Bộ điều khiển điện tử đảm nhiệm nhiều chức năng khác nhau tùy theo từng loại của nhà chế tạo. Chung nhất nó là bộ tổng hợp vi mạch và bộ phận phụ dùng để nhận biết tín hiệu, lƣu trữ thông tin, tính toán, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệu đi thích hợp. Những bộ phận phụ hỗ trợ cho nó là các bộ ổn áp, điện trở hạn chế dòng. Vì lý do này bộ điều khiển có nhiều tên gọi khác nhau tùy theo nhà chế tạo. Trong đồ án này ta thƣờng dùng ECU để chỉ chung cho bộ điều khiển điện tử.
2.4.3.1 Chức năng hệ thống điều khiển điện tử ECU ECU có hai chức năng chính:
- Điều khiển thời điểm phun: đƣợc quyết định theo thời điểm đánh lửa.
- Điều khiển lƣợng xăng phun: tức là xác định thời điểm phun, thời gian này quyết định theo:
Tín hiệu phun cơ bản: đƣợc xác định theo tín hiệu tốc độ động cơ và tín hiệu lƣợng gió nạp.
Tín hiệu hiệu chỉnh: đƣợc xác định từ các cảm biến (nhiệt độ, vị trí, mức độ tải, thành phần khí thải) và từ các điều kiện của động cơ (nhƣ điện áp bình).
2.4.3.2 Các bộ phận của ECU
ECU đƣợc đặt trong vỏ kim loại để tránh nƣớc văng. Nó đƣợc đặt ở nơi ít bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ.
Các linh kiện điện tử của ECU đƣợc sắp xếp trong một mạch kín. Các linh kiện công suất của tầng cuối bắt liền với một khung kim loại của ECU mục đích để tản nhiệt tốt. Vì dùng IC và linh kiện tổ hợp nên ECU rất gọn, sự tổ hợp các nhóm chức năng trong IC (bộ tạo xung, bộ chia xung, bộ giao động
đa hài điều khiển việc chia tần số) giúp ECU đạt độ tin cậy cao. Một đầu giắc đa chấu dùng nối ECU với hệ thống điện trên xe, với kim phun và các cảm biến.
2.4.3.3 Các thông số hoạt động của ECU Các thống chính.
Là tốc độ động cơ và lƣợng gió nạp. Các thông sốnày là thƣớc đo trực tiếp tình trạng tải của động cơ.
Các thông số thích nghi
Điều kiện hoạt động của động cơ luôn thay đổi thì tỷ lệ hoà khí phải thích ứng theo. Chúng ta sẽ đề cập đến các điều kiện hoạt động sau:
Khởi động, Làm nóng, Thích ứng tải.
Đối với khởi động và làm ấm ECU sẽ tính toán xử lý các tín hiệu của cảm biến nhiệt độ động cơ. Đối với tình trạng thay đổi tải thì mức tải cầm chừng (cầm chừng , một phần tải, toàn tải) đƣợc chuyển tín hiệu đến ECU nhờ cống tắc cánh bƣớm ga.
Các thông số chính xác.
Để đạt đƣợc chế độ vận hành tối ƣu ECU xem thêm các yếu tố ảnh hƣởng:
- Trạng thái chuyển tiếp khi gia tốc.
- Sự giới hạn tốc độ tối đa.
- Sự giảm tốc.
Những yếu tố này đƣợc xác định từ các cảm biến đã nêu, nó có quan hệ và tác động tín hiệu điều khiển đến kim phun một cách tƣơng ứng.
ECU sẽ tính toán các thông số thay đổi cùng với nhau, mục đích cung cấp cho động cơ một lƣợng xăng cần thiết từng thời điểm.
2.4.3.4 Xử lý thông tin và tạo xung phun
Xung tín hiệu từ hệ thống đánh lửa đƣợc xử lý trong bộ ECU. Tín hiệu đi vào một mạch tạo xung biến xung đánh lửa thành các xung chữ nhật ở dạng giao động tắt dần. Các xung chữ nhật đƣợc đƣa đến bộ chia tần số. Bộ chia
tần số chia tần số xung đƣợc cho theo tần số đánh lửa thành hai xung cho mỗi chu kỳ làm việc không tính đến số xylanh.
Điểm bắt đầu của xung đúng với thời điểm phun của kim. Mỗi vòng quay cốt máy mỗi kim phun sẽ phun một lần và không kể đến vị trí xupap nạp. Khi xupap nạp đóng xăng đƣợc trữ lại đó và đến lúc xupap nạp mở xăng đƣợc hút vào buồng đốt cùng với không khí. Thời gian phun phụ thuộc vào lƣợng không khí và tốc độ động cơ.
