1. Hệ thống điều khiển bướm giĩ
a.) Nguyên lý hoạt động của bướm giĩ
Bướm giĩ được đặt trên đường ống nạp, hoạt động độc lập với bàn đạp ga. Bướm giĩ sử dụng một mơ tơ bước để vận hành nĩ. Hành trình bàn đạp ga được xác định bởi cảm biến bàn đạp ga và tín hiệu này được chuyển về ECU động cơ, ECU sẽ điều khiển mơ tơ xoay bướm giĩ. Ngịai ra ECU cịn tổng hợp các tín hiệu vào: Tín hiệu tốc độ động cơ, tín hiệu nhiệt độ nước làm mát, tín hiệu nhiệt độ khí nạp, áp suất khí nạp, tín hiệu cơng tắc AC để hiệu chỉnh độ mở của mơ tơ bước.
Hình 2-43: Nguyên lý hoạt động của bướm giĩ
Khi cơng tắc ở vị trí on, ECU điều khiển quay bướm giĩ đi một gĩc để điều khiển động cơ hoạt động ở chế độ cầm chừng.
b).Sơ đồ nguyên lý của motor bước
Hình 2-44: Sơ đồ nguyên lý của motor bước
Cấu tạo của motor gồm: một rotor làm bằng nam châm vĩnh cửu phân chia thành nhiều cực bắc (S) và nam (N), stator là những cuộn dây, số cuộn dây bằng với số cực trên rotor, khi cĩ dịng điện đi qua cuộn dây thì nĩ trở thành nam châm điện, chiều và lực từ phụ thuộc vào chiều và cường độ đi qua cuộn dây.
Hai đầu 1,2 được cấp điện bởi ECU, cịn các đầu cịn lại a,b thì được cấp mass cũng bởi ECU. Khi ECU nhận được độ nhấn của bàn đạp ga và gĩc mở hiệu chỉnh thì ECU gửi tín hiệu đến các chân a,b, tín hiệu này cĩ dạng nhị phân (0,1). Cứ mỗi tín hiệu gửi tới các chân a,b thì sator hình thành lên một trang thái cực, nhờ sự tương tác giữa hai cực bắc, nam sẽ làm rotor quay đi một bước. Hướng và gĩc xoay của rotor phụ thuộc vào chiều và mức độ dịng điện đi qua các cuộn dây.
2. Hệ thống xơng. a.) Bugi xơng.
Cấu tạo: trong bugi xơng cĩ một cuộn dây điều khiển cĩ điện trở suất dương (PTC), điện trở tăng khi nhiệt độ tăng, giảm khi nhiệt độ giảm, mắc nối tiếp với dây nhiệt.
Hình 2-46: Biểu đồ nhiệt độ Bugi xơng
Nhờ cĩ dây điều khiển mà dịng điện qua dây nhiệt được hạn chế giúp cho nhiệt độ trong dây nhiệt khơng tăng quá cao. Nhiệt độ của dây cao nhất khoảng 9500C, trong khoảng 15 giây đầu tiên khi cơng tắc ở vị trí ON, nhưng sau đĩ với chức năng tự điều chỉnh sẽ đưa nhiệt độ của bugi về khoảng 8500C và duy trì nhiệt độ này để tiết kiệm năng lượng và bảo vệ bugi xơng.
b). Đèn báo xơng.
Hình 2-47: Đèn báo xơng
Đèn báo xơng được đặt bên trong đồng hồ táp lơ. Khi bật khĩa điện ON hệ thống xơng sẽ hoạt động. Đèn báo xơng sáng thơng báo cho người lái xe biết hệ thống xơng đang hoạt động, khi đèn báo xơng tắt là thời điểm để sẵn sàng khởi động động cơ.
c.) Mạch điều khiển hệ thống xơng.
