hình 2. 32 Sơ đồ ECU điều khiển lượng phun
Lượng phun nhiên liệu thực tế được xác định bởi hai yếu tố: khoảng thời gian phun cơ bản, có nghĩa là được xác định bởi lượng khí nạp và tốc độ động cơ và các hiệu chỉnh khác nhau dựa trên tín hiệ từ các cảm biến.
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN, KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ XE TOYOTA VIOS 2014 3.1. Thông số động cơ 1 NZ-FE
hình 3. 1 Kết cấu thân vỏ bên ngoài xe Toyota Vios 2014
hình 3. 2 Mặt cắt dọc động cơ 1 NZ-FE
1. Vỏ bộ xoay cam; 2. Cánh xoay; 3. Bánh xích dẫn động trục cam; 4. Puly dẫn động bơm nước; 5. Bánh xích đầu trục khủy;
hình 3. 3 Mặt cắt ngang động cơ 1 NZ-FE
1. Trục cam; 2. Xupap; 3. Piston; 4. Ống góp thải; 5. Xylanh; 6. Thân máy; 7. Lưới lọc; 8. Cacte; 9. Bầu lọc dầu; 10. Thanh truyền; 11. Van hằng nhiệt; 12.
Thước thăm dầu; 13. Buồng nạp; 14. Nắp máy.
Bảng thông số động cơ 1NZ-FE lắp trên xe Toyota Vios 2014.
Loại động cơ 1.5L, 1NZ-FE
Kiểu 4 xylanh thẳng hàng, 16 van, DOHC,
VVT-i Dung tích xy lanh (cc) 1497 Đường kính hành trình piston (mm) 84.7
Đường kính Xu Páp (mm) Nạp: 30.5 / Xả 25.5
Tỷ số nén 10.5 : 1
Mô men xoắn cực đại SAE-NET 141/4200 (N.m/rpm) Thời điểm phối
khí
Xupap nạp Mở -7o∼ 33o BTDC Đóng 52o∼ 12o ABDC
Xu páp xả Mở 42o BBDC
Đóng 2o ATDC
Dầu bôi trơn SEA 5W-30
Thời gian tăng tốc từ 0-100 km/h 10 giây
Loại nhiên liệu Xăng không chì
Trị số ốc tan nhiên liệu 87 hay hơi
Hệ thống nạp nhiên liệu EFI (Phun nhiên liệu điện tử) Tốc độ xe tối đa (Km/h) 170
3.2. Các hư hỏng và cách khắc phục
STT Hư hỏng Nguyên nhân hư hỏng Biện pháp khắc phục
1 Động cơ không khởi
động -Vòi phun không phun nhiên liệu -Hỗn hợp nhiên liệu nhạt -bình lọc,các đường ống bị tắc
-Kiểm tra vòi phun -Tăng lượng xăng
2 Động cơ nổ không đều -Một vài vòi phun bị tắc -Vệ sinh vòi phun
3 Tắc nhiên liệu -Kim phun bị kẹt, tắc
-Các đường ống bị rò rỉ -Tắc đường ống,lọc nhiên liệu,lỗ thông hơi thùng chứa nhiên liệu
-Vệ sinh vòi phun -Vệ sinh đường ống Sữa chữa hoặc thay thế lọc nhiên liệu 4 Động cơ chết máy đột
ngột khi khởi động -Độ cứng lò xo bộ điều tốc bị giảm làm cho quả văng nằm ở vị trí tắc nhiên liệu
-Thay thế bộ điều tốc
5 Động cơ chết máy khi vận hành điều hòa không khí.
