Nghiên cứu phục hồi hệ thống điện và truyền dẫn hiển thị tín hiệu của động cơ toyota 16 valve 2000 trên mô hình hệ thống phun xăng điện tử tại xưởng thực tập điện bộ môn kỹ thuật ô tô khoa cơ khí

Với mong muốn khôiphục và sửa chữa những hỏng hóc của các thiết bị đó, em đã quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu phục hồi hệ thống điện và truyền dẫn hiển thị tín hiệu của động cơ Toyota

1.1 TỔNG QUAN 2

1.2 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ 7

Chương 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HO ẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ 8

2.1 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 8

2.1.1 Máy phát điện 8

2.1.1.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều 9

2.1.1.2 Hoạt động của hệ thống cung cấp điện 10

2.1.2 Ắc quy 11

2.2 HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 11

2.2.1 Cấu tạo máy khởi động: 12

2.2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động 13

2.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 14

2.3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu 14

2.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận của hệ thống nhiên liệu 16

2.3.2.1 Bơm nhiên liệu (kiểu bi gạt) 16

2.3.2.2 Lọc xăng 18

2.3.1.3 Ống phân phối (giàn phân phối) 19

2.3.1.4 Bộ điều áp 19

2.3.1.5 Bộ giảm rung động 20

2.3.1.6 Vòi phun chính, vòi phun kh ởi động lạnh và công tắc nhiệt thời gian 21

2.4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 23

2.4.1 Nguyên lý hoạt động 24

2.4.2 Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống đánh lửa 25

2.4.2.3 Bugi 25

2.4.2.4 Dây cao áp 26

2.4.2.5 Bô bin 26

2.4.2.6 Bộ chia điện 27

2.4.2.7 IC đánh lửa 28

2.5 HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN VÀ ECU 28

2.5.1 Các cảm biến 28

2.5.1.1 Cảm biến áp suất dầu bôi trơn 28

2.5.1.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 29

2.5.1.3 Công tắc nhiệt thời gian 31

2.5.1.4 Cảm biến tốc độ động cơ (Ne) và vị trí piston (G) 32

2.5.1.5 Cảm biến oxy 34

2.5.1.6 Cảm biến vị trí bướm ga 35

2.5.1.7 Van gió phụ 36

2.5.1.8 Cảm biến lưu lượng và nhiệt độ khí nạp 37

2.5.2 ECU 45

2.6 HỆ THỐNG LÀM MÁT 50

Chương 3: KHẢO SÁT, KIỂM TRA TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT VÀ LẬP PHƯƠNG ÁN PHỤC HỒI CÁC HỆ THỐNG TRÊN MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ 53

TOYOTA 16 VALVE 2000 53

3.1 KHẢO SÁT SƠ BỘ TOÀN BỘ MÔ HÌNH 53

3.2 KHẢO SÁT CHI TIẾT TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT VÀ PHỤC HỒI CÁC HỆ THỐNG CỦA MÔ HÌNH 54

3.2.1 Hệ thống khởi động và cung cấp điện 55

3.2.1.1 Kiểm tra rotor (phần cảm): 55

3.2.1.2 Kiểm tra stator (phần ứng): 57

3.2.1.3 Thiết bị lưu trữ điện: Ắc quy 60

3.2.2 Máy khởi động 60

3.2.3.1 Bugi 67

3.2.3.2 Dây cao áp 68

3.2.3.3 Bô bin 69

3.2.4 Hệ thống nhiên liệu 71

3.2.4.1 Bơm nhiên liệu 71

3.2.4.2 Lọc xăng 72

3.2.4.3 Bộ điều áp 72

3.2.4.4 Vòi phun chính 72

3.2.4.5 Vòi phun khởi động lạnh và công tắc nhiệt thời gian 74

3.2.5 Hệ thống điện và điều khiển điện tử 75

3.2.5.1 Các cảm biến 75

3.2.5.2 ECU 78

Chương 4: KIỂM TRA, PHỤC HỒI, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG BÁO LỖI, 79

TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU CỦA ĐỘNG CƠ 79

4.1 KIỂM TRA BÁO LỖI BẰNG ĐÈN “CHECK ENGINE” VÀ ĐI ỀU CHỈNH LỖI 79

4.1.1 Sơ đồ mạch đèn báo lỗi 79

4.1.2 Quy trình kiểm tra báo lỗi 79

4.1.3 Các lỗi phát hiện 79

4.1.4 Xử lý lỗi 81

4.2 HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN VÀ HIỂN THỊ TÍN HIỆU CỦA ĐỘNG CƠ 82

4.2.1 Kết nối với máy tính 82

4.2.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm 83

4.2.3 Kiểm tra hoạt động của mô hình bằng hệ thống truyền dẫn tín hiệu kết

nối với máy tính 85

Chương 5 VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 92

5.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ THỬ NGHIỆM 92

5.2 ĐÁNH GIÁ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

Bảng 1.3:Các thông số cơ bản của động cơ (Tài liệu sửa chữa động cơ 3S-FE): 7

Bảng 3.1: Kiểm tra hư hỏng sơ bộ 54

Bảng 3.2: Kết quả kiểm tra: 60

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của rơle máy khởi động 67

Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật và kết quả kiểm tra bugi của động cơ 68

Bảng 3.5: Khắc phục các bugi: 68

Bảng 3.6: kiểm tra và khảo sát các dây cao áp 69

Bảng 3.7: Kiểm tra và khảo sát bô bin: 69

3.2.3.4 Bộ chia điện 69

Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật của bơm nhiên liệu 71

Bảng 3.9: thông số kỹ thuật của lọc xăng: 72

Bảng 3.10: Thông số kỹ thuật của vòi phun 73

Bảng 3.11: Kiểm tra và đo đạc các thông số kỹ thuật của các vòi phun 73

Bảng 3.12: Các bước kiểm tra vòi phun điện từ 74

Bảng 3.13: kết quả sau phục hồi vòi phun điện từ 74

Bảng 3.14: Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất dầu bôi trơn 75