Hình 2-48: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống xơng
Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, khĩa điện bật ở vị trí ON, bộ định thời 1 điều khiển mở đèn báo xơng trong đồng hồ táp lơ. Đồng thời bộ định thời 2 điều khiển bật bugi rơ le xơng cấp điện cho bugi sấy. Bộ định thời 1 & 2 hoạt động trong một thời gian sau đĩ tự tắt đi.
Khi bộ định thời 1 tắt đèn báo xơng tắt, khĩa điện chuyển sang vị trí START khởi động động cơ, lúc này bộ định thời 3 hoạt động duy trì nhiệt độ bugi xơng trong một khoảng thời gian ứng với một giá trị nào đĩ của nhiệt độ nước làm mát. Sau đĩ bộ định thời 3 tắt rơle bugi xơng ngắt dịng điện đến bugi xơng, bugi xơng ngưng hoạt động.
3. Hệ thống turbo tăng áp.
Cơng suất của động cơ được xác định bởi lượng hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu đốt cháy trong khoảng thời gian nhất định và lượng hỗn hợp càng tăng thì cơng suất động cơ càng tăng, để tăng lượng hỗn hợp ta phải tăng dung tích của động cơ. Vấn đề ở chỗ là nếu tăng dung tích của động cơ thì trọng lượng động cơ sẽ tăng lên, các yếu tố khác như tổn thất ma sát, rung động, tiếng ồn cũng tăng. Hệ thống tuabin tăng áp giải quyết được mâu thuẩn trên bằng cách tăng lượng khơng khí nạp đi vào xy lanh của động cơ.
Tuabin tăng áp là thiết bị sử dụng năng lượng khí xả để làm quay bánh tuabin với tốc độ cao. Bánh nén khí (rơto) được lắp trên cùng một trục với bánh tuabin, nĩ cĩ tác dụng nén khơng khí vào xy lanh. Nhờ vậy cơng suất của động cơ được tăng lên. Van cửa xả và bộ điều khiển cĩ tác dụng ngăn ngừa áp suất nạp tăng lên quá cao.
Một số loại động cơ cĩ trang bị thêm bộ làm mát khí nạp trung gian để làm giảm nhiệt độ của khơng khí tăng hiệu quả của quá trình nạp.
b.) Các bộ phận của tuabin tăng áp.
Hình 2-50: Cấu tạo của hệ thống turbo tăng áp
Tua bin tăng áp gồm: Khoang tuabin, khoang nén khí, khoang trung tâm, bánh tuabin, bánh nén khí, các ổ trục tự lựa hịan tồn, van cửa xả, bộ chấp hành.
b.1) Bánh tuabin và bánh nén khí
Bánh tuabin và bánh nén khí được nắp trên cùng một trục. Khi áp suất khí thải đi qua khoang tuabin làm bánh tuabin quay, bánh tuabin quay thì bánh nén khí cũng quay theo, nĩ nén khơng khí vào xy lanh. Tốc độ của bánh tuabin phụ thuộc áp suất của lượng khí thải. Bánh tuabin phải chịu được nhiệt độ và độ bền cao vì nĩ tiếp xúc trực tiếp với khí xả, quay với tốc độ cao và trở lên rất nĩng. Vì vậy nĩ được làm bằng hợp kim siêu chịu nhiệt hoặc bằng gốm.
Hình 2-51: Bánh tuabin và bánh khí nén
b.2) Khoang trung tâm:
Khoang trung tâm đỡ bánh tuabin và bánh nén khí thơng qua trục của chúng. Trong khoang trung tâm cĩ đường dẫn dầu để bơi trơn và làm mát cho trục, cổ trục. Nước làm mát động cơ cũng được tuần hồn qua khoang trung tâm để nhiệt độ dầu động cơ khơng bị tăng lên và tránh hủy hoại dầu.
b.3) Các ổ trục tự lựa hồn tồn
Các bánh tuabin và bánh nén khí chạy với tốc độ đến 100,000 v/ph, vì thế phải sử dụng các ổ trục tự lựa hồn tồn để đảm bảo hấp thụ các rung động của trục và bơi trơn trục. Những ổ trục này được bơi trơn bằng dầu động cơ, quay tự do giữa trục và vỏ hộp, nhằm giảm ma sát cho phép trục quay với tốc độ cao.
