đồ án công nghệ kỹ thuật ô tô

Trong quá trình học tập tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội chúng em được trang bị những kiến thức cơ bản về ngành cơ khí ô tô.Mặc đù còn một năm nữa chúng em mới ra trường nhưng khi nhậ

MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐÀU

Chuong I TONG QUAN VE HE THONG PHUN XANG

1.2 Phân loại hệ thống phun xăng

1.2.1 Phân loại theo điểm phun

1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiến vòi phun

1.2.3 Phân loại theo cách thức điều khiển vòi phun

1.2.4 Phân loại theo môi quan hệ giữa các vòi phun

1.3 Sơ đồ nguyên lý cơ bản của hệ thống phun xăng

Chương II HỆ THÓNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

2.1 Giới thiệu chung

2.2 Cảm biến và tín hiệu đầu vào 10

2.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp -25c555c2EScSE2SE2EE21.E2121xcxkk 10

2.2.2 Cảm biến vị trí bưỚïm 8ú 25:©255225+2EEtt2EE2E232121222112112Execcek 11

2.2.3 Cảm biến nhiệt độ nước 1AM Hút - - 5< E363 E 853333 E£xEesesrsesrs 12 2.2.4 Cảm biến nhiệt độ KHÍ HẠJD ST TT HH ng ưy 12

L N9 ngang 13

2.2.6 Cảm biến tốc độ động cơ và VỊ fFÍ DÏSÍOH tk, 15

2.2.7 Cảm biến kích Hổ s 555cc 222222212 12221112221121211 1 c1 errki 16 2.3 Bộ điều khiến điện tử ECU -<-s<ssv++ser+setrrseerseserseserrssrre 16

2.3.2 Cit tao CO ECU eesececssecessssvessssssssssssssessusssssssssessitsessiesesstssssniseeesseess 17

2.3.3 Mach giao tip CONG VOO ecsccssecsssessssssessssesssesssiesssisssiesssissssitssssessstessseeees 17 2.3.4 Mach giao tiGp CONG VO ceccecccsscessvessessssessesssesssessessstessesssessiessisssestisessessvees 18

2.3.5 Các thông số hoat G6ng Cl ECU ececcsscesssssssessessssessesssessiessesssestsesssessvees 19 2.4 Cơ cầu chấp hành và tín hiệu ra . s<-s<ss+seesrsee+ssersssersserre 19

2.4.1 Điều khiến vòi phiuh - +25: 5S S2E2 2212121121111 1121121122111 xe 19

2.4.2 Điều khiến đánh lửa ccsc cScct EExt 2E HntgtHrrerey 22

2.4.3 Điều khiển bơi XĂNg -25:225S2CStEEE2E 21212121211 .Exrrk, 23

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớp: Công nghệ kỹ thuật Ôtô

2.4.4 Hệ thống điều khiển quạt làm mát động cơ -2-5cccsscccsss 25 2.4.5 Hệ thống chuẩn đoán -©555222S2222E 2221212122111 xe, 25

Chương II HIỆN TƯỢNG VÀ NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG

3.1 Các hiện tượng hư hỏng, chẵn đoán, sửa chữa liên quan đến hệ thống xăng

3.2 Quy trình kiếm tra bảo dưỡng và sửa chữa bơm xăng

3.2.1, Kiểm tra áp suất bƠH 5+ 5S SE 2122122211211 xe 34 3.2.2 Kiếm tra lưu lượng bƠI - 52:25 25c 22StEEEtEEEtEEkrrrrerrrrsrrree 35 3.2.3 Kiếm tra dòng điện Qua DOM cesscsssssssssssssissssissssiessssssisssssstessisessiesssesessess 36 3.3 Quy trình kiếm tra báo dưỡng và sửa chữa kim phun - 36 3.3.1 Kiếm tra nhanh bằng quan sát :-©5ccc5ccccxetSESccczserrreesrrecee 36 3.3.2 Xác định hư hỏng của hệ thống kim phun qua kiểm tra áp suất 37 3.3.3 Kiểm tra vòi pÌMH 55s S2 S21221122211,221 2111112111211 1 Xe 38 3.3.4 Quy trình vệ sinh vòi phun bằng dung dịch M3 08956 40

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển rất nhanh mang lại lợi ích rất to lớn cho con người về cả vật chất lẫn tinh thần.Để nâng cao đời sống của nhân dân và hòa nhập với sự phát triển chung của đất nước trong khu vực trên thế

giới.Nhà nước đã đây mạnh công ngiệp hóa hiện đại hóa.Một trong những mục tiêu đặt ra là phát triển ngành công nghiệp cơ khí ô tô.Ngành công nghiệp cơ khí