Bảng 3.15: Khảo sát các cảm biến nhiệt độ 75

Bảng 3.16: Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến G và Ne 75

Bảng 3.17: Thông số kỹ thuật cảm biến vị trí bướm ga 76

Bảng 3.18: Đo kiểm tra giá trị điện trở giữa các chân khi khe hở giữa bu lông hãm định vị và cần gạt trục bướm ga 76

Bảng 3.19: Đo kiểm tra giá trị điện áp khi động cơ khởi động và chạy ở các chế độ tải 76 Bảng 3.20: Thông số kỹ thuật của van gió phụ 77

Bảng 3.21: Thông số kỹ thuật của bộ cảm biến lưu lượng và nhiệt độ khí nạp 77

Bảng 3.22: Giá trị của điện trở khi nhiệt độ thay đổi 77

Bảng 3.23: Giá trị điện trở và điện áp đo giữa các chân của bộ cảm biến 78

Bảng 4.1: Mã lỗi 31 80

Bảng 4.2: Mã lỗi 41 80

Bảng 4.3: Mã lỗi 51 80

Bảng 4.4: Kí hiệu các chân cảm biến đo gió 86

Bảng 4.5: Bảng kết quả đo trên máy tính của cảm biến đo gió 86

Bảng 4.6: Bảng kí hiệu chân cảm biến vị trí bướm ga 86

Bảng 4.7: Bảng giá trị đo của cảm biến vị trí bướm ga 87

Bảng 4.8: Đo điện trở hai đầu cảm bién phù hợp với sự thay đổi nhiệt độ động cơ.87 Bảng 4.9: Bảng đo cảm biến nhiệt độ khí nạp 88

Bảng 4.10: Bảng đo điện trở vòi phun 88

Bảng 4.11: Bảng đo điện áp các chân ECU 88

Hình 1.3: Công tắc khóa 4

Hình 1.4: Công tắc kết nối máy tính 5

Hình 1.5: Hộp ghép nối máy tính 5

Hình 1.6: Hộp cầu chì và rơ le 5

Hình 1.7: Bảng taplo 6

Hình 1.8: Hộp ECU 6

Hình 2.1: Vị trí máy phát điện trên động cơ 9

Hình 2.2: Sơ đồ máy phát 10

Hình 2.3: Vị trí máy khởi động 11

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hoạt động của máy khởi động 13

Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ 15

Hình 2.6: Sơ đồ các khối chức năng của hệ thống điều khiển phun xăng 15

Hình 2.7: Kết cấu bơm nhiên liệu kiểu bi gạt 17

Hình 2.8: Hoạt động của bơm 17

Hình 2.9: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu 17

Hình 2.10: Lọc xăng lắp trên mô hình 18

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo bộ lọc xăng 18

Hình 2.12: Giàn phân phối nhiên liệu 19

Hình 2.13: Bộ điều áp trên động cơ của mô hình 20

Hình 2.14: Bộ diều áp 20

Hình 2.15: Hoạt động của bộ giảm rung động 20

Hình 2.16: Sơ đồ cấu tạo của vòi phun điện từ 21

Hình2.17: Sơ đồ mạch tín hiệu phun xăng từ ECU 22

Hình 2.18: Thứ tự phun của vòi phun 22

Hình 2.19: Thời điểm phun trong chu kì làm vi ệc của động cơ 22

Hình 2.20: Sơ đồ mạch điều khiển vòi phun khởi động lạnh 23

Hình 2.21: Sơ đồ hoạt động của hệ thống đánh lửa 24

Hình 2.22: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa 24

Hình 2.23: Bugi 25

Hình 2.24: Cấu tạo Bugi 25

Hình 2.25: Mạch điện bô bin 27

Hình2.26: Sơ đồ bộ chia điện 27

Hình 2.27: IC đánh lửa 28

Hình 2.28: vị trí lắp cảm biến áp suất dầu bôi trơn 28

Hình 2.29: Mạch đèn báo nguy áp suất dầu bôi trơn 29

Hình 2.30: Vị trí lắp cảm biến nhiệt độ nước làm mát 29

Hình 2.31: Sơ đồ cấu tạo 30

Hình 2.32: Sơ đồ nối mạch của cảm biến 30

Hình 2.33: Vị trí lắp công tắc nhiệt thời gian trên thân động cơ 31

Hình 2.34: Rơle nhiệt thời gian 31

Hình 2.35:Sơ đồ nguyên lý của cảm biến vị trí piston và tốc độ động cơ 32

Hình 2.36: Cảm biến vị trí pitton và cảm biến tốc độ động cơ 33

Hình 2.37:Sơ đồ mạch điện cảm biến vị trí piston và cảm biến tốc độ động cơ 34

Hình 2.38: Sơ đồ cấu tạo cảm biến oxy 35

Hình 2.39: vị trí lắp trên động cơ 35

Hình 2.40: Sơ đồ mạch của cảm biến vị trí bướm ga 36

Hình 2.41:Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý 36

Hình 2.42: Vị trí lắp đặt của van gió phụ 36

Hình 2.43: Sơ đồ cấu tạo van gió phụ 37

Hình 2.44: Sơ đồ mạch của van gió phụ 37

Hình 2.45: Vị trí lắp trên động cơ 38

Hình 2.46: Sơ đồ tổng quát hệ thống nạp khí 38

Hình 2.47: Cảm biến lưu lượng khí nạp 39 Hình 2.48: Mặt bên phía lắp ráp mạch điện của bộ cảm biến lưu lượng không khí 40

