữa, các đường dẫn dầu thủy lợi tới cả hai khoang mở sớm và trễ của bộ van biến thiên VVT được mở ra. Điều này giúp cung cấp một lượng nhỏ dầu động cơ tới cả hai không mở sớm và trễ Nhờ đó duy trì được áp suất của cả hai khoang là bằng nhau và van biến thiên VVT ở chế độ giữ.

Tùy thuộc vào từng dòng xe của các hãng xe mà sẽ có sự khác nhau về cấu tạo và tên gọi Tuy nhiên, cách thức hoạt động của Van điều khiển đường dầu OCV là không thể thay đổi Do sự ưu việt đó của hệ thống van biến thiên VVT mà chúng đã trở thành một hệ thống không thể thiếu trên các động cơ đốt trong.

XÂY DỰNG MODUL HỆ THỐNG PHUN NHIÊN LIỆU

Xây dựng Module đánh lửa và phun nhiên liệu

3.2.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển đánh lửa và phun nhiên liệu

Hình 3.1 Sơ đồ mạch điện điều khiển đánh lửa

Hình 3.2 Sơ đồ mạch điện điều khiển phun nhiên liệu

3.2.2 Giới thiệu tổng quan về Module đánh lửa và phun nhiên liệu

Hệ thống phun nhiên liệu trên ô tô chịu trách nhiệm đưa chính xác lượng nhiên liệu vào buồng đốt để tạo hỗn hợp nhiên liệu-khí, đảm bảo đốt cháy hiệu quả Bao gồm bơi nhiên liệu, injector, bộ điều khiển điện tử và cảm biến, hệ thống này quyết định lượng nhiên liệu dựa trên điều kiện động cơ Các công nghệ như phun nhiên liệu trực tiếp đang trở nên phổ biến, mang lại hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu Hệ thống này không chỉ cải thiện hiệu suất động cơ mà còn đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát khí thải và bảo vệ môi trường.

Mặt khác, hệ thống đánh lửa trên ô tô là một phần quan trọng của cấu trúc cơ bản của động cơ đốt trong, đóng vai trò chủ yếu trong quá trình khởi động và duy trì hoạt động ổn định của động cơ Chức năng chính của hệ thống đánh lửa là tạo điều kiện để hỗ trợ sự cháy của hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong buồng đốt, tạo ra sức mạnh cần thiết để đẩy ô tô di chuyển.

Kim phun nhiên liệu trên ô tô là phần quan trọng trong hệ thống phun nhiên liệu giúp chuyển đổi nhiên liệu thành khí và phun vào buồng đốt, quan trọng cho hiệu suất và tiêu thụ nhiên liệu Hoạt động dựa trên áp suất và nhiệt độ, có vai trò kiểm soát tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu và không khí Cảm biến và điều khiển tự động trong hệ thống giúp tối ưu hóa hiệu suất theo điều kiện lái xe Kim phun nhiên liệu đóng vai trò quyết định trong động cơ ô tô, đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn khí thải và bảo vệ môi trường.

Hình 3.3 Module phun nhiên liệu

Một thành phần quan trọng trong hệ thống này là mô đun đánh lửa, một bộ phận điều khiển linh hoạt có khả năng tạo lên xung điện từ chính xác tại thời điểm phù hợp.Khi động cơ quay, các cảm biến vị trí trục khuỷu (Crankshaft Position Sensor) và cảm biến vị trí trục cam (Camshaft Position Sensor) thu thập thông tin về vị trí và tốc độ quay của trục khuỷu và trục cam Những dữ liệu này sau đó được truyền đến bộ xử lý ECU để xác định thời điểm chính xác để đánh lửa.

Hình 3.4 Module cảm biến G và NE

Một yếu tố quan trọng khác là Bô bin, có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng điện từ bộ điều khiển thành xung điện từ mạnh mẽ, cung cấp năng lượng để tạo ngọn lửa tại bugi Sự linh hoạt và độ chính xác của bô bin quyết định đến hiệu suất và mạnh mẽ của động cơ, tạo ra một quá trình đánh lửa hiệu quả và tiết kiệm năng lượng Trong thế giới phức tạp của động cơ ô tô, bô bin đánh lửa đóng vai trò chủ chốt, kết nối thế giới điện và cơ học để tạo ra trải nghiệm lái xe mạnh mẽ và ổn định.

Hình 3.5 Module bô bin đánh lửa

Bugi là chiếc "ngọn đuốc" quan trọng trong hệ thống đánh lửa của ô tô, chịu trách nhiệm tạo lửa để kích thích hỗn hợp nhiên liệu và không khí Với đầu được chế tạo từ vật liệu chịu nhiệt độ cao, bugi đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao Sự hoạt động chính xác và đồng bộ của bugi với hệ thống đánh lửa đóng vai trò quyết định trong hiệu suất và độ ổn định của động cơ, làm cho bugi trở thành một người hùng quan trọng trong thế giới động cơ ô tô.

Cảm biến lưu lượng khí nạp trên ô tô đo lường lượng không khí chảy qua đường ống xả để điều chỉnh lượng nhiên liệu Hoạt động dựa trên đo khối lượng không khí mỗi đơn vị thời gian, cảm biến gửi dữ liệu đến đơn vị điều khiển động cơ Quan trọng để duy trì tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu và không khí chính xác, cảm biến lưu lượng khí nạp giúp tối ưu hóa hiệu suất động cơ và giảm khí thải Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng tiêu chuẩn khí thải và bảo vệ môi trường, đồng thời cải thiện tiết kiệm năng lượng.

