6. Điểm: (Bằng chữ: )
5.8 Cảm biến vị trí trục cam loại MRE:
Khái quát:
Cảm biến vị trí trục cam lọai MRE bao gồm một phần tử MRE, một nam châm và một cảm biến. Sự thay đổi của từ trường là do hình dạng khác nhau của đĩa rotor đi qua cảm biến (phần lồi và lõm). Kết quả làm cho điện trở của MRE thay đổi và điện áp đầu ra đến ECM thay đổi từ thấp đến cao. ECM phát hiện vị trí trục cam thông qua điện áp đầu ra này.
So sánh cảm biến trục cam loại MRE và loại cảm biến điện từ: Bảng 5.6 Bảng so sánh cảm biến vị trí trục cam loại MRE và cảm biến điện từ:
Loại cảm biến
MRE Cảm biến điện từ Tín hiệu
đầu ra
Tín hiệu số đầu ra không thay đổi khi động cơ ở tốc độ thấp.
Tín hiệu tương tự đầu ra thay đổi theo tốc độ động cơ.
Cảm biến vị trí trục cam
Cảm biến này so sánh tín hiệu NE vớ sự thay đổi mức độ Thấp/Cao tùy thuộc phần lồi hay lõm của đĩa rotor hoặc dựa trên số tín hiệu đầu vào NE.
Cảm biến này so sánh tín hiệu NE với sóng điện áp đầu ra khi
phần lồi của đĩa rotor đi qua cảm biến.
Vị trí
Hình 5.22 Vị trí của 2 cảm biến vị trí trục cam.
Chức năng
Cảm biến vị trí trục cam tạo ra tín hiệu G+, ECU dựa vào tín hiệu này để nhận biết góc của trục cam từ đó xác định thời điểm phun nhiên liệu và thời điểm đánh lửa tương ứng với điểm chết trên cuối kì nén.
Hình 5.24 Tín hiệu dạng xung của cảm biến vị trí trục cam.
Kiểm tra:
5.4 Cảm biến vị trí trục khuỷu:
Hình 5.26 Vị trí cảm biến vị trí trục khuỷu.
Khái quát
Cảm biến vị trí trục khuỷu là cảm biến điện từ. Đĩa rotor trục khuỷu có 34 răng với 2 răng khuyết. Cảm biến vị trí trục khuỷu xuất ra góc xoay của trục khuỷu mỗi 10 độ, và số răng khuyết dùng để xác định vị trí điểm chết trên.
Bảng 5.7 Bảng thông sô điện trở của cảm biến vị trí trục cam.
Cách kiểm tra tốt nhất đối với cảm biến vị trí trục cam là dùng chức năng đo xung của máy chẩn đoán để đo tín hiệu phát ra của cảm biến và so sánh với tín hiệu tiêu chuẩn.
Kiểm tra ngắn mạch. Giá trị điện trở (Ω) 1 hoặc 2 - Mass >10k Ω
Hình 5.25 Giắc chân cảm biến vị trí trục cam.
Hình 5.27 Cảm biến vị trí trục khuỷu.
Cấu tạo:
Cuộn nhận tín hiệu lắp cố định gồm một cuộn dây và một nam châm vĩnh cửu được lắp trên một khung từ.
Rotor được lắp ở đầu trục khuỷu có 34 răng mỗi răng ứng với 10 góc quay trục khuỷu, trên rotor có khuyết hai răng để xác định như là cảm biến G thứ 2.
Sơ đồ mạch điện:
Hình 5.28 Sơ đồ cảm biến vị trí trục khuỷu.
Nguyên lý hoạt động:
Khi trục khuỷu quay làm rotor của cảm biến quay theo, khi rotor quay các răng của rotor quét qua cuộn tín hiệu làm từ thông đi qua cuộn dây thay đổi, sẽ tạo ra sức điện động trong cuộn dây dạng xung xoay chiều gửi về ECU để báo tốc độ động cơ qua đó tính toán góc đánh lửa tối ưu và lượng nhiên liệu sẽ phun cho từng xy lanh.
Rotor tạo tín hiệu kích hoạt cuộn nhận tín hiệu 34 lần trong mỗi vòng quay trục khuỷu.
Kiểm tra:
Kiểm tra điện trở của cảm biến NE:
1. Tháo giắc nối của cảm biến ra
2. Dùng Ôm kế đo điện trở giữa các cực
Bảng 5.8 Bảng thông số điện trở tiêu chuẩn của cảm biến vị trí trục khuỷu: Kiểm tra Điều kiện Giá trị điện trở tiêu chuẩn
NE (+) - NE (-)
-10oC – 50oC Từ 1630 đến 2740 Ω 50oC – 100oC Từ 2065 đến 3225 Ω
1: NE+ Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu 2: NE- Tín hiệu cảm biến vị trí trục khuỷu
Hình 5.30 Giắc chân cảm biến vị trí trục khuỷu.
5.9 Cảm biến A/F và cảm biến Oxy:
Một điện áp không đổi 0.4V được cấp cho cảm biến A/F, cường độ dòng điện đầu ra của cảm biến sẽ khác nhau tùy theo nồng độ oxy có trong khí xả. ECM sẽ chuyển đổi từ cường độ dòng điện sang điện áp để tín hiệu đầu ra tuyến tính cho việc phát hiện tỷ lệ hòa khí hiện tại.