ô tô đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của toàn bộ xã hội về vấn

đề giải quyết việc làm,thúc đây nền kinh tế quốc dân.Trong những thập niên gần

đây,sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế,nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nhu

cầu đi lại ngày càng cao.Mạng lưới giao thong phat trién nhanh,phương tiện đi lại bằng ô tô ngày càng chiếm vị trí quan trọng và không thể thiếu đối với xã hội

Trong quá trình học tập tại trường đại học Bách Khoa Hà Nội chúng em được

trang bị những kiến thức cơ bản về ngành cơ khí ô tô.Mặc đù còn một năm nữa chúng em mới ra trường nhưng khi nhận đồ án về chuyên ngành mình học,tập thể lớp cũng như cá nhân em cảm thấy rất vui.Nó sẽ trang bị thêm và bổ trợ những

kiến thức chung em được học đề có gắng hơn trong việc học tập của em sau này

ra trường đóng góp cho sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô nước nhà,cho bản than,cho gia đình và cho toàn xã hội

Em nhận được đề tài “Xây dựng quy trình kiểm tra,báo dưỡng và sửa

chữa hệ thống phun xăng - quy trình kiếm tra bơm và vòi phun”.Đây là đề

tài rất bổ ích và thiết thực, giúp em hoàn thiện hơn trong sự kết hợp lý thuyết trên lớp và thực hành xưởng và là nền tảng quan trọng để năm sau em có thể hoàn

thành được đồ án tốt nghiệp

Được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Thế Trực cùng

toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn động cơ đốt trong đã tạo điều kiện cho

chúng em hoàn thành đồ án này Nhưng do chưa có kinh nghiệm và trình độ của

bán thân còn hạn chế nên trong đồ án không tránh khỏi những sai sót Rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án ngày càng được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày tháng nam 2014

Sinh viên thực hiện

Hồ Văn Nhất

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lới# Công nghệ kỹ thuật Ôtô

Chương I TÔNG QUAN VỀ HỆ THÓNG PHUN XĂNG

1.I Lịch sử phát triển

Vào thế kỷ 19, một kỹ sư người Mỹ (ông Stevan) đã nghĩ ra cách phun

nhiên liệu cho một máy khí nén Sau đó một thời gian, một người Đức đã cho

phun nhiên liệu vào buồng cháy nhưng không mang lại hiệu quả Đầu thế kỷ 20, người Đức đã cho phun nhiên liệu trong động cơ 4 kỳ tĩnh tại (nhiên liệu dùng trên động cơ này là dầu hỏa nên hay bị kích nổ và hiệu qua thấp) Tuy nhiên, sau

đó sáng kiến này đã được ứng dụng thành công trong việc chế tạo hệ thống cung

cấp nhiên liệu cho máy bay ở Đức Đến năm 1966, hãng BOSCH đã thành công

trong việc chế tạo hệ thống phun xăng kiểu cơ khí Trong hệ thống phun xăng này nhiên liệu được phun trực tiếp vào trước xupap nạp nên có tên gọi là K- Jetronic (K — Konstan - liên tục, Jetronic- phun) K-Jetronic được đưa vào sản xuất và ứng dụng trên các xe của hãng Mercedes và một số xe khác, là nền tảng cho việc phát triển hệ thống phun xăng thế hệ sau như KE-Jetronic, Mono-

Jetronic, L-Jetronic, Motronic

Do hệ thống phun xăng cơ khí còn nhiều nhược điểm nên đầu những năm

80, BOSCH đã cho ra đời hệ thống phun xăng sử dụng vòi phun điều khiển bằng

điện Có hai loại: hệ thống L- Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định nhờ cảm biến đo lưu lượng khí nạp) và D-Jetronic (lượng nhiên liệu được xác định dựa

vào áp suất trên đường ống nạp)

Đến năm 1984, người Nhật (mua bản quyền của BOSCH) đã ứng dụng hệ thống phun xăng L-letronic và D-letronic trên các xe của hãng Toyota (dùng với động cơ 4A-ELU) Đến những năm 1987, hãng Nissan dung L-Jetronic thay bộ chế hòa khí của xe Nissan Sunny

Việc điều khiến hệ thống phun xăng có thể được chia làm hai loại, dựa trên sự khác nhau về phương pháp dùng đề xác định lượng nhiên liệu phun

