Đề tài: Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình động cơ phun xăng đánh lửa bằng hộp E cu nissan

Đề tài: Thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình động cơ phun xăng đánh lửa bằng hộp E cu nissan nhằm tìm hiểu chuyên sâu về động cơ; giúp sinh viên ứng dụng ngay những bài học lí thuyết mà mình đã học vào bài học thực hành; sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, sâu sắc và thực tế hơn với toàn bộ hệ thống điện và điện tử trên động cơ,...

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CĐ CÔNG THƯƠNG TP.HCM

KHOA: CƠ KHÍ DỘNG LỰC

PHIẾU GIAO KHÓA LUẬN/ ĐỒ ÁN TỐ NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài:

(1) Huỳnh Hữu Hiệp

(2) Tiêu Tất Tú

(3) Phạm Thanh Bình

(4) Đoàn Văn Hiếu

Chuyên nghành: công nghệ kĩ thuật ô tô

2 Tên đề tài:

3 Các dữ liệu ban đầu

Tài liệu lý thuyết động cơ phun xăng và đánh lửa bằng bộ chế hòa khí

Đề cương chi tiết học phần động cơ xăng 2

4 Các yêu cầu khác:

Vật tư, thiết bị theo mô hình động cơ

5 Kết quả tối thiểu đạt được:

1 Đĩa CD

2 Bảng thuyết minh

3 Mô hình thệ thống điện trên ô tô

Ngày giao đề tài: Ngày nộp báo cáo:

Họ tên CB hướng dẫn 1: Trương Thái Minh Chữ kí:

Họ tên CB hướng dẫn 2: Chữ kí:

Đánh giá của HĐ duyệt/BV đề cương………CT Hội đông kí:…… Chú ý: - Mỗi sinh viên phải viết riêng một báo cáo

- Phiếu này phải đặt kế tiếp ở sau trang bìa của bào cáo đề tài

- Chủ tịch HĐ kí sau khi sinh viên bảo vệ đề cương

Ngày … Tháng… năm… Trưởng khoa

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ chân thành

và hết sức tận tình của thầy Trương Thái Minh, thầy là cầu nối quan trọng giúp đỡ tậntình cho chúng em về mặt kiến thức, về tác phong làm việc của một cử nhân tương lai.Thầy luôn có những đánh giá và góp ý kiến hết sức chân thành về những sai sót mà chúng

em mắc phải trong quá trình thực hiện đề tài, tận tâm tạo mọi điều kiện cho chúng em sửachữa những khuyết điểm để chúng em rút ra những bài học kinh nghiệm quý giá cho bảnthân

Chúng em cũng không quên gửi lời tri ân của mình đến quí thầy cô của khoa Cơ KhíĐộng Lực Chính quí thầy là tấm gương sáng giúp chúng em hoàn thiện về phẩm chất vàkiến thức trong suốt ba năm học tại trường Cao Đẳng Công Thương TP Hồ Chí Minh.Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè, những người đã luôngiúp đỡ, động viên chúng em trong quá trình học tập

Trong quá trình thực hiện đề tài, do kiến thức còn hạn chế nên chúng em không thể tránhkhỏi những thiếu sót Chúng em xin quí thầy lượng thứ và kính mong sự góp ý quí báucủa quí thầy cô

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 10 tháng 06 năm 2014

TÓM TẮT

Ở nước ta, hệ thống phun xăng xuất hiện trên ô tô ngày càng nhiều Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân, trình độ kĩ năng của đội ngũ bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống này hiện nay chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế

Chính vì vậy, việc chế tạo mô hình động cơ phun xăng và đánh lửa bằng hộp ECM phục

vụ công tác giảng dạy thực hành là một công việc thiết thực và cấp bách

Để thực hiện đề tài, nhóm chúng em đã nghiên cứu cấu trúc và ưu nhược điểm của các môhình đã có, cấu trúc hệ thống phun xăng, đánh lửa dùng delco quang điều khiển bằng hộp ECM, chọn mẫu động cơ thực hiện

