4. Lớp: Cơ Khí Giao Thông Khóa: K
3.6.Cảm biến vị trí trục cam, vị trí trục khuỷu
Vị trí:
Cảm biến vị trí trục cam và cảm biến tốc độ trục khuỷu của động cơ đánh ửa dùng bộ chia điện thì nằm trong bộ chia điện, nếu động cơ à oại đánh ửa trực tiếp thì cảm biến vị trí cam nằm trong bộ dẫn động và đƣợc bố trí đầu trục cam và cảm biến tốc độ trục khuỷu thì nằm ở đầu trục khuỷu hoặc bánh đà.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 59
Hình 3.29: Cảm biến tốc độ trục khuỷu và vị trí cam.
Hình 3.30: Vị trí đặt cảm biến.
Gồm 2 loại cảm biến:
- Cảm biến kiểu từ trƣờng.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 60
3.6.1. Cảm biến vị trí kiểu từ tr ờng
3.6.1.1. Cảm biến vị trí trục cam kiểu từ tr ờng
Hình 3.31: Cảm biến vị trí cam kiểu từ trường.
Cảm biến từ thƣờng đƣợc dùng phổ biến ở các hãng Toyota, Honda, Daewoo…
Cấu tạo:
Một cuộn dây, một nam châm vĩnh cửu đƣợc lắp trên khung từ và một rotor cảm biến ( với số răng à 1,2,4,6…)
Nguyên lý hoạt động:
Khi rotor quay sẽ làm từ thông đi qua cuộn dây thay đổi, sẽ tạo ra một sức điện động trong cuộn dây dạng xung xoay chiều và tín hiệu đƣợc ECU tiếp nhận và xử lý.
Ở một số động cơ, nhà sản suất sử dụng hai cảm biến vị trí trục cam. Tín hiệu thứ nhất hoạt động nhƣ trên và tín hiệu còn lại hoạt động đùng để điều khiển phun theo nhóm, phun theo thứ tự công tác hoặc dùng để điều khiển thứ tự đánh ửa trong hệ thống đánh ửa trực tiếp.
Ƣu điểm của loại dùng 2 cảm biến vị trí trục cam là nếu một cảm biến vị trí trục cam hỏng thì cảm biến còn lại vẫn duy trì sự hoạt động của động cơ đƣợc trong khi loại một cảm biến thì không thể điều khiển động cơ hoạt động đƣợc.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 61
Ở một số động cơ, để giảm thiểu các chi tiết nhà sản xuất kết hợp cảm biến vị trí cam chung với cảm biến tốc độ trục khuỷu.
Đa số động cơ hiện nay, tín hiệu G đƣợc bố trí chung với tín hiệu Ne. ECU nhận biết tín hiệu G qua dạng xung bất thƣờng của tín hiệu Ne. Hãng Daewoo và Isuzu đều dùng răng cảm biến tính hiệu G và Ne là một đĩa đƣợc bố trí ở khoảng giữa trục khuỷu, do vậy cảm biến đƣợc bố trí ở thân máy.
3.6.1.2. Cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu từ tr ờng
Vị trí:
Đầu trục khuỷu hoặc bánh đà, nếu có dùng bộ chia điện thì cảm biến nằm trong bộ chia điện.
Hình 3.32: Cảm biến vị trí trục khuỷu. Cấu tạo:
Một cuộn dây, một nam châm vĩnh cữu đƣợc lắp trên khung từ, một rotor cảm biến (số răng của rotor à 4, 6, 12, 16, 24, 34,…).
Nguyên lý hoạt động:
Khi rotor quay động từ thông đi qua cuộn dây thay đổi, sẽ tạo ra một sức điện động trong cuộn dâydạng xung xoay chiều và tín hiệu này đƣợc gửi về ECU.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 62
3.6.2. Cảm biến vị trí trục khuỷu kiểu quang
Hình 3.33: Cảm biến vị trí quang. Vị trí: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cảm biến đƣợc bố trí trong de co hay đƣợc dẫn động bởi trục cam trong hộp dẫn động phía trƣớc.
Cấu tạo:
Hình 3.34: Sơ đồ trên động cơ nissan
- Đĩa nhôm mỏng có khoét lỗ, vành ngoài tùy thuộc vào động cơ mà số
lỗ có thể à 4, 6, 360 đƣợc dùng để cảm biến góc độ trục khuỷu. Phía trong đĩa 1, 4, 6… rãnh dùng cho cảm biến điểm chết trên, rãnh dài nhất dùng để xác định vị trí xy lanh thứ I.