Một là loại mạch tương tự, loại này điều kiển lượng phun dựa vào thời gian cần thiết để nạp và phóng một tụ điện Loại khác là loại điều khiển bằng Mi

xử lý, loại này sử dụng lần đầu tiên trong hệ thống ECU của nó Loại điều khiển

bằng vi xử lý được bắt đầu sử dụng vào năm 1983

Loại hệ thống EFI điều khiển bằng bộ vi xử lý được sử dụng trong xe của

TOYOTA gọi là TCCS (TOYOTA Computer Controled System - Hệ thống điều khiển bằng máy tính của TOYOTA), nó không chỉ điều khiển lượng phun mà còn

bao gdm ESA (Electronic Spark Advance - Đánh lửa sớm điện tử) đề điều khiển

thời điểm đánh lửa; ISC (Idle Speed Control- Điều khiển tốc độ không tải) và các

hệ thống điều khiển khác cũng như chức năng chuẩn đoán và dự phòng

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớpt Công nghệ kỹ thuật Ôtô

1.2 Phân loại hệ thống phun xăng

1.2.1 Phân loại theo điểm phun

a Hệ thống phun xăng đơn điểm: Vòi phun đặt ở cô ông góp nạp chung cho toàn bộ các xilanh của động cơ, bên trên bướm ga

b Hệ thống phun xăng đa điểm: mỗi xilanh của động cơ được bồ trí 1 vòi

phun phía trước xupáp nạp

Hình 1.1 So đồ hệ thông phun xăng da diém 1.2.2 Phân loại theo phương pháp điều khiến vòi phun

a Loai CIS (continuous injection system):

Đây là hệ thống phun xăng sử dụng vòi phun cơ khí, chỉ sử dụng trên một

số động cơ, bộ phun mở liên tục, sự thay đổi áp suất đối với nhiên liệu sẽ làm thay đổi lượng nhiên liệu được phun Gồm ba loại cơ bản sau:

e Hệ thống K-Jectronic: Việc phun được điều khiển hoàn toàn bằng cơ khí

e Hệ thống K-Iectronie có cảm biến khí thải: Có thêm cảm biến oxy

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lop Công nghệ kỹ thuật Ôtô

Bộ môn: Động cơ Đốt trong Đồ án công nghệ kỹ thuật ôtô

Hình 1.2 Hệ thông phun xăng K—Jectronie

s Hệ thống KE-Jectronic: Hệ thống K-Jetronic với mạch điều chỉnh áp lực

phun bằng điện tử

e Hệ thông KE-Motronic: Kết hợp với điều khiến đánh lửa bằng điện tử

b Loai AFC (Air flow controlled fuel injection):

Đây là hệ thống phun xăng sử dụng vòi phun điều khiển bằng điện tử Hệ thống phun xăng với vòi phun điện có thể chia làm 2 loại chính:

e L-Jetronic (xuất phát từ chữ Luft trong tiếng Đức là không khí): là hệ thống phun xăng đa điểm điều khiển bằng điện tử Xăng được phun vào cửa nạp

của các xylanh động cơ theo từng lúc chứ không phun liên tục Quá trình phun

xăng và định lượng nhiên liệu được thực hiện theo hai tín hiệu gốc: tín hiệu về

khối lượng lượng không khí nạp vào và tín hiệu tốc độ trục khuÿu của động cơ

Chức năng của L-Jetronic là cung cấp cho từng xylanh động cơ một lượng xăng

đáp ứng nhiều chế độ tải khác nhau của động cơ Một hệ thống các bộ cảm biến ghi nhận thông tin về chế độ làm việc của ôtô, về tình trạng thực tế của động cơ, chuyên đổi các thông tin này thành tín hiệu điện ECT sẽ xử lý, phân tích các thông tin nhận được và tính toán chính xác lượng xăng cần phun ra Lưu lượng

xăng phun ra được xác định thông qua thời gian mở vòi phun

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lới# Công nghệ kỹ thuật Ôtô

Hình 1.3 Hệ thông phun xăng L¬Jectronie

© D-Jectronic: Với lượng xăng phun ra được xác định bởi áp suất chân

không sau bướm ga bằng cảm biến MAP (Manifold air pressure)

