NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG VÀ ĐÁNH LỬA BẰNG HỘP ECU NISSAN

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 mô hình 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.

LỜI CẢM ƠN



Trong quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp, chúng em đã nhận được sựgiúp đỡ chân thành và hết sức tận tình của thầy Trương Thái Minh, thầy làcầu nối quan trọng giúp đỡ tận tình cho chúng em về mặt kiến thức, về tácphong làm việc của một cử nhân tương lai Thầy luôn có những đánh giá vàgóp ý kiến hết sức chân thành về những sai sót mà chúng em mắc phải trongquá trình thực hiện đề tài, tận tâm tạo mọi điều kiện cho chúng em sửa chữanhững khuyết điểm để chúng em rút ra những bài học kinh nghiệm quý giácho bản thân

Chúng em cũng không quên gửi lời tri ân của mình đến quí thầy cô củakhoa Cơ Khí Động Lực Chính quí thầy là tấm gương sáng giúp chúng emhoàn thiện về phẩm chất và kiến thức trong suốt ba năm học tại trường CaoĐẳng Công Thương TP Hồ Chí Minh

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè, nhữngngười đã luôn giúp 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 emkhông thể tránh khỏi những thiếu sót Chúng em xin quí thầy lượng thứ vàkính mong sự góp ý quí báu của quí thầy cô

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT

Ở nước ta, hệ thống phun xăng xuất hiện trên ô tô ngày càng nhiều Tuynhiên do nhiều nguyên nhân, trình độ kĩ năng của đội ngũ bảo dưỡng, sửachữa 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 bằnghộp 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 nhượcđiểm của các mô hình đã có, cấu trúc hệ thống phun xăng, đánh lửa dùngdelco 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 thôngqua hộp ECM để điều khiển phun xăng, đánh lửa đúng thời điểm nhằm tiếtkiệm nhiên liệu, tăng hiệu suất động cơ Cho đến nay, chưa có mô hìnhgiảng dạy nào cho phép sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cáchtrực 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 điềukhiển bằng hộp ECM Vì thế, nhiệm vụ đặt ra của đề tài là thiết kế chế tạomột mô hình giảng dạy hệ thống phun xăng, đánh lửa dùng delco quang điềukhiển bằng hộp ECM mang tính trực quan, giải quyết được các nhược điểmcủa các mô hình hiện có, phục vụ công tác giảng dạy thực hành cho sinhviên 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 bằnghộp ECM

• Thiết kế, lắp đặt động cơ trên mô hình

• Thử nghiệm hoạt động của mô hình kết hợp với máy chẩn đoánOBD1

• 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 hoànthành 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

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

– Bước vào thế kỉ 21 với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ vànhu cầu học tập của con người ngày càng cao Do vậy, đổi mớiphương pháp dạy học là yêu cầu cấp bách, dựa trên những quan điểmphát huy tính tích cực của người học , đề cao vai trò tự học kết hợpvới sự hướng dẫn của giáo viên đang được áp dụng rộng rãi Sự pháttriển này đã làm thay đổi không chỉ cách giảng mà còn thay đổi cả quátrình tổ chức dạy học, ứng dụng công nghệ trong dạy học Điều nàykhắc phục được nhược điểm của phương pháp cũ, đây cũng là chủtrương giáo dục của nhà nước ta hiện nay :Đổi mới mạnh mẽ nội dung

và phương pháp dạy học, học tập, chú trọng chất lượng không chạytheo số lượng và bệnh thành tích Vì vậy việc nghiên cứu và chế tạo

mô hình phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập ngành Cơ KhíĐộng Lực là nhiệm vụ cấp bách hiện nay

– Mô hình của chúng tôi được thiết kế dựa trên phần động cơ và phần sabàn với đầy đủ các hệ thống điện, cảm biến cần thiết của động cơ.Ngoài ra còn có các bài tập mẫu được thiết kế dưới dạng phiếu thựchành giúp cho việc giảng dạy và học tập trên mô hình đạt kết quả caonhất

– Chính vì vậy nhóm nghiên cứu quyết định chọn đồ án “Thiết kế, lắpđặt và khai thác mô hình động cơ phun xăng và đánh lửa bằng hộpECU Nissan”

