- Cảm biến số vịng quay trục khuỷu
7.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN Bộ đo giĩ:
Bộ đo giĩ:
- Hiện nay, bộ đo giĩ sử dụng trên động cơ cĩ 4 kiểu sau: Bộ đo giĩ van trượt.
Bộ đo giĩ dây nhiệt. Bộ đo giĩ Karman. Cảm biến chân khơng. Bộ đo giĩ van trượt.
- Bộ đo giĩ van trượt cĩ hai kiểu:
Kiểu điện áp tín hiệu VS tăng khi lượng khơng khí nạp tăng. Kiểu điện áp tín hiệu VS giảm khi lượng khơng khí nạp tăng.
- Trong bài này sẽ giới thiệu 2 bộ đo giĩ đang được sử dụng rộng rãi trên thực tế và tại xưởng thực hành khoa Động lực. Đĩ là bộ đo giĩ van trượt và đo giĩ kiểu dây nhiệt.
Kiểu điện áp tăng:
- Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính được cho như sơ đồ dưới:
Hình 4.43: Cảm biến đo giĩ van trượt loại điện áp tăng Kiểu loại điện áp giảm:
- Về hình dạng và kết cấu nĩ tương tự như kiểu điện áp tăng. Chúng chỉ khác nhau về mạch điện bố trí trong bộ đo giĩ. Phía trước bộ đo giĩ cĩ bố trí cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp và bên trong thường được bố trí cơng tắc điều khiển rơ-le bơm. Bộ đo giĩ cĩ 3 cực.
VC: Nguồn 5 vơn từ ECU cung cấp đến bộ đo giĩ. E2: Mát cảm biến.
VS: Tín hiệu điện áp gởi về ECU để xác định lưu lượng khơng khí nạp. Theo sự bố trí sơ đồ mạch điện, khi lượng khơng khí nạp gia tăng thì con trượt dịch chuyển sang phải, tín hiệu điện áp từ cực VS gởi về ECU sẽ giảm.
Hình 4.44: Cảm biến đo giĩ van trượt loại điện áp giảm.
- Động cơ sử dụng bộ đo giĩ van trượt địi hỏi mạch khơng khí từ bộ đo giĩ đến các xy-lanh của động cơ phải thật kín. Khi cĩ sự rị rỉ, lượng khơng khí này vào xy- lanh của động cơ sẽ khơng được bộ đo giĩ kiểm tra, do vậy hỗn hợp cung cấp cho động cơ bị nghèo và động cơ khĩ hoạt động nhất là ở tốc độ thấp. Do đĩ, tháo lọc giĩ và kiểm tra sự di chuyển nhẹ nhàng và êm dịu của tấm cảm biến.
- Xác định các cực của bộ đo giĩ.
Hình 4.45: Các chân ra của Bộ đo giĩ cánh trượt. Kiểm tra điện áp và điện trở.
- Khi kiểm tra điện trở tín hiệu VS, đẩy tấm cảm biến thật chậm để xác định các vị trí điện trở thay đổi bất thường.
Bảng 7.1: Kiểm tra điện áp và điện trở cảm biến đo giĩ van trượt trên động cơ 3S-FE.
- Bước 1: Dùng ơm kế, đo điện trở giữa các cực.
- Bảng 7.2: Các giá trị khi đo các cực của cảm biến đo giĩ loại van trượt
CỰC ĐO ĐIỆN TRỞ(Ω) NHIỆT ĐỘ0C E2 – VS 20 – 400 - E2 – VC 100 – 300 - E2 – VB 200 – 400 - E2 – THA 10.000 – 20.000 4.000 – 7.000 2.000 – 3.000 900 – 1.300 400 – 700 -20 ( -4 ) 0 ( 32 ) 20 ( 68 ) 40 (104 ) 60 (140 ) E1 – FC Vơ cùng - Nếu điện trở khơng như tiêu chuẩn, thay cảm biến.
- Bước 2: Dùng ơm kế, đo điện trở giữa các cực bằng cách di chuyển tấm đo.
Bảng 7.3: Giá trị các cực khi di chuyển tấm đo của cảm biến đo giĩ van trượt. CỰC ĐO ĐIỆN TRỞ(Ω) ĐỘ MỞ TẤM ĐO
Zero Khơng đĩng E2 – VS 20 – 400 Đĩng hồn tồn
20 – 1.000 Đĩng hay mở hồn tồn Bộ đo giĩ dây nhiệt:
- Kiểu bộ đo giĩ này kiểm tra khối lượng khơng khí nạp vào động cơ. Nĩ cĩ thể là loại dây nhiệt hoặc màng nhiệt, loại này cĩ các ưu điểm sau:
Phạm vi đo khối lượng khơng khí nạp từ tốc độ cầm chừng đến chế độ tải lớn là rất rộng, đặc biệt là khi dùng turbo để tăng áp cho động cơ.
