Lịch sử ra đời và phát triển của nó đã trải qua nhiềunăm với những giai đoạn thăng trầm để tiến tới sự hoàn thiện và tiện nghi hơn nhưtăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu
Trang 1NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Hưng Yên ngày.… tháng 8 năm 2013 Giáo viên hướng dẫn
Trang 2NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Hưng Yên ngày.… tháng 8 năm 2013
Giáo viên phản biện
MỤC LỤC
Trang 3CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG ĐỒ ÁN 8
LỜI NÓI ĐẦU 10
PHẦN 1: MỞ ĐẦU 11
I Lý do chọn đề tài 11
II Mục tiêu của đề tài 11
III Mục đích của đề tài 12
IV Phương pháp nghiên cứu 12
V Giới hạn của đề tài 13
VI Kế hoạch nghiên cứu đề tài 13
PHẦN 2: NỘI DUNG 14
CHƯƠNG I: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ-FE 14
1.1 KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 14
1.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa 14
1.1.2 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa trên ôtô 14
1.1.3 Phân loại hệ thống đánh lửa 14
1.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 16
1.2.1 Hệ thống đánh lửa thường 16
1.2.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm 17
1.2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm 18
1.2.4 Hệ thống đánh lửa điện tử 18
1.2.5 Hệ thống đánh lửa CDI 21
1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA 21
1.4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE 22
1.4.1 Giới thiệu về động cơ TOYTA 2AZ-FE 22
1.4.2 Hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ-FE 24
1.4.3 Kết cấu các bộ phận 34
CHƯƠNG II: SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE 45
2.1 KIẾN THỨC CHUNG VỀ CHẨN ĐOÁN 45
2.1.1 Khái niệm độ tin cậy 45
2.1.2 Lý thuyết cơ bản về chẩn đoán 45
2.1.3 Khái niệm về tự chẩn đoán 45
2.1.4 Nguyên lý hình thành hệ thống tự chẩn đoán 46
2.1.5 Các loại thông số dùng trong chẩn đoán 47
Trang 42.1.6 Cách kiểm tra cơ bản 47
2.2.THÔNG SỐ SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ-FE 54
2.2.1 Bảng triệu trứng hư hỏng của động cơ 54
2.2.2 Bảng thông số sửa chữa 56
2.3 KIỂM TRA SỬA CHỮA HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA ĐỘNG CƠ 2AZ –FE 60
2.3.1 Quy trình kiểm tra cơ bản 60
2.3.2 Hệ thống chẩn đoán M-OBD 61
2.3.3 Quy trình phát mã 66
2.3.4 Xóa mã chẩn đoán 67
2.3.5 Bảng mã chẩn đoán hư hỏng (DTC) hệ thống đánh lửa động cơ 2AZ-FE 67
2.4.KIỂM TRA SỬA CHỮA 73
2.4.1 Kiểm tra cuộn dây đánh lửa 73
2.4.2 Kiểm tra bugi 75
2.4.3 Hỏng mạch nhiệt độ khí nạp (P0100; P0102; P0103) 76
2.4.4 Hỏng mạch nhiệt độ nước làm mát động cơ (P0115; P0117; P0118) 83
2.4.5 Hỏng mạch nhiệt độ nước làm mát động cơ phạm vi/hỏng tính năng (P0116) 88 2.4.6 Hỏng mạch cảm biến vị trí bàn đạp ga (P0120; P0122; P0123; P0220; P0222; P0223; P2135) 90
2.4.7 Hỏng mạch cảm biến tiếng gõ (P0327; P0328) 95
2.4.8 Hỏng mạch cảm biến vị trí trục khuỷu (P0335; P0339) 99
2.4.9 Hỏng mạch cảm biến vị trí trục cam (P0340) 104
3.4.10 Hỏng mạch sơ cấp/thứ cấp của cuộn đánh lửa (P0351; P0352; P0353; P0354) .108
2.4.11 Hỏng mạch điện áp hệ thống (P0560) 113
2.4.12 Lỗi bộ nhớ Ram điều khiển bên trong (P0604; P0606; P0607; P0657) 116
3.4.13 Hỏng mạch cảm biến vị trí bàn đạp/bướm ga(P2120; P2122; P2123; P2125; P2127; P2128; P2138) 118
CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AR – FE 124
3.1 MỤC ĐÍCH CỦA MÔ HÌNH 124
3.2 NHỮNG THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ 2AR-FE 124
3.3 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN VÀ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AR-FE 124
3.3.1 Các phương án đã được xây dựng 125
Trang 53.3.2.Kết luận lựa chọn phương án lắp đặt 129
3.3.3 Thiết kế lắp đặt mô hình 129
PHẦN 3: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 134
I KẾT LUẬN 134
II KIẾN NGHỊ 134
PHỤ LỤC………… ………….……….………….……….……… 136
trang
Trang 6Hình 1.1 S đ h th ng đánh l a th ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ường……… ng………
Hình 1.2 S đ nguyên lý ho t đ ng h th ng đánh l a bán d n có ti p đi m ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ẫn có tiếp điểm ếp điểm ểm Hình 1.3 S đ h th ng đánh l a bán d n……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ẫn có tiếp điểm Hình 1.4 S đ h th ng đánh l a bán d n có ESA……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ẫn có tiếp điểm Hình 1.5 S đ h th ng đánh l a tr c ti p……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ực tiếp……… ếp điểm Hình 1.6 S đ k t c u h th ng đánh l a tr c t p( lo i 1)……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ếp điểm ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ực tiếp……… ếp điểm ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 1.7 S đ h th ng đánh l a CDI ……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường………
Hình 1.8 Hình c t đ ng c 2AZ-FE……… ắt động cơ 2AZ-FE……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ơ đồ hệ thống đánh lửa thường………
Hinh 1.9.Chi ti t và v trí c a h th ng đánh l a 2AZ-FE……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường………
Hình 1.10 S đ m ch đi u khi n h th ng đánh l a trên đ ng c 2AZ-FE… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ơ đồ hệ thống đánh lửa thường………
Hình 1.11 S đ h th ng đánh l a tr c ti p trên đ ng c 2AZ-FE…………. ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ực tiếp……… ếp điểm ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ơ đồ hệ thống đánh lửa thường………
Hình 1.12 S đ nguyên lý h th ng đánh l a trên đ ng c 2AZ-FE……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ửa thường……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ơ đồ hệ thống đánh lửa thường………
Hình 1.13 Tín hi u IGT và IGF………. ệ thống đánh lửa thường………
Hình 1.14 Khi phát tín hi u IGT ệ thống đánh lửa thường……… ……….
Hình 1.15 Khi ng t tín hi u IGT……… ắt động cơ 2AZ-FE……… ệ thống đánh lửa thường………
Hình 1.16 B n đ mi n đi u khi n ESA……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm Hình 1.17 S đi u khi n c a ESA………. ực tiếp……… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE………
Hình 1.18 Đi u khi n th i đi m đánh l a……… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ờng……… ểm ửa thường………
Hình 1.19 Xác đ nh th i đi m đánh l a……… ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ờng……… ểm ửa thường………
Hình 1.20 Đi u khi n đánh l a khi kh i đ ng……… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ửa thường……… ởi động……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hinh 1.21 Đi u khi n đánh l a sau khi kh i đ ng……… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ửa thường……… ởi động……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 1.22 Đi u khi n tín hi u IDL b t ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ệ thống đánh lửa thường……… ật ……….
Hình 1.23 Hi u ch nh đ hâm nóng ệ thống đánh lửa thường……… ỉnh để hâm nóng ểm ………
Hình 1.24 Hi u ch nh khi quá nhi t đ ………. ệ thống đánh lửa thường……… ỉnh để hâm nóng ệ thống đánh lửa thường……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 1.25 Hi u ch nh t c đ ch y không t i n đ nh……… ệ thống đánh lửa thường……… ỉnh để hâm nóng ống đánh lửa thường……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ản đồ miền điều khiển ESA……… ổn định……… ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE………
Hình 1.26 Hi u ch nh kích n ……… ệ thống đánh lửa thường……… ỉnh để hâm nóng ổn định………
Hình 1.27 Ki u chân gi c và c u t o c a bô bin……… ểm ắt động cơ 2AZ-FE……… ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE………
Hình 1.28 S đ đ u dây bôbin………. ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)………
Hình 1.29 S đ tín hi u đi u khi n đánh l a………. ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE… ểm ửa thường………
Hình 1.30 S đ kh i ho t đ ng c a ECU……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE………
Hình 1.31 S đ kh i các h th ng trong ECU v i b vi x lý………. ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ệ thống đánh lửa thường……… ống đánh lửa thường……… ới bộ vi xử lý……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ửa thường………
Hình 1.32 K t c u c m bi n v trí tr c cam………. ếp điểm ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ục cam……….