- Led
- Diot quang
Nguyên lý hoạt động
Khi động cơ hoạt động, trục cam quay làm quay trục đƣợc gắn với đĩa nhôm. Các cặp quang học đƣợc bố trí: một ở lỗ phía vành và một ở rãnh phía trong. Nguồn điện của của động cơ cấp tới led làm led sáng và đĩa c này c ng quay.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 63
Hình 3.35: Mạch cảm biến vị trí kiểu quang.
Khi đĩa qua các rãnh của đĩa àm cho ánh sáng của led tới diot quang lúc có lúc không. Diot quang nhận ánh sáng thì nó sẽ cho d ng điện đi qua đến OpAmp, và OpAmp cấp điện áp 5V về ECU. Và ngƣợc lại khi đĩa chắn ánh sáng thì không có tín hiệu điện từ diot quang đến Op mp thì không c d ng điện nào đƣợc gửi về ECU. Sự đ ng mở d ng điện của diot quang tạo ra xung dao động, tùy thuộc vào tốc độ quay của động cơ mà xung dao động với một tần số nhất định và do là tín hiệu đ ng mở nên tín hiệu gửi về ECU là dạng xung vuông.
Bảng 3.41: Thông số tín hiệu cảm biến vi trí một số ô tô hãng ToYoTa.
Hãng ToYoTa N X G1 Ω G2 Ω N Ω 4A – GE 1986 – 1989 140 – 180 140 – 180 4A – FE 1988 – 1995 140 – 180 140 – 180 7A – FE 1992 – 1998 140 – 180 370 - 550 3S – FE 1987 – 1992 140 – 180 3S – FE 1994 – 2000 185 – 275 240 - 325 2VZ – FE 1988 – 1992 140 – 180 140 – 180 140 – 180 5S – FE 1993 – 1997 835 – 1400 1630 - 2740 3S – GTE 1990 – 1992 140 – 180 140 – 180 985 - 1600 IMZ – FE 835 - 1400 180 - 220
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 64 5S – FE 1997 - 2003 835 - 1400 1630 - 2740 2JZ – GTE 835 - 1400 985 - 1600 3S – FE 1991 – 1996 185 – 265 185 – 265 3S – FE 1998 - 2001 985 – 1600 985 - 1600 5S – FE 1996 - 2001 185 - 265 835 - 1400 3ZZ - FE 835 - 1400 1630 – 2740 1AZ - FE 2001 – 2004 835 - 1400 985 - 1600 2AZ - FE 2001 – 2004 835 - 1400 985 - 1600 2E – E 1990 -1996 140 –180 140 –180 2E – E 1996 – 1999 400 - 600 400 – 600 1ZZ – FE 2000 – 2004 1630 - 2740 1630 – 2740 7M – GTE 1988 – 1993 140 - 180 140 – 180 3UZ – FE 2001 – 2004 835 - 1400 1630 – 2740 1UZ – FE 1991 – 1994 950 – 1250 950 - 1250 2JZ – GE 1993 – 1997 125 – 200 125 - 200 155 - 250 IG - FE 1999 – 2004 835 – 1645 1630 - 3225 4ZZ – FE 2001 – 2004 835 - 1400 1630 – 2740 3ZZ – FE 2001 - 2004 835 - 1400 1630 – 2740 2ZZ – GE 835 - 1400 1630 – 2740 1SZ – FE 1999 – 2004 985 – 1600 985 - 1600 2SN – FE 1999 – 2004 985 – 1600 985 - 1600 1NZ – FE 2001 – 2004 985 – 1600 985 - 1600 1AZ – FSE 2000 -2003 985 – 1600 985 - 1600 4A – FE 1998 - 2000 1630 - 2740 1630 – 2740 5E – FE 1996 – 2001 370 – 550 370 - 550
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 65
3.7. Cảm biến oxy
Vị trí:
Cảm biến lắp trên đƣờng ống thải.
Cấu tạo: 2TZ - FE 1999 – 2000 140 - 220 140 - 220 5VZ – FE 1996 – 2002 1630 - 3225 1630 - 3225 2RZ – E 1995 – 2004 370 -650 370 -650 3VZ – FE 1991 – 1996 140 - 180 140 - 180 3S – GE 3E - GTE 1990 - 1994 140 – 220 140 - 220 Hãng HONDA N X G1 Ω G2 Ω N Ω D15Z1 1991 – 1995 350 - 700 350 - 700 D16Z7 1991 – 1995 350 - 700 350 - 700 B162 1991 – 1995 350 - 700 350 - 700 D14A2 1995 –1997 350 - 700 350 - 700 F18A3 1995 –1998 260 - 500 260 - 500 F20B3 1993 -1997 350 - 700 350 - 700 F20A4 1992 –1996 350 - 700 350 - 700 D15Z6 1996 – 200 350 - 700 350 -700 B18C4 1997 - 2000 350- 700
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 66
Hình 3.36: Cấu tạo cảm biến oxy.