Như chúng ta đã biết, hệ thống phun xăng trực tiếp và đánh lửa thông qua hộp ECM để điều khiển phun xăng, đánh lửa đúng thời điểm nhằm tiết kiệm nhiên liệu, tăng hiệu suất động cơ Cho đến nay, chưa có mô hình giảng dạy nào cho phép sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, sâu sắc và thực tế toàn bộ hệ thống điện và điện tử trên đông cơ Đặc biệt là hệ thống phun xăng trực tiếp, đánh lửa dùng delco quang điều khiển bằng hộp ECM Vì thế, nhiệm vụ đặt ra của đề tài là thiết kế chế tạo một mô hình giảng dạy hệ thống phun xăng, đánh lửa dùng delco quang điều khiển bằng hộp ECM mang tính trực quan, giải quyết được các nhược điểm của các mô hình hiện có, phục vụ công tác giảng dạy thực hành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ ô tô

Đề tài đã thực hiện những nội dung sau:

Chọn động cơ phun xăng, đánh lửa dùng delco quang điều khiển bằng hộp ECM

Thiết kế, lắp đặt động cơ trên mô hình

Thử nghiệm hoạt động của mô hình kết hợp với máy chẩn đoán OBD1

Thiết kế các bài tập thực hành cho mô hình

Sau một thời gian nghiên cứu, tất cả các nội dung đề ra đã được hoàn thành Kết quả là lần đầu tiên một mô hình dạy học mang tính đột phá và sáng tạo đã được chế tạo thành công với giá thành thấp

Mục Lục

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

1.2 Mục tiêu chọn đề tài

1.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.4 Phạm vi giới hạn của đề tài

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Khái niệm, vấn đề lí thuyết có liên quan đến đề tài

2.2 Hệ thống hóa vấn đề nghiên cứu

2.3 Phương pháp giải quyết

Chương 3: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ NISSAN VÀ CÁC VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT.3.1 Tổng quan về động cơ Nissan

3.2 Nghiên cứu chi tiết vấn đề cần giải quyết trên động cơ Nissan

3.3 Yêu cầu khi sử dụng mô hình

Chương 4: CÁC BÀO TẬP THỰC HÀNH

4.1 Phần phun xăng

4.2 Phần đánh lửa

4.3 Các hệ thống phụ

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU KHAM KHẢO

Chương 1: MỞ ĐẦU1.1 Lý do chọn đề tài:

- Trước sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật thì phương pháp dạy học phải thay đổi theo hướng học đi đôi với hành

- Đa số các ô tô đời trước đều sử dụng hệ thống bộ chế hòa khí và đánh lửa được điều khiển bởi hộp ECM

- Mô hình chúng tôi được thiết kế dựa trên phần động cơ và phần sa bàn với đầy đủ các hệthống điện , cảm biến cần thiết của động cơ Ngoài ra còn có các bài giảng mẫu thiết kế dưới dạng phiếu thực hành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình đạt kết quả cao nhất

- Vì vậy nhóm sinh viên chúng tôi quyết định thiết kế, lắp đặt và khai thác mô hình động

cơ phun xăng đánh lửaNISSAN

1.2 Mục tiêu đề tài:

- Tìm hiểu chuyên sâu động cơ

- Giúp cho sinh viên ứng dụng ngay những bài học lí thuyết mà mình đã học vào bài học thực hành

- Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, sâu sắc và thực tế hơn với toàn bộ hệ thống điện và điện tử trên động cơ…

- Sinh viên giải thích được nguyên lí hoạt động, biết cách chẩn đoán hư hỏng các thiết bị của động cơ

1.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

- Mô hình động cơ NISSAN là công cụ cần thiết để sinh viên có điều kiện nhận thức và cónhững hiểu biết thực tế hơn Dựa vào mô hình sinh viên có thể thực hành các bài kiểm tra,nghiên cứu chẩn đoán hư hỏng các chi tiết trên mô hình

1.4 Phạm vi giới hạn của đề tài:

- Phục vụ cho việc học tập của sinh viên tại trường

- Biên soạn tài liệu hướng dẫn hệ thống bài tập thực hành trên mô hình động cơ

- Chuẩn bị chẩn đoán mã lỗi kết hợp với động cơ để chuẩn đoán trên động cơ

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1 Khái niệm, vấn đề lý thuyết liên quan đến đề tài:

2.1.1 Hệ thống phun xăng điện tử:

Cấu tạo chung của hệ thống phun xăng điện tử:

Hình 2.1……….