1.2.3 Phân loại theo cách thức điều khiến vòi phun

a Phun gián đoạn: Vòi phun được mở gián đoạn, độ rộng vòi phun được điều khiển từ ECU phù hợp với cường độ làm việc của động cơ Đóng mở vòi

phun một cách độc lập, không phụ thuộc vào xupáp Loại này phun xăng vào động cơ khi các xupáp mở ra hay đóng lại Hệ thống phun xăng gián đoạn còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu

b Phun liên tục: Trong phương pháp này vòi phun được mở liên tục, lượng

nhiên liệu phun được điều chỉnh thông qua việc thay đôi áp suất nhiên liệu Tỉ lệ

hòa khí được điều khiển bằng sự thay đổi áp suất nhiên liệu tại các vòi phun Do

đó lưu lượng nhiên liệu phun ra cũng được thay đồi theo

1.2.4 Phân loại theo mỗi quan hệ giữa các vòi phun

a Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các vòi phun được chia thành 2

nhóm bằng nhau và phun luân phiên Mỗi nhóm phun mộtlần ứng với một vòng quay truc khuyu

b Phun đồng loạt: Hệ thống này, các vòi phun đều phun đồng loạt vào mỗi vòng quay trục khuỷu Các vòi được mắc song song với nhau do đó có tín hiệu từ ECU các vòi và phun đều đóng mở cùng lúc

c Phun theo thir tw: Trong hệ thong này,các vòi phun được điều khiển độc lập, mỗi vòi phun sẽ đóng mở các vòi phun theo đúng thứ tự của các xylanh, mở

một lần/quy trình

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lop Cong nghệ kỹ thuật Ôtô

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý cơ bản của hệ thống phun xăng

Khi khoá điện mở các cảm biến sẽ thu thập các thông số của động cơ gửi về

bộ điều khiển trung tâm (ECU), trong đó có hai thông số cơ bán là lưu lượng khí

nạp và tốc độ động cơ ECU kết hợp hai thông số này với các thông số khác, xử

lý, so sánh với chương trình đã lập trình sẵn, rồi điều chỉnh tín hiệu phun xăng

cho phù hợp và gửi tín hiệu này tới vòi phun nhiên liệu Đồng thời khi đó bơm

xăng cũng hoạt động tạo ra áp suất tại dàn phân phối Khi vòi phun nhận được tín

hiệu phun xăng và mở ra, xăng có áp suất cao sẽ được phun vào đường nạp kết hợp với không khí do động cơ hút vào tạo thành hỗn hợp cung cấp cho động cơ

Hỗn hợp này đo ECU, một số chỉ tiết khác như van khí phụ, công tác nhiệt thời

gian, điều chính sao cho tối ưu nhất với từng chế độ làm việc của động cơ

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Loy Cong nghệ kỹ thuật Ôtô

Chương II HỆ THÓNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ

2.1 Giới thiệu chung

Hình 2.1 Sơ đồ cơ bản của hệ thống phun xăng điện tử

e - Hệ thống gồm có 3 thành phần chính: Các cảm biến và tín hiệu đầu vào bộ

điều khiển điện tử ECU, và các cơ cầu chấp hành

+) Cảm biến

Cảm biến có nhiệm vụ xác định các trạng thái làm việc của động cơ và các giá trị thay đồi trong quá trình làm việc Quá trình chuyến đổi ở đây là từ các đại lượng vật lý chuyền thành các tín hiệu điện

+) ECU (Electronic control unit)

ECU xử lý các thông tin từ cảm biến, bằngviệc so sánhvới bộ dữ liệu tối ưu được nạp sẵn vào bộ vi xử lý, sau đó ECU sẽ tính toán và đưa ra tín hiệu điều

khiển cơ cấu chấp hành ECU điều khiển các cơ cấu chấp hành bằng các tín hiệu

điện ECU cũng được kết nối với các hệ thống điều khiển khác và hệ thống chuẩn đoán trên xe

+) Cơ cầu chấp hành

Cơ cấu chấp hành chuyển các tín hiệu điện từ ECU thành các chuyên động

cơ khí hoặc các chuyên động điện

Ngoài ra còn một số chỉ tiết của hệ thống cung cấp nhiên liệu

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớj Công nghệ kỹ thuật Ôtô

2.2 Cảm biến và tín hiệu đầu vào

2.2.1 Cảm biến lưu lượng khí nạp

- Vị trí: lắp ngay sau không gian của bướm ga

- Cấu tạo: Cảm biến gồm một tấm silicon nhỏ (hay còn gọi là màng ngăn) dày hơn ở hai mép ngoài (khoảng 0,25mm) và mỏng hơn ở giữa (khoảng 0,025mm) Hai mép được làm kín cùng với mặt trong của tấm silicon tạo thành

buồng chân không trong cám biến Mặt ngoài tắm silicon tiếp xúc với áp suất đường ống nạp Hai mặt của tam silicon duge phu thach anh để tạo thành điện trở