-Lượng hỗn hợp nhiên
liệu khi khởi động nghèo -Điều chỉnh bướm gió 6 Tốc độ không tải của
động cơ thấp -Bơm nhiên liệuhỏng.-Cổ họng gió mở quá lớn. -Cảm biến bướm ga hỏng -Thay thếbơm -Điều chỉnh cổ họng gió -Thay thế cảm biến vị trí bướm ga 7 Xe có hiện tượng giật -Hệ thống bướm ga hư
hỏng -Hệ thống bướm ga hư hỏng 8 Thùng nhiên liệu bị hư
hỏng -Thùng bị nứt vỡ khi va chạm -Thay thế mới. 9 ECU hỏng điều khiển
sai -ECU bị chập nước,Bị cháy,Chập mạch Mất chân tín hiệu
3.3. Quy trình chẩn đoán
Với hệ thống điều khiển phun phức tạp và tinh vi, khi xảy ra sự cố kỹ thuật, (máy không chạy chậm được, không thể kéo tải được, tốc độ không tăng được...) không dễ phát hiện được sự cố kỹ thuật xảy ra. Để giúp người sử dụng xe, thợ sửa chữa nhanh chóng phát hiện hư hỏng trong hệ thống phun xăng, ECU được trang bị hệ thống tự chẩn đoán. Nó sẽ ghi lại toàn bộ những sự cố ở đa số các bộ phận quan trọng trong hệ thống và làm sáng đèn kiểm tra (Check engine lamp), thông báo cho lái xe biết hệ thống có sự cố. Khi thấy đèn báo hiệu sự cố sáng lái xe sẽ ngừng xe để chẩn đoán. Cách chẩn đoán của mỗi hãng khác nhau, ở đây chỉ giới thiệu hệ thống chẩn đoán trên loại xeTOYOTA.
3.2.1. Chẩn đoán theo nguyên lí OBD
Hệ thống OBD là chức năng tự chẩn đoán của xe được cung cấp bởi ECU. Hệ thống này dựa vào các tín hiệu nhận được từ các cảm biến mà phát hiện ra tình trạng xe, ECU truyền tín hiệu đến các bộ chấp hành một cách tối ưu cho tình trạng hiện tại. ECU nhận các tín hiệu từ các cảm biến ở dạng điện áp. Sau đó ECU có thể xác định tình trạng của hệ thống bằng cách phát hiện những thay đổi điện áp của tín hiệu được phát ra từ các cảm biến.
Vì vậy ECU thường xuyên kiểm tra các tín hiệu điện áp đầu vào rồi so sánh chúng với các giá trị chẩn đoán đã được lưu giữ trong bộ nhớ của ECU và xác định ra bất cứ tình trạng bất thường nào.
Nếu ECU xác định tín hiệu đầu vào là bất thường thì ECU sẽ bật đèn báo hư hỏng (MIL) để thông báo cho lái xe biết và lưu lại mã hư hỏng (DTC) trong bộ nhớ.
3.2.2. Chuẩn đoán hệ thống dựa vào đèn check hoặc thiết bị đọc lỗi
ECU của động cơ có một hệ thống tự chuẩn đoán hư hỏng, nhờ vậy nếu phát hiện có trục trặc trong mạng tín hiệu động cơ thì đèn báo kiểm tra động cơ trên bảng điều khiển tự sáng lên.
-Hệ thống hoạt động bình thường:
Đèn nháy liên tục với chu kỳ 0.25 giây.
-Báo mã lỗi:
Khi có lỗi, đèn sẽ nháy với khoảng dừng 0,5 giây. Số lần nháy đầu tiên sẽ bằng chữ số thứ nhất của mã lỗi (mã lỗi có hai chữ số) sau đó dừng 1,5 giây, số lần nháy thứ hai bằng chữ số thứ hai của mã lỗi. Nếu có 2 lỗi hay nhiều hơn sẽ có khoảng dừng 2,5 giây giữa mỗi mã.
Sau khi tất cả các mã xuất hiện, đèn sẽ tắt 4,5 giây và sau đó sẽ lặp lại trình tự nếu cực TE1 và E1 vẫn được nối tắt và cực BATT vẫn được nối vào cực dương của ắc quy (Tức là chưa tháo ắc quy ra ngoài), bởi vì khi tháo chân BATT ra thì toàn bộ lỗi của hệ thống được lưu lại trên ECU sẽ bị xoá hết .