- Cấu tạo chung của hệ thống phun xăng điện tử bao gồm các cảm biến, bộ vi xử lí trungtâm và các cơ cấu chấp hành

- Ưu điểm của hệ thống phun nhiên liệu điện tử:

+ Cung cấp hỗn hợp không khí- nhiên liệu đến từng xylanh đồng đều

+ Điều khiển được tỉ lệ không khí- nhiên liệu dễ dàng, chính xác với tất cả các dải tốc độlàm việc của động cơ

+ Đáp ứng nhanh chóng, chính xác với sự thay đổi góc mở bướm ga

+ Hiệu suất nạp hỗn hợp không khí- nhiên liệu cao

+ Hỗn hợp nhiên liệu- không khí trước khi cháy được phun tơi hơn, dẫn đến quá trìnhcháy được hoàn thiện làm tiết kiệm nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường đáng kể

- Bộ xử lí trung tâm nhận các tín hiệu từ các cảm biến gửi về phân tích, xử lí và lựa chọnchế độ phun nhiên liệu hợp lí được lưu trữ trong bộ nhớ ECM, đồng thời xuất tín hiệuđiều khiển các cơ cấu chấp hành cho hệ thống cung cấp nhiên liệu

Sơ đồ bố trí các cảm biến trong hệ thống phun xăng điện tử:

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí các cảm biến trong hệ thống phun xăng điện tử

- Trong hệ thống phun xăng điện tử, chế độ làm việc của động cơ không chỉ phụ thuộc

vào bàn đạp ga mà còn phụ thuộc vào các trạng thái môi trường làm việc nhiệt độ nước),phụ tải (có bật điều hà hay không), mức độ và thành phần khí thải (cảm biến oxy), sốvòng quay của trục khuỷu động cơ, trục cam (cảm biến vị trí trục khuỷu, trục cam), lưulượng không khí (cảm biến lưu lượng khí), áp suất đường ống nạp (cảm biến áp suấtđường ống nạp)…

- Do đó, hỗn hợp không khí được pha trộn theo tỷ lệ hợp lí hơn, giúp cho quá trình cháyhoàn hảo hơn Chính lí do đó mà động cơ có hệ thống phun xăng điện tử sẽ tiết kiệmnhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường hơn với động cơ có hệ thống cung cấp nhiên liệuthong thường

2.1.2 Hệ thống đánh lửa sử dụng delco quang:

Hình 2.3: Cảm biến quang

Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuông dùng làm tín hiệu điều khiển đánh lửa

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý làm việc của cảm biến quang

Cảm biến bao gồm ba đầu dây: một đầu dương (Vcc), một đầu tín hiệu (Vout) và một đầu mass Khi đĩa cảm biến chắn ánh sáng từ LED qua photo diode D2, D2 không dẫn, điện áp tại ngõ vào (+) sẽ thấp hơn điện áp so sánh Us ở ngõ vào (- )trên Op-Amp A nên ngõ ra của Op-Amp A không có tín hiệu làm transistor T ngắt, tức Vout đang ở mức cao Khi có ánh sáng chiếu vào D2, D2 dẫn, điện áp ở ngõ vào (+) sẽ lớn hơn điện áp so sánh

Us và điện áp ngõ ra của Op-Amp A ở mức cao làm transistor T dẫn, Vout lập tức chuyểnsang mức thấp Đây chính là thời điểm đánh lửa Xung điện áp tại Vout sẽ là xung vuông gởi đến Igniter điều khiển transistor công suất Do tín hiệu ra là xung vuông nên thời điểmđánh lửa cũng không bị ảnh hưởng khi thay đổi số vòng quay của trục khuỷu động cơ.

Hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến quang

Hình 2.5: Hệ thống đánh lửa cảm biến quang

Trình bày một sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn được điều khiển bằng cảm biến quangcủa hãng Nissan Cảm biến quang được đặt trong delco phát tín hiệu đánh lửa gởi vềigniter để điều khiển đánh lửa