Hình 2.53 : Công tắc bơm nhiên liệu 43

43

Hình 2.54: Sơ đồ mối quan hệ giữa các đại lượng 43

Hình 2.55 : Sơ đồ mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp 44

Hình 2.56: Sơ đồ mạch điện của bộ cảm biến lưu lượng gió .45

Hình 2.57: Chân nối tại các bộ giắc đến ECU 45

Hình 2.58: Hệ thống làm mát 50

Hình 2.59: Két nước 51

Hình 2.60: Bình nước giản nở 51

Hình 2.61: Quạt điện 52

Hình 3.1: Kiểm tra thông mạch phần cảm 55

Hình 3.2: Kiểm tra chạm mass phần cảm 56

Hình 3.3: Kiểm tra đường kính cổ góp 57

Hình 3.4: Kiểm tra thông mạch phần ứng 57

Hình 3.5: Kiểm tra chạm mass phần ứng 58

Hình 3.6: Đo chiều dài chổi than 58

Hình 3.7: Kiểm tra cực dương bộ chỉnh lưu 59

Hình 3.8: Kiểm tra cực âm bộ chỉnh lưu 60

Hình 3.9: Kiểm tra thông mạch rotor máy khởi động 61

Hình 3.10: Kiểm tra chạm mát máy khởi động 61

Hình 3.11: Kiểm tra đường kính cổ góp máy khởi động 62

Hình 3.12: Kiểm tra độ tròn cổ góp 62

Hình 3.13: Kiểm tra độ sâu của rãnh giữa các phân đoạn 63

Hình 3.14: Kiểm tra thông mạch máy khởi động 64

Hình 3.15: Kiểm tra chạm mát máy khởi động 64

Hình 3.16: Kiểm tra chiều dài chổi than 65

Hình 3.17: Kiểm tra cách điện 65

Hình 3.18: Kiểm tra thông mạch cuộn hút 66

Hình 3.19: Kiểm tra chạm mát cuộn giữ 66

Hình 3.20: Sơ đồ mạch của rơle máy khởi động 67

Hình 3.21: thiết bị kiểm tra, sửa chữa 73

Hình 4.1: Sơ đồ mạch đèn báo lỗi 79

Hình 4.2: Màn hình chính của chương trình phần mềm 84

Hình 4.3: Giao diện của máy tính 84

Hình 4.4: Đo giá trị điện trở 87

Hình 4.5: Thông số của động cơ 90

Hình 4.6: Đường đặc tuyến tốc độ của động cơ 90

Hình 4.7: Tín hiệu vị trí piston 91

Hình 4.8: Tín hiệu xung phun của kim phun nhiên liệu 91

có sự góp mặt của nhiều mô hình giúp cho sinh viên có th ể tiếp thu dễ dàng vànhanh chóng, mặc khác cũng giúp cho người dạy cũng thuận lợi hơn.

Trường Đại học Nha Trang, đã trang bị vào các phòng thực hành rất nhiều các

mô hình, học cụ phục vụ cho học sinh và sinh viên học tập, thực tập, thực hành Tuynhiên có một số thiết bị đã cũ hoặc hư hỏng cần phải khôi phục lại để đảm bảo chứcnăng của nó nhằm phục vụ tốt cho việc giảng dạy, học tập Với mong muốn khôiphục và sửa chữa những hỏng hóc của các thiết bị đó, em đã quyết định chọn đề tài:

“Nghiên cứu phục hồi hệ thống điện và truyền dẫn hiển thị tín hiệu của động

cơ Toyota 16 valve 2000 trên mô h ình hệ thống phun xăng điện tử tại xưởng thực tập điện Bộ môn Kỹ thuật ô tô – Khoa Cơ khí.”

Nội dung bao gồm:

Chương 1: Giới thiệu mô hình động cơ toyota 16 valve 2000

Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống điện và các hệ thốngcủa động cơ

Chương 3: Khảo sát, kiểm tra tình trạng kỹ thuật và lập phương án phục hồicác hệ thống trên mô hình động cơ toyota 16 valve 2000

Chương 4: Kiểm tra, phục hồi, điều chỉnh hệ thống báo lỗi, truyền dẫn tín hiệucủa động cơ

Chương 5: Vận hành thử nghiệm và đánh giá

Trong quá trình thực hiện đề tài em đã cố gắng với mong muốn thực hiện tất cảnội dung nghiên cứu nhưng do thời gian có hạn và khả năng bản thân còn hạn chế nênchỉ hoàn thành các nội dung cơ bản và không tránh khỏi những thiếu sót Kính mongQuý thầy cô chỉ bảo, các bạn góp ý để đề tài được bổ sung hoàn thiện hơn

Chương 1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 16 VALVE 2000

- Công tắc đánh Pan: có chức năng nối và ngắt mạch tín hiệu từ các cảm biến

về ECU điều khiển

Công tắc không tải

Vf Điện áp 12V cho cảm biến G- Tín hiệu cuộn sơ cấp đánh lửa

ISC1 Van gió phụ G+ Tín hiệu cuộn sơ cấp đánh lửa

W Nguồn nuôi đèn báo lỗi Ne Tín hiệu vòng quay

Vc Nguồn 5V cho cảm biến E2 Mát cho cảm biến

Vs Cảm biến đo lưu lượng gió OX Cảm biến khí thải

THA Cảm biến nhiệt độ gió E03 Mass cho cảm biến

BATT Nguồn từ ắc quy VTA Công tắc toàn tải

+B Nguồn sau công tắc khóa THW Cảm biến nhiệt độ nước

E02 Mass từ ắc quy E21 Mass cho cảm biến

No.20 Vòi phun nhóm 2 STP Tín hiệu phanh

IGt Thời điểm đánh lửa SPD Tín hiệu tốc độ xe

E1 Mát cho cảm biến ELS Tín hiệu điện tử để ổn định trạng

thái không tải

ISC2 Tín hiệu điều hòa +B Nguồn sau công tắc khóa

A/C Tín hiệu công tắc điều hòa

Hình 1.4: Công tắc kết nối máy tính

Hình 1.6: Hộp cầu chì và rơ le

xăng điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, với việc áp dung những công nghệ hiện đạinày nên động cơ đã tiết kiệm đáng kể lượng nhiên liệu tiêu thụ, và giảm thiểu đượclượng khí độc hại thoát ra ngoài môi trư ờng.