Cảm biến oxy gồm có phần chính là hợp chất Ziconia (Zirconium dioxit), điện cực Platin và bộ xung cảm biến (heater).
Cảm biến oxy dùng để nhận biết nồng độ oxy trong khí thải của động cơ thông qua đ ECU xác định tỷ lệ nhiên liệu và không khí trong buồng đốt của động cơ để đƣa ra phƣơng pháp điều chỉnh ƣợng phun nhiên liệu cho thích hợp.
Các xe có trang bị đầu chu n h a OBD II đƣợc trang bị hai cảm biến oxy: một cảm biến đƣợc lắp trƣớc lọc khí thải dùng để kiểm tra tỷ lệ nhiên liệu và không khí và một cảm biến lắp sau lọc khí thải để kiểm tra chất ƣợng lọc khí thải của bộ lọc. Ngoài ra một số động cơ khác trang bị tới 3 cảm biến oxy à đối với động cơ chữ V với hai cảm biến tỷ lệ nhiên liệu và oxy ở hai bên ống khí thải trƣớc lọc khí thải và một sau lọc khí thải.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 67
Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến oxy gồm có phần chính là hợp chất Ziconia (Zirconium dioxit), điện cực Platin và bộ xung cảm biến (heater). Cảm biến oxy cho ra tín hiệu điện áp cơ bản dựa vào sự chênh lệch oxy giữa hai mặt điện cực đƣợc làm bằng platin của cảm biến. Cảm biến oxy có 2 mặt làm bằng p atin để so sánh một mặt tiếp xúc với ƣợng không khí thải ở bên trong đƣờng ống khí thải của động cơ mặt còn lại tiếp xúc với khí trời.
Khi ƣợng oxy trong khí thải cao thì sự chênh lệnh với không khí trời thấp nên tính hiệu điện áp phát ra của cảm biến sẽ thấp, khi ƣợng oxy trong khí thải thấp làm sự chênh lệch với không khí cao nên tín hiệu điện áp của cảm biến phát ra cao. Tín hiệu điện áp của cảm biến tỷ lệ thuận với sự chêch lệch nồng độ oxy ở hai bên của điện cực cảm biến.
Tín hiệu điện áp của cảm biến phát ra đƣợc ECU tiếp nhận để nhận biết và điều chỉnh ƣợng phun nhiên liệu vào buồng đốt. Khi hỗn hợp giàu, tín hiệu điện áp cảm biến oxy từ 0.6 đến 1,0V. Khi hỗn hợp trong buồng đốt nghèo, tín hiệu điện áp phát ra sẽ thấp từ 0,4 đến 0,1V. Khi tỉ lệ không khí và nhiên liệu là 14,7/1 thì tín hiệu điện áp phát ra của cảm biến oxy 0,45V. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để cảm biến oxy làm việc thì phải đƣa nhiệt độ cảm biến oxy lên tới .
Do vậy phải làm nóng cảm biến bằng quá trình chạy cầm chừng của động cơ một thời gian. Việc điều khiển làm nóng cảm biến đƣợc thƣc hiện bởi ECU.
Phần lớn các động cơ ngày nay đều sử dụng cảm biến oxy kiểu xông nóng. Để xông n ng, ngƣời ta dùng một điện trở có trị số nhiệt điện trở dƣơng bố tí bên trong cảm biến oxy. D ng điện điện đi điện trở từ 1 đến 2 mpe đƣợc điều khiển bởi ECU căn cứ và tín hiệu nƣớc làm mát và cảm biến ƣu ƣợng không khí nạp. Khi nhiệt độ cảm biến đạt đƣợc nhiệt độ làm việc thì giá trị điện trở tăng àm d ng điện qua điện trở sẽ giảm.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 68
3.8. Cảm biến kích nổ
Vị trí:
Hình 3.38: Cảm biến kích nổ.
Cảm biến kích nổ đƣợc lắp đặt ở vị trí xy anh động cơ, số ƣợng và cách bố trí của cảm biến phụ thuộc vào số xy lanh và cách bố trí của xy lanh của động cơ. Động cơ 4 xy anh thƣờng bố trí 1 cảm biến, 6 xy lanh bố trí 2 cảm biến.
Hình 3.39: Cấu tạo cảm biến kích nổ. Cấu tạo:
Cảm biến đƣợc chế tạo bằng phần tử áp điện.