Khi đĩa cảm biến ngăn dòng ánh sáng từ LED D1 sang photo transistor T1 khiến nóngắt Khi T1 ngắt, các transistor T2, T3, T4 ngắt, T5 dẫn, cho dòng qua cuộn sơ cấp về mass Khi đĩa cảm biến cho dòng ánh sáng đi qua, T1 dẫn nên T2, T3, T4 dẫn, T5 ngắt.Dòng sơ cấp bị ngắt sẽ tạo một sức điện động cảm ứng lên cuộn thứ cấp một điện áp cao

và được đưa đến bộ chia điện

2.1.3 Thiết bị chẩn đoán mã lỗi OBD1:

- OBD (viết tắt của cụm từ On-Board Diagnostic) là hệ thống chẩn đoán lỗi điện tử tựđộng thiết kế ngay trong bo mạch chủ của hộp đen điều khiển (ECM) riêng theo từng loại

xe Hệ thống này trang bị hầu hết trên các ô tô hiện nay

- Từ những năm 1980, các nhà chế tạo ô tô đã bắt đầu sử dụng các vi mạch điện tử đểgiám sát và chẩn đoán các vấn đề hư hỏng của động cơ ô tô Vì tính ưu việt của nó quanhiều năm sử dụng, OBD trở thành một tiêu chuẩn bắt buộc trang bị trên các ô tô hiện đại

Năm 1996, có một chuẩn OBD chung quốc tế mới trong thế giới ô tô ra đời là OBD thế hệ

thứ 2 (OBD-II) Theo quy chuẩn, hệ thống OBD-II có khả năng cung cấp hầu hết các

thông tin như: động cơ, khung gầm, thân xe, hệ thống an toàn và các thiết bị phụ trợ cũngnhư hệ thống mạng thông tin điều khiển trên ô tô Thông tin chẩn đoán sẽ được lưu vào

bộ nhớ bên trong ECU dạng mã lỗi 5 ký tự Mức độ chẩn đoán và thông tin chi tiết phụthuộc chủ yếu vào mức độ trang bị của hệ thống cảm biến và ECU trên mỗi loại xe

2.1.3.1 Chức năng:

- Xác định chính xác, chi tiết và vị trí sai hỏng của dộng cơ

- Đọc và xóa mã lỗi trong ECM

- Khởi tạo lại ECM trở về nguyên bản thông số của nhà sản xuất

- Tắt đèn báo lỗi( Check Engine Light)

- Tra cứu vị trí lỗi trên xe, gợi ý sữa chữa, tư vấn khắc phục

2.1.3.2 Phạm vi ứng dụng:

- Không phải là thiết bị xác định lỗi trực tiếp từ cảm biến như trước đây, bản chất chức

năng của thiết bị là đọc bộ nhớ chứa mã lỗi của hộp đen (ECM) trên xe, giải mã thông tin

và hiển thị

- Bạn cần biết rằng, trong hệ thống ECM có hỗ trợ OBM ngày nay, thì việc xác định lỗi của xe nào là do ECU trên xe đó thực hiện, đây là công nghệ riêng củanhà chế tạo ô tô Chính vì thế thiết bị máy này gọi là thiết bị xác định lỗi hay đọc lỗi

- làm việc tốt trên các loại xe du lịch, xe tải nhẹ, máy xăng và máy dầu sử dụng điện 12v… trước năm 1996 đối với xe xuất xứ Mỹ, trước năm 2000 đối với xe xuất xứ từ EU

2.2 Hệ thống hóa vấn đề nghiên cứu:

2.2.1 Yêu cầu mô hình:

- Kết cấu trực quan sinh động

- Dễ dàng sử dụng và điều khiển

- kích thước và khối lượng vừa phải

- Có độ bền cao, hoạt động ổn định

- Kết cấu gọn nhẹ

- Mang tính tổng quát và phổ biến

- Ít khác biệt so với lí thuyết

- Giá thành hợp lí

2.2.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình:

- Đo đạc, kiểm tra

- Phương pháp hàn, cắt, dập, gò…

- Sơn phủ bề mặt

2.3.2 Đặc điểm, điều kiện áp dụng và ưu nhược điểm của mỗi phương pháp:

2.3.2.1 Phương pháp giải thích:

- Khái niệm: giải thích là làm cho người đọc hiểu các vấn đề cần giải quyết, nhằm nâng caohiểu biết, nhận thức, trí tuệ…

- Đặc điểm: Người đọc sẽ được giải đáp thắc mắc dựa trên những gì sẵn có

- Điều kiện áp dụng: khi một vấn đề khoa học cần được làm sáng tỏ về những mặt liênquan, hoặc người đọc muốn hiểu kĩ hơn vấn đề đó