Bảng 1.3:Các thông số cơ bản của động cơ (Tài liệu sửa chữa động cơ 3S-FE):

Mô men xoắn cực đại 169 (ở tốc độ 4400 vòng/phút) Nm

Công suất cực đại 90 (ở tốc độ 5600 vòng/phút) kW

Chương 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC

HỆ THỐNG CỦA ĐỘNG CƠ

2.1 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Trên ô tô, hệ thống cung cấp điện bao gồm máy phát điện xoay chiều, các thiết

bị phụ và thiết bị lưu trữ điện ắc quy

2.1.1 Máy phát điện

Hiện nay, trên đông cơ ô tô h ầu như được trang bị một máy phát điện xoaychiều và được chỉnh lưu thành dòng một chiều có điện áp đủ 12 V hoặc 24 V Khiđộng cơ vận hành, ô tô hoạt động, máy phát điện phải phát ra nguồn điện đủ cungcấp điện năng cho tất cả các phụ tải dùng điện trên xe, ở mọi chế độ, bất cứ banngày hay đêm Các hệ thống phụ tải này bao gồm:

- Các hệ thống an toàn và tiện nghi khác như: GPS, radio, …

Nhu cầu tiêu thụ điện năng của các hệ thống phụ tải nói trên được gọi là tảiđiện Trên ô tô, tùy theo công d ụng và đặc tính hoạt động, các hệ thống phụ tải đượcphân loại như sau:

 Tải điện thường xuyên liên tục: Hệ thống đánh lửa, hệ thống cung cấpxăng, hệ thống điều khiển động cơ

 Tải điện theo chu kì dài: Radio, điều hòa không khí, đèn pha, đèncốt…

 Tải điện theo chu kì ngắn: đèn xi nhan, đèn phanh, máy g ạt nước,motor nâng hạ kính, …

 Tải điện theo thời tiết: hệ thống lạnh, sưởi, …

Hình 2.1: Vị trí máy phát điện trên động cơ.

2.1.1.1 Cấu tạo máy phát điện xoay chiều

Kết cấu của máy phát điện gồm: vỏ, phần cảm, phần ứng, bộ chỉnh lưu và bộtiết chế điện tử

+ Vỏ: Được làm bằng thép, có tác dụng gá đỡ phần cảm, ứng điện, các rế điot,

bộ tiết chế,…

+ Phần cảm điện: Gồm hai má cực bọc ngoài cuộn cảm và gắn cứng trên

trục Mỗi má cựu có các vấu cực.Hai vòng đồng tiếp điện cách điện nhau và cáchmass với trục, làm nhiệm vụ dẫn điện ắc quy vào kích từ cuộn cảm qua hai chổithan tiếp điện.Khi ta bật công tắc khóa, điện từ ắc quy sẽ vào kích từ cuộn cảm, cácvấu cực rotor trở thành các cực Bắc – Nam

+ Phần ứng điện: Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại, mặt trong có 18

rãnh xếp các cuộn dây ứng điện Cuộn dây phần ứng điện gồm 3 pha, mỗi pha gồm

có 6 cuộn dây riêng biệt, các cuộn dây pha được đấu với nhau theo kiểu hình sao

Bộ chỉnh lưu: hay còn gọi là bộ nén điện, bao gồm có 6 điot được mắc ở đầudây ra của các dây pha, được chia thành hai rế điot tản nhiệt Trong máy phát điệnxoay chiều, bộ chỉnh lưu có công dụng biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòngđiện một chiều để nạp vào ắc quy

+ Bộ tiết chế: Bộ tiết chế điện tử đang dùng trên máy phát c ủa động cơ gồm

một số tranzito gắn trên đó, có tác dụng đóng và mở mạch khi cần thiết

Máy phát điện có công suất lớn thì dòng điện kích từ cung cấp cho phần cảmđiện của nó cũng phải tăng Như đã biết, để điều chỉnh điện áp phát, các tiếp điểmrung của bộ tiết chế cơ khí phải đóng ngắt liên tục, nhưng nếu dòng điện cần ngắt

có trị số lớn thì tiếp điểm sẽ bị nóng và mau hỏng Do vậy, việc điều chỉnh điện ápbằng các thiết bị bán dẫn, trong đó tranzito làm nhi ệm vụ đóng và ngắt dòng kích từcung cấp cho cuộn cảm rotor

2.1.1.2 Hoạt động của hệ thống cung cấp điện.

cuộn dây phần cảm Nhưng dòng điện tạo ra là dòng điện xoay chiều 3 pha, cầnphải được nén lại thành dòng một chiều để sử dụng, do vậy dòng điện tiếp tục chạyqua bộ chỉnh lưu 6 điot tạo nên dòng điện một chiều.

