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

Hệ thống điện điều khiển 89 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). 6. Cảm biến ôxy (OX). 7. Tín hiệu khởi động (STA). 8. Tín hiệu điện áp của accu +B) 9. Cảm biến tốc độ xe (SPD). Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 90 Trong hệ thống L-Jetronic, ECU ( Electronic Control Unit ) xác đònh 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 vò 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 bò 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). Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 91 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 vò 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 thò trạng thái tải của nó. Sự kiểm tra lưu lượng không khí nhằm để xác đònh 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. Bộ đo lưu lượng không khí nạp là một trong các cảm biến quan trọng trong hệ thống phun xăng. Nó dùng để tính toán xác đònh thời gian phun cơ bản. Thời gian phun cơ bản là thời gian phun mà ECU chỉ tính đến lượng không khí nạp thực tế vào xy lanh của động cơ dựa trên cơ sở lý thuyết ( A/F = 14,7/1 ). Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 92 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 vò 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 vò 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 Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 93 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. Vò trí của tấm cảm biến được chuyển thành một điện áp nhờ thế điện kế. Điện áp đi ra từ cảm biến xác đònh lưu lượng không khí nạp và gởi về ECU. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 94 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 đònh lưu lượng không khí nạp. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 95 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 đònh lưu lượng không khí nạp. E2: Mát cảm biến. Chúng ta thấy rằng điện áp tín hiệu VS chòu ảnh hưởng của điện áp ắc quy và máy phát điện. Tín hiệu VS được gởi về ECU, từ đó ECU xác đònh lượng không khí nạp vào động cơ theo biểu thức. Lượng không khí nạp: Q = SC B VV EV   2 Khi VB = 0 -> lượng nhiên liệu phun không xác đònh. 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. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 96 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 đònh 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 đònh bởi góc mở của tấm cảm biến, do đó tỉ số giữa không khí và nhiên liệu bò 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. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 97 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 bò 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 dòu của tấm cảm biến. b. Xác đònh 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 đònh các vò trí điện trở thay đổi bất thường. HÃNG TOYOTA Kiểm tra điện trở Cực đo Điện trở  Điều kiện van trượt E2 – VS 20 – 400 Đóng hoàn toàn E2 – VS 20 – 1.000 Từ đóng đến mở hoàn toàn E2 – VB 200 – 400 Đóng hoàn toàn E2 – VC 100 – 300 Đóng hoàn toàn E1 – FC Vô cùng Đóng hoàn toàn E1 – FC 0 Van trượt mở Kiểm tra điện áp (V) (Contact máy On) VB – E2 8 – 12 VC – E2 4 – 9 VS – E2 0,5 – 2,5 Đóng hoàn toàn 5 – 8 Mở hoàn toàn 2,5 – 6,5 Cầm chừng Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM Hệ thống điện điều khiển 98 HÃNG NISSAN Cực đo Điện trở  Điều kiện van trượt E2 – VS ( E – B) Ngoại trừ bằng 0 và không liên tục E2 – VB ( E – D ) 200 – 500 Đóng hoàn tòan E2 – VC ( E – C ) 100 – 400 Đóng hoàn toàn Bộ đo gió van trượt của hãng Nissan không có contact điều khiển bơm nhiên liệu. MAZDA Cực đo Điện trở  Điều kiện van trượt E2 – VS 20 – 400 Đóng hòan tòan E2 – VS 20 – 1000 Từ đóng đến mở hòan tòan E2 – VC 100 – 300 Đóng hòan tòan E2 – VB 200 – 400 Đóng hòan tòan FORD Cực đo Điện trở  Điều kiện van trượt E2 – VS 20 – 400 Đóng hòan tòan E2 – VS 20 – 1000 Từ đóng đến mở hòan tò an E2 – VC 100 – 300 Đóng hòan tòan E2 – VB 200 – 400 Đóng hòan tòan Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM [...]... Khi động cơ hoạt động có sự tham gia rhiệu chỉnh của cảm biến ô xy, thì người ta gọi động cơ n©T e làm việc theo chu trình kín n quy Ba Kiểm tra cảm biến ôxy - Khởi độ ng độ ng cơ - Cho độ ng cơ hoạt động để động cơ đạt nhiệt độ bình thườ ng - Để độ ng cơ hoạt động ở số vòng quay 2500 v/p - Đo xung tín hiệu phát ra từ cảm biến ôxy: 8 xung trong thời gian 10 giây G Tín hiệu khởi động STA Khi khởi động, ... chừng: 1 – 2 vôn - Điện áp cực PIM khi cánh bướm ga mở rộ ng: 4 – 4,8 vôn f Honda: - Xoay contact máy On - 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 khôn g ( InHg) Điện áp cực PIM (V) 0 5 10 15 20 25 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... 26. 7 40.0 3.94 7.87 11.81 0,3 – 0,5 0,7 – 0,9 1,1 – 1,3 400 53.5 15.75 1,5 – 1,7 500 66 .7 19 .69 1,9 – 2,1 b Daihatsu: - Xoay contact máy On - 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 vô n c Ford: - Xoay contact máy On - Kiểm tra điện áp tại cực VC – E2: 5 vôn - Kiểm tra cực tín hiệu: 0,155 – 0,1 56 kHz ở mực nước biển -. .. 85% đến 100% Động cơ cần phải làm giàu hỗn hợp để động cơ phát ra công suất tối đa - Lượng phun cơ bản: VS ( PIM) và IG (TDC) - Lượng phun hiệu chỉnh: THA, HAC, PSW 7 Giảm tốc: Cắt nhiên liệu khi giảm tốc để tiết kiệm nhiên liệu và chống ô nhiểm môi trườn g ECU động cơ căn cứ vào các tín hiệu sau - Cảm biến vò trí bướm ga: IDL - Tín hiệu IG - Nhiệt độ nước làm mát Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn... của động cơ khi nhiệt độ nước làm mát là ổn đònh ( 80ºC - 95ºC) - Lượng phun cơ bản: VS ( PIM) và IG (TDC) - Lượng phun hiệu chỉnh: THA, IDL, +B 5 Tải trung bình: Thông thường giai đọan làm ấm xảy ra trong thời gian khoảng 5 phút Nên khi động cơ làm việc ở chế độ tải trung bình thì nhiệt độ nước làm mát đã ổn đònh - Lượng phun cơ bản: VS ( PIM) và IG (TDC) - Lượng phun hiệu chỉnh: THA OX, HAC 6 Tải... hơi  Điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp theo tải của động cơ: phatốc Ở m Su Hcông suất động cơ phát ra tối đa ( λ = 0,85 – giàu, khi tải lớn phải làm giàu hỗn hợp để ng D Tiruo 0,95) và khi động cơ hoạt độngn ©tả trung bình phải đảm bảo độn g cơ chạy tiết kiệm (λ =1) ở uye an q : Khi giảm tốc ECU sẽ căn cứ vào cảm biến số vò ng quay động  Cắt nhiên liệu khi giảB tốc m cơ và cảm biến vò trí bướm ga (IDL) để cắt... cao, lượng nhiên liệu phun sẽ tăng mạnh làm động cơ bò q sẽ mạch thì điện áp tại cực THW u rấ Ban ngộp xăng khôn g thể hoạt động được Khi cảm biến bò ngắn mạch, điện áp tại cực THW là bé nhất làm cho động cơ hoạt động không ổn đònh, nhất là khi nhiệt độ độ ng cơ dưới 80˚C  Kiểm tra: - Kiểm tra nhiệt độ của cảm biến thay đổi phải đúng theo nhiệt độ nước làm mát - Kiểm tra đường dây nối từ cảm biến về hai... nạp  E2: mát cảm biến a Hãng Toyota: - Tháo đầu gim điện đế n cảm biến chân khôn g - Xoay contact máy On - Kiểm tra điện áp VC và E2 của đầu gim cảm biến: Từ 4 -6 vô n - 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: Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 100... L-Jetronic) Trong quá trình làm việc, ECU xác đònh tình trạng làm việc của động cơ thông qua các cảm biến, từ đó ECU sẽ điều khiển thời gian mở của kim phun để cung cấp lượng nhiên liệu chính xác cho các xy lanh Thời gian mở kim phun thực tế gồm thời gian phun cơ bản + thời gian phun hiệu chỉnh  Thời gian phun cơ bản dựa vào hai thông số: lượng không khí nạp thực tế và số vòng quay của trục khuỷu động. .. vòng quay của trục khuỷu động cơ Lượng phun cơ bản tỉ lệ thuận với lưu lượng không khí nạp và tỉ lệ nghòch với số vòng quay trục khuỷu  Các cảm biến còn lại dùng để hiệu chỉnh lưu lượng phun cho chính xác 1 Khi khởi động: Tín hiệu STA từ contact máy gởi về ECU để làm giàu hỗn hợp Trong quá trình khởi động do tốc độ trục khuỷu chậm, các luồng không khí nạp vào động cơ bò dao động nên bộ đo gió xác đònh . 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 bò nghèo và động cơ khó hoạt động. 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 hai thông số xác đònh lưu lượng phun cơ. mạnh làm động cơ bò ngộp xăng không thể hoạt động được. Khi cảm biến bò ngắn mạch, điện áp tại cực THW là bé nhất làm cho động cơ hoạt động không ổn đònh, nhất là khi nhiệt độ động cơ dưới 80 ˚C.