Hình 3.7 Module cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến kích nổ trên ô tô là một linh kiện quan trọng đảm bảo an toàn và hiệu suất của động cơ Thông qua việc giám sát quá trình đốt cháy, cảm biến này phát hiện và kiểm soát kích nổ không mong muốn Nó không chỉ kích thích túi khí để bảo vệ hành khách khỏi chấn thương, mà còn ngăn chặn các kích nổ có thể gây hại cho động cơ và truyền động Cảm biến kích nổ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống an toàn tổng thể của ô tô, đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định trong mọi điều kiện lái xe.

Hình 3.8 Module cảm biến kích nổ

Cảm biến nhiệt độ nước làm mát trên ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc đo lường và kiểm soát nhiệt độ của chất làm mát Nguyên lý hoạt động dựa trên thay đổi điện trở theo nhiệt độ Thông tin từ cảm biến giúp điều khiển quạt làm mát và van nước để duy trì nhiệt độ ổn định cho động cơ Điều này không chỉ bảo vệ động cơ khỏi quá nhiệt độ mà còn giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu Cảm biến nhiệt độ nước làm mát đóng vai trò quyết định trong hệ thống làm mát của ô tô hiện đại, đảm bảo hoạt động hiệu quả và bền bỉ.

Hình 3.9 Module cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Cảm biến bàn đạp ga trên ô tô đo lường áp lực hoặc hành trình của bàn đạp ga, chuyển thông tin này đến hệ thống điều khiển động cơ Nguyên lý hoạt động dựa trên cơ học hoặc công nghệ điện tử Cảm biến này đảm bảo hiệu suất động cơ tối ưu và tiêu thụ nhiên liệu hiệu quả, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong trải nghiệm lái xe và các hệ thống an toàn.

Hình 3.10 Module bàn đạp ga và cảm biến

Cảm biến vị trí bướm ga trên ô tô đặt gần bướm ga để đo lường vị trí mở của nó Hoạt động dựa trên đo điện trở hoặc ánh sáng hồng ngoại Thông tin từ cảm biến này cần thiết để điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và không khí, tối ưu hóa hiệu suất động cơ và giảm tiêu thụ nhiên liệu Ngoài ra, nó chịu trách nhiệm kiểm soát khí thải và đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả dưới mọi điều kiện lái xe Cảm biến vị trí bướm ga đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển động cơ và giữ cho động cơ hoạt động chính xác và linh hoạt.

Hình 3.11 Module vị trí bướm ga và cảm biến

Hệ thống đánh lửa và phun nhiên liệu trên ô tô đã trở nên độc đáo và linh hoạt nhờ vào tích hợp các module cảm biến thông minh Hệ thống này không chỉ tạo lửa và kiểm soát lượng nhiên liệu, mà còn điều chỉnh linh hoạt dựa trên dữ liệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam, lưu lượng khí nạp, nhiệt độ nước làm mát, kích nổ, bàn đạp ga và bướm ga

Hình 3.12 Module đánh lửa và phun nhiên liệu

Module đánh lửa không chỉ đảm bảo việc tạo lửa chính xác mà còn kiểm soát thời điểm và cường độ của nó dựa trên dữ liệu chi tiết từ cảm biến, tối ưu hóa hiệu suất động cơ và giảm thiểu khả năng nổ ngọn lửa không mong muốn.

Module phun nhiên liệu tương tác với các cảm biến để đảm bảo tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu và không khí lý tưởng, cung cấp hiệu suất cao và giảm thiểu ảnh hưởng tiêu thụ nhiên liệu đối với môi trường.

Tích hợp cảm biến thông minh mang lại sự linh hoạt và tự động hóa cho hệ thống, cho phép điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và thời điểm đánh lửa theo điều kiện vận hành thực tế Điều này không chỉ tăng cường hiệu suất mà còn giảm tiêu thụ nhiên liệu và tác động ô nhiễm môi trường, mang lại trải nghiệm lái xe hiệu quả và bền vững.

Thao tác thực hiện

Hình 3.13 Sơ đồ mạch điện ECM

- Xem ECM thuộc dòng ô tô nào.? Đời bao nhiêu.?

- Từ đó tiến hàng tra cứu trên app CARMIN hoặc tra cứu tài liệu hãng để tìm mạch điện đúng với dòng ECM đó

 Bước 2: Xác định chân ECM.

- Xác định chân cấp nguồn cho ECM

- Xác định các chân của các Modul trên ECM.

 Bước 3: Thực hiện đấu dây, thiết kế các Modul

- Do không tìm mua được giắc cắm nên, sử dụng dây điện bấm cos và bọc dây co nhiệt để tránh trong quá trình hoạt động ECM bị chập cháy.

- Các cảm biến bắt chặt lên các bảng nhựa với kích cỡ phù hợp và sử dụng cầu đấu điện để nối chân cảm biến ra.

- Riêng cảm biến G và NE được sử dụng trên bảng gỗ, do trong quá trình chạy mô phỏng động cơ sẽ ảnh hưởng tới quá trình đo xung tín hiệu và gửi về ECM.

- Sử dụng mạch điều khiển tốc độ để mô phỏng tốc độ động cơ trong quá trình chạy.

- Sử dụng led để mô phỏng tín hiệu vòi phun.

Tiêu đề	Đồ án cảm biến cơ cấu chấp hành
Tác giả	Nguyễn Văn Thịnh
Người hướng dẫn	Nguyễn Văn Thịnh
Chuyên ngành	Công Nghệ Ô Tô
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Hưng Yên

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	12,26 MB