Đặc tính làm việc khơng phụ thuộc vào sự hoạt động của xe ở vùng cao hay vùng thấp.
Trọng lượng bé, kích thước nhỏ gọn.
Khơng sử dụng cơ cấu cơ khí nên nĩ cĩ độ nhạy rất cao. Kiểm tra trực tiếp khối lượng khơng khí nạp.
Sức cản dịng khí qua bộđo giĩ nhỏ hơn kiểu van trượt.
- Dây nhiệt và nhiệt điện trở được bố trí trên đường di chuyển của khơng khí. Nếu lượng khơng khí nạp qua dây nhiệt càng nhiều, lượng nhiệt mang đi càng lớn và nĩ càng nguội đi. Khi nhiệt độ của dây platin được giữ ở một giá trị khơng đổi, thì cĩ sự quan hệ giữa lượng khơng khí nạp và cường độ dịng điện qua dây nhiệt để duy trì nhiệt độ của dây nhiệt.
Hình 4.46:Cảm biến đo giĩ loại dây nhiệt và đường đặc tính của nĩ. Kiểm tra bộ đo giĩ dây nhiệt:
- Tùy theo kiểu xe và đời xe mà số lượng cực của bộ đo giĩ dây nhiệt sẽ khác nhau. Nguồn cung cấp cho bộ đo giĩ dây nhiệt cĩ điện áp là 12 vơn. Hiện nay bộ đo giĩ dây nhiệt được sử dụng rất phổ biến hầu hết ở các hãng xe. Trong bài này sẽ giới thiệu bộ đo giĩ dây nhiệt của hãng Toyota, các Hãng khác cĩ nguyên lý tương tự.
- Vị trí các cực bộ đo giĩ của hãng Toyota thay đổi tùy theo kiểu xe và đời xe. Thường nĩ cĩ 5 cực gồm:
+B : Chân điện nguồn cung cấp từrơ le chính. E2G: Mát bộđo giĩ.
VG: Tín hiệu xác định khối lượng khơng khí nạp. THA: Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khơng khí. E2: Mát cảm biến nhiệt độ khơng khí.
Hình 4.47: Sơ đồ chân ra của cảm biến đo giĩ loại nhiệt điện trở của Hãng Toyota. - Bước 1:Xoay cơng tắc máy On.
- Bước 2: Đo điện áp tại cực +B và E2G: 12 vơn.
- Bước 3: Kiểm tra điện áp VG – E2G: 0,6 vơn.
- Bước 4: Thổi khơng khí qua bộ đo giĩ, tín hiệu điện áp VG sẽ gia tăng khi lượng
khí nạp tăng.
Hình 4.48:Kiểm tra cảm biến đo giĩ loại dây nhiệt.
- Chú ý:
- Khi đo điện trở giữa cực Vs và E2, mở tấm đo càng chậm càng tốt. Nếu mở quá nhanh, sẽ khĩ tìm được vị trí mà tại đĩ điện trở thay đổi khơng bình thường khi cĩ tiếp xúc kém hay hở mạnh.
- Kiểm tra tấm đo giĩ mở êm dịu và khơng chạm vào bất kỳ vật gì.
- Bước 1: Tháo giắc cắm của cảm biến áp suất đường ống nạp.
- Bước 2: Bật khĩa điện ON.
- Bước 3: Dùng vơn kế, đo điện áp giữa các cực VC và E2 của giắc cảm biến áp
suất đường ống nạp. Điện áp: 4-6 V
- Bước 4: Kiểm tra điện áp tại cực PIM của cảm biến: 3,6 vơn.
Hình 4.49: Cảm biến áp suất đường ống nạp.
Chú ý:
- Khơng được dùng súng thổi khí nén thổi vào cảm biến vì cĩ thể làm hư màng silicon của cảm biến.
- Kiểm tra cảm biến khi dùng máy rút chân khơng: - Bước 1: Bật khĩa điện ON.
- Bước 2: Tháo ống chân khơng khỏi phía khoang nạp khí.
- Bước 3:Nối vơn kế vào cực PIM và E2 của ECU, đo và ghi lại giá trị điện áp ra
dưới áp suất khí quyển.
- Bước 4: Dùng bơm chân khơng cầm tay tạo chân khơng cho cảm biến áp suất
đường ống nạp theo cấp số cộng 100 mmHg cho đến khi độ chân khơng đạt tới 500 mmHg
- Bước 5: Đo điện áp rơi từng giai đoạn.
- Điện áp rơi cho bởi bảng sau: Độ chân khơng
(mmHg) 100 200 300 400 500 Điện áp rơi(V) 0.3 - 0.5 0.7- 0.9 1.1 – 1.3 1.5 – 1.7 1.9 – 2.1
Hình 4.50: Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính cảm biến áp suất đường nạp.