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

1.2.1 Mục tiêu

– Tìm hiểu chuyên sâu động cơ phun xăng – đánh lửa

– Phục vụ cho công tác giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viênhướng dẫn sinh viên trong quá trình thực tập

– Giúp sinh viên ứng dụng ngay bài học lý thuyết vào thực hành

– Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình một cách trực quan, dễ cảmnhận được hình dạng và vị trí của các chi tiết trên động cơ

– Giúp sinh viên dễ dàng kiểm tra và đo đạc các thông số của hệ thốngphun xăng đánh lửa trên động cơ

– Giúp sinh viên tiếp thu bài tốt hơn

1.2.2.Nhiệm vụ

– Thiết kế lắp đặt và khai thác, chế tạo mô hình động cơ phun xăng vàđánh lửa NISSAN

– Khái quát các hệ thống trên động cơ

– Thiết kế các bài tập thực hành phục vụ cho việc học trên mô hình này

1.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

– Mô hình hệ thống phun xăng- đánh lửa là công cụ học tập cần thiết đểsinh viên có điều kiện nhận thức và có những hiểu biết thực tế hơn.Dựa vào mô hình, sinh viên có thể thực hành các bài kiểm tra, nghiêncứu chẩn đoán hư hỏng các chi tiết trên mô hình

– Giúp ích cho việc giảng dạy môn thực tập động cơ xăng

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 hìnhđộng cơ

– Thiết bị chẩn đoán mã lỗi kết hợp với động cơ để chuẩn đoán lỗi trênđộng cơ

Tốc độ động cơ

Tải động cơ (MAP)

Nhiệt độ nước làm mát

Nhiệt độ khí nạp

Nhiệt độ nhiên liệu

Vị trí bướm ga Cảm biến oxy Điện áp accu Các cảm biến khác

Kim phun nhiên liệuE

C

U

Hệ thống chẩn đoán

Hệ thống đánh lửa

Điều khiển cầm chừng

CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Khái niệm, vấn đề lý thuyết

2.1.1 Hệ thống phun xăng điện tử

 Mô tả:

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phun xăng điện tử

– Động cơ phun xăng điện tử EFI gồm 4 xy lanh đặt thẳng hàng, thứ tự

– Cấu tạo chung của hệ thống phun xăng điện tử bao gồm các cảm biến,

bộ vi xử lý trung tâm và các cơ cấu chấp hành

– Ưu nhược điểm của hệ thống phun xăng

+ Có thể cấp hỗn hợp khí nhiên liệu đồng đều đến từng xi lanh

+ Có thể đạt được tỷ lệ khí nhiên liệu chính xác với tất cả các dải tốc độđộng

cơ

+ Đáp ứng kịp thời với sự thay đổi góc mở bướm ga

+ Khả năng hiệu chỉnh hỗn hợp khí nhiên liệu dễ dàng:có thể làm đậmhỗn hợp

khi nhiệt độ thấp hoặc cắt nhiên liệu khi giảm tốc

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

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 cơkhông chỉ phụ thuộc vào bàn đạp ga mà còn phụ thuộc vào các trạngthái môi trường làm việc nhiệt độ nước), phụ tải (có bật điều hà haykhông), mức độ và thành phần khí thải (cảm biến oxy), số vòng quaycủa trục khuỷu động cơ, trục cam (cảm biến vị trí trục khuỷu, trụccam), lưu lượng không khí (cảm biến lưu lượng khí), áp suất đườngống nạp (cảm biến áp suất đường ống nạp)…

– Do đó, hỗn hợp không khí được pha trộn theo tỷ lệ hợp lí hơn, giúpcho quá trình cháy hoàn hảo hơn Chính lí do đó mà động cơ có hệthống phun xăng điện tử sẽ tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môitrường hơn với động cơ có hệ thống cung cấp nhiên liệu thongthường

2.1.2 Hệ thống điều khiển điện tử

 Tổng quát

– Hệ thống điện điều khiển bao gồm các cảm biến để xác định tình trạnglàm việc của Động cơ ECU tính toán thời điểm và thời gian phun saocho phù hợp với các tín hiệu từ các cảm biến gửi về

– Các cảm biến gửi tín hiệu về ECU,sau đó ECU sẽ hiệu chỉnh thời gianphun và gửi tín hiệu tới các kim phun, các kim phun sẽ phun nhiên

liệu và đường ống nạp,lượng nhiên liệu phun tùy thuộc vào thời giantín hiệu gửi từ ECU