3.4. Quy trình kiểm tra kim phun xăng điện tử
Thứ nhất: Kiểm tra rò rỉ của kim phun
Lắp đầu nối phù hơp vào kim phun, sau đó kiểm tra xem O-ring kim có bị vỡ hay móp méo không (thay thế nếu có hư hỏng). Đặt kim phun lên bàn kiểm tra, đặt áp lực theo giá trị quy định của nhà sản xuất (tốt nhất là cao hơn 10%), quan sát tình trạng rò rỉ. Thay thế kim phun nếu có rò rỉ hơn 1 giọt trong 1 phút. Thứ hai: Kiểm tra các góc phun và tình trạng tạo sương
hình 3. 4 Góc phun và tình trạng tạo sương
Chọn và khởi động bài kiểm tra làm sạch, quan sát góc phun và tình trạng tạo sương. Các góc phun cần tương đồng (hoặc theo tiêu chuẩn kỹ thuật) và quá trình phun cần diễn ra đều đặn, không có tình trạng bắn vọt. Nếu có lỗi, thay thế
kim phun.
Thứ ba: Kiểm tra tự động và làm sạch
Nhấn Tùy chọn 7 lần và nhấn Nhập để vào phần kiểm tra tự động và làm sạch. Điều chỉnh áp suất trong phạm vi hệ thống kiểm tra (tốt nhất là cao hơn 10%), sau đó khởi động quy trình kiểm tra tự động và làm sạch. Trong khi quy trình đang diễn ra, nhấn Thiết lập lại để đưa hệ thống về trạng thái ban đầu.
Thứ tư: Kiểm tra ở tốc độ không tải + RPM: 1600/phút
+ Nhịp xung: 2,2ms
+ Số lần mở kim phun: 3000
+ Quan sát sự đồng đều của quá trình phun, thay thế hoặc làm sạch nếu khối lượng phun lớn hơn 9%
Thứ năm: Kiểm tra ở tốc độ tải tối đa + RPM: 4000/phút
+ Nhịp xung: 3,75ms
+ Số lần mở kim phun: 3000
+ Quy trình này dùng để quan sát khối lượng phun ở tốc độ tải tối đa. Thứ sáu: Kiểm tra ở tốc độ tải cao
+ RPM: 6500/phút + Nhịp xung: 2,4ms
+ Số lần mở kim phun: 3000
+ Quy trình này dùng để quan sát khối lượng phun ở tốc độ tải cao. Thứ bảy: Kiểm tra đóng mở kim phun
+ Đóng mở kim phun 500 lần liên tiếp ở tốc độ 750rpm, 1500rpm, 3000rpm.
Thứ tám: Kiểm tra mô phỏng
+ Mô phỏng hoạt động của kim phun trong các tốc độ động cơ từ thấp đến cao.
âm. Đổ chất làm sạch vào (thường là đầy 1/3 bồn), nhấn ON. Sau đó, chọn tùy chọn 8 (rửa bằng sóng siêu âm).
hình 3. 5 Thiết bị kiểm tra phun xăng điện tử
Thứ chín: Kiểm tra điện trở
Chọn tùy chọn 9 và kết nối kim phun với dây được đánh dấu “1”. Nhấn Nhập, dữ liệu điện trở sẽ hiển thị trên màn hình.
3.5. Quy trình vệ sinh kim phun xăng điện tử
Bước 1: Tháo kim phun từ xe và đánh dấu từng chiếc. Kiểm tra điện trở của kim phun. Độ chênh lệch điện trở cần thấp 1Ω, nếu cao hơn thì cần thay kim phun. Bước 2: Kết nối nguồn điện qua đầu cắm bên phải máy, sử dụng điện AC 220V. Bật công tắc nguồn ở bên phải máy.
Bước 3: Kiểm tra mức chất xúc tác.