Hình 2-53: Cấu tạo các ổ tự lựa hồn tồn
b.4) van cửa xả và bộ chấp hành
Van cửa xả được lắp trong khoang tua bin, khi van này mở thì một phần khí xả đi tắt qua ống xả, nhờ thế mà giữ ổn định cho áp suất nạp, khi áp suất nạp đã đạt đến trị số đã định (khoảng 0.7 kg/cm2). khi áp suất nạp vượt quá giới hạn đã định, thì áp suất này điều khiển cơ cấu chấp hành mở van của xả.
4. Hệ thống luân hồi khí thải a.) Khái quát về hệ thống.
Hình 2-55: Sơ đồ hệ thống luân hồi khí thải
Khi động cơ khơng trang bị hệ thống EGR, khí NOx tạo ra cĩ thể vượt mức quy định trong khí thải hoặc sẽ tạo ra nhiều muợi than do khĩi đen gây ra. Hệ thống EGR ra đời sẽ khắc phụ được vấn đề đĩ.
Hệ thống EGR là hệ thống luân hồi lại một phần khí thải vào đường nạp để giảm khơng khí nạp vào buồng đốt và đồng thời làm giảm khí NOx trong lượng khí thải.
b). Hoạt động.
Bình thường khi khơng cĩ chân khơng vào buồng chân khơng của van EGR thì lị xo đẩy màng, màng đẩy van đĩng đường dẫn khí thải vào đường ống nạp.
Khi ECU gởi tín hiệu điều khiển đến van điều khiển chân khơng(VSV) , van này sẽ đưa chân khơng từ bơm vào buồng chân khơng của van EGR. Chân khơng hút màng, màng sẽ nén lị xo làm mở van EGR dẫn một lượng khí thải vào đường nạp.
Lượng chân khơng dẫn qua van điều khiển chân khơng lớn hay nhỏ, phụ thuộc vào tín hiệu từ ECU gởi đến van điều khiển chân khơng. Tín hiệu từ ECU gởi tới van điều khiển chân khơng, phụ thuộc vào các tín hiệu đầu vào của ECU.
Để tránh trường hợp động cơ hoạt động khơng đúng với yêu cầu và cĩ khả năng khí thải cĩ màu đen, hệ thống EGR ngừng hoạt động ở các trường hợp sau:
- Khi động cơ lạnh.
c.) Van VSV.
ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến, biết tình trạng làm việc của động cơ , nĩ sẽ đưa các tín hiệu điều khiển đến van VSV.
Khi ECU cung cấp dịng điện đến cuộn dây của van VSV, dưới tác dụng của lực từ lõi di động bị hút xuống làm mở dịng chân khơng từ bơm chân khơng đến van EGR, điều khiển van này mở. Khi dịng điện đến cuộn dây bị ngắt, lực lị xo đẩy lõi di động đi lên, đồng thời mở van 1, khơng khí từ buồng 5 được đưa đến van EGR, làm van này đĩng lại. kết thúc chu kỳ điều khiển của van VSV.
Hình 2-56: Cấu tạo van VSV d.) Van EGR.
Cấu tạo van EGR gồm: màng điều khiển, lị xo và van điều khiển.
Màng điều khiển ngăn buồng chân khơng với khơng khí, chân khơng được truyền đến buồng chân khơng của van EGR từ van VSV.