Hình 2.2 Cảm biến áp suất đường Ống nạp

- Nguyên lý hoạt động: Cảm biến áp

suất đường ống nạp hoạt động dựa trên

nguyên lý cầu Wheatstone Mạch cầu

nhằm tạo ra một điện thế phù hợp với sự =

+ Ở trạng thái tĩnh khi động cơ chưa © | |

^ TA ⁄4 A ^ Ae x Teo

làm việc áp suât không thay đôi màng l8 430 T50 mmHg

ngăn không bị biến dạng tất cả 4 điện trở 0 60 G89 (KPa) điện áp đều có giá trị bằng nhau lúc đó _ Hình 2.3 đặc tính của cảm biến áp

không có điện áp giữa 2 đầu cầu suất đường ông nạp

+ Khi làm việc: khi áp suất đường ống nạp giảm, màng silicon bị biến dạng dẫn đến giá trị điện trở áp điện thay đối và làm mất cân bằng cầu wheatstone Kết

quả là giữa 2 đầu cầu có sự chênh lệch điện áp và tín hiệu này được khuếch đại

để mở tranzistor ở ngõ ra của cảm biến Độ mở tranzistor phụ thuộc vào áp suất

đường ống nạp dẫn đến sự thay đổi điện áp báo về ECU

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà LớPb9 Công nghệ kỹ thuật Ôtô

2.2.2 Cảm biến vị trí bướm ga

Đây là thông tin phản ánh mức tải của động cơ Nó đặc biệt quan trọng tại

hai trạng thái là trạng thái không tải và 75% tải trở lên của bướm ga Cảm biến bướm ga đưa ra thông tin về vị trí không tải, thông tin về vị trí toàn tải và thông

tin về thời điểm tăng tốc Loại cám biến kiểu biến trở cho biết vị trí bướm ga tại

vị trí bất kỳ, việc xác định tín hiệu tăng tốc đối với loại cảm biến này là việc tăng đột ngột điện áp tại chân giữa của cảm biến

- Vị trí: cảm biến vị trí cánh bướm ga được lắp ở trên trục cánh bướm ga

Hình 2.4 Cấu tạo cảm biến vị trí bướm sa

Nguyên lý hoạt động: một điện áp không đổi từ ECU cung cấp đến chân Vụ

- Khi cánh bướm ga mở làm con trượt trượt dọc theo điện trở mức điên áp ở chân giữa (VTA) tăng dần với góc mở cánh bướm ga,

- Khi không làm việc: cánh bướm ga đóng hoàn toàn tiếp điểm cầm chừng

nối cực IDL với cực E2

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớb1 Công nghệ kỹ thuật Ôtô

bán dẫn Đặc điểm của loại cảm biến này là điến trở của nó thay đổi rất lớn theo

nhiệt độ môi trương xung quanh Cảm biến được nuôi bằng nguồn 5V từ ECU động cơ Cảm biến nhiệt độ nước làm mát được lắp vào vỏ bơm nước làm mát

Hình 2.6 Kết cấu và sơ đồ mạch điện của cảm biến nhiệt độ nước làm mát

1 Điện trở (Phân tử bán dẫn); 2 vỏ cảm biên; 3 Lớp các điện; 4 Đầu cắm

Nguyên lý làm việc:

Điện trở nhiệt là một điện trở có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ.Khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm và ngươc lại.sự thay đổi điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gửi tới ECU

+ Khi nhiệt độ động cơ thấp giá trị điện trở cảm biến cao và điện áp gửi đến

bộ biến đối ADC lớn Tín hiệu điện áp chuyển thành tín hiệu số và được giải mã

nhờ bộ vi xử lý đề 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 động cơ đang nóng

nhiệt độ khí nạp được gắn trên bộ đo gió hoặc trên đường ống nạp

20 0 20 40 60 80 100 120 nhiệt do°C

Hinh 2.8 Dac tinh cua cam bién nhiệt khí nạp

2.2.5 Cảm biến ôxy

* Công dụng của cảm biến ôxy

Cảm biến ôxy dùng đề xác định thành phần hoà khí tức thời của động cơ

đang hoạt động, rồi gửi tín hiệu vào ECU để điều chỉnh tỷ lệ không khí- xăng thích hợp, nhằm đạt đến tính vận hành tốt và giảm sự ô nhiễm môi trường Cảm