Hình 1.33 K t c u c m bi n v trí tr c khu u ……… ếp điểm ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ục cam……… ỷu ………
Hình 1.34 M ch c m bi n v trí tr c khu u………. ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ục cam……… ỷu ………
Hình 1.35 S đ m ch c m bi n nhi t đ n ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ệ thống đánh lửa thường……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ưới bộ vi xử lý……… c làm mát………
Hình 1.36 K t c u c m bi n l u l ếp điểm ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ư ượng khí nạp……… ng khí n p……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 1.37 Đ ường……… ng đ c tính c a l u l ặc tính của lưu lượng khí nạp……… ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ư ượng khí nạp……… ng khí n p……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 1.38 Ki u chân gi c c m bi n l u l ểm ắt động cơ 2AZ-FE……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ư ượng khí nạp……… ng khí n p……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 1.39 C u t o bên trong c a c m bi n v trí b ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ưới bộ vi xử lý……… m ga………
Hình 1.40 M ch đi n c m bi n v trí b ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ệ thống đánh lửa thường……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ưới bộ vi xử lý……… m ga………
Hình 1.41 Đ ường……… ng đ c tuy n c a c m bi n v trí b ặc tính của lưu lượng khí nạp……… ếp điểm ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ưới bộ vi xử lý……… m ga………
Hình 1.42.C u t o c m bi n kích n ……… ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ổn định………
Hình 1.43 M ch đi n c m bi n kích n ………. ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ệ thống đánh lửa thường……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ổn định………
B ng 2.1 ảng 2.1 Kí hi u các lo i c u chì……… ệ thống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ầu chì………
Hình 2.1 Ki m tra h m ch………. ểm ởi động……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
16 17 18 19 19 20 21 23 24 25 26 26 27 27 28 29 29 30 30 31 31 32 32 32 33 33 34 35 35 36 37 38 39 39 40 41 41
Trang 7Hình 2.2 Ki m tra đi n tr ……… ểm ệ thống đánh lửa thường……… ởi động………
Hình 2.3 Ki m tra đi n áp……… ểm ệ thống đánh lửa thường………
Hình 2.4 Ki m tra ng n m ch……… ểm ắt động cơ 2AZ-FE……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm Hình 2.5 Ki m tra đi n tr ……… ểm ệ thống đánh lửa thường……… ởi động………
Hình 2.6 Ki m tra đi n tr c c n i ECU v i mát……… ểm ệ thống đánh lửa thường……… ởi động……… ực tiếp……… ống đánh lửa thường……… ới bộ vi xử lý……….
Hình 2.7 Ki m tra gi c n i ECU……… ểm ắt động cơ 2AZ-FE……… ống đánh lửa thường………
Hình 2.8 Chân gi c ECU……… ắt động cơ 2AZ-FE………
Hình 2.9 V trí gi c DLC3 và đèn MIL………. ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ắt động cơ 2AZ-FE………
Hình 2.10 S đ m ch đi n đèn MIL………. ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ệ thống đánh lửa thường………
Hình 2.12 Kho ng nháy đèn MIL khi không có l i……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ỗi………
Hình 2.13 Ki m tra đi n tr s cách đi n b ng ôm k … ểm ệ thống đánh lửa thường……… ởi động……… ứ cách điện bằng ôm kế… ệ thống đánh lửa thường……… ằng ôm kế… ếp điểm ……….
Hình 2.14 Đi n c c bugi ệ thống đánh lửa thường……… ực tiếp……… ……….
Hình 2.15 Khe h bugi………. ởi động………
Hình 2.16 Thi t b làm s ch bugi chuyên d ng……… ếp điểm ị trí của hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ục cam……….
Hình 2.17 S đ m ch c m bi n l u l ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ư ượng khí nạp……… ng………
Hình 2.18 S đ đ u dây c m bi n……… ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm Hình 2.19 S đ đ u dây c a c m bi n nhi t đ n ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ủa hệ thống đánh lửa 2AZ-FE……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ệ thống đánh lửa thường……… ộng hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm ưới bộ vi xử lý……… c làm mát……….
Hình 2.20 S đ đ u dây c m bi n b ơ đồ hệ thống đánh lửa thường……… ồ hệ thống đánh lửa thường……… ấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)……… ản đồ miền điều khiển ESA……… ếp điểm ưới bộ vi xử lý……… m ga………
Hình 2.21 Sơ đồ đấu dây của cảm biến tiếng gõ……….
Hình 2.22 Sơ đồ đấu dây cảm biến………
Hình 2.23 Sơ đồ mạch đánh lửa………
Hình 2.24 Sơ đồ mạch cấp nguồn ECU………
Hình 2.25 Sơ đồ mạch, điện áp ra của cảm vị trí biến bướm ga……….
Hình 2.26 Sơ đồ đấu dây cảm biến lưu lượng khí nạp………
42 42 43 44 44 44 48 50 50 51 52 52 53 53 57 61 63 66 75 75 76 76 77 77 84 90 97 101 110 114 118 121
CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG ĐỒ ÁN
C m t vi t ụm từ viết ừ viết ết
t t ắt Ý nghĩa
Trang 8A/C Đi u hòa không khíều hòa không khí
AC Dòng xoay chi uều hòa không khí
ACC Trang b phị phụ ụ
A/F T s không khí - nhiên li uỷ số không khí - nhiên liệu ố không khí - nhiên liệu ệu
AMP B khuy ch đ iộ khuyếch đại ếch đại ại
A/T, ATM H p s t đ ng (h p s d c ho c ngang)ộ khuyếch đại ố không khí - nhiên liệu ự động (hộp số dọc hoặc ngang) ộ khuyếch đại ộ khuyếch đại ố không khí - nhiên liệu ọc hoặc ngang) ặc ngang)
AUTO T đ ngự động (hộp số dọc hoặc ngang) ộ khuyếch đại
B+ Đi n áp c quyệu ắc quy
BAT Ắc quyc quy
B/S T s hành trình - đỷ số không khí - nhiên liệu ố không khí - nhiên liệu ường kínhng kính
CAN M ng c c b đi u khi n g m xeại ụ ộ khuyếch đại ều hòa không khí ển gầm xe ầm xe
CB B ng t m chộ khuyếch đại ắc quy ại
COMB Đ ng h táp lôồng hồ táp lô ồng hồ táp lô
CPU B vi x lý trung tâmộ khuyếch đại ử lý trung tâm
DC Dòng m t chi uộ khuyếch đại ều hòa không khí
DLC Gi c n i truy n d li u s 3ắc quy ố không khí - nhiên liệu ều hòa không khí ữ liệu số 3 ệu ố không khí - nhiên liệu
DLI Đánh l a không có b chia đi nử lý trung tâm ộ khuyếch đại ệu
DSP B x lý tín hi u sộ khuyếch đại ử lý trung tâm ệu ố không khí - nhiên liệu
DTC Mã ch n đoán ẩn đoán
ECAM H th ng đo lệu ố không khí - nhiên liệu ường kínhng và đi u khi n đ ng cều hòa không khí ển gầm xe ộ khuyếch đại ơ
ECT H p s t đ ng đi u khi n đi n tộ khuyếch đại ố không khí - nhiên liệu ự động (hộp số dọc hoặc ngang) ộ khuyếch đại ều hòa không khí ển gầm xe ệu ử lý trung tâm
ECU B đi u khi n đi n tộ khuyếch đại ều hòa không khí ển gầm xe ệu ử lý trung tâm
EFI H th ng phun xăng đi n tệu ố không khí - nhiên liệu ệu ử lý trung tâm
ENG Đ ng cộ khuyếch đại ơ
ESA Đánh l a s m đi n tử lý trung tâm ơ ệu ử lý trung tâm
ETCS-i H th ng đi u khi n bệu ố không khí - nhiên liệu ều hòa không khí ển gầm xe ướm ga điện tử-thông minhm ga đi n t -thông minhệu ử lý trung tâm
FL C u chì trên đầm xe ường kínhng dây
IIA B đánh l a h p nh tộ khuyếch đại ử lý trung tâm ợp ất
I/P B ng táp lôảng táp lô
Trang 9J/B H p đ u n iộ khuyếch đại ầm xe ố không khí - nhiên liệu
J/C Gi c đ u dâyắc quy ất
LAN M ng n i bại ộ khuyếch đại ộ khuyếch đại
LED Đi t phát sáng (Đèn LED)ố không khí - nhiên liệu
LIN M ng liên k t n i bại ếch đại ộ khuyếch đại ộ khuyếch đại
LSD B vi sai h n ch trộ khuyếch đại ại ếch đại ượpt
MIL Đèn báo h h ng (MIL)ư ỏng (MIL)