Kiểm tra phần bên phải của máy (nhớ đóng van solenoid). Mức thông thường là 1L, nếu nhiều hơn thì chất xúc tác có thể tràn ra từ các lỗ phía sau.
Bước 4: Cho kim phun vào bể sóng siêu âm để tiến hành các bước làm sạch
hình 3. 6 Làm sạch kim phun bằng máy TITANO
Lưu ý: Không bật bơm khi không có chất xúc tác, nếu không bơm có thể cháy. Sử dụng chất kiểm tra cho các quy trình kiểm tra, và chất làm sạch cho các quy trình sử dụng sóng siêu âm. Tuyệt đối không được sử dụng lẫn lộn.
Sau đó kiểm tra lần lượt theo trình tự: Kiểm tra rò rỉ; Kiểm tra các góc phun và tình trạng tạo sương; Kiểm tra tự động và làm sạch; Kiểm tra ở tốc độ không tải; Kiểm tra ở tốc độ tải tối đa; Kiểm tra đóng mở kim phun; Kiểm tra mô phỏng; Rửa bằng sóng siêu âm; Kiểm tra điện trở.
3.6. Những lỗi thường gặp ở bộ phận bơm xăng
Khi xăng trong bình bị cạn, xuống mức quá thấp không đủ để làm mát và bôi trơn cho bơm xăng, khiến cho bơm bị nóng lên khi hoạt động và bơm cũng không còn vận hành được bình thường.
Nếu khi đang chạy xe bình thường rồi bỗng dưng chết máy, đó cũng có thể là vấn đề phát sinh từ bơm xăng ô tô.
Một dấu hiệu khác để nhận biết rằng bơm xăng đang gặp vấn đề, đó là vào mỗi sáng khi khởi động xe, sẽ thấy rất khó khởi động, xe bỗng nhiên chết máy dù có liên tục vặn khóa điện.
Kiểm tra trong khoang động cơ và phát hiện áp suất xăng xuống thấp hoặc tắc đường ống thì phải xử lý ngay.
Nhận biết bơm xăng của có vấn đề hay không bằng cách tắt khóa điện, rồi tháo ống dẫn xăng nối với giàn phun và bật khóa lên. Nếu như xăng bị trào ra thì nghĩa là bơm xăng vẫn hoạt động. Còn nếu dùng thiết bị để phun trực tiếp xăng vào họng hút trước của bơm ga đồng thời vặn khóa điện sang Start mà động cơ khởi động được thì tức là bơm xăng không bơm nhiên liệu lên được tới động cơ.
3.6.1. Kiểm tra hệ thống điện
Bước 1: Kiểm tra cầu chì bơm xăng.
Thông thường bơm xăng rất ít khi bị hư hỏng, mà hư hỏng thường xảy ra với hệ thống cung cấp điện cho bơm xăng. Xem sổ tay hướng dẫn của xe để tìm vị trí hộp cầu chì và tìm cầu chì của bơm xăng. Sau đó rút nó ra, kiểm tra xem cầu chì có bị cháy hay không. Nếu có thì thay thế bằng một cầu chì mới. Nếu cầu
chì không bị cháy, nhờ một người nào đó bật chìa khóa xe, còn bạn thì nghe xem rờ le bơm xăng có nhảy không.
+ Thay thế cầu chì mới với cùng mức ampe.
+ Sau khi thay cầu chì, khởi động lại xe mà cầu chì lại cháy thì có thể do chập mạch.
Bước 2: Kiểm tra điện áp tại bơm xăng.
Xem sổ tay hướng dẫn xe để biết quy trình kiểm tra điện áp của bơm xăng. Nếu không có điện từ cầu chì tới bơm thì bạn nên kiểm tra rờ le, rất có thể rờ le bơm xăng đã bị hư.
Bước 3: Kiểm tra độ sụt áp bằng đồng hồ VOM.
Kiểm tra để chắc chắn rằng dây nguồn có điện áp đủ, còn dây mát đã được mắc đúng cách. Nếu kết quả kiểm tra tốt, thì bơm xăng là vấn đề và nó cần được thay thế.