- Ưu điểm: Các vấn đề sẽ được làm sáng tỏ, các thắc mắc sẽ được giải đáp cặn kẽ, cung cấpcho người đọc sự hiểu biết cần thiết…

- Nhược điểm: Cũng như phương pháp giải thích không phù hợp với vấn đề mang tính chấtkhám phá, sáng tạo

- Ưu điểm: giúp chúng ta hiểu được đối tượng nghiên cứu một cách mạch lach hơn, hiểuđược cái chung, phức tạp của vấn đề

- Nhược điểm: đôi khi người đọc khó nắm bắt được nội dung chính của vấn đề, nếu quátrình phân tích không mạch lạc

2.3.2.4 Phương pháp tổng hợp:

- Khái niệm: tổng hợp là quá trình ngược với quá trình phân tích, nhưng lại hỗ trợ cho quátrình phân tích để tìm ra cái chung khái quat từ cái cụ thể

- Đặc điểm: từ những kết quả nghiên cứu từng mặt, phải tổng hợp lại để có nhận thức đầy

đủ, đúng đắn cái chung, tìm ra được bản chất, quy luật vận đông của đối tượng nghiêncứu

- Điều kiện áp dụng: khi các vấn đề cần được tóm lượt, rút gọn và đưa ra cái tổng thể, cái chung từ cái cụ thể.

- Ưu điểm: giúp người đọc có cái nhìn bao quát, rõ ràng về vấn đề cần giải quyết

- Nhược điểm: phương pháp này không phù hợp khi chúng ta chưa có tầm hiểu biết rộng,

kĩ lưỡng về vấn đề đã đặt ra

2.3.2.5 Chọn phương pháp thực hiện:

- Để tìm hiểu và xây dựng lý thuyết về mô hình động cơ nissan chúng em đã vận dụng tất

cả các phương pháp nêu trên một cách linh hoạt và chủ yếu là phương pháp phân tích tổng hợp vì:

+ Phân tích và tổng hợp là hai phương pháp gắn bó chặt chẽ quy định và bổ sung cho nhau trong nghiên cứu và có cơ sở khách quan trong cấu tạo, trong tính qui luật của bản thân vấn đề Trong phân tích, việc xây dựng một cách đứng đắn cách thức phân loại làm

cơ sở khoa học hình thành đối tượng nghiên cứu bộ phận ấy, có ý nghĩa rất quan trọng.+ Trong nghiên cứu tổng hợp vai trò quan trọng thuộc về khả năng liên kết các kết quả cụthể ( có lúc ngược nhau) từ sự phân tích, khả năng trừu tượng, khái quát nắm bắt được mặt định tính từ rất nhiều khía cạnh định lượng khác nhau

- với các nghành khoa học tự nhiên, kĩ thuật do tính chính xác qui định, mặt phân tích định lượng có vai trò khá quyết định kết quả nghiên cứu Quá trình tổng hợp, định tính ở đây là những phán đoán, dự báo, chỉ đạo cả quá trình nghiên cứu, hoặc là những kết luận rút ra từ phân tích định lượng

Chương 3: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ NISSAN VÀ CÁC VẤN ĐỀ CẦN GIẢI

QUYẾT.

3.1 Tổng quan về động cơ nissan:

Chúng ta đang nghiên cứu về động cơ NISSAN Bluebird SSS (1990-1993), động cơ sử dụng hệ thống đánh lửa dùng delco quang, phun xăng điện tử, điều khiển bởi ECU

3.1.1 Cấu tạo mô hình:

Mô hình được chia làm hai phần:

- Cảm biến lưu lượng khí nạp( kiểu dây nhiệt)

- Cảm biến vị trí cánh bướm ga

- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

- Cảm biến kích nổ

- Cảm biến ô xy

Hình 3.2: Mô hình động cơ phun xăng – đánh lửa NISSAN

(nhìn từ phía trên).

 Các cơ cấu chấp hành trên động cơ:

- 4 kim phun trên động cơ

Hình 3.3: Mô hình động cơ phun xăng – đánh lửa NISSAN (nhìn từ bên hông

phải).

Hình 3.4: Mô hình động cơ phun xăng – đánh lửa NISSAN (nhìn từ bên hông

trái).

Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện động cơ Nissan.

Sơ đồ chân hộp ECU:

1 Dòng kích transistor

2 Tín hiệu tốc độ góc

3 Tín hiệu kiểm tra đánh lửa

4 Relay điều khiển chính

7 Thiết bị kết nối chẩn đoán 1

8

9 Quạt làm mát động cơ

10 Quạt làm mát động cơ tốc độ cao

11 Relay điều hòa không khí

12

14 Thiết bị kết nối chẩn đoán 9

15 Thiết bị kết nối chẩn đoán 2

16 Khối lượng lưu lượng khí nạp

17 Khối lượng lưu lượng khí nạp nối âm

18 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

19 Tín hiệu cảm biến oxy

20 Cảm biến vị trí cánh bướm ga

21 Cảm biến nối âm

22 Tín hiệu kham khảo cảm biến góc quay

23 Thiết bị kết nối chẩn đoán 6

24 Đèn báo lỗi

27 Cảm biến kích nổ

29 Âm cảm biến

30 Tín hiệu kham khảo cảm biến góc quay

31 Tín hiệu cảm biến góc quay

39 Chân âm (mass ECM)

40 Cảm biến tín hiệu góc quay

41 Tín hiệu cần điều chỉnh điều hòa không

khí

42

43 Công tắc trợ lực lái

44

45

46 Chân nguồn luôn luôn cung cấp ECM

47 Nguồn cung cấp ECM (dương cung cấp

ECM sau rờ le chính)

48 Chân âm (mass ECM)

49 Phun nhiên liệu 1

51 Phun nhiên liệu 3

52 Relay điều khiển bơm nhiên liệu

53 Van EGR (tuần hoàn khí thải)

55 Chân âm (mass các cảm biến)

56 Chân âm (mass các cảm biến)

57 Nguồn cung cấp ECM

58 Phun nhiên liệu 2

59 Cảm biến oxy kiểm soát nóng

60 Phun nhiên liệu 4

61 Van điều khiển khí dư

63 Van điện chuyển đổi mô men xoắn ly

hợp

64 Chân âm (mass các cảm biến)

3.2 Mô tả chi tiết vấn đề cần giải quyết trên động cơ nissan:

3.2.1 Hệ thống đánh lửa:

3.2.1.1 Các thành phần chính của hệ thống đánh lửa:

- Bugi: về lí thuyết thì khá đơn giản, nó là công cụ để nguồn điện phát ra một khoảngtrống (giống như tia sét) Nguốn điện này phải có điện áp rất cao để tia lửa có thể phóngqua khoảng trống và tia lửa mạnh Thông thường, điện áp giữa hai cực của bugi 25 – 40kV

- Bôbin là bộ phận sinh sinh ra cao áp để tạo ra tia lửa Rất đơn giản, điện thế cao đượcsinh ra do cảm ứng giữa hai cuộn dây Một cuộn có ít vòng được gọi là cuộn sơ cấp (Rsc=0.5-2ž), cuộn xung quanh cuộn sơ cách màu đên nhưng mà nhiều vòng hơn là cuộn thứcấp (Rtc= 10-12 Kž)

3.2.1.2 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa:

- (Engine Speed; Crankshaft angle sensor) dung để báo tốc độ động cơ để tính toán hoặc

tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xylanh Cảm biến này cũng được dùn vào mục đích điều khiển tốc độ cầm chừng hoặc các nhiên liệu ở chế độ cầm chừng cưỡng bức Có nhiều cách bố trí cảm biến G và Ne trên động cơ: Trong delco, trên bánh đà, hoặc trên bánh răng cốt cam Đôi khi ECM chỉ dựa vào một xung lấy từ cảm biến hoặc IC đánh lửa để xác định vị trí Piston lẩn tốc độ trục khuỷu

Cảm biến vị trí xylanh và cảm biến tốc độ động cơ có nhiều dạng khác nhau như cảm biến điện từ loại nam châm quay hoặc đứng yên, cảm biến quang, cảm biến Hall,…

+ Loại dùng cảm biến quang:

3.2.2.1.1 Cấu tạo:

- Cảm biến quang bao gồm hai loại, khác nhau chủ yếu ở phần tử cảm quang:

- Loại sử dụng một cặp LED – photo transistor.