biến ôxy được gắn ở đường ống thải tại vị trí mà luôn duy trì được nhiệt độ đảm

bảo chức năng hiệu chỉnh

Để tăng nhanh khả năng làm việc của cảm biến ôxy người ta dùng loại cảm

biến điện trở tự nung bên trong

Hình 2.9 Kết cấu cảm biến ôxy

1, Dau bảo vệ: 2 Lép zirconia; 3 Dém; 4 Than cảm biến; 5 Lớp cách điện; 6 Vỏ cảm biến; 7

Đường thông với không khí; 8 Đầu nối dây; 9 Đường khí xả vào

Thân cảm biến được giữ trong một chân bắt tiếp ren và bao ngoài một ống

bảo vệ và được nối với các đầu điện Bề mặt của chất ZrO; có phủ một lớp Sinh viên: Nguyễn Đức Hà LớÐ3 Công nghệ kỹ thuật Ôtô

plantin rất xốp và mỏng Ngoài lớp plantin là một lớp gốm rất xốp và kết dính

mục đích bảo vệ lớp plantin không bị mòn hỏng do va chạm với các phần tử rắn

Đặc tính của chất ZrO; là phải trên 300°c thì nó mới cho ra tín hiệu điện áp chính xác Vì vậy điện thế ra của cảm biến và điện trở nội phụ thuộc vào nhiệt

độ Nhiệt độ khí thải mà cảm biến làm việc tin cậy khoảng 350°c

* Nguyên lý hoạt động:

Cảm biến ôxy được chế tạo chủ yếu là chất Zicorium đioxit (Z,0;) mà chất

này sẽ hấp thụ những ion ôxy âm tính Một phần Zr0; tiếp xúc với ôxy không

khí, phần còn lại tiếp xúc với ôxy trong khí thải Ở mỗi mặt của Zr0; là một điện

cực bằng platin và tạo nên một mạch điện đi vào ECU Lớp platin này rất mỏng

và xốp để ôxy dé khuyếch tán vào

Khi khí thải chứa lượng ôxy ít do tỷ lệ hoà khí đậm (nhiều khí CO và HC, ít

ôxy) thì số ion ôxy tập trung ở điện cực tiếp xúc không khí Sự chênh lệch số ion này lớn sẽ tạo ra một tín hiệu điện áp cao Mức độ này khoảng 600 + 900mv

Khi khí thải chứa lượng ôxy cao do tỷ lệ hoà khí loãng (ít CO và HC, nhiều ôxy) thì số ion ôxy tập trung ở điện cực tiếp xúc khí thải cao, độ chênh lệch số ion hai điện cực nhỏ thì tín hiệu điện áp thấp khoảng 100 + 400 mv

Khi tỷ lệ hoà khí đến mức lý tưởng ( tỷ số không khí - xăng 14,7:1 ) thì tín

hiệu điện áp x4p xi 450mv

11

TNG RED

Hình 2.10 Sơ đồ mạch điện cảm biến Oxy

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớl4Công nghệ kỹ thuật Ôtô

2.2.6 Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston

Cảm biến vị trí piston (còn gọi là tín hiệu G) báo cho ECU biết vị trí điểm

chết trên hoặc trước điểm chết trên của piston Công dụng của cảm biến này là để ECU xác định thời điểm đánh lửa và thời điểm phun

Cảm biến tốc độ động cơ (còn gọi là tín hiệu NE) dùng để báo tốc độ động

cơ sử dụng trong quá trình tính toán hoặc tìm góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên

liệu sẽ phun cho từng xylanh Cảm biến này cũng được sử dụng vào mục đích

điều khiến tốc độ không tải hoặc cắt nhiên liệu ở chế độ không tải cưỡng bức

- Vi trí: Có nhiều cách bồ trí cảm biến G và NE trên động cơ: trong delco,

trên bánh đà, hoặc trên bánh răng cam

- Cấu tạo của cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston:

Hình 2.11 Sơ đồ bồ trí cảm biến G và Ne

Bộ phận chính của cảm biến là một cuộn cảm ứng, một nam châm vĩnh cửu

và một rôto dùng để khép mạch từ có số răng tùy thuộc vào từng loại động cơ

- Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston: dựa

trên hiện tượng cảm ứng điện từ:

+ Ở trạng thái tĩnh: khi tốc độ động cơ bằng không rôto không quay, không

có sự biến thiên từ thông trong mạch nên không Nam châm vĩnh cửu

xuất hiện sức điện động cảm ứng

nằm đối diện cực từ, thì từ thông đi qua cuộn dây

cảm ứng sẽ có giá trị thấp vì khe hở không khí lớn «® >

nên có từ trở cao Khi một đỉnh răng đên gân cực

từ của cuộn dây, khe hở không khí giảm dần khiến

từ thông tăng nhanh Như vậy nhờ sự biến thiên từ OS >

thông, trên cuộn dây sẽ xuất hiện một sức điện

42 x on ke gen ne ` cảm biến kiểu điện từ

+ Khi đỉnh răng của rôto đôi diện với cực từ ,

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà LớbŠ5 Công nghệ kỹ thuật Ôtô

của cuộn dây, từ thông đạt giá trị cực đại Khi đỉnh răng rotor di chuyển ra khỏi

cực từ, thì khe hở không khí tăng dần làm từ thông sinh ra giảm theo chiều ngược

lại Tín hiệu có dạng như hình sin

2.2.7 Cảm biến kích nỗ

Cảm biến kích nổ kiểu điện áp Dùng đề xác định kích nỗ của động cơ và

cho phép bộ điều khiển điều chỉnh nhanh góc đánh lửa sớm khắc phục kích nô

Cảm biến kích nổ được dùng là một bộ gia tốc kế điện Nó sẽ cảm nhận

xung kích nỗ phát sinh trong động cơ và gởi tín hiệu này đến bộ sử lý Thành

phần áp điện thạch anh, là vật liệu khi chịu áp lực sẽ sinh ra điện áp Một gia tốc

kế sẽ đo sự tăng tốc Sự dao động là những xung tăng tốc Khi có hiện tượng kích

nổ sẽ có một xung dao động có giá trị từ 5+6 KHZ Thạch anh trong cảm biến

kích nỗ sẽ cảm nhận tần số này Xung dao động do kích nổ tác dụng áp lực lên

kích nổ và tạo ra một điện áp Tín hiệu điện áp xoay chiều này có giá trị nhỏ hơn

1v nhưng tần số dao động từ 5+6 KHZ Bộ sử lý sẽ đọc tín hiệu này và điều

chỉnh giảm thời điểm đánh lửa cho đến khi không còn kích nổ và lúc đó cảm biến

kích nỗ không tạo ra tín hiệu, bộ sử lý sau đó có thể chỉnh thời điểm đánh lửa sớm, trễ đến mức tối ưu

2.3 Bộ điều khiến điện tử ECU

2.3.1 Tổng quan về ECU

Hệ thống điều khiến động cơ theo một chương trình bao gồm các cảm biến kiểm soát liên tục tình trạng hoạt động của động cơ, một bộ ECU tiếp nhận tín hiệu từ các cảm biến, xử lý tín hiệu và đưa tín hiệu điều khiển đến cơ cấu chấp hành Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh từ ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến Hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác và

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớb6 Công nghệ kỹ thuật Ôtô

thích ứng cần thiết để giảm tối đa sự độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao nhiên liệu ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt động của động cơ, giúp chuẩn đoán một cách có hệ thống khi sự cô xảy ra

2.3.2 Cấu tạo cúa ECU

*) Bộ nhớ: bộ nhớ trong ECU chia ra làm 4 loại

- ROM: Dùng lưu trữ thông tin thường trực Bộ nhớ này chỉ đọc thông tin

từ đó ra chứ không thể ghi vào được Thông tin của nó đã được gài sẵn, ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý và được lắp có định trên mach in

- RAM: bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng để lưu trữ thông tin được ghi

trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý RAM có thể đọc và ghi các số liệu theo địa chi bat ky

- PROM: cau trúc cơ bản giống như ROM nhưng cho phép lập trình(nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất như ROM PROM cho phép sửa

đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khác nhau

- KAM: dùng đề lưu trữ thông tin mới (những thông tin tạm thời) cung cấp

đến bộ vi xử lý

*) Bộ vi xử lý: bộ vi xử lý có chức năng tính toán và điều khiển, đây là bộ não của ECU

