Tài liệu hướng dẫn thực tập hệ thống điều khiển động cơ: Các cảm biến, hệ thống nhiên liệu và hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng

MỤC LỤC

CÁC CẢM BIẾN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

Cảm biến lượng không khí nạp (bộ đo gió)

  • Bộ đo gió kiểu dây nhiệt (Mass Air Flow Sensor) (MAF Sensor)
    • Bộ đo gió Karman 1. Karman siêu âm

      Cảm biến chân không (Vacuum Sensor) hay còn gọi là cảm biến áp suất đường ống nạp MAP Sensor (Manifold Air Pressure Sensor), là cảm biến xác định dòng mật độ không khí nạp thông qua độ chân không trong đường ống nạp. Sự rung động của tấm gương làm thay đổi hướng chiếu sáng của đèn led (Phản xạ ánh sáng). Transistor quang sẽ mở khi nhận sự phản xạ ánh sáng từ led qua gương. Sự tác động của các dòng xoáy vào bề mặt dưới của gương làm cho gương dao động, nên transistor quang lúc nhận ánh sáng lúc không. Sự On và Off của transistor quang tạo. ra các xung điện có tần số f. Nhờ tần số f ECU xác định lượng không khí nạp vào động cơ. Khi lượng không khí nạp càng nhiều, số lượng dòng xoáy càng gia tăng và tần số f càng lớn. Ngược lại, khi lượng không khí nạp ít, tấm kim loại rung ít và tần số f sẽ nhỏ).

      Hình 2.4. Mạch điện điều khiển MAF Sensor
      Hình 2.4. Mạch điện điều khiển MAF Sensor

      Cảm biến G và cảm biến NE

      • Cảm biến G và Ne dùng trong hệ thống đánh lửa sử dụng bộ chia điện

        Bên ngoài đĩa thường có 360 rãnh cho cảm biến Ne, bên trong có 4 rãnh (Động cơ 4 xy lanh) cho cảm biến G, rãnh to nhất của cảm biến G dùng để xác định vị trí của piston số 1 ở điểm chết trên. Đĩa cảm biến được bố trí ở giữa các cặp quang học, phía trên đĩa bố trí 2 led cho cảm biến G và cảm biến Ne, bên dưới đĩa là hai transistor quang. Khi trục delco quay đĩa cảm biến quay theo. Sự chuyển động của đĩa cảm biến làm cho transistor quang lúc nhận ánh sáng từ led lúc không nhận ánh sáng. Mạch điều khiển cảm biến Quang. Khi contact máy On led sáng. Nếu transistor quang không nhận ánh sáng nó đóng và transistor Tr1 đóng theo, điện áp tại cực Ne là 5 vôn. Khi transistor quang nhận ánh sáng nó mở, có dòng điện qua transistor quang điều khiển transistor Tr1 mở theo, lúc này có dòng điện đi như sau: Vc = 5 vôn → điện trở → Cực Ne → Tr1 → mát và điện áp tại cự Ne là 0 vôn. Khi rotor cảm biến quay lúc transistor quang nhận ánh sáng lúc không nhận ánh sáng. Vì vậy tín hiệu từ cực Ne mà bộ vi xử lý nhận được có dạng xung vuông. Cảm biến G và Ne trong hệ thống đánh lửa trực tiếp không bộ chia điện 2.2.2.1. a) Cảm biến vị trí trục cam kiểu điện từ. Vị trí vấu lồi của rotor (Răng) gần cuộn dây cảm biến nhất xác định vị trí piston số 1 ở gần điểm chết trên cuối kỳ nén. Sự nhận dạng xy lanh được xác định bởi xung tín hiệu cảm biến G. Cơ cấu vấu lồi cảm biến vị trí trục cam. Trong động cơ sử dụng hệ thống điều khiển xú pap thông minh VVT-i. Các vấu lồi ởhình vẽ trên dùng để xác định thời điểm của trục cam. ECU dùng các xung này để điều khiển thời điểm đóng mở của các xú pap. b) Cảm biến vị trí trục cam kiểu phần tử Hall. Vị trí răng khuyết giúp ECU xác định chính xác vị trí điểm chết trên (TDC). Xác định vị trí trục khuỷu. Cấu tạo và nguyên lý của cảm biến. Khi rotor cảm biến quay, khe hở giữa lừi từ sẽ thay đổi theo cỏc đỉnh và đỏy của bánh răng. Đường sức từ đi qua cuộn dây thay đổi tạo ra sức điện động trong cuộn dây. Điện áp được tạo ra được chuyển thành xung vuông bằng mạch điện trong ECU. Khoảng cách giữa các xung đồng bộ với góc quay giữa hai đỉnh của bánh răng. Do đó góc quay của bánh răng có thể phát hiện bằng khoảng cách giữa các xung. Bởi vì số xung tương ứng với số răng, nên tốc độ quay của bánh răng có thể xác định bằng cách đếm số xung trong một đơn vị thời gian định trước. Kiểm tra cảm biến điện từ đối cới cả hai cảm biến vị trí trục cam và trục khuỷu:. − Kiểm tra điện trở cuộn dây cảm biến và so sánh với thông số nhà chế tạo. − Kiểm tra sự kết nối của giắc ghim điện, sự chạm mát, ngắn mạch và đứt mạch của đường dây. − Cảm biến khi thay mới phải đúng kích thước và điện trở của cuộn dây cảm biến. b) Cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu phần tử Hall.

        Hình 2.24. Biểu đồ động của cảm biến điện từ
        Hình 2.24. Biểu đồ động của cảm biến điện từ

        Cảm biến nhiệt độ nước

        Tháo giắc ghim và dùng đồng hồ VOM bật thang đo điện trở rồi kiểm tra điện trở của cảm biến nhiệt độ nước. − Dùng đồng hồ VOM để kiểm tra điện trở xem thử điện trở có thay đổi khi nhiệt độ nước thay đổi hay không. − Nếu đun nước và kiểm tra thấy điện trở cảm biến không đổi hoặc thay đổi nhưng không theo nhà sản xuất thì cảm biến đã hư.

        Cảm biến vị trí bướm ga

          Khi đạp ga qua trục truyền động làm cho các nam châm quay xung quanh hai IC Hall, từ thông thay đổi, tín hiệu điện áp VPA và VPA2 sẽ thay đổi và tín hiệu này sẽ được gửi về ECU để xác định góc mở bàn đạp ga. Điện áp từ ECU cung cấp tới chất điện phân cố định, chất điện phân được nung nóng (650° ) dòng ion oxy được tạo ra theo các điều kiện sau: nồng độ ôxy trong khí thải tỉ lệ với hỗn hợp nghèo (A/F>15) và nồng độ không khí cháy hỗn hợp không khí với nhiên liệu giàu (A/F<15). Như vậy cảm biến A/F giá trị cường độ dòng điện được tạo ra bằng cách đặt điện áp vào phần tử phát hiện trạng thái của tỉ lệ không khí nhiên liệu dựa trên sự thay đổi nồng độ ôxy và khí không cháy trong khí thải.

          Hình 2.56. Xác định các chân cảm  biến 2.5.4. Kiểu tuyến tính dùng 2 cảm biến
          Hình 2.56. Xác định các chân cảm biến 2.5.4. Kiểu tuyến tính dùng 2 cảm biến

          Cảm biến tốc độ xe

          Mạch điều khiển cảm biến kích nổ kiểu cộng hưởng Điện trở dùng trong cảm biến để ngăn chặn sự hở mạch hoặc ngắn mạch của cảm biến kích nổ.

          HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

          Nguyên lý làm việc và cấu tạo tổng quát của hệ thống nhiên liệu

          • Bơm nhiên liệu
            • Lọc nhiên liệu
              • Bộ điều áp
                • Kim phun

                  Nhiên liệu được cung cấp sau khi qua ống phân phối sẽ đi vào bộ điều áp, dưới tác động của lượng nhiên liệu này sẽ làm cho màng đi xuống, mở van điều áp và một lượng nhiên liệu thoát ra thông qua bộ điều áp rồi về thùng chứa nhiên liệu. Khi cánh bướm ga mở nhỏ, độ chân không sau cánh bướm ga lớn, độ chân không này tác động lên màng bộ điều áp làm màng đi xuống, van điều áp mở lớn, lượng nhiên liệu thoát về thùng chứa nhiên liệu nhiều hơn nên áp suất trong ống phấn phối giảm. Trong hình trên kim phun sử dụng có điện trở cao, Điện dương từ cực IG của contact máy sẽ cấp đến mỗi cực của kim phun, mỗi cực còn lại của kim phun 2 và 4 được nối với cực #20 và kim phun 1 và 3 được nối với cực #10 của ECU.

                  Hình 3.11. Mạch dẫn động kim phun điện trở cao
                  Hình 3.11. Mạch dẫn động kim phun điện trở cao

                  Kiểm tra hệ thống nhiên liệu 1. Kiểm tra sơ bộ

                  • Kiểm tra áp suất nhiên liệu trong hệ thống Hệ thống nhiên liệu không có đường ống hồi
                    • On/off một tốc độ 1. Dùng contact bơm
                      • On/off nhiều tốc độ
                        • Một số mạch điều khiển khác 1. Hãng Honda kiểu cũ

                          IG: Rơ le chính On, lúc này có không khí qua bộ đo gió van trượt nên contact điều khiển bơm bố trí ở bộ đo gió van trượt On, có dòng điện qua cuộn dây L1 nên rơ le bơm On và bơm tiếp tục quay. Khởi động: Trong quá trình khởi động, rơ le EFI On và ECU dùng tín hiệu khởi động STA từ contact máy ở vị trí ST để điều khiển transistor On, dẫn đến rơ le bơm On và bơm quay. Khi khởi động hoặc lượng không khí nạp lớn, bộ điều khiển bơm nhiên liệu (ECU bơm) nhận tín hiệu 5V từ cực FPC của ECU động cơ, nó cho điện áp ra từ cực FP là 12V để điều khiển bơm quay ở tốc độ cao.

                          Hình 3.26. Kiểm tra sự nâng kim phun
                          Hình 3.26. Kiểm tra sự nâng kim phun

                          HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ CẦM CHỪNG

                          Điều khiển tốc độ cầm chừng bằng van ISC 1. Kiểu van điện từ xoay

                            Khi ECU điều khiển cực RSO nối mát, có dòng điện chạy qua cuộc dây T1 và các cực của lừi từ hỡnh thành theo hỡnh trờn, lực từ của nam chõm điện sẽ làm cho van xoay theo chiều kim đồng hồ. Lực từ ở cuộn dây T1 mạnh hơn vì thời gian mở của transistor Tr1 dài hơn thời gian mở của transistor Tr2 và nam châm vĩnh cửu sẽ xoay và dừng lại ở vị trí cân bằng của lực từ cuộn dây T1 và T2. Do van bị khống chế chuyển động quay, nên khi rotor của mô tơ chuyển động theo chiều kim đồng hồ, van sẽ chuyển động tiến về đế van làm giảm khe hở, lượng không khí đi tắt qua bướm ga giảm theo.

                            Hình A: Rotor đứng yên
                            Hình A: Rotor đứng yên

                            Kiểm tra hệ thống điều khiển tốc độ cầm chừng 1. Kiểm tra sơ bộ

                              − Nối biến trở với giắc cắm, đề máy và thấy động cơ nổ với tốc độ cầm chừng cao (khoảng 1200rad/giây). Kiểm tra sự hoạt động của van ISC. − Tăng giá trị biến trở thấy tốc độ cầm chừng tăng lên. Thấy tốc độ cầm chừng khoảng 800rad/giây). Lúc này rơ le khớp từ đóng điều khiển ly hợp điện từ đóng nhằm bù một phần công suất động cơ bị mất. Khi đánh lái contact áp suất dầu của bơm trợ lực lái sẽ đóng hoặc cảm biến áp suất sẽ gửi tín hiệu về ECU động cơ.

                              Hình 4.15. Xác định kiểu van ISC trên động cơ 1G - FE
                              Hình 4.15. Xác định kiểu van ISC trên động cơ 1G - FE