Nguyên lý hoạt động:
Khi có hiện tƣợng kích nổ diễn ra ở các xy lanh của động cơ, các phần tử áp điện trong cảm biến bị rung động mạnh và cảm biến sẽ phát ra xung tín hiệu từ 6kHz đến 13kHz tùy theo từng loại động cơ.
Màng chắn
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 69
Hình 3.40: Biểu đồ biên độ dao động của cảm biến.
Trong quá trình hoạt động của động cơ xăng, việc đốt cháy nhiên liệu đ ng thời điểm nhƣ mong muốn của nhà sản xuất là vô cùng ý tƣởng. Nhƣng do c một hiện tƣợng gây ảnh hƣởng lớn đến độ bền của các chi tiết c ng nhƣ à giảm năng suất của động cơ đ à hiện tƣợng kích nổ. Để khắc phục hiện tƣợng kích nổ trong quá trình n n và đột cháy nhiên liệu thì động cơ phải giảm áp suất trong buồng đốt và đồng thời thực hiện đánh ửa trễ hơn.
Hình 3.41: Mạch cảm biến kích nổ.
Để giám sát việc kích nổ trong buồng đốt của động cơ nhà sản xuất dùng một cảm biến đ à cảm biến kích nổ đƣợc ký hiệu KNK. Tín hiệu của cảm biến đƣợc gửi về ECU xử lý và lấy đ àm căn cứ để xử ý đến khi nào hết hiện tƣợng kích nổ trong xy lanh.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 70
CHƯƠNG 4:
KHÁI QUÁT LINH KIỆN
4.1. Tụ ện
Định nghĩa
Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng đƣợc sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động.
Cấu tạo
Tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Ngƣời ta thƣờng dùng giấy, gốm, mica, giấy t m hóa chất làm chất điện môi và tụ điện c ng đƣợc phân loại theo tên của các chất điện môi này nhƣ tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa.
Hình 4.1: Cấu tạo tụ điện. Kí hiệu
Hình 4.2: Kí hiệu tụ điện.
Thông số đặc trƣng của tụ là khả năng tích trữ năng ƣợng điện, ngƣời ta đƣa ra khái niệm à điện dung của tụ điện. Điện dung càng cao thì khả năng tích trữ điện
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 71 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
của tụ càng lớn và ngƣợc lại. Giá trị điện dung đƣợc đo bằng đơn vị Fara (kí hiệu là F). Giá trị F là rất lớn nên thông thƣờng trong các mạch điện tử các tụ chỉ đo bằng các giá trị nhỏ hơn Micro fara (μF), Nano Fara (nF) hay Picro (pF).
1F= 106μF= 109 nF= 1012 pF
Phân loại
- Tụ giấy, tụ gốm, tụ mica (tụ không phân cực).
Hình 4.3: Tụ phân cực.
- Tụ xoay
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 72
4.2. Đ ện trở
Định nghĩa
Điện trở là một linh kiện thụ động có tính chất cản trở d ng điện. Đơn vị đo điện trở à ohm (Ω). Khi vật dẫn cản trở d ng điện năng ƣợng của d ng điện sẽ biến đổi thành các dạng năng ƣợng khác, ví dụ nhiệt năng.
Hình 4.5: Cấu tạo điện trở. Phân loại
Điện trở đƣợc phân loại dựa vào công suất.
- Điện trở công suất nhỏ.
- Điện trở công suất trung bình.
- Điện trở công suất lớn.
Do nhu cầu của các ứng dụng thực tế và cấu tạo riêng nên ngƣời ta chỉ phân ra thành 2 loại là:
- Điện trở: là loại điện trở có công suất nhỏ hay trung bình, chỉ chịu đƣợc các d ng điện nhỏ.
- Điện trở công suất: là loại điện trở chịu đƣợc các d ng điện lớn nên
ch ng đƣợc cấu tạo từ các loại vật liện chịu nhiệt.
Ngày nay điện trở có 2 loai kích thƣớc thƣờng dùng đ à oại có vòng màu thể hiện điện trở và điện trở dán.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Lix, Ngô Mã Anh 73
Đọc giá trị điện trở
Hình 4.6: Bảng màu giá trị điện trở
4.3. Op-Amps
Cấu tạo
Op- mps ý tƣởng có cấu tạo nhƣ hình vẽ.
Hình 4.7: Cấu tạo Op-Amps.
- Khối 1: đây à tầng khuếch đại vi sai, nhiệm vụ khuếch đại độ sai lệch tính hiệu giữa hai ngõ vào V+,V-. Nó hội đủ các ƣu điểm của mạch
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});