Thời gian phun cơ bản đƣợc tạo ra nhờ bộ giao động đa hài điều khiển chia tần số, gọi là bộ DSM. DSM nhận thông tin tốc độ (n) từ bộ chia tầng, cùng với tín hiệu gió vào vs. DSM chuyển tín hiệu điện áp thành các xung điều khiển dạng chữ nhật mục đích để điều khiển lƣợng phun theo chu kỳ định sẵn.
- Thời gian phun cơ bản: tp quyết định theo lƣợng gió nạp và tốc độ động cơ.
- Thời gian phun hiệu chỉnh theo tình trạng hoạt động:
Thời gian phun đƣợc tính toán trong tầng nhân của bộ ECU theo sơ đồ trên ta thấy: từ thời gian phun cơ bản tp tầng nhân thu thập các thông tin về các điều kiện hoạt động của động cơ nhƣ chạy nóng, toàn tải... từ đó tính ra một hệ số hiệu chỉnh k. Tích số giữa k và tp tả đƣợc thời gian hiệu chỉnh theo tình trạng hoạt động gọi là tm. Thời tm cộng thời gian tp kết quả thời gian phun dài ra, hỗn hợp giàu lên. Do đó thời gian tm đƣợc xem nhƣ thông sốlàm giàu hỗn hợp.
- Thời gian hiệu chỉnh theo điện áp bình:
Thời gian phụ thuộc rất nhiều vào điện thế bình. Điện áp bình càng thấp thì xăng phun càng ít vì do sự kích phun trễ.
Đối với bình điện có điện áp thấp nhƣ trƣờng hợp sau khi khởi động thì cần đƣợc bù một lƣợng thích hợp ts đƣợc gọi là thời gian phun tính trƣớc, mục đích để động cơ nhận đúng lƣợng xăng cần thiết.
Ts gọi là thông sốbù điện áp hay còn gọi là thông sốđáp ứng trễ phụ thuộc vào điện áp.
- Xung phun:
Thời gian phun tổng cộng của kim phun t1 = tp + tm + ts, t1 đƣợc đƣa đến tầng ra, đƣợc khuyếch đại và ra điều khiển kích mở kim phun.
Tầng ra của ECU cung cấp dòng cho các kim cùng lúc. Ở động cơ 6 xylanh cần phải có hai tầng ra và hai tầng này hoạt động thống nhất nhau.
Mỗi kim phun đƣợc phun một lần cho mỗi chu kỳ làm việc của động cơ. Việc phun đƣợc định theo thời điểm đánh lửa và thứ tự đánh lửa.
Tín hiệu sơ cấp đánh lửa dùng nhƣ tín hiệu thời điểm phun. ECU xác định tín hiệu sơ cấp đánh lửa và chuyển thành dạng xung vuông. Ở động cơ 6 xylanh chữ V mỗi một tín hiệu sẽ có một tín hiệu phun.
Phƣơng pháp phun: phun độc lập. 2.4.3.5 Điều khiển lƣợng phun
- Từ tín hiệu sơ cấp đánh lửa của các cuộn dây, ECU tính ra đƣợc tốc độ động cơ. Tín hiệu tốc độ và tín hiệu gió nạp từ bộ đo gió sẽ tính ra đƣợc lƣợng phun cơ bản.
- Lƣợng phun cơ bản
- Nếu tốc độ động cơ không đổi. Lƣợng phun cơ bản sẽ tăng theo lƣợng khí nạp vào.
- Nếu lƣợng khí nạp không đổi, tốc độ động cơ tăng, lƣợng phun cơ bản giảm.
- Từ lƣợng phun cơ bản ECU tính toán thêm từ tín hiệu các cảm biến để hiệu chỉnh để cho ra lƣợng phun thực sự.
Chƣơng 3
XÂY DỰNG QUI TRÌNH CHẨN ĐOÁN, BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU TRÊN Ô TÔ HYUNDAI SANTAFE 3.1 Hệ thống nhiên liệu
Điều kiện an toàn hệ thống nhiên liệu:
- Dùng loại nhiên liệu phù hợp theo yêu cầu của động cơ.
- Bảo quản tốt nhiên liệu.
- Bảo quản tốt và thƣờng xuyên kiểm tra hệ thống lọc nhiên liệu. 3.1.1 Lọc nhiên liệu
Hư hỏng thường gặp.
- Vỏ bầu lọc bị rạn nứt thì có thể kiểm tra bằng cách quan sát trực tiếp bằng mắt. Nếu cần thiết thì phải dùng kính phóng đại (5 10) lần để quan sát.
- Bầu lọc tinh bị tắc bẩn thì dùng thiết bị chuyên dùng để kiểm tra.