- Loại sử dụng một cặp LED – photo diode.

Phần tử phát quang (LED – lighting emision diode) và phần tử cảm quang (photo

transistor hoặc photo diode) được đặt trong delco có vị trí tương ứng như hình 5.31 Đĩa cảm biến được gắn vào trục của delco và có số rãnh tương ứng với số xylanh động cơ.Điểm đặc biệt của hai loại phần tử cảm quang này là khi có dòng ánh sáng chiếu vào,

nó sẽ trở nên dẫn điện và ngược lại, khi không có dòng ánh sáng, nó sẽ không dẫn điện

Độ dẫn điện của chúng phụ thuộc vào cường độ dòng ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu của phần tử cảm quang

Hình 3.6: Nguyên lý làm việc cảm biến quang.

3.2.2.1.2 Nguyên lý hoạt động:

Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắt quãng làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuông dùng làm tín hiệu điều khiển đánh lửa, phun xăng

• Khi các phôtô đi ốt tiếp nhận ánh sáng từ led thì chúng sẽ dẫn , nguồn 5 vônđược cung cấp đến bộ so sánh và tín hiệu ra là 5 vôn

• Khi đĩa che ánh sáng tới phôtô đi ốt thì phôtô đi ốt ngưng dẫn và tín hiệu ra

là 0 vôn

• Nhờ vậy mà tín hiệu On/Off sẽ được ECM tiếp nhận

Hình 3.7:

- Tín hiệu G và NE: rotor của cảm biến (được lắp đặt với trục delco) là một đĩa nhôm

mỏng khắc vạch Vành trong có sỗ rãnh tương ứng với số xylanh trong đó có một rãnhrộng hơn đánh dấu vị trí piston máy số 1 Nhóm các rãnh này kết hợp với cặp diodephát quang (LED) và diode cảm quang (photodiode) còn gọi là photocouple thứ nhất

là bộ phận để phát sung G Vành ngoài của đĩa có khắc 360 rãnh nhỏ, mỗi rãnh đềuứng với 2o góc quay trục khuỷu Diode phát quang và diode cảm quang thứ hai đặt trênquĩ đạo của rãnh nhỏ tạo thành bộ phận phát xung NE

Hìn

h 3.8:

+ Mạch điện:

Hình 3.9: Sơ đồ mạch điện G và Ne.

3.2.2.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

- Vị trí:

Hình 3.10: vị trí cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

- Nhiệm vụ: Nhận biết nhiệt độ nước làm mát và gởi tín hiệu điện về ECM.

- Cấu tạo:

Hình 3.11: cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

+ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một trụ rỗng có ren ngoài, bên trong có gắn một điện trở dạng bán dẩn có hệ số nhiệt điện trở âm Ở động cơ làm mát bằng nước, cảm biến được gắn ở thanh máy gần bọng nước làm mát Trong một số trường hợp cảm biến được gắn trên nắp máy

- Nguyên lý hoạt động:

Điện trở nhiệt là một phần tự cảm nhận thay đổi điện trở theo nhiệt độ Nó được làm từ vật liệu bán dẩn nên có hệ số nhiệt điện trở âm ( khi nhiệt độ tang thì điển trở giãm ) Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gởi đến ECM trên nền tảng cầu phân áp

Điện áp 5 Vôn qua được điện trở chuẩn (điện trở này có giá trị không đổi theo nhiệt độ) tới cảm biến về ECM rồi về mass

+ Mạch điện:

Hình 3.12: Sơ đồ mạch điện.

3.2.2.3 Cảm biến lưu lượng khí nạp:

Hình 3.14: cấu tạo cảm biến lưu lượng khí nạp.

- Nhiệm vụ:

+Dòng điện chạy qua dây nhiệt làm nó nóng lên Khi không khí chạy qua sẽ làm mátdây nhiệt phụ thuộc vào khối lượng không khí nạp vào Bằng cách điều khiển dòngđiện chạy qua dây nhiệt để giữ nhiệt độ không đổi, có thể đo được lượng khí nạp bằngcách đo dòng điện Trong trường hợp này dòng điện được chuyển thành điện áp và gởi đến ECU động cơ

- Mạch điện:

Hình 3.15: Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp.