Cảm biến nhiệt độ khí nạp
Hình 4.51: Cảm biến nhiệt độ khí nạp.
Kiểm tra cảm biến nhiệt độ khí nạp: Dùng ơm kế, đo điện trở giữa các cực. - Điện trở : Đo giá trị điện trở như sơ đồ đặc tính phía dưới
- Nếu điện trở khơng như tiêu chuẩn, thay cảm biến. - Chú ý:
- Đây là loại điện trở âm (khi nhiệt độ tăng thì điện trở giảm) cĩ cách kiểm tra phù hợp.
Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 4.53: Cảm biến vị trí bướm ga.
Hình 4.54: Cấu tạo bên trong cảm biến vị trí bướm ga. - Kiểm tra bướm ga:
- Kiểm tra khơng cĩ khe hở giữa vít hạn chế bướm ga với cần hạn chế bướm ga khi bướm ga đĩng hồn tồn.
Hình 4.55: Kiểm tra bướm ga. - Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga:
- Sử dụng ơm kế đo điện trở giữa các cực.
Bảng 7.5: Giá trịđiện trở giữa các cực của cảm biến vị trí bướm ga.
- Điều chỉnh khe hở giữa vít và cần hạn chế
Bảng 7.6: Giá trị khe hở giữa vít và cần hạn chế và giá trịđiện trở của cảm biến.
- Điều chỉnh cảm biến vị trí bướm ga nếu cần thiết: - Bước 1: Nới lỏng 2 vít bắt cảm biến
Hình 4.56: Nới lỏng 2 vít bắt cảm biến.
- Bước 2: Đặt thước lá 0.70 mm (0.028 inch) vào khe hở giữa vít hạn chế và cần
hạn chế.
Hình 4.57: Đặt thước lá kiểm tra khe hở giữa vít hạn chế và cần hạn chế.
- Bước 3: Nối đầu thử của ơm kế vào các cực IDL và E2 của cảm biến vị trí bướm
- Bước 4: Xoay cảm biến nhẹ nhàng theo chiều kim đồng hồ cho đến khi ơm kế báo
thơng mạch. Vặn chặt 2 vít bắt cảm biến.
Hình 4.58: Xoay cảm biến.
- Bước 5: Kiểm tra lại sự thơng mạch giữa các cực IDL và E2.
Hình 4.59: Kiểm tra thơng mạch chân IDL và E2.
Bảng 7.7: Giá trị khe hở giữa vít và cần hạn chế.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát:
- Kiểm tra cảm biến nhiệt độ nước làm mát: Kiểm tra tương tự cảm biến nhiệt độ khí nạp, trên động cơ cảm biến nhiệt độ nước làm mát của Toyota thường cĩ giắc màu xanh lá cây.
Hình 4.60: Cảm biến nước làm mát
Hình 4.61: Sơ đồ mạch điện và đường đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Cảm biến số vịng quay trục khuỷu
- Cảm biến Ne (và cảm biến G) cĩ 3 dạng: Loại cảm biến từ.
Loại cảm biến quang. Và loại cảm biến Hall.
Hình 4.62: Cảm biến số vịng quay trục khuỷu.
- Tín hiệu Ne bao gồm một cuộn dây, một nam châm vĩnh cửu được lắp trên một khung từ và một rơ-to cảm biến. Số răng của rơ-to cảm biến tín hiệu Ne nhiều hơn tín hiệu G thường là 4, 12, 16, 24, 34… tùy thuộc vào kiểu động cơ. Khi rơ-to chuyển động sẽ làm cho từ thơng đi qua cuộn dây thay đổi, sẽ tạo ra một sức điện động trong
cuộn dây dạng xung xoay chiều và tín hiệu này được gởi về ECU. Ở một số động cơ tín hiệu Ne cĩ 4 răng (khơng cĩ tín hiệu G), khi trục khuỷu quay hai vịng cĩ 4 xung xoay chiều, mỗi xung cách nhau một gĩc 180 độ gởi về bộ đánh lửa (Igniter), Iginter biến đổi 4 xung này thành 4 xung vuơng gởi về ECU động cơ.
Hình 4.63: Sơ đồ mạch điện cảm biến tốc độ trục khuỷu. - Bước 1: Kiểm tra điện trở của cảm biến. Tham khảo bảng dưới.
- Bước 2: Kiểm tra khe hở từ: 0,2 – 0,4 mm. - Kiểm tra cảm biến số vịng quay trục khuỷu:
- Kiểm tra đường dây từ cảm biến nối về ECU động cơ.
Bảng 7.8: Giá trịđiện trở cảm biến G, Ne của Toyota.
Hình 4.64: Cảm biến oxy.