Sau khi đã hoạt động, bộ tiết chế sẽ trích ra một phần điện năng để cung cấpcho cuộn dây phần cảm mà không cần phải lấy từ ắc quy

Khi động cơ quay ở tốc độ cao, điện áp phát ra sẽ rất lớn hoặc do ắc quy đãđược nạp đầy, lúc này bộ tiết chế sẽ ngắt không cung cấp dòng điện đến phần cảmđiện và máy phát chỉ quay chứ không phát điện

2.2.1 Cấu tạo máy khởi động:

+ Vỏ máy: Vỏ máy là một ống thép gia công mặt trong, có gắn các khối

cực để giữ các cuộn dây cảm điện Trên vỏ có gắn một ốc đồng cánh điện với vỏ đểdẫn điện từ ắc quy vào cung cấp cho máy khởi động

+ Các cuộn cảm: Các cuộn dây cảm điện có nhiệm vụ tạo từ trường chính

cho các khối cực, quấn bằng dây dẹt tiết diện lớn quanh các khối cực từ 4 – 10vòng Dây phải lớn vì mỗi lần hoạt động máy khởi động tiêu thụ trên 200 A Cáccuộn kề nhau được cuốn ngược chiều để tuần tự tạo các cực Bắc Nam khác tên

Vở có nhiệm vụ làm cầu nối liên lạc mạch từ giữa các cực Các cuộn cảmđược đấu nối tiếp với rotor, cuộn đầu nối với ốc cách điện trên vỏ, cuộn cuối nối vớicác chổi than dương

+ Rotor: Hay là phần chuyển động quay bên trong máy kh ởi động, cấu tạo

bằng cách ép chặc nhiều lá thép kỹ thuật điện trên trục tạo thành lõi Trên lõi cónhiều rãnh dọc để quấn dây Rotor gối lên hai bạc đồng và quay giữa các khối cựcvới khoảng cách ít nhất để giảm bớt tiêu hao mất từ trường

Dây quấn trong rotor máy khởi động là cá thanh đồng tiết diện dẹt hìnhchữ nhật Mỗi rang có hai dây và qu ấn sóng Hai nhánh của vòng dây được bố trícách nhau 900

Cổ góp điện gồm nhiều miếng đồng ghép quanh trục, giữa các miếng đồngvới nhau và trục được cánh điện nhờ mi ca

+ Chổi than: Chổi than máy khởi động làm bằng bột than và bột đồng

hoặc thiếc, đồng với graphit, được ép đúc thành khối dưới áp suất cao Mỗi chổithan được gắn liền với dây nối điện Máy khởi động có 4 chổi than, hai dương haiâm

+ khớp truyền động: Khớp truyền động là cơ cấu truyền momen từ động

cơ điện của máy khởi động đến bánh đà động cơ ô tô Tỉ số truyền động trongkhoảng 1:10 đến 1:20 đủ để cho động cơ khởi động Sau khi động cơ nổ số vòngquay tự lập lên đến khoảng 3000 – 4000 vòng/phút nhanh h ơn tốc độ của trục máy

quay và nối ly hợp truyền động cho trục truyền động ăn khớp bánh răng với bánh

đà Cuộn giữ có tác dụng giữ hai kết nối trên

2.2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động.

 Sơ đồ mạch điện.

Hình 2.4: Sơ đồ mạch điện hoạt động của máy khởi động

 Hoạt động

Nối ắc quy vào hệ thống điện động cơ, dòng điện sẽ chạy đến máy khởi động

và chờ ở tiếp điểm (cực 30 (+)), sẵn sàng cho việc làm quay động cơ điện mộtchiều

Khi bật công tắc khóa về vị trí “ON”, sẽ có một dòng điện tới và chờ ở cực 5của rơle khởi động

Khi bật công tắc khóa về vị trí “START”, ngay l ập tức dòng điện chạy quakhóa, rồi qua rơle đóng mạch cho dòng điện vào cuộn solenoid của máy khởi động.Đầu tiên, dòng điện đi vào cuộn hút của solenoid, đóng tiếp điểm làm cho máy khởiđộng quay, và cũng ngay lúc này cũng có thêm hai công tác nữa đó là lõi solenoidcũng đóng ly hợp của bánh răng máy khởi động và bánh răng bánh đà đ ộng cơ,công tác thứ hai là dòng điện chạy qua cuộn giữ, có tác dụng giữ nguyên vị trí củalõi solenoid, máy khởi động sẽ làm quay động cơ

Lúc động cơ đã nổ, vận tốc của bánh đà nhanh hơn lúc kh ởi động, bánh răngcủa máy khởi động sẽ quay lồng không theo bánh đà, v ì có khớp một chiều tại trụcmáy khởi động.

Khi đã khởi động xong, ta thả chìa khóa ra, công tắc khóa sẽ tự nhảy về vị trí

“ON”, rơle khởi động mở mạch, dòng diện không tiếp tục cung cấp cho solenoid,lõi solenoid về vị trí cũ nhờ lò xo hồi vị và tiếp điểm bị hở, máy khởi động ngừnglàm việc

Chú ý: Mỗi lần khởi động máy thì bật công tắc khóa không quá 8 giây.Khoảng cách giữa các lần bật ít nhất là 3 – 5 giây, nếu động cơ không nổ saukhoảng 10 lần “đề”, thì nên kiểm tra lại các hệ thống khác

2.3 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

Các cảm biến sẽ cung cấp thông tin dưới dạng các tín hiệu điện liên quan đếncác thông số làm việc của động cơ, các tín hiệu nay được gửi đến ECU, sau khiECU xử lý các thông tin này, b ộ điều khiển trung tâm sẽ xác định lượng xăng cầncung cấp cho động cơ theo một chương trình tính toán sẵn đã được lập trình sẵn vàchỉ huy sự hoạt động của các vòi phun xăng

Trong hệ thống phun xăng điện tử, hệ thống cung cấp xăng gồm các bộ phậnchính sau đây:

 Bơm xăng điện

 Lọc xăng

 Bộ chia xăng

 Bộ điều áp

 Bộ giảm rung động

 Các vòi phun chính, vòi phun phụ và công tắc nhiệt thời gian

2.3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu

- Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển lập trình cho động cơ.