NO Số không khí - nhiên liệu
O2S C m bi n ôxyảng táp lô ếch đại
OC B trung hoà ôxy hoáộ khuyếch đại
PROM B nh ch đ c có th l p trình l iộ khuyếch đại ớm ga điện tử-thông minh ỉ đọc có thể lập trình lại ọc hoặc ngang) ển gầm xe ập trình lại ại
R/B H p r leộ khuyếch đại ơ
ROM B nh ch đ cộ khuyếch đại ớm ga điện tử-thông minh ỉ đọc có thể lập trình lại ọc hoặc ngang)
SEN C m bi nảng táp lô ếch đại
SW công t cắc quy
SYS H th ngệu ố không khí - nhiên liệu
TACH Đồng hồ tốc độ động cơ
TEMP Nhi t đệu ộ khuyếch đại
TIS H th ng thông tin t ng quát v phát tri n xeệu ố không khí - nhiên liệu ổ hợp ều hòa không khí ển gầm xe
VIN S nh n d ng xeố không khí - nhiên liệu ập trình lại ại
VVT-i H th ng ph i khí t đ ng-thông minhệu ố không khí - nhiên liệu ố không khí - nhiên liệu ự động (hộp số dọc hoặc ngang) ộ khuyếch đại
Trang 10LỜI NÓI ĐẦU
Ô tô là một trong những phương tiện giao thông quan trọng đối với sự phát triểncủa nền kinh tế- xã hội hiện nay Lịch sử ra đời và phát triển của nó đã trải qua nhiềunăm với những giai đoạn thăng trầm để tiến tới sự hoàn thiện và tiện nghi hơn nhưtăng công suất động cơ, tăng tính kinh tế nhiên liệu, đảm bảo tính năng an toàn tăngtính tiện nghi và bảo mật Các hãng xe đã áp dụng các tiến bộ khoa học vào nhữngchiếc ô tô của mình như điều khiển điện tử, kỹ thuật bán dẫn, công nghệ nano….Từ đónhiều hệ thống hiện đại ra đời: Hệ thống phun xăng điện tử (EFI), hệ thống phundiesel điện tử HEUI, hệ thống đánh lửa lập trình ESA, hệ thống phanh ABS, hệ thốngđèn tự động, sử dụng bộ chìa khóa nhận dạng…
Ở Việt Nam, với ngành công nghiệp ô tô còn non trẻ thì hầu hết những công nghệ
về ô tô đều đến từ các nước trên thế giới Chúng ta cần phải tiếp cận với công nghệtiên tiến này để không những tạo tiền đề cho nền công nghiệp ô tô mà còn phục vụ chocông tác bảo dưỡng, sửa chữa
Qua thời gian học tập và nghiên cứu về chuyên ngành “Công nghệ kỹ thuật ô tô” tạitrường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên, chúng em đươc khoa tin tưởng giao
cho đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trên dòng xe CAMRY của hãng TOYOTA” đây là một đề tài rất thiết thực trong ngành cơ
khí động lực Với cố gắng của chúng em và dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy
Lê Đăng Đông cùng với sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa Công nghệ kĩ thuật
ôtô, các bạn trong lớp ĐLK9LC2 chúng em đã hoàn thành đề tài đáp ứng được yêu cầuđưa ra Song trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, với khả năng và kinh nghiệm cònhạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong sự đóng góp,chỉ bảo của các thầy cô để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn và đó chính lànhững kinh nghiệm nghề nghiệp cho chúng em sau khi ra trường
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa cơ khí động lực,
đặc biệt là thầy Lê Đăng Đông đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em để đề tài
chúng em được hoàn thành
Chúng em xin trân trọng cảm ơn !
Sinh viên thực hiện đề tài
Nguyễn Văn Đoài
Trang 11Đó cũng là lý do mà em chọn Đề tài tốt nghiệp của mình là ““Nghiên cứu về hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE lắp trên dòng xe CAMRYcủa hãng TOYOTA”.
Trong phạm vi giới hạn của Đề tài, khó mà có thể nói hết được tất cả các công việc cầnphải làm để khai thác hết tính năng về phần điều khiển đánh lửa động cơ xe ô tô Tuynhiên, đây sẽ là nền tảng cho việc lấy cơ sở để khai thác những động cơ tương tự saunày, làm thế nào để sử dụng một cách hiệu quả nhất, kinh tế nhất trong khoảng thờigian lâu nhất
Xe Toyota Camry
II Mục tiêu của đề tài
Như đã trình bày ở phần trên, mục tiêu của Đề tài này là làm thế nào để chúng ta
có thể có một cái nhìn khái quát về các công việc có thể tiến hành để khai thác có hiệuquả nhất hệ thống đánh lửa động cơ 2AZ-FE lắp trên xe CAMRY của hãng TOYOTA
Trang 12Qua tìm hiểu, ta có thể nắm được tổng quan về kết cấu các bộ phận của hệ thốngđánh lửa động cơ 2AZ-FE của Toyota Camry, nắm được cấu tạo chi tiết và sự hoạtđộng của từng bộ phận trong hệ thống đánh lửa trên động cơ Từ đó ta có thể rút rađược những nguyên nhân hư hỏng và cách sửa chữa khi hệ thống gặp sự cố, ngoài ra tacũng có thể thấy được những ưu nhược điểm của hệ thống đánh lửa trên động cơ2AZ-FE.
Nhờ những hiểu biết này, những người kỹ sư về ô tô có thể đưa ra những lờikhuyên cho người sử dụng cần phải làm như thế nào để sử dụng, khai thác hệ thốngđánh lửa động cơ Toyota Camry 2AZ-FE một cách hiệu quả nhất, trong thời gian lâunhất giúp động cơ hoạt động được với tính kinh tế và năng suất cao nhất Cuối cùng,nắm vững và khai thác hiệu quả hệ thống đánh lửa động cơ Toyota Camry 2AZ-FE,trên cơ sở nền tảng đó chúng ta sẽ có thể khai thác tốt các loại hệ thống đánh lửa kiểumới hơn, được ra đời sau này và có các hệ thống tiên tiến hơn Khai thác và sử dụngtốt hệ thống đánh lửa động cơ 2AZ-FE cũng là một cách để chúng ta bảo vệ môitrường sống của chính chúng ta, bảo vệ sức khỏe cộng đồng
III Mục đích của đề tài
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này, bản thân sinh viên nhận thấy đây
là một cơ hội rất lớn để có thể củng cố các kiến thức mà mình đã được học Ngồi ra,sinh viên còn có thể biết thêm những kiến thức thực tế mà trong nhà trường khó có thểtruyền tải hết được, đó thực sự là những kiến thức mà mỗi sinh viên rất cần khi côngtác sau này
Ngồi ra, thực hiện luận văn cũng là dịp để sinh viên có thể nâng cao các kỹ năngnghề nghiệp, khả năng nghiên cứu độc lập và phương pháp giải quyết các vấn đề Bảnthân sinh viên phải không ngừng vận động để có thể giải quyết những tình huống phátsinh, điều đó một lần nữa giúp cho sinh viên nâng cao các kỹ năng và kiến thứcchuyên ngành
Cuối cùng, việc hòan thành luận văn tốt nghiệp sẽ giúp cho sinh viên có thêm tinhthần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo Và đặc biệt quan trọng là lòng yêunghề nghiệp
IV Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài em có sử dụng một số phương phápnghiên cứu sau:
Trang 13- Tra cứu trong các tài liệu, giáo trình kỹ thuật, sách vở, đặc biệt là các cuốn cẩmnang khai thác, bảo dưỡng sửa chữa của chính hãng Toyota
- Tìm kiếm thông tin trên mạng Internet, các website trong và ngòai nước So sánh vàchắt lọc để sử dụng những thông tin cần thiết và đáng tin cậy
- Tham khảo ý kiến của các Giảng viên trong ngành cơ khí ô tô Trong đó phải kể đếncác Thầy trong khoa Cơ Khí Ô Tô của trường ĐHSPKT Hưng Yên , các kỹ sư, chuyênviên kỹ thuật về ô tô tại các Trung tâm bảo hành, các xưởng sửa chữa, và cả nhữngngười có kinh nghiệm lâu năm trong việc sử dụng và bảo quản xe…
- Tổng hợp và phân tích các nguồn dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra những đánhgiá và nhận xét của riêng mình
V Giới hạn của đề tài
Do thời gian làm luận văn có hạn nên chỉ nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động
bộ phận chính trong hệ thống, từ đó có đưa ra nguyên lý hoạt động chung và cách sửachữa hư hỏng của hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE trên xe CAMRY
VI Kế hoạch nghiên cứu đề tài.
1 Nghiên cứu.
Sau khi nhận được đề tài, em bắt đầu nghiên cứu đề tài, được tiến hành trongkhoảng 14 ngày bắt đầu từ ngày 13 tháng 03 năm 2013
2 Tìm tài liệu.
Sau khi đã nghiên cứu chúng em bắt đầu tìm tài liệu liên quan đên đề tài
Thời gian từ ngày 15 đến ngày 30 tháng 3
3 Hoàn thành đề cương.
Viết và hoàn thành đề cương từ ngày 1 đến ngày 7 tháng 4
4 Viết và hoàn thành đề tài
Sau khi đã hoàn thành đề cương, chúng e bắt đầu viết và hoàn thành đề tài
Từ ngày 8 tháng 4 đến 10 tháng 8
5 Làm mô hình động cơ
a, Phần thiết kế mô hình dự tính thời gian tiến hành trong khoảng 15 ngày bắt đầu từ ngày 18 tháng 03 năm 2013:
Từ ngày 18 đến 24 tháng 03 năm 2013 thời gian tham khảo và tìm hiểu các
mô hình khác để tìm ra các ưu nhược điểm mà từ đó thiết kế ra mô hìnhđộng cơ Toyota 2AR-FE một cách tối ưu nhất
Từ ngày 24 đến ngày 01 tháng 04 năm 2013 tiến hành thiết kế mô hình trênmáy tính
b, Dự kiến thời gian xây dựng mô hình 60 ngày bắt đầu từ ngày 02 tháng 04 năm 2013:
Từ ngày 02-04-2013đến ngày 01-05-2013 tiến hành thực hiện xây dựng môhình theo bản vẽ:
Trang 14 Tuần thứ nhất: chuẩn bị nguyên vật liệu cho việc xây dựng mô hình.
Tuần thứ hai và ba kế tiếp tiến hành xây dựng mô hình
Tuần thứ tư kiểm tra và khắc phục những chỗ chưa đạt yêu cầu
Từ ngày 02 tháng 05 đến ngày 16 tháng 05 năm 2013 tiến hành sơn bề mặt
mô hình theo quy trình sơn ôtô
Từ ngày 17 tháng 05 đến ngày 27 tháng 05 tiến hành chế tạo mặt market
Từ ngày 28 tháng 05 đến 01 tháng 06 tiến hành đưa động cơ lên mô hình vàkiểm tra và sửa chữa những phần không hợp lý
PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN
ĐỘNG CƠ TOYOTA 2AZ-FE
1.1 KHÁI QUÁT CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống đánh lửa.
- Hệ thống đánh lửa là tạo ra tia lửa đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong buồng đốtcủa động cơ
- Hệ thống đánh lửa trên động cơ có nhiệm vụ biến thiên nguồn điện xoay chiều,một chiều có hiệu điện thế thấp 12V hoặc 24V thành các xung điện thế cao khoảng vàichục kV.Các xung hiệu điện thế cao này sẽ được phân phối đến bugi của các xylanhđúng thời điểm để tạo tia lửa điện cao thế đốt cháy hòa khí
1.1.2 Yêu cầu của hệ thống đánh lửa trên ôtô.
Các yếu tố quan trọng của động cơ xăng là: Hỗn hợp không khí nhiên liệu tốt,nén ép tốt, và đánh lửa tốt Hệ thống đánh lửa tạo ra một tia lửa mạnh, và các thờiđiểm chính xác để đốt cháy hỗn hợp không khí - nhiên liệu
Hệ thống đánh lửa phải sinh ra sức điện động thứ cấp đủ lớn để phóng điện quakhe hở bougie trong tất cả các chế độ làm việc của động cơ
Tia lửa trên bougie phải đủ năng lượng và thời gian phóng để đốt cháy hoàntoàn hòa khí Vì ngay cả khi bị nén ép với áp suất cao, không khí có điện trở, nên cầnphải tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn để đảm bảo phát tia lửa mạnh, có thể đốt cháyhỗn hợp không khí nhiên liệu
Thời điểm đánh lửa chính xác: Hệ thống đánh lửa phải luôn có thời điểm đánhlửa chính xác để phù hợp với sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ Góc đánh lửasớm phải đúng trong mọi chế độ hoạt động của động cơ
Các phụ kiện của hệ thống đánh lửa phải hoạt động tốt và có đủ độ bền và độ tincậy để chịu đựng được trong các điều kiện nhiệt độ cao và độ rung xóc lớn Hệ thốngđánh lửa sử dụng điện cao áp do cuộn đánh lửa tạo ra nhằm phát ra tia lửa điện để đốtcháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu đã được nén ép Hỗn hợp không khí nhiên liệuđược nén ép và đốt cháy trong cylinder
Trang 15Sự bốc cháy này tạo ra động lực của động cơ Nhờ có hiện tượng tự cảm và cảmứng tương hỗ, cuộn dây tạo ra điện áp cao cần thiết cho đánh lửa Cuộn sơ cấp tạo rađiện thế hàng trăm vôn còn cuộn thứ cấp thì tạo ra điện thế hàng chục ngàn vôn.
1.1.3 Phân loại hệ thống đánh lửa.
Ngày nay hệ thống đánh lửa cao áp được trang bị trên động cơ ôtô có rất nhiềuloại khác nhau Dựa vào cấu tạo, hoạt động, phương pháp điều khiển, người ta phânloại hệ thống đánh lửa theo các cách phân loại sau:
a) Phân loại theo nguồn điện sơ cấp
- Hệ thống đánh lửa dùng man-hê-tô
- Hệ thống đánh lửa dùng acqui
b) Phân loại theo phương pháp tích lũy năng lượng.
- Hệ thống đánh lửa điện cảm ( Transistor Ignition System )
- Hệ thống đánh lửa điện dung ( Capacitor Discharged Ignition System )
c) Phân loại theo phương pháp điều khiển bằng cảm biến.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa ( breaker )
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến điện từ ( Electromagnetie Sensor ) Gồm 2loại:
Loại nam châm đứng yên và loại nam châm quay
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến Hall
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến quang
- Hệ thống đánh lửa sử dụng cảm biến từ trở
d) Phân loại theo cách phân phối điện cao áp.
- Hệ thống đánh lửa có bộ chia điện - Delco ( Distributor Ignition System )
- Hệ thống đánh lửa trực tiếp hay không có Delco ( Distributorless Ignition System)
e) Phân loại theo phương pháp điều khiển góc đánh lửa sớm.
- Hệ thống đánh lửa với cơ cấu điều khiển góc đánh lửa sớm bằng cơ khí
( Mechanical Spark - Advance )
Hệ thống đánh lửa với bộ điều khiển góc đánh lửa sớm bằng điện tử ( ESA Electronic Spark Advance )
-f) Phân loại theo kiểu ngắt mạch sơ cấp.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng vít lửa ( Conventional Ignition System )
Trang 16- Hệ thống đánh lửa sử dụng Transistor.
- Hệ thống đánh lửa sử dụng Thyristor ( CDI )
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sản xuất động
cơ nói riêng và sản xuất ôtô nói chung đã đạt được nhiều thành tựu cao trong mọi lĩnhvực, từ công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí đến sự đột phá trong công nghệ chế tạo vậtliệu mới Với sự trợ giúp đắc lực của lĩnh vực công nghiệp điện tử và điện tự động, hệthống đánh lửa ngày nay đã trở nên hoàn hảo Động cơ ngày nay đều được trang bị hệthống đánh lửa trực tiếp với hệ thống đánh lửa sớm bằng điện tử được điều khiển hoàntoàn bằng máy tính dựa vào các tín hiệu từ nhiều cảm biến khác nhau Nhờ đó, có thểxác định chính xác tình trạng của động cơ và đưa ra tín hiệu điều khiển một cách chínhxác nhất
1.2 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA
1.2.1 Hệ thống đánh lửa thường (có tiếp điểm)
Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống đánh lửa thường
1, Ắc quy 6, Tụ điện
2, Khóa điện 7, Cam quay
3, Điện trở phụ 8, Tiếp điểm
4, Bô bin 9, Bugi
5, Con quay chia điện 10, Bộ điều khiển góc đánh lửa chân không
Trong hệ thống đánh lửa thường có 2 mạch : mạch điện áp thấp và điện áp cao
+ Trong mạch điệp áp thấp dùng điện của ắc quy hoặc của máy phát điện Trong
đó ngoài nguồn điện ra còn có khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin với điện trở phụ và
bộ cắt điện
Trang 17+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp trong bôbin, dây dẫn cao thế,bộ chia điện,bugi đánh lửa.
1.2.2 Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm
Hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm khác với hệ thống đánh lửa thường làgiữa bobin và tiếp điểm của bộ cắt điện có mắc hộp chuyển mạch kiểu tranzito
Cuộn sơ cấp của bobin được mắc vào mạch góp của bộ khuếch đại, tiếp điểmcủa cắt điện được mắc vào mạch của cực gốc (cực điều khiển) của tranzito Khi tiếpđiểm đóng, dòng điện có cường độ không lớn(0,75A) đi qua tiếp điểm, lúc đó ở cựcđiều khiển phát sinh điện thế và tranzito cho dòng điện chay qua tới cuộn sơ cấp củabobin Do cường độ của cực gốc không lớn nên sự mòn tiếp điểm do tia lửa điện sinh
ra thực tế không có và thời gian sử dụng của tiếp điểm chỉ chịu mòn cơ học
Trang 181.2.3 Hệ thống đánh lửa bán dẫn không tiếp điểm
+ Mạch điện cao thế có cuộn dây thứ cấp trong bô bin, dây cao áp, bộc chia điện vàcác bugi trên xylanh
1.2.4 Hệ thống đánh lửa điện tử
1.2.4.1 Hệ thống đánh lửa điện tử có bộ chia điện (ESA có bộ chia điện )
Về cấu tạo hệ thống đánh lửa này khác các hệ thống đánh lửa trên là không sử dụng con quay tạo tín hiệu đánh lửa mà nó được tạo tín hiệu nhờ ECU động cơ thông qua các tín hiệu vào từ những cảm biến liên quan qua đó tính toán được thời điểm đánh lửa phù hợp hơn với tải trọng động cơ
Trang 19Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống đánh lửa bán dẫn có ESA
- Hệ thống đánh lửa bán dẫn cũng được chia làm 2 mạch
+ Trong mạch điệp áp thấp dùng điện của ắc quy hoặc của máy phát điện Trong đóngoài nguồn điện ra còn có khóa điện, cuộn dây sơ cấp, bô bin và IC đánh lửa
+ Mạch điện áp cao có cuộn dây thứ cấp, dây dẫn điện áp cao, bộ chia điện và cácbugi
+ Ngoài ra còn có các cảm biến cấp tín hiệu đầu vào cho ECU và đưa ra tín hiệu điềukhiển TRANSISTOR đóng hoặc thông giúp cuộn sơ cáp được nối mát, khi đó bugi sẽđược đánh lửa theo tín hiệu điều khiển của ECU
Trang 201.2.4.2 Hệ thống đánh lửa điện tử không có bộ chia điện ( đánh lửa trực tiếp)
Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp
Trong hệ thống đánh lửa trực tiếp (ĐLTT), bộ chia điện không còn được sử dụngnữa Thay vào đó, hệ thống ĐLTT cung cấp một bô bin cùng với một IC đánh lửađộc lập cho mỗi xy-lanh Vì hệ thống này không cần sử dụng bộ chia điện hoặc dâycao áp nên nó có thể giảm tổn thất năng lượng trong khu vực cao áp và tăng độ bền.Đồng thời nó cũng giảm đến mức tối thiểu nhiễu điện từ, bởi vì không sử dụng tiếpđiểm trong khu vực cao áp Chức năng điều khiển thời điểm đánh lửa được thực hiệnthông qua việc sử dụng ESA (đánh lửa sớm bằng điện tử)
Hình 1.6 Sơ đồ kết cấu hệ thống đánh lửa trực tếp( loại 1)
Trang 21ECU của động cơ nhận được các tín hiệu từ các cảm biến khác nhau, tính toánthời điểm đánh lửa, truyền tín hiệu đánh lửa đến IC đánh lửa Thời điểm đánh lửađược tính toán liên tục theo điều kiện của động cơ, dựa trên giá trị thời điểm đánh lửatối ưu đã được lưu giữ trong máy tính, dưới dạng một bản đồ ESA So với điều khiểnđánh lửa cơ học của các hệ thống thông thường thì phương pháp điều khiển bằngESA có độ chính xác cao hơn và không cần phải đặt lại thời điểm đánh lửa.
1.2.5 Hệ thống đánh lửa CDI ( Capacitor Discharge Ignition )
Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống đánh lửa CDI trên xe máy
1-Man-hê-tô 4- khóa điện
2-Biến áp đánh lửa WN - Cuộn nguồn
3-Bugi WĐK- Cuộn điều khiển
W1-Cuộn sơ cấp D1, D2- Điôt thường
W2 –Cuộn thứ cấp DĐK - Điôt điều khiển
CT – Tụ điện
1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA.
Trong quá trình sử dụng ôtô, trạng thái kỹ thuật của ôtô dần thay dổi theo hướngxấu đi, dẫn tới hay hỏng hóc và giảm độ tin cậy Quá trình thay đổi ấy có thể kéo dàitheo thời gian ( hay hành trình sử dụng ) và phụ thuộc vào nhiều yếu tố
- Chất lượng của vật liệu, công nghệ chế tạo, lắp ghép, sự không đồng nhất trong chếtạo
Trang 22- Điều kiện sử dụng: môi trường sử dụng, trình độ người sử dụng, điều kiện bảoquản, trang thiết bị và môi trường sửa chữa, nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn
- Sự mài mòn vật liệu giữa các bề mặt có chuyển động tương đối
- Sự xuất hiện các vết nứt nhỏ hay hỏng ren do trong quá trình bảo dưỡng thay thếbougie hoặc chịu tải thay đổi, thường gọi là mỏi
- Sự hư hỏng kết cấu chi tiết do bị quá tải tức thời, đột xuất
- Muội than tích tụ ở đầu đánh lửa của bugi, bugi làm việc quá nguội hoặc hệ thốngnhiên liệu cung cấp nhiên liệu quá nhiều, khi đó đánh lửa không nhận đủ nhiệt để khửcác cặn carbon, sóng điện áp cao sẽ nối tắt qua các cặn này, thay vì phóng qua kheđánh lửa của bugi Bougie làm việc quá nóng sẽ tiêu hủy các điện cực nhanh chóng vàlàm rộng khe đánh lửa, do đó, tia lửa không thể phóng qua và sự mất lửa xảy ra
- Cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp bị ngắn mạch
- Do hỏng các cảm biến như cảm biến vị trí trục khuỷu, cảm biến vị trí trục cam.làm ảnh hưởng tới quá trình đánh lửa
- Khoảng lắp bougie là khoảng cách từ mặt tựa đệm lót ở vỏ bugi ( hoặc đỉnh tựamặt côn ) đến cuối các đường ren Nếu khoảng này quá dài, bugi sẽ sâu vào buồng đốtgây cản trở sự khuấy trộn hỗn hợp, va đập với van hoặc piston Bugi có khoảng lắpkhông đủ không thể đốt hỗn hợp một cách chính xác Vì vậy, các bugi được sử dụngcho động cơ phải có khoảng cách thích hợp, đúng với tiêu chuẩn của nhà chế tạo
- Nếu hệ thống đánh lửa sử dụng bộ chia điện có tiếp điểm: Tiếp điểm bị mòn hoặccháy rỗ cũng làm ảnh hưởng rất lớn tới quá trình đánh lửa
Trang 231.4 HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRÊN ĐỘNG CƠ 2AZ-FE
1.4.1 Giới thiệu về động cơ TOYTA 2AZ-FE
(a)
(b)
Trang 24Hình 1.8 (a) Mặt cắt dọc, (b) mặt cắt ngang động cơ 2AZ-FE
Kiểu động cơ 4 kỳ 4 xylanh thẳng hàng ( I4)
Dung tích công tác của
vòng/ phút
Kiểu cung cấp nhiên liệu Phun xăng điện tử EFI
Hệ thống làm mát của
Kiểu tuần hoàn cưỡng bức dưới ápsuất của bơm nước và có van hằngnhiệt ngay cả khi xe phanh hãm độtngột
Hệ thống bôi trơn
Kiểu cưỡng bức và vung té có lọcdầu toàn phần, dùng để đưa dầubôi trơn và làm mát các bề mặt masát của các chi tiết chuyển động
Trang 25Nắp máy được làm bằng hợp kim nhôm, có các cửa hút, cửa xả ở hai bên, buồngcháy hình nệm.
Thân máy được làm bằng gang Tất cả có 4 xylanh Chiều dài mỗi ống gần gấpđôi chiều dái mỗi piston Bên trên xylanh là nắp máy, bên dưới xylanh là trục khuỷu
có 5 ổ đỡ Ngoài ra bên thân máy còn có nước được dẫn từ bơm nước lên làm mátxylanh
Nến điện được bố trí bên phải buồng cháy
Các lò xo nấm hút làm bằng thép và lò xo có khả năng chịu tải ở mọi chế độ vòngquay động cơ
Trục cam được dẫn động bằng xích Trục cam có 5 ổ đỡ nằm giữa các con đội củatừng xylanh và ở phía đầu xylanh số 1 Việc bôi trơn các ổ trục cam được thực hiệnnhờ có đường dầu từ nắp máy
1.4.2 Hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ-FE
Hình 1.9 Các chi tiết và vị trí của nó trên động cơ trong hệ thống đánh lửa 2AZ-FE
Trang 261 Tín hiệu vị trí trí trục khủy 4 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
2 Tín hiệu lưu lượng khí nạp 5 Tín hiệu vị trí trục cam.
3 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga 6 Tín hiệu kích nổ.
Qua những hình ảnh về bố trí và sơ đồ điều khiển hệ thống đánh lửa ta kết luận hệ
thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE thuộc loại hế thống đánh lửa trực tiếp sử dụng
mỗi bugi một boobin có tích hợp IC đánh lửa (loại 1 trên hình 1.5)
1.4.2.1 Nguyên lý làm việc hệ thống đánh lửa trên động cơ TOYOTA 2AZ-FE
Trên động cơ 2AZ-FE được trang bị hệ thống đánh lửa trực tiếp với mỗi bugimột bôbin đánh lửa Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu gửi về, trong đó quan trọngnhất là các xung G, xung NE và tín hiệu của cảm biến đo gió, bộ xử lý của ECU sẽtính toán và chọn ngay ra một điểm trên bề mặt lập trình, tức là chọn ngay một gócđánh lửa sớm tối ưu ở tốc độ và mức tải đó (chương trình đánh lửa sớm ESA-Electronic Spark Advance) Rồi thông qua một bóng điều khiển trong ECU xuất xungIGT (ignition timing) tới IC đánh lửa Khi IC đánh lửa nhận được xung IGT ở đầu vàomạch transisitor, mạch này
Hình 1.10 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE
Trang 27Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống đánh lửa trực tiếp trên động cơ 2AZ-FE
điều khiển bóng Transistor ON để nối mát cho cuộn sơ cấp W1 của bôbin qua chân Ccủa IC đánh lửa Khi đó xuất hiện dòng sơ cấp trong bôbin tạo ra từ trường φ , từ
trường φ tồn tại trong bôbin cho tới khi bóng Transistor OFF, khi đó từ trường φ
biến thiên cực nhanh và cảm ứng ra xung cao áp ở cuộn dây thứ cấp W2 của bôbin.Xung cao áp này được đưa đến bugi theo thứ tự nổ của động cơ tạo tia lửa điện đốtcháy hòa khí
Hình 1.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đánh lửa trên động cơ 2AZ-FE
1 Tín hiệu tốc độ động cơ 4 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga
Trang 282 Tín hiệu vị trí trí trục khủy 5 Tín hiệu nhiệt độ nước làm mát.
3 Tín hiệu lưu lượng khí nạp 6 Tín hiệu kích nổ.
1.4.2.2 Tín hiệu IGT và IGF
Hình 1.13 Tín hiệu IGT và IGF.
a) Tín hiệu IGT
ECU động cơ tính toán thời điểm đánh lửa tối ưu theo các tín hiệu từ các cảmbiến khác nhau và truyền tín hiệu IGT đến IC đánh lửa Tín hiệu IGT được bật ONngay trước khi thời điểm đánh lửa được bộ vi xử lý trong ECU động cơ tính toán, vàsau đó tắt đi Khi tín hiệu IGT bị ngắt, các bugi sẽ đánh lửa
Dòng điện từ ắc quy chạy qua IC đánh lửa vào quận sơ cấp, phù hợp với tín hiệuthời điểm đánh lửa (IGT) do ECU động cơ phát ra Kết quả là các đường sức từ trườngđược tạo ra xung quanh cuộn dây có lõi ở trung tâm
Trang 29Hình 1.14 Khi phát tín hiệu IGT
Khi động cơ tiếp tục chạy, IC đánh lửa nhanh chóng ngắt dòng điện vào cuộn sơcấp, phù hợp với tín hiệu IGT do ECU động cơ phát ra Kết quả là từ thông của cuộn
sơ cấp giảm đột ngột Vì vậy, tạo ra một một sức điện động theo chiều chống lại sựgiảm từ thông hiện có, thông qua tự cảm của cộn sơ cấp và cảm ứng tương hỗ kèmtheo của cuộn thứ cấp hiệu ứng tự cảm ạo ra một thế điện động khoảng 500V trongcuộn sơ cấp, và hiệu ứng cảm ứng tương hỗ kèm theo của cuộn thứ cấp tạo ra một suấtđiện động khoảng 30 kV Sức điện động này làm cho bugi phát ra tia lửa.Dòng sơ cấplớn và sự ngắt dòng sơ cấp càng nhanh thì điệ thế thứ cấp càng lớn
Hình 1.15 Khi ngắt tín hiệu IGT b) Tín hiệu IGF
Trang 30IC đánh lửa gửi một tín hiệu IGF đến ECU động cơ bằng cách dùng lực điện độngngược được tạo ra khi dòng sơ cấp đến cuộn đánh lửa bị ngắt hoặc bằng giá trị dòngđiện sơ cấp Khi ECU động cơ nhận được tín hiệu IGF nó xác định rằng việc đánh lửa
đã xảy ra (Tuy nhiên điều này không có nghĩa là thực sự đã có đánh lửa) Nếu ECUđộng cơ không nhận được tín hiệu IGF, chức năng chẩn đoán sẽ vận hành và một DTCđược lưu trong ECU động cơ và chức năng an toàn sẽ hoạt động và làm ngừng phunnhiên liệu
1.4.2.3 Sự điều khiển của ESA
Hình 1.16 Bản đồ miền điều khiển của ESA
Khái quát về việc điều khiển thời điểm đánh lửa:
30
Trang 31Hình 1.17 Sự điều khiển của ESA.
Điều khiển đánh lửa khi khởi động
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu
Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động
Góc thời điểm đánh lửa ban đầuGóc đánh lửa sớm ban đầu
Điều chỉnh góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
Hiệu chỉnh để hâm nóngHiệu chỉnh để chạy không tải ổn định
Hiệu hỉnh tiếng gõHiệu chỉnh khácĐiều chỉnh góc đanh lửa sớm tối thiểu và tối đa
Điều
khiển
đánh
lửa
Trang 32Hình 1.18 Điều khiển thời điểm đánh lửa
Góc thời điểm đánh lửa ban đầu được xác định như sau: Khi ECU động cơ nhậnđược tín hiệu NE (điểm B), sau khi nhận tín hiệu G (điểm A), ECU xác định rằng đây
là góc thời điểm đánh lửa ban đầu khi trục khuỷu đạt đến 50, 70, hoặc 100 BTDC (khácnhau giữa các kiểu động cơ)
Hình 1.19 Xác định thời điểm đánh lửa.
Việc điều khiển thời điểm đánh lửa gồm có hai việc điều khiển cơ bản
a) Điều khiển đánh lửa khi khởi động
Khi khởi động, tốc độ của động cơ thấp và khối lượng không khí nạp chưa ổnđịnh, nên không thể sử dụng tín hiệu VG hoặc PIM làm các tín hiệu điều chỉnh Vìvậy, thời điểm đánh lửa được đặt ở góc thời điểm đánh lửa ban đầu Góc thời điểmđánh lửa ban đầu được điều chỉnh trong IC dự trữ ở ECU động cơ Ngoài ra, tín hiệu
NE được dùng để xác định khi động cơ
đang được khởi động, và tốc độ của động
cơ là 500 vòng/phút hoặc nhỏ hơn cho biết
rằng việc khởi động đang xảy ra
Tuỳ theo kiểu động cơ, có một số loại
xác định động cơ đang khởi động khi ECU
động cơ nhận được tín hiệu máy khởi động
(STA)
Trang 33Hình 1.20 Điều khiển đánh lửa khi khởi động.
b) Điều khiển đánh lửa sau khi khởi động
Điều chỉnh đánh lửa sau khi khởi động là việc điều chỉnh được thực hiện trongkhi động cơ đang chạy sau khi khởi động Việc điều chỉnh này được thực hiện bằngcách tiến hành các hiệu chỉnh khác nhau đối với góc thời điểm đánh lửa ban đầu vàgóc đánh lửa sớm cơ bản
Thời điểm đánh lửa = góc thời điểm đánh lửa ban đầu + góc đánh lửa sớm + gócđánh lửa sớm hiệu
chỉnh
Khi thực hiện việc
điều chỉnh đánh lửa sau
khởi động, tín hiệu IGT
được bộ vi xử lý tính
toán và truyền qua IC
dự trữ này
Góc đánh lửa sớm cơ bản: Góc đánh lửa sớm cơ bản được xác định bằng cách
dùng tín hiệu NE, tín hiệu VG hoặc tín hiệu PIM Tín hiệu NE và VG được dùng đểxác định góc đánh lửa sớm cơ bản và được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU động cơ
c) Điều khiển khi tín hiệu IDL bật ON
Khi tín hiệu IDL bật ON, thời điểm đánh lửa là sớm theo tốc độ của động cơ Trong một số kiểu động cơ góc đánh lửa sớm cơ bản thay đổi khi máy điều hòa không khí bật
ON hoặc tắt OFF (Xem khu vực đường nét đứt ở bên trái) Ngoài ra, trong các kiểu này, một số kiểu có góc đánh lửa sớm là 00 trong thời gian máy chạy ở tốc độ
không tải chuẩn
d) Điều khiển khi tín hiệu IDL bị
ngắt OFF
Thời điểm đánh lửa được
xác định theo tín hiệu NE và VG
hoặc tín hiệu PIM dựa vào các dữ
liệu được lưu trong ECU động cơ
Tuỳ theo kiểu động cơ, 2 góc đánh
lửa sớm cơ bản được lưu giữ trong
ECU động cơ Các dữ liệu của một Hình 1.22 Điều khiển tín hiệu IDL bật
Hinh 1.21 Điều khiển đánh lửa sau khi khởi
động.
Trang 34trong các góc này được dùng để xác định góc đánh lửa sớm dựa trên chỉ số octan củanhiên liệu, nên có thể chọn các dữ liệu phù hợp với nhiên liệu được người lái sử dụng.Ngoài ra, một số kiểu xe có khả năng đánh giá chỉ số octan của nhiên liệu, sử dụng tínhiệu KNK để tự động thay đổi các dữ liệu để xác định thời điểm đánh lửa
1.4.2.4 Điều khiển góc đánh lửa sớm hiệu chỉnh
a) Hiệu chỉnh để hâm nóng
Góc đánh lửa sớm được sử
dụng cho thời điểm đánh lửa khi
nhiệt độ nước làm mát thấp nhằm cải
thiện khả năng làm việc Một số kiểu
động cơ tiến hành hiệu chỉnh sớm lên
tương ứng với khối lượng không khí
nạp Góc của thời điểm đánh lửa sớm
lên xấp xỉ 15 bằng chức năng hiệu
chỉnh này trong suốt thời gian ở các
điều kiện cực kỳ lạnh
Đối với một số kiểu động cơ, tín hiệu
IDL hoặc tín hiệu NE được sử dụng như
một tín hiệu liên quan đối với việc hiệu
chỉnh này
b) Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ
Khi nhiệt độ của nước làm nguội
quá cao, thời điểm đánh lửa được làm
muộn đi để tránh kích nổ và quá nóng Góc
thời điểm đánh lửa được làm muộn tối đa là
5 bằng cách hiệu chỉnh này
Một số kiểu động cơ cũng sử dụng các tín hiệu sau đây để hiệu chỉnh
- Tín hiệu lượng không khí nạp (VG hoặc PIM)
- Tín hiệu tốc độ động cơ (NE)
- Tín hiệu vị trí bướm ga
(IDL)
c) Hiệu chỉnh để tốc độ chạy
không tải ổn định.
Nếu tốc độ của động cơ khi
chạy không thay đổi từ tốc độ chạy
Hình 1.23 Hiệu chỉnh để hâm nóng
Hình 1.24 Hiệu chỉnh khi quá nhiệt độ.
Trang 35không tải mục tiêu, ECU động cơ sẽ điều chỉnh thời điểm đánh lửa để làm cho tốc độcủa động cơ được ổn định
ECU động cơ liên tục tính toán tốc độ trung bình của động cơ, nếu tốc độ củađộng cơ giảm xuống dưới tốc độ mục tiêu của động cơ, ECU động cơ sẽ làm thời điểmđánh lửa sớm lên theo góc đã được xác định trước Nếu tốc độ động cơ vượt quátốc độ chạy không tải mục tiêu, ECU động cơ sẽ làm muộn thời điểm đánh lửa theogóc đã xác định trước Góc của thời điểm đánh lửa có thể thay đổi đến mức tối đa là 50bằng cách hiệu chỉnh này
d) Hiệu chỉnh kích nổ
Nếu kích nổ xảy ra trong động
cơ, ECU động cơ sẽ xác định xem
kích nổ này mạnh, vừa phải hoặc yếu
từ độ lớn của tín hiệu KNK Sau đó nó
hiệu chỉnh thời điểm đánh lửa bằng
cách làm muộn đi theo độ lớn của tín
hiệu KNK Nói khác đi, khi kích nổ
mạnh, thời điểm đánh lửa bị muộn
nhiều, và khi kích nổ yếu, thời điểm
đánh lửa chỉ bị muộn một chút Khi hết kích nổ ở động cơ, ECU động cơ ngừng làmmuộn thời điểm đánh lửa và làm nó sớm lên một chút tại thời điểm được xác địnhtrước Việc làm sớm này được tiến hành cho đến khi kích nổ lại xảy ra, và sau đó khikích nổ xảy ra, việc điều chỉnh lại được thực hiện lại bằng cách làm muộn thời điểmđánh lửa Góc của thời điểm đánh lửa được làm muộn tối đa là 10 theo cách hiệu chỉnhnày Một số kiểu động cơ thực hiện việc hiệu chỉnh này gần tới phạm vi trọng tải hoàntoàn của động cơ, và các kiểu động cơ khác chỉ tiến hành việc hiệu chỉnh này trongthời gian có trọng tải cao
1.4.3 Kết cấu các bộ phận
1.4.3.1 Bugi
Về lý thuyết thì khá đơn giản, nó là công cụ
để nguồn điện phát ra hồ quang qua 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 nến
điện khoảng từ 40.000 đến 100.000 vôn
Bugi phải cách ly được điện thế cao để tia
Hình 1.25 Hiệu chỉnh tốc độ chạy không tải
ổn định.
Hình 1.26 Hiệu chỉnh kích nổ
Trang 36lửa xuất hiện đúng theo vị trí đã định trước của các điện cực của nến, mặt khác nó phảichịu đựng được điều kiện khắc nghiệt trong xilanh như áp suất và nhiệt độ rất cao, hơnnữa nó phải được thiết kế để các bụi than không bám lại trên các bề mặt điện cực trong
quá trình làm việc Một số xe đòi hỏi phải sử dụng loại bugi nóng Loại bugi này được
thiết kế có chất sứ bao bọc tiếp xúc với kim loại ít hơn do vậy việc trao đổi nhiệt kémhơn và nến nóng hơn và làm sạch bụi bẩn tốt hơn Bugi lạnh thì ngược lại, thiết kế vớivùng trao đổi nhiệt lớn hơn vì vậy sẽ nguội hơn khi hoạt động
1.4.3.2 Bôbin
Bôbin tạo ra điện áp cao đủ để phóng tia hồ quang giữa 2 điện cực của bugi.Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được quấn quanh
lõi Số vòng của cuộn thứ cấp lớ hơn cuộn sơ cấp
khoảng 100 lần Một đầu của cuộn dây sơ cấp được
lối với IC đánh lửa để được điều khiển tiếp mát,
một đầu của cuộn dây thứ cấp được lối với bugi
Các đầu còn lại của các cuộn được lối với ắc quy
Hình 1.27 Kiểu chân giắc và cấu tạo của bô bin
Hình 1.28 Sơ đồ đấu dây bôbin
Trang 371.4.3.3 IC đánh lửa
IC đánh lửa thực hiện một cách chính xác sự ngắt dòng sơ cấp đi vào bôbin theotín hiều đánh lửa IGT do ECU động cơ phát ra Khi tín hiệu IGT chuyển từ ngắt sangdẫn, IC đánh lửa bắt đầu cho dòng điện vào cuộn sơ cấp Sau đó, IC đánh lửa truyềnmột tín hiệu khẳng định ( IGF) cho ECU phù hợp với cường độ của dòng sơ cấp Tínhiêu khẳng định (IGF) được phát ra khi dòng sơ cấp đạt đến trị số xác định IF1 Khidòng sơ cấp vượt quá trị số quy định IF2 thì hệ thống sẽ xác định rằng lượng dòng cầnthiết đã chạy qua và cho phát tín hiệu IGF thay đổi theo từng kiểu động cơ.Nếu ECUkhông nhận được tín hiệu IGF, nó sẽ quyết định rằng đã có sai sót trong hệ thống đánhlửa Để ngăn ngừa sự quá nhiệt ECU sẽ cho ngừng phun nhiên liệu và lưu trữ sự saisót này trong chức năng chẩn đoán Tuy nhiên ECU động cơ khó phát hiện được cácsai sót trong mạch thứ cấp vì nó chỉ kiểm soát mạch sơ cấp để nhận tín hiệu IGF
1.4.3.4 ECU ( Electronic Control Unit)
Là bộ xử lý và điều khiển điện tử trung tâm, thực tế là bộ máy tính điện tử tiếpnhận và xử lý các tín hiệu theo một chương trình định sẵn
Cơ cấu chấp hành luôn bảo đảm thừa lệnh ECU và đáp ứng các tín hiệu phản hồi từcác cảm biến Hoạt động của hệ thống điều khiển động cơ đem lại sự chính xác vàthích ứng cần thiết, để giảm tối đa chất độc hại trong khí thải cũng như lượng tiêu hao
Hình 1.29 Sơ đồ tín hiệu điều khiển đánh lửa
Trang 38nhiên liệu của động cơ ECU cũng đảm bảo công suất tối ưu ở các chế độ hoạt độngcủa động cơ,
Hình 1.30 Sơ đồ khối hoạt động của ECU
giúp chẩn đoán động cơ một cách hệ thống khi sự cố xảy ra Điều khiển động cơ baogồm hệ thống điều khiển nhiên liệu, góc đánh lửa, góc phối cam, ga tự động…
Bộ điều khiển, máy tính, ECU hay hộp đen là những tên gọi khác nhau của mạch điềukhiển điện tử Nhìn chung, đó là bộ tổ hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biếttín hiệu, trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi đi các tín hiệuthích hợp Các linh kiện điện tử của ECU được sắp xếp trong một mạch in Các linhkiện công suất của tầng cuối – nơi điều khiển các cơ cấu chấp hành được lắp vớikhung kim loại của ECU với mục đích giải nhiệt Sự tổ hợp các chức năng trong mạchđiều khiển (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ dao động đa hài điều khiển việc chia tần số)giúp ECU đạt độ tin cậy cao
Cấu tạo của bộ điều khiển điện tử
- Bộ nhớ
Bộ nhớ trong ECU chia làm 4 loại:
+ ROM (Read Only Memory): Dùng trữ thông tin thường trực Bộ nhớ này chỉ đọcthông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được Thông tin của nó đã được cài đặt sẵn,ROM cung cấp thông tin cho bộ vi xử lý
+ RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữthông tin mới được ghi trong bộ nhớ và xác định bởi vi xử lý RAM có thể đọc và ghicác số liệu theo địa chỉ bất kỳ RAM có hai loại:
Loại RAM xóa được: Bộ nhớ sẽ mất khi mất dòng điện cung cấp
Bộ ghi nhận lưu trữ
Bộ điềukhiển
Tính toán đại
số và logic học
Trang 39Loại RAM không xóa được: Vẫn giữ duy trì bộ nhớ cho dù khi tháo nguồn cung cấp.RAM lưu trữ những thông tin về hoạt động của các cảm biến dùng cho hệ thống tựchuẩn đoán.
+ PROM (Programmable Read Only Memory): Cấu trúc cơ bản giống như ROMnhưng cho phép lập trình (nạp dữ liệu) ở nơi sử dụng chứ không phải nơi sản xuất nhưROM PROM cho phép sữa đổi chương trình điều khiển theo những đòi hỏi khácnhau
+ KAM (Keep Alive Memory): KAM dùng để lưu trữ những thông tin mới (nhữngthông tin tạm thời) cung cấp đến bộ vi xử lý KAM vẫn duy trì bộ nhớ cho dù động cơngưng hoạt động hoặc tắt công tắc máy Tuy nhiên, nếu tháo nguồn cung cấp từ acquyđến máy tính thì bộ nhớ KAM sẽ bị mất
- Bộ vi xử lý (Microprocessor)
Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định Nó là “bộ não” của ECU
- Đường truyền – BUS: Dùng để chuyển các lệnh và số liệu trong ECU
Ở những thế hệ đầu tiên, máy tính điều khiển động cơ dùng loại 4, 8, hoặc 16bit phổ biến nhất là loại 4 và 8 bit Tuy nhiên, máy tính 8 bit làm việc tốt hơn 4 bit vớicác phép đại số, và chính xác hơn 16 lần so với loại 4 bit Vì vậy, hiện nay để điềukhiển các hệ thống khác nhau trên ôtô với tốc độ thực hiện nhanh và chính xác cao,người ta sử dụng máy tính 8 bit, 16 bit hoặc 32 bit
Cảm biến vị trí trục cam bao gồm một nam châm, lõi thép và được cuộn bằng
dây đồng và được lắp trên nắp quy lát Khi trục cam quay, 3 vấu trên trục cam đi quacảm biến vị trí trục cam Điều này làm kích hoạt từ trường trong cảm biến và sinh ramột điện áp trong cuộn dây đồng Trục cam quay cùng với chuyển động quay của trụckhuỷu Khi trục khuỷu quay hai vòng, sinh ra điện áp 3 lần trong cảm biến vị trí trụccam Điện áp sinh ra trong cảm biến tác dụng như một tín hiệu, cho phép ECU xác
Hình 1.31 Sơ đồ khối các hệ thống trong ECU với bộ vi xử
lý
Trang 40định được vị trí của trục cam Tín hiệu này được dùng để điều khiển thời điểm đánhlửa, thời điểm phun nhiên liệu và hệ thống VVT.
Hình 1.32 (a)Kết cấu, (b)Kiểu chân giắc
(c)Kết cấu cảm biến vị trí trục cam, (d)Tín hiệu xung từ cảm biến
1.4.3.6 Cảm biến vị trí trục khuỷu ( bộ tạo tín hiệu NE )
Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để phát hiện góc của trục khuỷu và
tốc độ của động cơ Hệ thống cảm biến vị trí trục khuỷu bao gồm đĩa tín hiệu cảm biến
và cuộn nhận tín hiệu Đĩa tín hiệu có 34 răng và được lắp trên trục khuỷu Cuộn nhậntín hiệu được làm từ cuộn dây đồng, một lõi sắt và nam châm
(d)(c)