Hình 2-57: Cơ cấu chấp hành van EGR
A : Thơng với khí trời B : Đến bơm chân khơng C : Đến van EGR 1 : Van 2 : Màng 3 : Lõi Stator 4 : Lõi di động 5 : Buồng khơng khí 6 : Cuộn dây tạo lực từ
Khi chân khơng được cấp đến buồng chân khơng của van EGR, màng điều khiển sẽ bị hút, làm mở van EGR, đưa một phần dịng khí xả quay về đường ống nạp.
Khi van VSV ngừng cấp chân khơng, buồng chân khơng của van EGR thơng với khí trời do đĩ áp suất giữa hai buồng cân bằng. Do lực đẩy của lị xo làm van EGR đĩng lại ngăn dịng khí xả quay về đường ống nạp.
5. Vịi phun. a.) Cấu tạo.
Vịi phun cĩ nhiệm vụ đưa nhiên liệu cĩ áp suất cao đến buồng đốt. Nhiên liệu được phun dưới dạng sương nhờ cĩ áp suất cao sẽ tự bốc cháy trong buồng đốt.
Cấu tạo chính của vịi phun gồm: thân đỡ vịi phun, ống tràn, lị xo nén, miếng ngăn, kim phun, thân vịi phun, đai ốc hãm.
Hình 2-58: Cấu tạo vịi phun b). Hoạt động.
Thời điểm mở vịi phun ứng với thời điểm mở kim phun. Khi áp suất dầu đến kim thắng được lị xo nén, thì nĩ sẽ đẩy kim lên lúc này dầu được phun vào buồng đốt. Thời điểm mở kim quyết định thời điểm phun. Thời gian mở kim và áp suất nhiên liệu sẽ quyết định lượng nhiên liệu được phun vào buồng đốt động cơ.
Điều chỉnh áp suất mở vịi phun bằng cách điều chỉnh độ dày mỏng của tấm đệm điều chỉnh, khi tăng độ dày đệm thì áp suất phun cao và ngược lại. Cùng thời gian mở kim phun nếu áp lực phun càng lớn thì lượng phun nhiên liệu càng nhiều.
CHƯƠNG III
KIỂM TRA VÀ CHẨN ĐỐN HƯ HỎNG I.KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG
1.Mục đích, yêu cầu, dụng cụ và an tồn khi kiểm tra. a.) Mục đích, yêu cầu
−Kiểm tra khả năng hoạt động của các cảm biến và ECU.
−Kiểm tra mạch tín hiệu của các cảm biến, cơ cấu chấp hành.
−Tiến hành sữa chửa và khắc phục nếu cĩ hư hỏng xảy ra.
b.) Các dụng cụ cần thiết cho cơng việc kiểm tra.
−Đồng hồ VOM.
−Nhiệt kế và nước nĩng dùng để kiểm tra các biến trở.
−Sơ đồ mạch điện của hệ thống.
−Tháo các giắc nối của các cảm biến sẳn sàng cho việc kiểm tra.
c.) Các quy tắc an tồn khi tiến hành kiểm tra.
−Khơng được lắp sai cực của ắc quy.
−Phải tắt cơng tắc máy trước khi tháo các cảm biến ra để kiểm tra.
−Đọc kỹ mạch điện, để đảm bảo khơng nhầm chân gây hỏng các chi tiết.
−Xác định rõ vị trí của các cảm biến trên động cơ.
−Khi nổ máy phải đảm bảo an tồn.
2. Tiến hành kiểm tra.
2.1 Cảm biến áp suất khí nạp a.) Sơ đồ mạch điện.
b.)Kiểm tra thơng mạch.
− Dùng VOM đặt ở thang đo thơng mạch.
− Tiến hành đo thơng mạch các chân từ giắc của cảm biến tương ứng với các chân ở ECU: chân E2-E2, PIM-PIM và VC-VC.
c.) Kiểm tra điện áp.
− Dùng đồng hồ VOM ở chế độ đo điện áp.
− Cấp nguồn và khởi động máy.
− Tiến hành đo điện áp giữa mass sườn và chân PIM của giắc cảm biến.
− Đọc và so sánh với giá trị tiêu chuẩn đã cho.
Điều kiện Điện áp (V)
Độ chân khơng 40 kPa 0,2 – 0,8 Độ chân khơng 60 kPa 3,2 – 3,8
2.2 Kiểm tra cảm biếân tốc độ động cơ (NE), vị trí trục khuỷu (TDC) a). Kiểm tra sự thơng mạch
− Dùng đồng hồ VOM chỉnh ở thang đo thơng mạch
− Tháo giắc khỏi cảm biến, kiểm tra thơng mạch giữa chân của giắc chạy về ECU: Ne+, Ne-, TDC+, TDC-.
− Nếu khơng thơng thì kiểm tra lại đường dây và giắc cắm, hỏng thì thay thế
b.) kiểm tra điện trở
− Dùng đồâng hồ VOM, chỉnh ở thang đo 200Ω.
− Tháo giắc khỏi cảm biến, đo điện trở hai chân của cảm biến. − Điện trở của cảm biến tốc độ động cơ (NE):140 Ω-180 Ω − Điện trở của cảm biến vị trí trục khuỷu (TDC):14 Ω-18 Ω
c.) kiểm tra xung của cảm biến
− Ta dùng máy đo xung để kiểm tra hình dạng và tần số của xung.
− Nếu hình dạng của xung khơng đúng như thiết kế thì thay mới.
2.3 Kiểm tra bàn đạp ga
Cảm biến vị trí của bàn đạp ga là cảm biến hall, cho lên ta chỉ kiểm tra tín hiệu điện áp khơng kiểm tra bằng phương pháp đo điện trở. Khi tiến hành kiểm tra cảm biến này ta cần phải biết rõ thứ tự và chức năng của các chân cảm biến, vì nếu ta cấp sai nguồn cho cảm biến, nĩ sẽ bị hỏng khơng thể sửa chữa phải thay mới.
Tiến hành kiểm tra:
− Cấp nguồn cho chân VCPA-E1 = 4,5-5,5V.
− Dùng đồng hồ đo Volt kiểm tra điện áp của các chân:
− Khi tiến hành đạp bàn đạp ga thì tín hiệu điện áp ở các chân: VPA, VPA2 với chân E1 phải thay đổi và nằm trong giá trị cho phép.
o VPA-E1 = 0.3-0.9v khi chưa đạp bàn đạp ga. o VPA2-E1 = 0.3-0.9v khi chưa đạp bàn đạp ga.
o VPA-E1 = 3.2-4.8v khi đạp hết hành trình bàn đạp ga. o VPA2-E1 = 3.2-4.8v khi đạp hết hành trình bàn đạp ga.
2.4 Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát. a.) Sơ đồ mạch điện:
b.) Kiểm tra thơng mạch:
− Dùng VOM chỉnh ở thang đo thơng mạch.
− Tháo giắc cảm biến, kiểm tra sự thơng mạch từ chân của giắc tới ECU: THA, E2.
− Nếu phát hiện cĩ hư hỏng thì tiến hành sửa chữa, thay thế.
c.) Kiểm tra tín hiệu điện áp
− Chỉnh đồng hồ VOM ở thang đo điện áp.
− Cấp nguồn cho hệ thống.
− Bật cơng tắc on
o Tháo giắc khỏi cảm biến đo hai chân của giắc THW-E2 = 5V.
o Gắn giắc lại cho máy khởi động rồi đo điện áp THW-E1 ở ECU, rồi so sánh với điện áp chuẩn, nếu khơng đúng thay mới.
d.) Kiểm tra điện trở.
− Chuẩn bị:
o Tháo giắc nối và tháo cảm biến ra ngồi. o Nguồn nhiệt, nước nĩng, nhiệt kế.
Hình 3-4: Sơ đồ kiểm tra nhiệt độ nước làm mát
− Kiểm tra :
o Chỉnh VOM ở thang đo điện trở.