2.2 Hệ thống đánh lửa sử dụng delco quang

2.2.1 Nhiệm vụ và phân loại cảm biến quang

2.2.2 Nhiệm vụ

– Trong hệ thống đánh lửa bán dẫn không vít điều khiển, cảm biến đánhlửa sẽ thay thế vít điều khiển và làm nhiệm vụ tạo ra hoặc làm mất tínhiệu điện áp hoặctín hiệu dòng vào đúng thời điểm đánh lửa để gởi vềigniter điều khiển các transitor công suất đóng hoặc mở

– Ngoài công dụng trên, các cảm biến quang còn có thể dùng để xácđịnh số vòng động cơ, vị trí cốt máy, thời điểm phun của kim phun

2.2.3 Phân loại

– Hệ thống đánh lửa cảm biến quang thường được chia ra 2 loại chính:dạng xung loại 4/360(loại 4 lổ, 360 vạch) Dạng xung loại 1/4(1 lổ 4vạch)

 Dạng xung loại 4/360(4 lổ 360 vạch)

– Tín hiệu G: loại này ó 4 lổ trên đĩa cảm biến, bằng với số xylanh động

cơ, lỗ rộng hơn được đánh dấu vị trí piston máy số 1 Trong đó mỗilổi cách nhau 1800 tương ứng với hai vòng quay trục khuỷu động cơ

– Tín hiệu Ne: trên đĩa ảm biến được khắc 360 vạch, mỗi vạch cáchnhau 20 tương ứng với hai vòng quay trục khuỷu động cơ

Hình 2.3 : Biểu diễn dạng xung loại 4/360

Hình 2.4 Tín hiệu xung của cảm biến quang

Hình 2.5 Cảm biến quang

– Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắtquãng làm phần tử cảm quang ngắt liên tục, tạo ra các xung vuôngdùng làm điều khiển đánh lửa

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý làm việc của cảm biến quang

– Cảm biến bao gồm 3 cuộn dây: một đầu dương(Vcc), một đầu tín hiệu(Vout) và một đầu mass Khi đĩa cảm biến chắn ánh sáng từ LED quaphoto diode D2, D2 không dẫn, điện áp tại ngõ vào (+) sẽ thấp hơnđiện áp so sánh Us ở ngõ vào (-) trên Op-anp A nên ngõ ra của Op-amp A không có tín hiệu làm transistor T ngắt tức Vout đang ở mứccao Khi có ánh sáng chiếu vào diode D2, D2 dẫn, điện áp ngõ vào(+ ) sẽ lớn hơn điện áp so sánh Us và điện áp ngõ ra của Op-amp A ởmức cao, làm transistor T dẫn, lúc này Vout lập tức chuyển sang mứcthấp Đây chính là thời điểm lửa Xung điện áp tại Vout là xung vuônggởi đến Igniter để điều khiền transistor công suất

2.2.5 Nguyên lí làm việc của hệ thống đánh lửa bán dẫn sử dụng cảm biến

quang

Hình 2.7 Hệ thống đánh lửa cảm biến quang

– 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 phát ra truyền đến photo transisor T1 bị ngắt Khi T1 ngắt,các transistor T2, T3, T4 ngắt, T5 dẫn, cho dòng qua cuộn sơ cấp vềmass Khi đĩa cảm biến cho dòng ánh sáng đi qua, làm T1 dẫn, T2,T3, T4 dẫn, T5 ngắt Dòng sơ cấp bị ngắt đột ngột sẽ tạo ra một sứcđiện động cảm ứng lên cuộn thứ ấp một điện áp cao áp và đưa đến bộchia điện, đưa dòng cao áp đến các bugi đánh lửa

2.3 Thiết bị chẩn đoán mã lỗi OBD1:

– OBD (viết tắt của cụm từ On-Board Diagnostic) là hệ thống chẩn

đoán lỗi điện tử tự động 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 vimạch điện tử để giám sát và chẩn đoán các vấn đề hư hỏng của động cơ ô tô

Vì tính ưu việt của nó qua nhiều năm sử dụng, OBD trở thành một tiêuchuẩn bắt buộc trang bị trên các ô tô hiện đại Năm 1996, có một chuẩnOBD 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 cácthiết bị phụ trợ cũng như 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 phụ thuộc chủ yếu vào mức độtrang bị của hệ thống cảm biến và ECU trên mỗi loại xe