Hình 2.6: Sơ đồ các khối chức năng của hệ thống điều khiển phun xăng

- Nguyên lý:

Một bộ điều khiển điện tử ECU (Elctronic Controlled Unit) ti ếp nhận và xử

lý các tín hiệu của các cảm biến gửi đến, bằng cách so sánh với các giá trị tối ưutrong bộ nhớ, sau đó tính toán và h ình thành các xung điều khiển, đưa đến các thiết

bị thực hiện (quyết định thời điểm và thời gian mở van kim cho béc phun xăng đ ảmbảo cho động cơ hoạt động một cách tối ưu).

Động tác mở đóng của béc phun xăng gọi là một chu kỳ hoạt động của nó.Thời gian mà ECU mở van cho béc phun đư ợc gọi là bề rộng của xung mở van Ví

dụ ở chế độ tăng tốc bướm ga mở lớn, không khí được nạp nhiều vào xilanh nên cầnphun một lượng xăng lớn Ở chế độ này ECU sẽ tăng lớn bề rộng xung mở van Cónghĩa là ECU sẽ điều khiển cho béc phun mở lâu hơn để xăng phun ra hiều hơn.Việc ứng dụng điều khiển điện tử trong quá trình điều khiển phun xăng nhằmđảm bảo lượng nhiên liệu phun ra chính xác phù h ợp với mọi chế độ hoạt động củađộng cơ, tiết kiệm nhiên liệu, giúp động cơ cháy hoàn toàn gi ảm lượng khí độc hạithoát ra môi trường

Hệ thống này cung cấp tỷ lệ khí hỗn hợp cho động cơ một cách tối ưu Tuỳtheo chế độ hoạt động của động cơ mà HTPX (hệ thống phun xăng) điện tử điềukhiển thay đổi tỷ lệ xăng và không khí cho phù h ợp

2.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận của hệ thống nhiên liệu.

2.3.2.1 Bơm nhiên liệu (kiểu bi gạt).

Bơm xăng điện được thiết kế để cung cấp một lượng xăng nhiều hơn mức yêucầu tối đa của động cơ.Yếu tố này tạo được áp suất cần thiết trong mạch ở bất kì chế

độ hoạt động nào của động cơ Bơm xăng điện được bố trí trực tiếp bên thùng chứaxăng hoặc ngay bên trong thùng xăng và không đ òi hỏi phải bảo trì và bảo dưỡng

Vì áp suất yêu cầu trong khoảng 2,8 - 3,5 kG/cm2 nên hiện nay thường sửdụng hai loại bơm là cánh gạt và bi gạt lấy momen quay để bơm từ một động cơđiện một chiều nhỏ Trong quá trình bơm xăng, xăng được chảy xuyên qua bêntrong thân bơm nhằm làm mát động cơ điện.Ở đây không có nguy cơ gây ra cháy n ổbởi vì bên trong vỏ bơm không bao giờ tồn tại hỗn hợp dễ bén lửa vì được ngậphoàn toàn trong xăng và không tiếp xúc với không khí

Cấu tạo và hoạt động của bơm điện kiểu bi gạt:

- Cấu tạo bơm nhiên liệu:

Hình 2.7: Kết cấu bơm nhiên liệu kiểu bi gạt.

1)Van giới hạn áp suất 2)Bi gạt 3)Rotor bơm 4)Van ch ặn một chiều

- Hoạt động của bơm nhiên liệu:

Hình 2.8: Hoạt động của bơm

2)Bi gạt 5) Đĩa rotor 6) Vỏ bơm

Đĩa rotor (5) gắn ngay trên trục của rotor (3) động cơ điện dùng nam châmvĩnh cửu và quay cùng với rotor, trên đĩa có các hóc lõm chứa bi gạt (2) Khi đượccấp nguồn cho bơm, rotor của động cơ điện sẽ quay, đĩa rotor sẽ quay, lực ly tâm sẽ

ấn sát các bi gạt vào vách vỏ bơm để bao kín và ép cho xăng đi t ừ lỗ hút ra lỗ thoát

Hình 2.9: Sơ đồ mạch điều khiển bơm nhiên liệu

Hoạt động điều khiển bơm: Khi bật công tắc khóa ở vị trí “START”, một dòngđiện từ ắc quy chạy qua rơle chính EFI (EFI main Relay) và c ấp nguồn chờ (B+)cho bơm tại rơle bơm Mặc khác, khi máy khởi động hoạt động, không khí sẽ đượchút vào động cơ qua cảm biến đo gió, và tại đây khi cánh bướm gió mở thì ngay lậptức đóng mạch cấp nguồn nối rơle của bơm xăng.

Dòng điện chạy qua bơm như sau:

Ắc quy (+12 V) => Rơle chính EFI => Rơle bơm => Bơm => Mass ( -)

2.3.2.2 Lọc xăng.

Bảo vệ các chi tiết của hệ thống nhiên liệu, đặc biệt là vòi phun khỏi các tạpchất chứa trong xăng.Phần tử lọc được thay thế định kỳ tùy theo độ bẩn của xăng(90000 km trong điều kiện vận hành bình thường) bao gồm một lơi lọc bằng giấyvới độ rỗng 8- 10 µ m kết hợp với một tấm lọc lắp ở đầu ra của bộ lọc

Vị trí: lọc xăng được lắp sau bơm xăng, có nhi ệm vụ lọc sạch nhiên liệu rồimới đưa lên giàn phân ph ối

Hình 2.10: Lọc xăng lắp trên mô hình

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo bộ lọc xăng1- Lõi lọc bằng giấy 2- Thảm lọc 3- Tấm đỡ

cung cấp nhiên liệu Ngoài ra, bộ phận này còn tạo điều kiện dễ dàng cho việc lắpđặt các vòi phun xăng với thân động cơ.

