Giáo trình thực tập động cơ xăng II - Phần 6 pdf

Trong hệ thống L-Jetronic, ECU Electronic Control Unit xác định tình trạng làm việc của động cơ thông qua các tín hiệu và các cảm biến gởi về ECU và ECU chỉ điều khiển thời gian mở của

Trang 1

HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN

Hệ thống điều khiển điện tử bao gồm các cảm biến, tín hiệu, ECU và các bộ chấp hành Số lượng các cảm biến được sử dụng tùy theo từng loại động cơ

Các cảm biến được bố trí xung quanh để ghi nhận tình trạng làm việc của động cơ Tín hiệu từ các cảm biến được ECU tiếp nhận và nó sẽ tính toán để điều khiển các bộ chấp hành hoạt động đạt tối ưu nhất

Hệ thống L-Jetronic (EFI) (Electronic Fuel Injection)

Đây là hệ thống phun xăng điện tử được phát minh đầu tiên vào đầu thập niên 80 Ở vào thời kỳ này người ta nghiên cứu hệ thống phun xăng nhằm khắc phục các nhược điểm của động cơ sử dụng bộ chế hòa khí

Các tín hiệu đầu vào của hệ thống L – Jetronic bao gồm:

1 Cảm biến lưu lượng không khí nạp, gọi tắt là bộ đo gió (VS, PIM)

2 Cảm biến số vòng quay của động cơ (IG)

3 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát (THW)

4 Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (THA)

5 Cảm biến độ cao (HAC)

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM

Trang 2

Trong hệ thống L-Jetronic, ECU ( Electronic Control Unit ) xác định tình trạng làm việc của động

cơ thông qua các tín hiệu và các cảm biến gởi về ECU và ECU chỉ điều khiển thời gian mở của các kim phun được gọi tắt là điều khiển EFI

Theo sơ đồ trên các tín hiệu đầu vào bao gồm: Bộ đo lưu lượng không khí nạp, cảm biến nhiệt độ không khí nạp, cảm biến vị trí bướm ga, tín hiệu số vòng quay, cảm biến nhiệt độ nước làm mát và tín hiệu từ contact máy… ECU tiếp nhận các tín hiệu và điều khiển lưu lượng phun của các kim phun Ngoài ra trong hệ thống còn điều khiển kim phun khởi động lạnh và điều khiển van không khí

Hệ thống Motronic:

Khác với hệ thống L-Jetronic, ở hệ thống Motronic ECU động cơ điều khiển các chức năng sau

1 Điều khiển thời gian phun nhiên liệu của các kim phun (EFI)

2 Điều khiển thời điểm đánh lửa sớm (ESA)

3 Điều khiển tốc độ cầm chừng (ISC)

4 Điều khiển hệ thống chẩn đoán

5 Điều khiển bơm nhiên liệu

6 Điều khiển quạt làm mát động cơ

7 Điều khiển các thiết bị chống ô nhiểm

8 Điều khiển đường ống nạp

9 Điều khiển thời điểm đóng mở của các xú pap

10 Điều khiển bướm ga thông minh

11 Chức năng an tòan

12 Chức năng dự phòng …

Tên gọi Motronic được áp dụng cho các nước châu âu Riêng ở Nhật Bản thì ở các hãng có các tên gọi khác nhau, ví dụ hãng Toyota gọi là TCCS, hãng Nissan - ECCS, hãng Honda gọi là hệ thống PGM – FI … Các quốc gia khác thường gọi là hệ thống phun đa điểm MPI) hoặc hệ thống phun đơn điểm (TBI)

Trang 3

Tín hiệu đầu vào của hệ thống Motronic bao gồm:

1 Bộ đo lưu lượng không khí nạp

2 Tín hiệu G

3 Tín hiệu Ne

4 Cảm biến vị trí bướm ga

5 Cảm biến bàn đạp ga

6 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

7 Cảm biến nhiệt độ không khí nạp

8 Cảm biến ôxy

9 Cảm biến độ cao

10 Cảm biến tốc độ xe

11 Cảm biến kích nổ

12 Tín hiệu khởi động

13 Tín hiệu điện áp của ắc quy

14 Tín hiệu tải điện

15 Tín hiệu hệ thống điều hòa

16 Tín hiệu áp suất bộ trợ lực lái

17 Và một số tín hiệu khác

HỆ THỐNG L-JETRONIC

(EFI)

I Các tín hiệu đầu vào

A Bộ đo lưu lượng không khí nạp

Cảm biến lưu lượng không khí nạp trong hệ thống EFI thường sử dụng hai kiểu sau:

- Bộ đo gió van trượt kiểu điện áp tăng

- Cảm biến chân không Loại này được sử dụng phổ biến ở hãng Honda

Khối lượng không khí nạp vào động cơ biểu thị trạng thái tải của nó Sự kiểm tra lưu lượng không khí nhằm để xác định tất cả các sự thay đổi tải của động cơ trong suốt quá trình xe hoạt động Sự mài mòn của các khi tiết, mụi than bám trong buồng đốt, điều chỉnh các xú pap sai lệch… đều ảnh hưởng đến lưu lượng không khí nạp

Lượng không khí nạp phải đi qua bộ đo lưu lượng không khí trước khi vào động cơ, ngay cả khi động cơ tăng tốc lượng không khí nạp phải được kiểm tra chính xác Phương pháp kiểm tra lưu lượng không khí nạp sẽ đáp ứng tốt thành phần hỗn hợp tức thời, chính xác ở mọi chế độ tốc độ của động cơ

Trang 4

1 Bộ đo gió van trượt kiểu điện áp tăng:

Cấu trúc – Nguyên lý

Bộ đo gió van trượt hay còn gọi là bộ đo gió cánh trượt (Air Flow Meter) Kiểu bộ đo gió này được sử dụng ở các xe của hãng Nissan, Toyota Mercedes, BMW…

Cấu trúc cơ bản của bộ đo gió bao gồm một tấm cảm biến (van trượt) đặt trên đường di chuyển của không khí, lò xo xoắn hoàn lực và một điện thế kế Ngoài ra trên bộ đo gió còn bố trí vít điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp cầm chừng (vít CO), cảm biến nhiệt độ không khí nạp, contact điều khiển bơm nhiên liệu, buồng giảm dao động và cánh cân bằng

Nguyên lý của bộ đo dựa vào cơ sở kiểm tra hợp lực của dòng không khí nạp tác dụng lên cánh cảm biến Tấm cảm biến được giữ bằng một lò xo, lò xo luôn có khuynh hướng chống lại sự tác động của không khí Khi khối lượng không khí nạp gia tăng thì tấm cảm biến sẽ

di chuyển nhiều và tiết diện mở của nó sẽ lớn ra Khi vị trí của tấm cảm biến thay đổi, tiết diện lưu thông của bộ đo cũng thay đổi theo Như vậy có sự quan hệ giữa góc vạch của tấm cảm biến và lưu lượng không khí nạp

ECU

(L-Jetronic)

1 Bộ đo gió

2 CB số vòng quay

3 CB vị trí bướm ga

4 CB nhiệt độ nước

5 CB nhiệt độ KK

6 CB áp suất nạp

7 Cảm biến Ôxy

8 Tín hiệu khởi động

Điện áp ắc quy

Thời gian phun

Trang 5

Bộ đo lưu lượng không khí phải có độ nhạy cao, nhất là trường hợp lưu lượng không khí nạp giảm đòi hỏi góc vạch phải chính xác Một cánh cân bằng được lắp chung với cánh cảm biến, có nhiệm vụ làm giảm sự rung động của cánh cảm biến dưới tác dụng của các luồng không khí nạp của các xy lanh khác nhau và giới hạn độ mở tối đa của cánh cảm biến Vị trí của tấm cảm biến được chuyển thành một điện áp nhờ thế điện kế Điện áp đi

ra từ cảm biến xác định lưu lượng không khí nạp và gởi về ECU Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM

Trang 6

Đối với loại này có đặc điểm sau: khi lưu lượng không khí nạp đi qua bộ đo gió gia tăng thì tín hiệu điện áp VS từ con trượt gởi về ECU sẽ tăng Loại này thường được sử dụng phổ biến trong hệ thống L-Jetronic và một số động cơ trong hệ thống Motronic

Điện thế kế bao gồm nhiều điện trở mắc như hình vẽ bên dưới Điện áp nguồn cung cấp cho bộ đo gió (VB – E2) từ 12 vôn đến 14 vôn, điện áp tín hiệu VS từ con trượt gởi về ECU để xác định lưu lượng không khí nạp

Trang 7

VB-E2: Điện nguồn cung cấp cho bộ đo gió

VC -E2: Điện áp so sánh từ bộ đo gió gởi về ECU

VS -E2: Điện áp tín hiệu dùng để xác định lưu lượng không khí nạp

E2: Mát cảm biến

Chúng ta thấy rằng điện áp tín hiệu VS chịu ảnh hưởng của điện áp ắc quy và máy phát điện Tín hiệu VS được gởi về ECU, từ đó ECU xác định lượng không khí nạp vào động cơ theo biểu thức

Lượng không khí nạp: Q =

S C B

V V E V



 2

Khi VB = 0 -> lượng nhiên liệu phun không xác định

Khi VS = 0 -> hiệu số VC và VS là lớn nhất Do vậy lượng nhiên liệu phun là tối thiểu Khi VC = 0 -> lượng nhiên liệu phun sẽ rất lớn khi bướm ga mở nhỏ và sẽ giảm dần khi cánh bướm ga mở lớn Điều này sẽ làm cho động cơ không thể hoạt động được

Trang 8

Lượng không khí đi qua bộ đo gió gồm hai đường, một đường chính qua tấm cảm biến và đường thứ hai đi tắt qua cánh cảm biến Lượng không khí đi tắt được điều chỉnh bởi vít điều chỉnh hỗn hợp cầm chừng

Lưu lượng không khí nạp vào động cơ được xác định bởi độ mở của cánh bướm ga Nếu lượng không khí đi tắt gia tăng, lượng không khí đi qua cảm biến sẽ giảm, góc mở của cảm biến bé Ngược lại, nếu lượng không khí đi tắt giảm, lượng không khí đi qua tấm cảm biến sẽ gia tăng và góc vạch của cảm biến lớn Do lượng phun cơ bản được xác định bởi góc mở của tấm cảm biến, do đó tỉ số giữa không khí và nhiên liệu bị thay đổi khi thay đổi lượng không khí đi tắt Vì vậy, nếu hiệu chỉnh sai sẽ làm gia tăng hàm lượng khí CO có trong khí thải

Ở một số hãng thì contact điều khiển bơm xăng được bố trí bên trong bộ đo gió Khi động cơ hoạt động thì contact On và khi động cơ dừng, contact Off

Trang 9

Ở sơ đồ trên, bộ đo gió có bốn cực là VB, VC, VS và E2 THA là tín hiệu của cảm biến nhiệt độ không khí nạp và FC và E1 là hai cực của contact điều khiển rơ bơmŽ

Một số động cơ, điện nguồn cung cấp cho bộ đo gió lấy từ cực +B của rơ le chính, như động

cơ (22R-E)

Kiểm tra bộ đo gió van trượt kiểu điện áp tăng:

Động cơ sử dụng bộ đo gió van trượt thì đòi hỏi mạch không khí từ bộ đo gió đến các xy lanh của động cơ phải thật kín Khi có sự rò rỉ, lượng không khí này vào xy lanh của động cơ sẽ không được bộ đo gió kiểm tra, do vậy hỗn hợp cung cấp cho động cơ bị nghèo và động cơ khó hoạt động nhất là ở tốc độ thấp

a Tháo lọc gió và kiểm tra sự di chuyển nhẹ nhàng và êm dịu của tấm cảm biến

b Xác định các cực của bộ đo gió

c Kiểm tra điện áp và điện trở

Khi kiểm tra điện trở tín hiệu VS, đẩy tấm cảm biến thật chậm để xác định các vị trí điện trở thay đổi bất thường

HÃNG TOYOTA

Kiểm tra điện trở

E2 – VS 20 – 1.000 Từ đóng đến mở hoàn toàn

Kiểm tra điện áp (V) (Contact máy On)

VS – E2

0,5 – 2,5 Đóng hoàn toàn

Trang 10

HÃNG NISSAN

E2 – VS ( E – B) Ngoại trừ bằng 0 và không liên tục

Bộ đo gió van trượt của hãng Nissan không có contact điều khiển bơm nhiên liệu

MAZDA

FORD

Trang 11

2 Cảm biến chân không ( Vacuum Sensor) ( MAP Sensor)

Cấu trúc – nguyên lý

Cảm biến chân không hay còn gọi là cảm biến áp suất trong đường ống nạp MAP (Manifold Air Pressure) Đây là loại xác định lưu lượng khí nạp bằng cách kiểm tra độ chân không trong đường ống nạp Cảm biến được bố trí bên ngoài động cơ, cấu trúc của nó gọn nhẹ, không làm cản trở chuyển động dòng khí nạp như các cảm biến khác Nó thường được sử dụng cho hãng Honda, Toyota, Dahatsu, Ford, Holden…

Nguyên lý đo của cảm biến dựa vào mối quan hệ giữa độ chân không trong đường ống nạp và lưu lượng không khí nạp Khi lượng không khí nạp giảm, độ chân không trong đường ống nạp tăng và ngược lại Độ chân không trong đường ống nạp được chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ một IC bố trí bên trong cảm biến và gởi về ECU để xác định lưu lượng không khí nạp

Cảm biến dạng phần tử áp điện, gồm một màng silicon có bề dày ở ngoài rìa mép khoảng 0,25mm và ở trung tâm khoảng 0,025mm, kết hợp với buồng chân không và một con IC Một mặt của màng silicon bố trí tiếp xúc với độ chân không trong đường ống nạp và mặt khác của nó bố trí ở trong buồng chân không được duy trì một áp thấp cố định trước trong cảm biến

Trang 12

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

Ở mỗi hãng khác nhau thì đặc tính của cảm biến chân không cũng khác nhau Do vậy, chúng không thể lắp lẫn với nhau được

Kiểm tra cảm biến chân không

Cảm biến chân không có 3 cực:

 VC: nguồn 5 vôn cung cấp từ ECU

 PIM: điện áp tín hiệu xác định lưu lượng không khí nạp

 E2: mát cảm biến

a Hãng Toyota:

- Tháo đầu gim điện đến cảm biến chân không

- Xoay contact máy On

- Kiểm tra điện áp VC và E2 của đầu gim cảm biến: Từ 4-6 vôn

- Nối đầu gim điện, kiểm tra điện áp tại cực PIM của cảm biến: 3,6 vôn

- Dùng bơm chân không cầm tay, cung cấp chân không đến cảm biến và kiểm tra theo bảng hướng dẫn như sau:

Trang 13

Cảm Biến Chân Không

Độ chân không (inHg) 3.94 7.87 11.81 15.75 19.69

Độ giảm áp (Vôn) 0,3 – 0,5 0,7 – 0,9 1,1 – 1,3 1,5 – 1,7 1,9 – 2,1

b Daihatsu:

- Kiểm tra điện áp tại cực VC – E2 của cảm biến: 4,5 – 5,5 vôn

- Kiểm tra điện áp tại cực PIM ở áp suất 760 mmHg: 3,2 – 3,8 vôn

c Ford:

- Kiểm tra điện áp tại cực VC – E2: 5 vôn

- Kiểm tra cực tín hiệu: 0,155 – 0,156 kHz ở mực nước biển

- Tốc độ cầm chừng: 0,101 – 0,103 kHz

- Tốc độ cầm chừng có tải A/C và trợ lực lái: 0,109 – 0,111kHz

d Daewoo:

- Kiểm tra điện áp tại cực PIM ở tốc độ cầm chừng: 1 – 1,5 vôn

- Điện áp cực PIM khi cánh bướm ga mở rộng: 4 – 4,5 vôn

e ISUZU:

- Kiểm tra điện nguồn 5 vôn tại cực VC và E2 của cảm biến chân không

- Kiểm tra điện áp cực PIM ở tốc độ cầm chừng: 1 – 2 vôn

- Điện áp cực PIM khi cánh bướm ga mở rộng: 4 – 4,8 vôn

f Honda:

- Kiểm tra điện nguồn 5 vôn tại cực VC và E2 của cảm biến

- Dùng bơm chân không bằng tay, kiểm tra điện áp tại cực PIM

Cảm biến chân không

Độ chân không

Điện áp cực PIM

(V)

2,8-3,0 2,3-2,5 1,8-2,0 1,3-1,5 0,8-1,0 0,3-0,5

B Cảm biến số vòng quay

Trong động cơ phun xăng, lưu lượng không khí nạp và cảm biến số vòng quay của động cơ là

Trang 14

Ở hệ thống EFI, tín hiệu số vòng quay của trục khuỷu thường được lấy từ xung mạch sơ cấp hệ thống đánh lửa và được chuyển về ECU của động cơ ở cục IG Ở hãng Honda cảm biến được sử dụng là cảm biến từ

1 Tín hiệu IG

Tín hiệu IG được lấy từ cực âm của bô bin hoặc từ cực Tach của Igniter và ECU dùng tín hiệu này để xác định số vòng quay của trục khuỷu động cơ Trong hệ thống L-Jetronic tín hiệu IG dùng để xác định thời điểm phun, điều khiển lượng phun cơ bản và dùng để cắt nhiên liệu

Khi dòng sơ cấp của hệ thống đánh lửa bị ngắt, điện áp lớn hơn 150 vôn từ cọc âm bô bin được ECU xác định để nhận biết số vòng quay của động cơ

Ở hãng Nissan, tín hiệu IG được lấy từ cực âm của bô bin cung cấp qua một điện trở khoảng 2K và đưa về ECU

 Kiểm tra:

Tín hiệu IG được lấy từ cọc âm của bôbine để làm tín hiệu số vòng quay động cơ, nó là thông số dùng để xác định lượng phun cơ bản Do vậy, nếu hệ thống đánh lửa không hoạt động thì nhiên liệu sẽ không cung cấp Trình tự kiểm tra như sau:

Electronic Control Unit

Độ động cơ

Lượng phun

cơ bản Lưu lượng không khí

nạp

Trang 15

 Hệ thống đánh lửa phải hoạt động bình thường Nếu hệ thống đánh lửa không hoạt động thì sẽ không có tín hiệu IG

 Kiểm tra đường dây nối từ cực âm bôbine (hoặc cực TAC) đến cưcï IG của ECU

 Kiểm tra điện dương cung cấp đến cực +B của ECU khi contact máy On

 Các cực E1, EO1 và EO2 phải tiếp xúc tốt với mát

 Nếu các điều kiện trên đúng mà nhiên liệu không phun, thay mới ECU

2 Cảm biến Cyl – TDC

Riêng ở hãng Honda không sử dụng tín hiệu IG mà sử dụng cảm biến xy lanh (Cyl) và cảm biến điểm chết trên (TDC) Hai cảm biến này được sử dụng là kiểu cảm biến từ

 Cảm biến Cyl: Cảm biến Cyl xác định vị trí của xy lanh số 1 Nó được dùng để điều khiển các kim phun, phun theo thứ tự công tác Cảm biến bao gồm một cuộn dây để tạo tín hiệu AC, một rotor có một răng, một khung từ và một nam châm vĩnh cửu

 Cảm biến TDC: Gồm một cuộn dây và một rotor có 4 răng (Động cơ 4 xy lanh) Cảm biến sẽ tạo ra 4 xung xoay chiều trong hai vòng quay của trục khuỷu và ECU dùng tín hiệu này để điều khiển thời điểm phun và lượng phun cơ bản

Kiểm tra:

- Kiểm tra điện trở cuộn dây tín hiệu CYL và TDC: 650 - 850Ω

- Kiểm tra khe hở từ: 0,2 – 0,4 mm

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	1,44 MB