+ Để chống ô nhiễm môi trường, trên các xe có trang bị bộ hóa khử (TWC – three

catalyst) Bộ hóa khử sẽ hoạt động với hiệu suất cao nhất ở tỷ lệ hòa lý tưởng anpha = 1

- Cấu tạo và nguyên lí hoạt động:

Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng Dioxit Zirconia (ZrO2), một loại gốm Phần nàyđược phủ cả bên trong và bên ngoài 1 lớp mỏng platin Không khí bên ngoài được dẫn vào bên trong cảm biến, còn bên ngoài của nó tiếp xúc với khí thải Bộ sây để nung nóng cảm biến oxy nhanh chóng khi xe chạy ở tốc độ cầm chừng, tải nhẹ

Nếu nồng độ oxy trên bề mặt bên trong của phần từ Zirconia chênh lệch lớn so với bề mặt bên ngoài tại nhiệt độ cao ( 400oC hoặc cao hơn), phần tử Zirconia sẽ tạo ra một điện

áp (tín hiệu OX) gửi đến ECM động cơ để báo về nồng độ oxy trong khí xả tại mọi thời điểm

Khi tỉ lệ không khí – nhiên liệu là nhạt, sẽ có nhiều oxy trong khí thải nên chỉ có sự chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên ngoài của phần tử cảm biến Vì vậy, điện áp do nó tạo ra nhỏ (gần bằng 0V) Ngược lại, nếu tỉ lệ không khí – nhiên liệu là

đậm, oxy trong khí thải gần như biến mất nên tạo ra sự chênh lệch lớn về nồng độ bên trong và bên ngoài phần tử cảm biến Vì vậy, điện áp tạo ra tương đối lớn (xấp xỉ 1V).

Hình 3.17: cấu tạo Cảm biến oxy.

- Mạch điện:

Hình 3.18: mạch điện cảm biến oxy.

3.2.2.5 Cảm biến vị trí cánh bướm ga:

-Vị trí:

Hình 3.19: vị trí cảm biến vị trí cánh bướm ga.

+ Nhiệm vụ

- Cấu tạo:

Hình 3.20: cấu tạo cảm biến vị trí cánh bướm ga.

- Cảm biến vị trí cánh bướm ga dược lắp ở trên cổ họng gió Cảm biến đóng vai trò chuyển vị trí góc mở bướm ga thành tín hiệu điện thế gởi đến ECM

- Cảm biến này không chỉ phát hiện chính xác độ mở cánh bướm ga, mà còn sử dụng phương pháp không tiếp điểm và có cấu tạo đơn giản vì thế nó dể bị hư hỏng.Ngoài ra để duy trì độ tin cậy của cảm biến này, nó phát ra các tín hiệu từ hai hệ thống có tính chất khác nhau

Hình 3.22: đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp và độ mở bướm ga 3.2.2.6 Cảm biến kích nổ:

- Cảm biến kích nổ thường được chế tạo bằng vật liệu áp điện Nó được gắn trên thành xylanh hoặc là nắp máy để cảm nhận các xung kích nổ phát sinh trong động cơ và gởi tín hiệu đến ECM làm trễ thời điểm đánh lửa làm ngăn chặn hiện tượng kích nổ

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Hình 3.23: Cấu tạo cảm biến kích nổ.

1 Đáy cảm biến, 2 Tinh thể thạch anh, 3 Khối lượng quán tính, 5 Nắp, 6 Dây đan,

7 Đầu cảm biến.

Thành phần áp điện trongg cảm biến kích nổ được chế tạo bằng tinh thể thạch anh là những vật liệu khi có áp lực sẽ sinh ra điện áp (piezoelement) Phần tử áp điện được thiết

kế có kích thước với tần số riêng trùng với tần số rung của động cơ khi có hiện tượng kích

nổ để xảy ra hiệu ứng cộng hưởng (f= 7khz) Như vậy, khi có kích nổ, tinh thể thạch anh

sẽ chịu áp lực lớn nhất và sinh ra một điện áp Tín hiệu điện áp này có giá trị nhỏ hơn 2.4V Nhờ tín hiệu này, ECM nhận biết hiện tượng kích nổ và điều chỉnh giảm góc đánh lửa cho đến khi không còn kích nổ ECM sau đó có thể chỉnh thời điểm đánh lửa sớm trở lại