Hình 2.12: Giàn phân phối nhiên liệu

1 Đường xăng vào 2 Thân giàn chính

3 Đường nối với vòi phun phụ 4 Bộ điều chỉnh áp suất

5 Đường xăng về

2.3.1.4 Bộ điều áp.

Trong mạch cung cấp nhiên liệu, bộ điều áp có công dụng cố định áp suấtnhiên liệu trong giàn phân phối xăng của các vòi phun.Việc điều áp này rất cầnthiết, vì nhờ áp suất xăng không đổi nên lượng xăng phun ra chỉ còn lệ thuộc vàomột yếu tố là thời gian mở vòi phun xăng

Bộ điều áp được lắp đặt ở phía cuối của giàn phân phối xăng Nó duy trì ápsuất khoảng 2,7 – 3 bar

Hình 2.13: Bộ điều áp trên động cơ của mô hình.

Cấu tạo của bộ điều áp:

Hình 2.14: Bộ diều áp

2.3.1.5 Bộ giảm rung động.

Bộ giảm rung động dùng một màng ngăn để hấp thụ một lượng nhỏ xung của

áp suất nhiên liệu sinh ra bởi việc phun nhiên liệu và đọ nén của bơm nhiên liệu

Hình 2.15: Hoạt động của bộ giảm rung động

tại đường ống nạp hay tại nắp quy lát thông qua một tấm đệm cách nhiệt và đượcgắn chặt vào với ống phân phối.

Hình 2.16: Sơ đồ cấu tạo của vòi phun điện từHoạt động: Khi cuộn dây nhận được tín hiệu từ ECU là các tín hiệu No.10 vàNo.20 Van sẽ được kéo lên chống lại sức căng của lò xo Lúc này kim phun c ũngđược kéo nhấc ra khỏi lỗ phun nhiên liệu được phun ra nhờ áp lực nhiên liệu có sẵnđược cung cấp bởi bơm nhiên liệu

Lượng nhiên liệu phun được điều khiển bằng thời gian cung cấp tín hiệu củaECU Do hành trình c ủa van kim là cố định, việc phun nhiên liệu diễn ra liên tục khi

mà van kim còn mở Kết thúc phun khi bị mất tín hiệu No.01 và No.02 từ ECU

Hình2.17: Sơ đồ mạch tín hiệu phun xăng từ ECU.

Thứ tự phun của vòi phun cũng là thứ tự nổ của máy, theo động cơ này, thứ

tự phun sẽ là 1 – 3 – 4 – 2

Hình 2.18: Thứ tự phun của vòi phun

Hình 2.19: Thời điểm phun trong chu kì làm vi ệc của động cơ

2) Vòi phun khởi động lạnh và công tắc nhiệt thời gian.

Vòi phun khởi động lạnh được lắp trên bộ góp nạp, phía sau bướm ga Vòiphun này có tác dụng phun thêm một lượng nhiên liệu khi động cơ mới khởi động

và động cơ đang nguội

Vê nguyên lý cấu tạo và hoạt động của vòi phun này hoàn toàn gi ống với vòiphun chính là một vòi phun kiểu điện từ, hoạt động nhừ vào tín hiệu khởi động lạnh

do tín hiệu của công tắc nhiệt thời gian

2.4.1 Nguyên lý hoạt động

- Sơ đồ hoạt động

Hình 2.21: Sơ đồ hoạt động của hệ thống đánh lửa

- Nguyên lý: Hoạt động điều khiển đánh lửa và thời điểm đánh lửa do ECUquyết định Các cảm biến Ne và G cảm nhận tốc độ động cơ và vị trí của piston gửitín hiệu về ECU xử lý Tín hiệu đánh lửa phát ra là IGt, sẽ làm các trazito củaigniter mở mạch tiếp mass cho cuộn sơ cấp của bô bin Dòng điện cao áp được tạo

ra từ bô bin, theo dây cao áp chính d ến bộ chia điện phân ra cho từng bugi

Tín hiệu sau khi đánh lửa được gửi về thông qua tín hiệu IGf để báo về ECU

Tụ điện có tác dụng tích trữ năng lượng điện và được phóng đi để tăng dòng điệnkhi cuộn sơ cấp của bô bin có tín hiệu nối mass

Sơ đồ khối làm việc như sau:

Hình 2.22: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa

xăng – không khí.

Hình 2.23: Bugi

Hình 2.24: Cấu tạo Bugi

Kết cấu của một bugi gồm: Phần sứ cách điện bọc trong vỏ kim loại Cựctrung tâm được làm bằng thép hợp kim chịu được nhiệt độ cao, chống sét rỉ, không

bị ăn mòn hóa học Phần trên vỏ kim loại có dạng lục giác để tháo lắp bugi Quanhchân bugi có ren để vặn vào nắp quy lát.Cực âm hàn nơi chân bugi.Khoảng cáchgiữa khe hở cực âm và cực trung tâm gọi là khe hở bugi Khe hở này khoảng 0,6 -0,8 mm

2.4.2.4 Dây cao áp.

Dây cao áp có tác dụng chuyển tải điện thế từ 20.000 V đến hơn 50.000 V từ

bô bin đến bộ chia điện và từ bộ chia điện đến các bugi Dây cao áp phải chịu mộtnhiệt lượng cao của động cơ đang vận hành và sự thay đổi đáng kể của thời tiết Đểhoàn thành nhiệm vụ của mình, dây cao áp ph ải rất dầy, và độ dầy đó dùng để cách

ly với dây bán dẫn nằm tại trung tâm của ruột dây cáp Đương nhiên, l ớp vỏ dầy sẽcách ly điện với các bộ phận của động cơ và sức nóng của động cơ,do đó sẽ tránh bịhao mòn, đứt gẫy nói cách khác là các h ỏng hóc Khi dây cao áp h ỏng, nó sẽ khôngchuyền tải đủ điện thế đến bugi và sẽ xảy ra mất đánh lửa Đó là triệu chứng “động

cơ bỏ máy”, để khắc phục cần phải thay dây cáp bugi

2.4.2.5 Bô bin.

Trong hệ thống đánh lửa, bô bin biến dòng điện 12V thành dòng điện cao thế

từ 15000 V – 20000 V cung cấp cho các bugi

Bô bin gồm hai cuộn dây quấn trên lõi thép Cuộn thứ cấp làm bằng dây đồngcách điện dày khoảng 0.07 – 0.1 mm, quấn từ 19.000 đến 20.0000 vòng sát lõi.Cuộn sơ cấp quấn bằng dây đồng dày khoảng 0.7 – 0.8 mm từ 250 đến 400 vòng,quấn bọc bên ngoài cuộn thứ cấp.Hai đầu mối cuộn sơ cấp hàn vào hai cọc vít đưa

ra ngoài Cọc dương nhận điện dương từ ắc quy, cọc âm nối với tiếp điểm trong dầu

bộ chia điện

Một đầu cuộn thứ cấp hàn vào cuối cuộn sơ cấp, đầu kia ra cọ trung ương dẫnđiện cao thế tới bugi

Hình 2.25: Mạch điện bô bin

2.4.2.6 Bộ chia điện.

Hệ thống đánh lửa kiểu tiếp điểm (có bộ chia điện) có các tác dụng sau:

Phân phối điện áp cao từ cuộn thứ cấp của bô bin sang cho các bugi Bên trong

bộ chia điện, má vít được lắp trên rotor, khi rotor này quay đ ầu má vít lần lượt chạmvào các đầu dây cao áp dẫn đến bugi Trục bộ phân phối được truyền động bởi trụccam của động cơ có tốc độ quay bằng một nửa tốc độ trục khuỷu

Chuyển mạch cho bô bin để tạo ra dãy liên tiếp các đỉnh điện áp cao bằng cáchđóng và ngắt mạch sơ cấp Hoạt động đóng và ngắt được điều khiển bởi IC đánhlửa

Bộ chia điện có thêm các cơ cấu điều chỉnh đánh lửa sớm và trễ Cơ cấu đượclắp trên bộ chia điện này kiểu cơ cấu đánh lửa sớm ly tâm Thời điểm đánh lửa sớm

và trễ được điều chỉnh tự động bằng điện tử

Hình2.26: Sơ đồ bộ chia điện

2.4.2.7 IC đánh lửa.

Là một thiết bị điện tử có nhiệm vụ truyền tín hiệu đánh lửa IGt đến bộ chiađiện và phản hồi tín hiệu IGf về ECU ngay sau khi thực hiện đánh lửa xong Bêntrong các IC đánh lửa có các tranzito mở mạch, dùng để mở mạch về mass cho cuộn

sơ cấp của bô bin

Hình 2.27: IC đánh lửaHoạt động đóng và mở tiếp điểm được điều khiển bởi các tranzito Tín hiệuIGt dùng để báo ECU đến igniter để thực hiện đánh lửa, sau khi đã đánh lửa xongthì báo về lại ECU bằng tín hiệu IGf

2.5 HỆ THỐNG CÁC CẢM BIẾN VÀ ECU

2.5.1 Các cảm biến.

2.5.1.1 Cảm biến áp suất dầu bôi trơn.

Cảm biến áp suất dầu bôi trơn có tác dụng cảm nhận áp suất dầu bôi trơn của

hệ thống bôi trơn và gửi tín hiệu báo về đèn trên taplo

Vị trí trên thân động cơ:

Hình 2.28: vị trí lắp cảm biến áp suất dầu bôi trơn

Hình 2.29: Mạch đèn báo nguy áp suất dầu bôi trơn1)Đèn báo 2) Tiếp điểm 3) Công tắc khóa

- Hoạt động:

Khi bật công tắc khóa về vị trí “ON”, lúc này động cơ chưa nổ nên áp suấtcủa dầu bôi trơn thấp, tiếp điểm (2) nối, mạch thông làm cho đèn báo nguy sáng lênmàu đỏ trên bảng taplo

Khi bật công tắc khóa về vị trí “START”, động cơ hoạt động, áp suất dầutăng lên, tác động vào màng và làm mở tiếp điểm gây hở mạch và lúc này đèn báonguy tắt

Nếu trong khi động cơ hoạt động mà đèn báo nguy sáng th ì có vấn đề xảy

ra đối với hệ thống bôi trơn Lập tức tắt máy và kiểm tra lại hệ thống

2.5.1.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

Hiện nay thường sử dụng loại cảm biến nhiệt điện trở, và được lắp ngay trênthân máy chỗ tiếp xúc với dòng nước của hệ thống làm mát chảy qua

Hình 2.30: Vị trí lắp cảm biến nhiệt độ nước làm mát

Trên động cơ này có sử dụng 3 cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

- Cảm biến dùng để báo nhiệt độ trên Taplo

- Cảm biến dùng để mở mạch rơ le cho quạt làm mát của hệ thống làmmát của động cơ

- Cảm biến dùng để báo về ECU động cơ

Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cảm biến

Hình 2.31: Sơ đồ cấu tạo

Hình 2.32: Sơ đồ nối mạch của cảm biến

Hoạt động: Nhiệt điện trở nằm bên trong cảm biến có tác dụng thay đổi điện

áp qua nó khi có sự thay đổi vê nhiệt độ Khi động cơ lạnh, nhiệt độ của nước làmmát khoảng 200C thì giá trị điện trở bằng với giá trị chuẩn ban đầu của nhà sảnxuất.Khi động cơ hoạt động, nhiệt độ của nước làm mát tăng lên, lúc này nhi ệt điệntrở sẽ tự động giảm giá trị xuống và điện áp báo về ECU sẽ tăng lên

Tín hiệu điện áp báo về ECU được quy ước là THW, tùy vào sự thay đổi củagiá trị này mà ECU sẽ có những hoạt động điều khiển động cơ khác nhau, đặc biệt

là lượng phun nhiên liệu của vòi phun