3.6.2. Kiểm tra áp suất nhiên liệu
Bước 1: Kiểm tra lọc xăng.
Nếu lọc xăng bị tắc nghẽn, xe sẽ tăng tốc chậm và bạn có thể sẽ nghi ngờ là do bơm xăng. Để kiểm tra lọc xăng, trước tiên hãy tháo lọc xăng, rồi hút xăng còn trong lọc ra. Rồi dùng súng hơi để thổi vào các lỗ nạp trên lọc, chú ý xem có cặn bẩn thoát ra không. Nếu có nhiều cặn bẩn văng ra ngoài thì bạn nên thay lọc xăng.
Bước 2: Gắn đồng hồ đo áp suất vào đầu nối kiểm tra bơm xăng. Bước 3: Cho động cơ hoạt động khi bạn kiểm tra đồng hồ.
Kiểm tra áp suất khi động cơ hoạt động ở chế độ không tải và khi tăng tốc. Nếu bơm hoạt động tốt, áp suất trên đồng hồ sẽ thay đổi theo tốc độ động cơ. Còn nếu áp suất không đổi, thì bơm xăng đang gặp vấn đề, cần được thay thế.
KẾT LUẬN
Sau 6 tuần làm đồ án với đề tài “Ngiên cứu hệ thống phun xăng điện tử trên xe TOYOTA VIOS 2014” em đã cơ bản hoàn thành với sự cố gắng của bản thân, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Tuấn Nghĩa.
Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống phun xăng hiện đại, các nguyên lý làm việc của các loại cảm biến…
Phần đầu đồ án trình bày khái quát chung về hệ thống nhiên liệu dùng trên động cơ xăng từ cổ đển đến hiện đại, đi sâu phân tích những ưu nhược điểm của động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí và động cơ xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử hiện đại. Phần trung tâm của đồ án trình bày các hệ thống trên động cơ 1NZ-FE lắp trên xe TOYOTAVIOS 2014, đi sâu tìm hiểu phần hệ thống nhiên liệu bao gồm các thiết bị điện tử, các thiết bị chính cung cấp nhiên liệu, không khí nạp. Tuy nhiên do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế và chưa cập nhật đủ nên cần phải hoàn thiện thêm. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên nghành động cơ đốt trong và đặc biệt là hệ thống phun xăng điều khiển bằng điện tử hiện đại. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cũng nâng cao được những kiến thức về công nghệ thông tin: Word, Excel, CAD phục vụ cho công tác sau này. Đồng thời qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi tìm tòi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người kĩ sư ô tô.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguễn Tuấn Nghĩa đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Oanh, (2008), Ô tô thế hệ mới – Phun xăng điện tử EFI, Nhà xuất bản tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh.
[2] Phạm Minh Hiếu, (2018), Hệ thống nhiên liệu động cơ đốt trong, Hà Nội. [3] Cẩm nang sửa chữa xe TOYOTA VIOS 2014.
[4] Lê Văn Anh - Nguyễn Huy Chiến - Phạm Việt Thành,(2015),Giáo trình kĩ
thuật bảo dưỡng và sửa chữa ô tô, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[5] Nguyễn Tuấn Nghĩa - Lê Hồng Quân - Phạm Minh Hiếu,(2014), Giáo trình
Kết cấu và tính toán động cơ đốt trong,Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[6] Nguyễn Thành Bắc - Chu Đức Hùng - Thân Quốc Việt - Phạm Việt Thành - Nguyễn Tiến Hán, (2017), Hệ thống điện – điện tử ô tô cơ bản, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[7] Nguyễn Khắc Trai, (2004), Kỹ thuật chẩn đoán ô tô, Nhà xuất bản giao thông vận tải.
[8] Trương Văn Toản,(2011), Hệ thống phun nhiên liệu, Uông Bí. [9] Tài liệu động cơ 1NZ-FE của hãng Toyota.