2.3.1Chức 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

2.3.2 Phạm vi ứng dụng:

– Không phải là thiết bị xác định lỗi trực tiếp từ cảm biến như trướcđây, 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, thìviệc xác định lỗi của xe nào là do ECU trên xe đó thực hiện, đây làcông 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

2.4 Hệ thống hóa vấn đề nghiên cứu

2.4.1 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 lý thuyết

– Giá thành hợp lý

2.4.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho mô hình

– Đo đạc kiểm tra

– Phương án: cắt, hàn, khoan…

– Sơn phủ bề mặt

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu

– Đề tài được hoàn thành trên cơ sở nhóm đã két hợp nhiều phươngpháp nghiên cứu, trong đó đặc biệt là phương pháp tham khảo, thuthập tài liệu, học hỏi những kinh nghiệm của thầy cô, bạn bè vànghiên cứu các mô hình giảng dạy cũ Từ đó tìm ra những ý tưởngmới để hình thành đề cương của đề tài cũng như cách thiết kế môhình Song song với nó nhóm còn kết hợp cả phương pháp quan sát vàthực nghiệm để có thể chế tạo được mô hình và biên soạn các bài thựchành một cách hiệu quả

2.4.4 Các bước thực hiện

– Tham khảo tài liệu

– Thiết kế khung đỡ Động cơ và gá đặt động cơ

– Thiết kế sa bàn và cách bố trí trên sa bàn

– Thiết kế các chi tiết phụ

– Đấu dây cho các hệ thống

– Tiến hành nổ máy thử nghiệm

– Tiến hành đo đạc kiểm tra và thu thập các thông số

– Thiết kế các bài giảng thực hành cho mô hình

– Viết thuyết minh

2.4.5 Kế hoạch nghiên cứu

Đề tài được thực hiện trong 8 tuần các công việc được thực hiên như sau:

– Viết thuyết minh, báo cáo

– Hoàn thiện đề tài

CHƯƠNG III:

GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ NISSAN VÀ CÁC VẤN ĐỀ CẦN GIẢI

QUYẾT

3.1 Tổng quan về mô hình động cơ Nissan

3.1.1 Cấu tạo mô hình

Mô hình dược chia làm 2 phần:

Hình 3.2 Mô hình động cơ phun xăng – đánh lủa Nissan ( Nhìn từ phía

trước )

Hình 3.3 Mô hình động cơ phun xăng – đánh lửa Nissan ( Nhìn từ phía

trên)

Hình 3.4 Mô hình động cơ phun xăng – đánh lửa Nissan ( nhìn từ bên

hông )

Sử dụng động cơ NISSAN với hệ thống điều khiển phun xăng và đánhlửa trực tiếp sử dụng delco quang Động cơ sử dụng các cảm biến sau:– Cảm biến vị trí cánh bướm ga

– Cảm biến lưu lượng khí nạp kiểu dây nhiệt

– Cảm biến nhiệt độ nước làm mát

– Cảm biến kích nổ

– Cảm biến oxy

 Các cơ cấu chấp hành trên động cơ:

– 4 kim phun trên động cơ

– Ngoài ra, trên động cơ còn được bố trí một bản giắc có các đầu dâycủa hộp điều khiển động cơ ECU để thuận tiện đo đạc cho sinh viênhọc tập

3.1.2 Sơ đồ mạch điện

Hình 3.5 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ Nissan

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 khoảng trống (giống như tia sét) Nguồn điện này phải có điện

áp rất cao để tia lửa có thể phóng qua khoảng trống và tia lửa mạnh.Thông thường, điện áp giữa hai cực của bugi 25 – 40 kV

– Bôbin là bộ phận sinh sinh ra cao áp để tạo ra tia lửa Rất đơn giản,điện thế cao được sinh ra do cảm ứng giữa hai cuộn dây Một cuộn có

ít vòng được gọi là cuộn sơ cấp (Rsc= 0.5-2Ω), cuộn xung quanh cuộn), cuộn xung quanh cuộn

sơ cách màu đên nhưng mà nhiều vòng hơn là cuộn thứ cấp (Rtc=

10-12 KΩ), cuộn xung quanh cuộn)

3.2.1.2 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa:

– Tia lửa mạnh

– Thời điểm đánh lửa chính xác

– Độ bền cao

3.2.2 Các cảm biến:

3.2.2.1 Cảm biến tốc độ động cơ và vị trí piston:

– (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 điềukhiển tốc độ cầm chừng hoặc các nhiên liệu ở chế độ cầm chừngcưỡng 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 ECMchỉ dựa vào một xung lấy từ cảm biến hoặc IC đánh lửa để xác định vịtrí Piston lẩn tốc độ trục khuỷu.