*) Đường truyền: truyền các lệnh và số liệu trong máy theo 2 chiều

2.3.3 Mạch giao tiếp cổng vào

*) Bộ chuyển déi A/D (Analog to Digital Converter): Dùng để chuyên các

tín hiệu tương tự từ đầu vào với sự thay đổi điện áp trên các cảm biến nhiệt độ,

bộ đo gió, cảm biến vị trí bướm ga thành các tín hiệu số để bộ vi xử lý hiểu

*) Bộ đếm (Counter): Dùng để đếm xung từ cảm biến tốc độ thành tín hiệu

số gửi về bộ vi xử lý

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớp? Công nghệ kỹ thuật Ôtô

*) Bộ nhớ trung gian (Buffer): Chuyển các tín hiệu xoay chiều thành tín

hiệu sóng vuông dạng số, nó không giữ lượng đếm như trong bộ đếm Bộ phận chính là một Trasistor sẽ đóng mở theo cực tính của tín hiệu xoay chiều

2.3.4 Mach giao tiếp cổng ra

Tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý sẽ đưa đến các tranzistor công suất điều

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà Lớb8§ Công nghệ kỹ thuật Ôtô

Là tốc độ động cơ và lượng gió nạp Các thông số này là thước đo trực tiếp

tình trạng tải của động cơ

bướm ga

+ Các thông số chính xác

Để đạt được chế độ vận hành tối ưu ECU xem thêm các yếu tố ảnh hưởng:

+ Trạng thái chuyển tiếp khi gia tốc

+ Sự giới hạn tốc độ tối đa

2.4 Cơ cấu chấp hành và tín hiệu ra

2.4.1 Điều khiển vòi phun

a) Cấu tạo:

1- Bộ lọc: bảo đảm nhiên liệu đi

vào kim phun phải thật sạch sẽ;

2- Giắc cắm: nối với mạch điện

điều khiển ; 3- Cuộn dây: tạo ra

từ trường khi có dòng điện; 4- T¡

kim: tác động đến sự đóng mở Hình 2.19 Cấu tạo của vòi phun

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà L6p9 Cong nghé ky thuật Ôtô

của van kim; 5- Van kim: đóng kín vòi phun, khi có dòng điện sẽ bị nhấc lên cho

nhiên liệu phun ra; 6- Vòi phun: định góc phun và xé tơi nhiên liệu; 7- Vỏ kim

b) Hoạt động của vòi phun:

Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được các tín

hiệu đầu vào từ các cảm biến Qua đó ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun Thời gian mở của kim phun phụ thuộc vào độ rông của xung điều khiển kim phun Khi dòng điện đi qua cuộn dây của kim phun sẽ tạo ra một lực từ đủ mạnh

để thắng sức căng lò xo, thắng lực trọng trường của ty kim và thắng áp lực nhiên

liệu tác dụng lên kim, kim sẽ được nhích khỏi bệ khoảng 0,1 mm nên nhiên liệu được phun khỏi kim phun

Khoi động lụnh

Chay wi diéu kiện ấm [

Tăng tốc

Cẩm chừng nong

Hình 2.20 Xung điều khiển kim phun ứng với từng chế độ làm việc của động cơ

c) Điều khiến vòi phun:

ECU động cơ và ECT

Hình 2.21 Mạch điện điều khiến vòi phun

ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau thông báo những thay đổi về tình trạng hoạt động của động cơ, từ đó so sánh với những bộ thông số chuẩn

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà LớP9 Công nghệ kỹ thuật Ôtô

được nạp trước vào ECU để đưa ra thời gian phun cần thiết nhằm đạt được tỷ lệ

hỗn hợp nhiên liệu - không khí tối ưu

Phương pháp phun bao gồm các phương pháp: phun đồng thời nhóm 2

xylanh, nhóm 3 xylanh hay phun độc lập cho từng xylanh

- ty: Thời gian phun cơ bản (dựa vào lượng khí nạp và tốc độ động cơ)

- t: Thời gian phun điều chỉnh (dựa vào các cảm biến còn lại)

Tuy nhiên trong quá trình khởi động, do lượng khí nạp không ổn định do đó: lượng nhiên liệu phun cơ bản được xác định theo nhiệt độ nước làm mát, sau

đó được hiệu chỉnh theo nhiệt độ khí nạp và điện áp acquy

ee Ðp-Ƒ-HHỢ ve

IDL of TPS a, Cắt nhiên liệu

va} Lam giàu khi tăng tốc lúc Z———

PSW of TRS Làm giàu lúc tải lớn - |—Í | Kim phún |

Hình 2.23 Điều khiến thời gian phun nhiên liệu

Sinh viên: Nguyễn Đức Hà LớP1 Công nghệ kỹ thuật Ôtô