- Bầu lọc thô bị tắc bẩn thì tháo đai của bầu lọc ra, mở khoá thùng nhiên liệu, quan sát dòng nhiên liệu chảy ra, nếu nhiên liệu chảy ra ổn định thì bầu lọc còn bình thƣờng, nếu nhiên liệu chảy ra ít và không đều thì có nghĩa là bầu lọc bị cặn bẩn.
- Các lõi lọc bị rách nát thì tiến hành tháo rời bầu lọc ra, quan sát bằng mắt để phát hiện mức độ hƣ hỏng.
Phương pháp sửa chữa.
- Nếu mức độ rạn nứt của bầu lọc lớn thì cần phải thay mới, nếu rạn nứt nhỏ thì dùng phƣơng pháp hàn để phục hồi ( sau khi hàn ta phải tiến hành gia cống lại bề mặt).
- Lõi lọc bị rách nứt thì cần phải thay mới.
- Bầu lọc bị tắc bẩn thì tiến hành xúc rửa lại: Tháo bầu lọc ra khỏi thân động cơ. Tháo rời bầu lọc ra.
Dùng bàn chải mềm rửa sạch lõi lọc.
Dùng không khí nén để thổi sạch các lõi lọc. 3.1.2 Sửa chữa thùng chứa nhiên liệu
Hư hỏng thường gặp.
- Thùng chứa nhiên liệu bi móp méo do va chạm ...
- Thùng chứa nhiên liệu bị rạn nứt hoặc bị vỡ .
- Phía trong của thùng chứa bị rỉ sét . Phương pháp sửa chữa.
- Nếu thùng chứa bị móp méo thì ta tiến hành nắn lại cho nó phù hợp với hình dáng ban đầu.
- Thùng chứa nhiên liệu bị rạn nứt hoặc bị vỡ. Nếu bị rạn nứt nặng hoặc bị vỡ thì ta thay thùng mới. Nếu bị rạn nứt nhỏ thì ta tiến hành hàn lại chỗ bị rạn nứt đó sau khi hàn thì ta phải gia công lại.
- Thùng nhiên liệu bị sétrỉ thì ta phải tẩy sạch các bụi bặm rỉ đó chỗ kỷ. 3.1.3 Kiểm tra sửa chữa các ống dẫn nhiên liệu
Yêu cầu kỹ thuật đối với ống dẫn nhiên liệu.
- Ống dẫn nhiên liệu phải an toàn không nứt nẻ gây rò rỉ không đƣợc gấp khúc, làm nghẽn đƣờng lƣu thông nhiên liệu.
- Các điểm bắt rắc co phải có van đóng nếu thân bơm làm bằng gang nhằm đảm bảo độ kín khít cao. Nếu trong thời gian sử dụng bụi bám nhiều và tập trung nhiều tại các điểm bắt rắc co, chứng tỏ độ kín khít không đảm bảo, có hiện tƣợng rò rỉ.
- Tránh va đập các vật nặng vào đƣờng ống dẫn nhiên liệu vì sẽ gây hiện tƣợng gãy hoặc nứt ống dẫn.
Kiểm tra sửa chữa ống dẫn nhiên liệu.
- Thƣờng xuyên kiểm tra đƣờng ống dẫn trong bảo dƣỡng ngày, nhằm kịp thời phát hiện trục trặc có thể xảy ra.
- Khi xảy ra nứt ống nhẹ thì sửa chữa lại bằng cách: Xả hết dầu trong đƣờng ống dẫn nhiên liệu, hàn đắp lại chỗ nứt. Nếu nặng quá thì thay mới.
- Khi thay mới cho ống dẫn nhiên liệu cần lƣu ý về kích cỡ, độ dài của đƣờng ống, nhất là các ống dầu cao áp thì phải đồng đều chiều dài cho các ống
3.1.4 Áp suất nhiên liệu Dụng cụ kiểm tra: Dụng cụ kiểm tra:
- Một đồng hồ đo áp suất.
- Một dây nối cầu chì 10A.
- Một dụng cụ mở ống nối xăng.
Hình 3.1: Quy trình kiểm tra áp suất nhiên liệu
Phương pháp kiểm tra:
- Tháo ống xăng.
- Bắt đồng hồ vào vị trí tháo.
- Tháo rơle chính.
- Nối tắt (+) (trƣớc ống tắc) tới bơm nhiên liệu.
- Đọc giá trị đồng hồ và so sánh với số liệu cho phép (từ 2,5 3bar).
- Nếu không đạt tháo dây nối tắt và tháo đồng hồ đo.
- Tháo dây từ bơm đến mạch.
- Gắn dây nối tắt và đọc giá trị nếu không đạt thì thay bơm.
- Nếu đạt thì thay lọc xăng. 3.1.5 Kim phun
Điện trở kim phun:
- Điều kiện chuẩn bị : tháo đầu ghim ra khỏi kim phun.
- Kiểm tra: Nối một volt kế giữa hai cực của mỗi kim phun và so sánh với giá trị điện trở ấn định.
Mức độ rò rỉ và dạng tia phun:
Điều kiện chuẩn bị: tháo ống phân phối, kim, bộ điều áp ra khỏi động cơ. Vị trí của kim phun đặt thích hợp trong một khay lớn rồi sau đó tháo mạch nhiên liệu và ống Kiểm tra: tháo rơle bơm xăng và mạch cầu dây. Bậc cống tắc bơm ở vị trí ON, kiểm tra sự rò rỉ của các kim phun, so sánh với giá trị ổn định. Nối một nguồn 12v cho mỗi kim và kiểm tra dạng tia phun, quan sát dạng tia phun dạng côn chuẩn.
3.1.6 Cống tắc cánh bƣớm ga
Trƣớc khi kiểm tra và sửa chữa cống tắc cánh bƣớm ga thì vị trí của cánh bƣớm ga thì phải hiệu chỉnh chính xác.
Phương pháp kiểm tra được tiến hành như sau:
- Tắt cống tắc máy.
- Rút đầu ghim của ECU.
- Dùng đồng hồ đo ohm giữa hai cọc của đầu ghim vào ECU.
- Khi cánh bƣớm ga ở vị trí cầm chừng thì đồng hồ sẽ chỉ là o ohm.
- Nếu nhấn ga thì đồng hồ sẽ chỉ là .
Khi kiểm tra các bƣớc trên nếu không đạt thì ta kiểm tra sự thống mạch giữa đầu cắm ECU tới cống tắc cánh bƣớm ga cho từng trƣờng hợp.
bƣớc trên đạt ta dùng đồng hồ đo volt giữa cọc 9 và mas khi đề. Nếu điện thế đo đƣợc là điện thế bình là đạt, nếu không thì kiểm tra dây từ ECU tới rơle.
3.2 Chẩn đoán bằng mã lỗiBảng 3.1: Mã chẩn đoán hư hỏng Bảng 3.1: Mã chẩn đoán hư hỏng CHẨN ĐOÁN THEO BẢNG MÃ HƢ HỎNG Mã Dạng tín hiệu Hệ thống Chẩn đoán Vùng hỏng hóc Bình thƣờng 12 Tín hiệu vận tốc Khởi động không có tín hiệu , G - Mạch chia điện - Đầu chia điện - Mạch điều khiển hệ thống ECU 13 Tín hiệu cảm biến oxy Tín hiệu phát thấp - Mạch cảm biến oxy - Cảm biến oxy - ECU 14 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát Tín hiệu phát thấp - Mạch cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát - Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát - ECU 22 Tín hiệu vị trí trục khuỷu Tín hiệu phát sai - Mạch bộ cảm biến trục khuỷu - Cảm biến trục khuỷu - ECU 24 Tín hiệu từ bộ cảm biến vị trí bƣớm ga Tín hiệu phát thấp - Bộ cảm biến vị trí bƣớm ga - Cảm biến vị trí bƣớm ga - ECU
31 Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ khí nạp Tín hiệu phát cao - Mạch bộ cảm biến nhiệt độ khí nạp - Cảm biến nhiệt đọ khí nạp - ECU 34 Tín hiệu từ cảm biến áp suất không khí Tín hiệu phát cao - Mạch bộ cảm biến áp suất không khí - Cảm biến áp suất không khí - ECU 41 Tín hiệu từ bộ điều khiển không tải Tín hiệu phát sai - Mạch bộ hồi lƣu khí xã - Bộ hồi lƣu khí xã - ECU 42 Tín hiệu từ bộ hồi lƣu khí xã Tín hiệu phát sai - Mạch bộ hồi lƣu khí xã - Bộ hồi lƣu khí xã - ECU 51 Có tín hiệu khởi động Không có tín hiệu khởi động - Mạch rơle khởi động - Mạch công tắc khởi động - ECU
KÊT LUÂN
Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài nghiên cữu hệ thống nhiên liệu động cơ lắp trên xe Santa Fe, đến nay em đã hoàn thành các nội dung cơ bản của đồ án.
Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu điều khiển điện tử và các chi tiết, cơ cấu của hệ thống.
Phần đầu đồ án trình bày khái quát chung về các hệ thống nhiên liệu dùng trên động cơ xăng, đi sâu phân tích những ƣu nhƣợc điểm của động cơ xăng dùng bộ chế hoà khí và động cơ xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử hiện đại. Phần chính của đồ án trình bày các hệ thống trên động cơ G6EA- GSL 2.7 đi sâu tìm hiểu phần hệ thống nhiên liệu bao gồm các thiết bị điện tử,