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

Loại dùng cảm biến quang:

 Cấu tạo:

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

+ 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 vịtrí tương ứng như hình 5.31 Đĩa cảm biến được gắn vào trục củadelco 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 ánhsáng chiếu vào, nó sẽ trở nên dẫn điện và ngược lại, khi không códòng ánh sáng, nó sẽ không dẫn điện Độ dẫn điện của chúng phụthuộc vào cường độ dòng ánh sáng và hiệu điện thế giữa hai đầu củaphần tử cảm quang.

Hình 3.6: Nguyên lý làm việc cảm biến quang.

 Nguyên lý hoạt động:

– Khi đĩa cảm biến quay, dòng ánh sáng phát ra từ LED sẽ bị ngắtquãng làm phần tử cảm quang dẫn ngắt liên tục, tạo ra các xung vuôngdùng 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 vôn được 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 tínhiệu ra là 0 vôn.

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

 Tín hiệu G và NE:

– Rotor của cảm biến (được lắp đặt với trục delco) là một đĩa nhômmỏng khắc vạch Vành trong có sỗ rãnh tương ứng với số xylanhtrong đó có một rãnh rộng hơn đánh dấu vị trí piston máy số 1 Nhómcác rãnh này kết hợp với cặp diode phát quang (LED) và diode cảmquang (photodiode) còn gọi là photocouple thứ nhất là bộ phận đểphát 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 cảmquang thứ hai đặt trên quĩ đạo của rãnh nhỏ tạo thành bộ phận phátxung NE

Hình 3.7 Cấu tạo delco quang

 Mạch điện:

Hình 3.8: Sơ đồ mạch điện G và Ne.

3.2.2.2 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:

 Vị trí:

Hình 3.9 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 3.10: cấu tạo cảm biến nhiệt độ nước làm mát.

– Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một trụ rỗng có ren ngoài, bêntrong có gắn một điện trở dạng bán dẩn có hệ số nhiệt điện trở âm Ở

18 21

động cơ làm mát bằng nước, cảm biến được gắn ở thanh máy gần bọngnước làm mát Trong một số trường hợp cảm biến được gắn trên nắpmáy

 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 ( khinhiệt độ tang thì điển trở giãm ) Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thayđổi 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 khôngđổi theo nhiệt độ) tới cảm biến về ECM rồi về mass

 Mạch điện:

độ không đổi, có thể đo được lượng khí nạp bằng cách đo dòng điện.Trong trường hợp này dòng điện được chuyển thành điện áp và gởiđến ECU động cơ.

 Mạch điện:

Hình 3.14: Mạch điện cảm biến lưu lượng khí nạp.

3.2.2.4 Cảm biến oxy

 Vị trí:

Hình 3.15 vị trí cảm biến oxy.

 Nhiệm vụ:

– Cảm biến ôxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng

độ ôxy có trong khí thải, từ đó xác định tỉ lệ nhiên liệu và không khítrong buồng đốt của động cơ

– 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 caonhất 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), mộtloại gốm Phần này được phủ cả bên trong và bên ngoài 1 lớp mỏngplatin Không khí bên ngoài được dẫn vào bên trong cảm biến, cònbên ngoài của nó tiếp xúc với khí thải Bộ sây để nung nóng cảm biếnoxy 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 chênhlệch lớn so với bề mặt bên ngoài tại nhiệt độ cao ( 400oC hoặc caohơn), phần tử Zirconia sẽ tạo ra một điện áp (tín hiệu OX) gửi đếnECM 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 thảinên chỉ có sự chênh lệch nhỏ về nồng độ giữa bên trong và bên ngoàicủa 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 thảigần 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 3.16: cấu tạo Cảm biến oxy.

 Mạch điện: