(Đề tài NCKH) sử dụng thiết bị hiện sóng trong chẩn đoán hư hỏng hệ thống điện động cơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG SỬ DỤNG THIẾT BỊ HIỆN SĨNG TRONG CHẨN ÐỐN HƯ HỎNG HỆ THỐNG ÐIỆN ÐỘNG CƠ MÃ SỐ: T2013-67 SKC005365 Tp Hồ Chí Minh, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG SỬ DỤNG THIẾT BỊ HIỆN SĨNG TRONG CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ Mã số: T2013-67 Chủ nhiệm đề tài:GVC Ths Đỗ Quốc Ấm TP HCM, Tháng 11 Năm2013 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC CHỮ BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: MÁY OSCILLOSCOPE 1.1Giới thiệu chung máy oscilloscope 1.2 Cấu tạo máy oscilloscope Nguyên lý hiển thị dạng sóng 1.4 Dạng xung xuất hình oscilloscope cách thể chúng 13 CHƢƠNG 2: CÁC DẠNG TÍN HIỆU 15 2.1 Phân loại 15 2.2 Phân tích ƣu, nhƣợc điểm 16 2.3 Một số dạng tín hiệu đặc trƣng ơtơ 17 CHƢƠNG 3: CHẨN ĐOÁN CÁC HỆ THỐNG 21 3.1 Hệ thống đánh lửa 21 3.1.1 Nguyên lý hoạt động hệ thống đánh lửa 21 3.1.2 Sóng sơ cấp 23 3.1.3 Sóng thứ cấp 34 3.2 Kim Phun 58 3.2.1 Kim phun điều khiển điện 58 3.2.2 Chức điều khiển phun nhiên liệu ECU 59 3.2.3 Các phƣơng pháp điều khiển kim phun 60 3.2.4 Các xung thƣờng gặp 62 3.2.5 Các giá trị tính hiệu kim phun 69 3.2.6 Chẩn đoán hƣ hỏng kim phun 72 3.2.7 Các lƣu ý chẩn đoán 73 3.3 Kiểm tra máy phát 75 3.3.1 Tổng quan máy phát 75 3.3.2 Chẩn đoán hƣ hỏng máy phát 85 CHƢƠNG 4: MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Ô TÔ 92 4.1 Điều khiển thiết bị 92 4.2 Dây dẫn 92 4.3 Bó dây 93 4.4 Dây bọc chống nhiễu 93 4.5 Màu dây 93 4.6 Hộp nối dây cầu chì 94 4.7 Điểm nối mass xe 94 4.8 Các giắc nối 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 DANH MỤC BẢNG BIỂU STT Danh mục Bảng 3.1 Bảng : 4.1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Stt 10 11 12 13 BM 08TĐ Thơng tin kết nghiên cứu CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CKĐ Tp HCM, ngày 11tháng 11 năm13 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: Sử dụng thiết bị sóng chẩn đốn hư hỏng hệ thống điện động - Mã số: T2013-67 - Chủ nhiệm: GVC Ths Đỗ Quốc Ấm - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 5-2013 đến 12 -2013 Mục tiêu: - Giúp người sử dụng máy dao động ký chẩn đoán hệ thống điện động hiểu được: - Nguyên lý làm việc máy sóng - Các đặc điểm chung hệ thống điện ô tô - Các đặc điểm thông tin cảm biến cấu chấp hành khác sử dụng ô tô - Cách xác định thông tin chi tiết cụm chi tiết hệ thống từ nhận định tình trạng làm việc chi tiết cụm chi tiết Tính sáng tạo: - Tài liệu biên soạn cách có hệ thống cấu trúc nguyên lý làm việc máy sóng Trên sở phân tích hoạt động của hệ thống điện có liên quan tài liệu phân tích dạng hư hỏng hướng dẫn cách chẩn đóan Kết nghiên cứu: Nội dung đề tài giúp tăng tính xác rút ngắn thời gian việc chẩn đoán sửa chữa chi tiết cụm chi tiết hệ thống điều khiển động Sản phẩm: Tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị sóng chẩn đốn hư hỏng hệ thống điện động Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: Tài liệu sử dụng làm tài liệu giảng dạy trường học tài liệu tham khảo đơn vị sửa chữa chuyên ngành Cơ khí Động lực BM 09TĐ Thông tin kết nghiên cứu tiếng Anh INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: Using oscilloscope in testing electrical and electronic systems on automobiles Coordinator: MS Am Quoc Do Implementing institution: University of technical education Hochiminh city Duration: from May 2013 to October 2013 Objective(s): Helping user who use oscilloscope in the diagnosis electrical and electronic system on automobiles understand - Principle of the oscilloscope - The most common features of electrical and electronic systems on automobiles - The features of sensors and actuators in electrical and electronic system on automobiles - Diagnose malfunctioning of electrical and electronic systems on automobiles Creativeness and innovativeness: The document provides systematic information about the structure and working principle of the oscilloscope Based on analysis of the operation of some electrical and electronic systems on automobiles, the document provides the analyzing waveforms and testing tips Research results: Contents of topics to help increase the accuracy and reduce the time to diagnose in the engine control system (some system) Products: Documentation : Using oscilloscope in testing electrical and electronic systems on automobiles Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: This document can be used as teaching material or references in vocational, university, automotive workshop Trưởng Đơn vị (ký, họ tên, đóng dấu) MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ngịai nước 1.1.1 Ngồi nước: Các tài liệu tiếng nước thuộc lĩnh vực liện quan chưa biên soạn cách chi tiết hệ thông 1.1.2 Trong nước Hiện chưa có tài liệu chẩn đốn có nội dung tương tự 1.2 Tính cấp thiết Hiện ô tô, tiêu chuẩn tiếng ồn, chất lượng khí xả,cũng tiêu hao nhiên liệu đặt ngày cao Hệ thống điều khiển động đời nhằm đáp ứng yêu cầu Ở hệ thống này, việc điều khiển cấp nhiên liệu cho động cơ, điều khiển thời điểm đánh lửa ( động xăng), điều khiển khác thường điểu khiển máy tính ( ECU), theo chương trình hoạch định trước Trên hệ thống cảm biến đóng vai trị quan trọng việc thu thập gửi liệu từ động ECU Đồng thời, để thực chức điểu khiển, ECU tác động vào động thông qua thiết bị ngoại vi khác gọi cấu chấp hành ( actuator) Mặc dù có ưu điểm vượt trội giới thiệu trên, hệ thống điều khiển động với nhiều cảm biến cấu chấp hành cho thấy tính phức tạp khó khăn chẩn đoán sửa chữa trục trặc hệ thống Việc sử dụng thiết bị sóng chẩn đoán sửa chữa hệ thống giúp người thợ sửa chữa rút ngắn thời gian chẩn đoán, tăng tính xác, tránh sai sót tăng hiệu thực cơng việc Ngồi việc sử dụng thiết bị sóng cịn giúp thu thập thông tin khác từ động tử xây dựng đặc tính chúng 1.3 Mục tiêu - Người sử dụng hiểu nguyên lý làm việc máy sóng - Các đặc điểm chung hệ thống điện ô tô - Các đặc điểm thông tin cảm biến cấu chấp hành khác sử dụng ô tô - Cách xác định thông tin chi tiết cụm chi tiết hệ thống từ nhận định đượctình trạng làm việc chi tiết cụm chi tiết 85 uB uC Um Um Um uA Um Um Um - Um Um 1,5Um - Khi pha A bắt đầu cấp điện máy phát nhƣng D1 bị đứt không dẫn điện qua đƣợc nên uA = dẫn đến điện áp máy phát giảm xuống uA bán kì dƣơng Ở thời điểm điện áp D1 không bị đứt, pha A pha tạo máy phát (do uA > uC) Nhƣng D1 bị đứt nên pha C tiếp tục cấp điện đến uC = điện áp máy phát thời điểm uA đạt cực đại D1 chƣa đứt - Nguyên nhân điện áp máy phát không thời điểm uC = cuộn dây có tƣợng tự cảm nên giảm dần từ từ điện áp đến Tƣơng tự với thời điểm máy uB tăng dần cấp điện áp phát - Các pha B, C cấp điện hoạt động bình thƣờng nên dạng xung đo đƣợc lúc hiển thị nhƣ hình 3.90 Hình 3.90 Xung máy phát đứt Diode - Trên lí thuyết giải thích đƣợc dao dộng ngang mức cao nhƣng theo hình ảnh thực tế có dao động mức cao dao động mức thấp tƣợng tự cảm cuộn dây bị ngắt mạch Khi cuộn A bắt đầu tạo điện nhƣng D1 bị đứt nên đƣa điện áp đƣợc, lúc bên cuộn dây xuất dòng điện tự cảm chống lại tác nhân sinh làm điện áp đầu giảm đoạn 3.3.2b Ngắn mạch Diode: Giả sử ngắn mạch Diode 1: Hình 3.91 Mạch chỉnh lƣu bị chập D1 87 Um Um Um Um Um Um - Um Um 1,5Um - Khi bị ngắn mạch D1, thời điểm pha A cấp dƣơng máy phát có điện bình thƣờng Tức từ cuộn A dịng điện qua ngồi máy phát vào cực (+) accu qua cực (-) accu nối  xuống mass mass máy phát vào cầu Diode chỉnh lƣu qua D4 vào cuộn B (hoặc qua D6 vào cuộn C cuộn C dẫn âm) - Khi đến lƣợt pha B (hoặc C) bán kì dƣơng cấp điện ngồi, D1 bị ngắn mạch khơng cịn khả chặn dòng ngƣợc chiều nên dòng điện ngƣợc vào cuộn A mà khơng ngồi => máy phát khơng cấp điện ngồi - Lúc dịng điện từ cuộn B qua D3 nhƣng không máy phát qua D1 bị ngắn mạch vào cuộn A tạo thành mạch kín máy phát mà khơng đƣa dịng điện ngồi 88 - Tóm lại D1 bị ngắn mạch có pha A đƣa điện áp ngồi máy phát, pha cịn lại khơng đƣa điện áp đƣợc Ta có đƣợc hình ảnh dạng xung đo đƣợc nhƣ hình: Hình 3.92 Xung máy phát chập Diode - Dao động thực tế trƣờng hợp diode bị ngắn mạch có dao động cao dao động thấp đoạn, khác với lí thuyết dao động Nguyên nhân gần cuối dao động thứ hai pha A pha B bắt đầu tạo điện áp Nhƣng D1 bị ngắn mạch nên pha B tạo điện vào pha A khiến cho nguồn ngƣợc chiều nhau, trừ nên kết dao động thứ hai pha A thấp đoạn 89 3.3.2c Đứt cuộn dây pha: Giả sử đứt cuộn dây pha A: Hình 3.93 Mạch máy phát đứt cuộn dây pha A Um uB uC Um Um Um Um Um - Um Um 1,5Um - Khi đứt cuộn dây stator pha A có uA = 0, pha B, C cấp điện máy phát - Khi pha C (hoặc B) bán kì dƣơng cấp điện áp cho máy phát pha B (hoặc C) bán kì âm 90 Nhƣ thời điểm bị đứt pha B, C bán kì âm pha A nên khơng có pha cấp dƣơng nên điện áp máy phát pha Còn thời điểm pha B, C bán kì dƣơng cuộn dây A bị đứt nên khơng có pha dẫn âm nên điện áp máy phát - Từ ta có đƣợc hình dạng xung đo đƣợc nhƣ sau: Hình 3.94 Xung máy phát đứt pha 91 CHƢƠNG 4: MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Ô TÔ 4.1 Điều khiển thiết bị Để giảm số lƣợng dây dẫn dùng ô tô, đồng thời thuận lợi lắp đặt sửa chữa, ngƣời ta thƣờng sử dụng thân xe nhƣ dây dẫn thứ hai Cọc âm accu thƣờng đƣợc nối trực tiếp sƣờn xe Các thiết bị hệ thống điện ô tô thƣờng có hai kiểu điều khiển “dƣơng chờ” (ground side control) hay “âm chờ” (feed side control) Ở kiểu âm chờ cơng tắc điều khiển đƣợc lắp vị trí cọc dƣơng accu thiết bị, âm accu đƣợc nối thƣờng trực vào thiết bị, mạch điện đƣợc khép kín cơng tắc trạng thái ON Ngƣợc lại, kiểu dƣơng chờ ( ground side control) công tắc điều khiển đƣợc lắp vị trí cọc âm accu thiết bị, dƣơng accu đƣợc nối thƣờng trực vào thiết bị Việc nhận biết thiết bị điều khiển theo kiểu âm chờ hay dƣơng chờ ô tô quan trọng Việc nhầm lẫn hai kiểu điều khiển dẫn đến kết sai lệch chẩn đoán xác định hƣ hỏng hệ thống điện ô tơ 4.2 Dây dẫn Kích thƣớc dây dẫn đƣợc tiêu chuẩn hóa phân loại, phụ thuộc vào đƣờng kính lõi dây (khơng kể kích thƣớc phần vỏ bọc cách điện) theo hệ thống AWG ( American wire gauge system) Cỡ dây ô tô thƣờng nằm khoảng từ 8- 20 Cỡ dây theo AWG 20 18 16 14 92 12 10 Bảng : 4.1 Cỡ dây kích thƣớc dây 4.3 Bó dây Các dây dẫn hệ thống điện đƣợc chia thành nhiều bó dây khác Các dây điện có vị trí thƣờng nằm chung bó, đuợc quấn quanh băng keo đƣợc đặt tên gọi khác ( ví dụ: bó dây điện động cơ, bó dây điện cửa số 1, bó dây phía trƣớc…) Việc phân chia giúp việc lắp đặt, bảo quản, sửa chữa chẩn đốn thiết bị điện tơ có nhiều thuận lợi Trên vẽ hệ thống điện tơ, bó dây thƣờng đƣợc ký hiệu khác biệt với 4.4 Dây bọc chống nhiễu ( Shielded wire) Ở dây điện có bọc chống nhiễu ngồi phần cách điện bao bọc chung quanh lõi dây dẫn cịn có lớp lƣới kim loại, lƣới kim loại đƣợc nối sƣờn xe (groud point) Với kết cấu thay đổi từ trƣờng chung quanh dây dẫn gây điện ký sinh lòng dây dẫn (điện ký sinh làm sai lệch thông tin từ cảm biến gửi ECU) Thơng thƣờng dây dẫn thơng tin có giá trị điện nhỏ nhƣ cảm biến oxy, cảm biến điện từ thƣờng có dây bọc chống nhiễu 4.5 Màu dây Để dễ phân biệt dây dẫn xe, dây dẫn điện tơ thƣờng có màu khác nhau, màu dây hệ thống điện thƣờng đƣợc ký hiệu vẽ theo chữ tiếng anh, trƣờng hợp dây dẫn có sọc, màu dây đƣợc ký hiệu gồm hai chữ cái, chữ màu nền, chữ thứ hai màu sọc Các dây dẫn trong „giắc đấu dây‟ (Juntion connector) có màu dây Dây màu Giắc đấu dây 93 đƣợc nối chập vào 4.6 Hộp nối dây hộp cầu chì Hộp nối dây (Juntion block) nơi kết nối phân phối công suất động từ accu đến hệ thống khác ô tô Hộp nối dây thƣờng chứa cầu chì, đầu nối dây (connector) mạch liên kết đầu nối cầu chì với Hộp cầu chì thƣờng chứa rơ-le, cầu chì mạch liên kết chi tiết Tuy nhiên số hãng xe khác biệt hộp cầu chì, hộp rơ-le khơng đáng kể, hộp nối dây có đủ chi tiết nhƣ hộp cầu chì, chúng khác tên gọi 4.7 Điểm nối mát xe ( Ground point) Thông thƣờng sơ đồ hệ thống điện ô tô điểm nối mát (ground point) thƣờng đƣợc phân làm hai loại chính: bó dây nối mát thân thiết bị nối mát Các dây dẫn nối mát thiết bị gần thƣờng có màu đƣợc đấu chung vào khoen đƣợc bắt thẳng sƣờn xe bu-long Việc đặt tên điểm nối mát theo vị trí xe, ví dụ: B ( body- thân xe ); E ( engine- khoang động cơ) Đồng thời, điểm nối mát có vị trí gần thƣờng có dây dẫn liên kết với Nhƣ vậy, trƣờng hợp điểm nối mát thân xe tiếp xúc gây tác hại đến hệ thống liên quan 4.8 Các giắc nối ( Connector) Các giắc nối hệ thống điện ô tô đƣợc chia làm nhiều loại khác nhau: Giắc nối dây: liên kết hai bó dây với nhau; Giắc nối vào thiết bị: nối bó dây vào thiết bị Giắc đấu dây ( Juntion conector)- nối chập dây dẫn vào nhau; Giắc nối dây dẫn vào hộp cầu chì- hộp nối dây Các giắc nối vào thiết bị thƣờng có màu khác đƣợc đặt tên theo vị trí xe (Toyota) hay ký hiệu theo hệ thống mà liên kết ( Ford) Các giắc nối dây, giắc nối vào hộp cầu chì có ký hiệu khác sơ đồ điện đƣợc đặt tên theo vị trí xe 94 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài hoàn thành thời gian quy định đạt yêu cầu nhiệm vụ đặt viết hướng dẫn sử dụng máy sóng chẩn đốn hệ thống điện tơ Đề tài đạt số kết định, mang nhiều ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn Nội dung đề tài mang tính thiết thực, trước mắt sản phẩm đề tài nguồn tài liệu hỗ trợ cho công việc sửa chữa hệ thống điện động Mặt khác, tài liệu hữu ích sử dụng giảng dạy học tập nhằm mang lại hiệu cao trình đào tạo Do thời gian thực đề tài có giới hạn nên tài liệu tập trung vào trình bày hướng dẫn chẩn đoán hệ thống đánh lửa, kim phun máy phát Tài liệu sử dụng h ết s ức h ữu ích thực tế sử a chữ a hệ thống điện ô tô Với tài liệu người thợ sửa chữa rút ngắn thời gian chẩn đốn, tăng tính xác, tránh sai sót tăng hiệu thực tế công việc chẩn đoán , sửa chữa Việc đưa nội dung vào nội dung giảng dạy thực hành trường đào tạo có liên quan đến chun ngành khí động lực, sở bảo dưỡng - sửa chữa ô tô cần thiết 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] User’s manual SST 1500 EEOS104A/EEOS104ASnap-On Diagnostics, Lincolnshire [2] http://www.omitec.com/us/support/tech-tips-gen/waveform- analysis/wave14/ [3 ] http://jeep.zerok.ru/index.php?page=191 [4] http://www.pc-oscilloscopes.com/fuel-injection.html [5] http://www1.hcmute.edu.vn/ckd/lesson10.html 96 ... thời gian việc chẩn đoán sửa chữa chi tiết cụm chi tiết hệ thống điều khiển động Sản phẩm: Tài liệu hư? ??ng dẫn sử dụng thiết bị sóng chẩn đốn hư hỏng hệ thống điện động Hiệu quả, phương thức chuyển... HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG SỬ DỤNG THIẾT BỊ HIỆN SĨNG TRONG CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ Mã số: T2013-67 Chủ nhiệm đề tài: GVC Ths Đỗ Quốc... khiển động với nhiều cảm biến cấu chấp hành cho thấy tính phức tạp khó khăn chẩn đoán sửa chữa trục trặc hệ thống Việc sử dụng thiết bị sóng chẩn đoán sửa chữa hệ thống giúp người thợ sửa chữa