- Cảm biến ơxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng độ ơxy cĩ trong khí thải, từ đĩ xác định tỉ lệ nhiên liệu và khơng khí trong buồng đốt của động cơ. Cảm biến được ký hiệu OX, trong một động cơ người ta sử dụng một hoặc hai cảm biến ơxy. Ở các xe cĩ trang bị đầu chẩn đốn OBD II được trang bị hai cảm biến ơxy: một phía trước và một phía sau của bộ lọc khí thải. Động cơ chữ V sử dụng hai cảm biến ơxy, một cho các xy lanh bên trái và một cho các xy lanh bố trí bên phải, cịn cảm biến ơxy bố trí sau bộ lọc khí thải dùng để xác định hiệu suất làm việc của bộ lọc khí thải.
Hình 4.65: Sơ đồđiện và đặc tính cảm biến oxy. Kiểm tra cảm biến oxy:
- Bước 1: Sử dụng đồng hồ đo điện áp cĩ thang đo từ 0 –20 vơn. Đồng hồ chỉ thị bằng kim hoặc đồng hồ số cĩ thang đo bằng cột.
- Bước 2: Khởi động và cho động cơhoạt động ở số vịng quay 2500 v/p. - Bước 3: Nối tắt cực TE1 với E1 ở đầu chẩn đốn.
- Bước 5: Kim đồng hồ phải dao động tối thiểu 8 lần trong 10 giây. Các cảm biến khác
Cảm biến A/F:
Hình 4.66: Cảm biến A/F.
- Cảm biến tỉ số khơng khí và nhiên liệu (A/F) cĩ khoảng làm việc rộng hơn cảm biến ơxy. Nĩ dùng để phát hiện nồng độ ơxy cĩ trong khí thải, nhưng cĩ cấu trúc khác và đặc tính làm việc cũng khác cảm biến ơxy. Ưu điểm của cảm biến A/F là tín hiệu cảm biến rộng, phát hiện nhanh và điều chỉnh chính xác hơn cảm biến ơxy. Điều này giải quyết tốt hơn vần đề ơ nhiểm mơi sinh.
- Nhiệt độ làm việc của cảm biến A/F khoảng 650ºC, thời gian xơng nĩng của cảm biến A/F loại phẳng khoảng 10 giây, kiểu thường khoảng 30 giây. Cảm biến A/F được đặt một điện áp khơng đổi để nhận được một điện áp tỉ lệ thuận với nồng độ ơ xy trong khí thải.
- Đường đặc tính của cảm biến A/F khác với cảm biến ơxy, phạm vi điện áp làm việc rất lớn, khi hỗn hợp giàu thì tín hiệu điện áp giảm và khi hỗn hợp nghèo, tín hiệu điện áp sẽ gia tăng. Khi tỉ số A/F = 14,7/1 thì điện áp cảm biến A/F là 3,3 vơn.
- Cảm biến A/F cũng cần phải nung nĩng như cảm biến ơxy, điện trở dây nung nĩng vào khoảng 1,8 đến 3,4Ω ở nhiệt độ 20°C (Cảm biến ơxy là 11-16Ω ở 20°C).
- Cảm biến A/F được kiểm tra bằng thiết bị chẩn đốn cầm tay. Cảm biến kích nổ:
Hình 4.67 Cấu tạo và sơ đồ mạch điện cảm biến kích nổ.
- Ở động cơ xăng khi hiện tượng kích nổ xảy ra, áp suất trong các xy lanh của động cơ tăng nhanh đột ngột ở lân cận điểm chết trên. Sự tăng áp suất đột ngột lên các chi tiết sinh ra va đập, làm cho các chi tiết rung động mạnh, cơng suất và hiệu suất động cơ giảm. Để khắc phục kích nổ xảy ra bằng cách giảm áp suất cháy trong các xy lanh của động cơ thực hiện đánh lửa trễ.
- Cảm biến kích nổ được ký hiệu KNK , dùng để xác định hiện tượng kích nổ xảy ra trong các xy-lanh của động cơ. ECU dùng tín hiệu này để điều khiển đánh lửa trể cho đến khi hiện tượng kích nổ khơng cịn xảy ra.
- Cảm biến kích nổ được bố trí ở xy lanh động cơ. Số lượng cảm biến kích nổ phụ thuộc vào số xy-lanh động cơ và cách bố trí xy lanh. Động cơ thẳng hàng 4 xy lanh trở xuống sử dụng một cảm biến, động cơ 6 xy lanh bố trí hai cảm biến kích nổ ( một cho xy lanh từ 1 đến 3 và một cho các xylanh từ 4 đến 6 hoặc một cho hàng xylanh bên trái và một cho hàng xylanh bên phải.
- Kiểm tra sự khơng thơng mạch từ cực KNK của cảm biến với mát. Nếu thơng