Tín hiệu điện áp đầu ra của cảm biến Oxy thay đổi phù hợp với nồng độ oxy có trong khí xả. ECM sẽ sử dụng tín hiệu điện áp này để xác định tỉ lệ hòa khí hiện tại giàu hơn hoặc nghèo hơn tỉ lệ hòa khí lý tưởng.
Chức năng:
Cảm biến tỉ lệ hòa khí và cảm biến Oxy có chức năng đo lượng oxy dư trong khí thải động cơ và truyền tín hiệu về ECU nhằm điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu và không khí cho phù hợp.
Cấu tạo:
Cấu tạo của cảm biến tỉ lệ hòa khí và cảm biến oxy cơ bản giống nhau. Tuy nhiên, chúng được chia ra làm 2 loại: loại phẳng và loại hình chén, tùy thuộc theo sự khác nhau của cấu trúc bộ sấy mà chúng sử dụng.
Kiểm tra :
Cảm biến Oxy:
Kiểm tra điện trở:
Bảng 5.9 Bảng thông số điện trở tiêu chuẩn của cảm biến Oxy:
Kiểm tra Điều kiện Giá trị điện trở tiêu chuẩn HT1B - +B 20°C 11 đến 16 Ω
HT1B - E2 Mọi điều kiện 10 kΩ trở lên
Kiểm tra điện áp:
Bật công tắc máy ON, đo điện áp giữa 2 cực HT1B với E1 trên bảng điều khiển. Giá trị điện áp tiêu chuẩn 11÷14V.
Cảm biến A/F:
Kiểm tra điện trở:
Bảng 5.10 Bảng thông số điện trở tiêu chuẩn các chân cảm biến A/F:
Kiểm tra Điều kiện Giá trị điện trở tiêu chuẩn HA1A – B+ 20°C 1.6 đến 3.2 Ω HA1A - A1A Mọi điều kiện 10 kΩ trở lên
1: HT1B Tín hiệu hoạt động của bộ sấy cảm biến Oxy 2:+B Nguồn 12V cấp cho cảm biến
3: OX1B Tín hiệu cảm biến Oxy có bộ sấy. 4. E2: Mát Cảm biến
Hình 5.33 Giắc chân cảm biến Oxy.
1: HA1A Tín hiệu vận hành bộ sấy cảm biến A/F 2: +B Nguồn 12V cấp cho cảm biến
3: A1A+ Tín hiệu cảm biến A/F 4: A1A- Tín hiệu cảm biến A/F
CHƯƠNG 6:
CÁC HỆ THỐNG VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH CỦA ĐỘNG CƠ 2AR-FE
6.1 Hệ thống nhiên liệu:
Điều khiển bơm nhiên liệu:
Sử dụng bơm nhiên liệu có điều áp trong bình chứa nhiên liệu để làm giảm lượng nhiên liệu bay hơi. Sử dụng đầu nối nhanh để dể dàng tháo lắp.
Sử dụng hệ thống điều khiển ngắt nhiên liệu khi xe xảy ra va chạm.
Hệ thống ORVR (hệ thống thu hồi nhiên liệu bay hơi) được sử dụng trên bình chứa.
Hình 6.1 Hệ thống nhiên liệu trên động cơ 2AR – FE.
Hệ thống hồi nhiên liệu:
Hệ thống hồi nhiên liệu được sử dụng để làm giảm sự bay hơi của nhiên liệu.
Hình 6.3 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu.
Kiểm tra
Kiểm tra áp suất của bơm xăng:
Tháo bơm xăng ra ngoài rồi đặt vào thiết bị kiểm tra nhiên liệu. Gắn đồng hồ đo áp suất vào bơm.
Cấp nguồn trực tiếp cho bơm.
Quan sát áp suất nhiên liệu đo được trên đồng hồ đo áp suất phải lớn hơn 4 kg/cm2.
Kiểm tra điện áp cực FC:
Bật công tắc sang vị trí ON.
Đo điện áp cực FC của ECU động cơ với mass thân xe rồi so sánh với giá trị chuẩn. Điện áp chuẩn từ 11 đến 14V.
Kiểm tra hoạt động của bơm nhiên liệu và áp suất nhiên liệu hệ thống:
Bật công tắc đến vị trí ON. (Lưu ý: không khởi động động cơ). Nối tắt chân FC với E1 kiểm tra hoạt động của bơm.
Kiểm tra rò rỉ của hệ thống nhiên liệu
Mạch điện điều khiển kim phun:
Kim phun sử dụng là kim phun có điện trở cao, phun theo thứ tự công tác 1-3-4- 2. Nguồn điện cung cấp cho kim phun lấy từ rờ le IG2.
Hình 6.4 Sơ đồ mạch điều khiển kim phun.
Điện áp Accu được cấp trực tiếp đến các kim phun qua khóa điện và relay IG2. Khi có tín hiệu G, NE gửi đến thì ECU điều khiển transistor các (Tr1, Tr2, Tr3, Tr4) trong ECU bật, dòng điện chạy qua các cực #10, #20, #30, #40 về mát.Khi đó có dòng chạy qua kim phun, kim phun hoạt động và nhiên liệu được phun ra.
Kiểm tra
Kiểm tra điện trở
Tháo giắc nối kim phun.
Hình 6.5 Cách đo kiểm tra kim phun.
6.2 Hệ thống đánh lửa:
DIS (Direct Ignition System) là hệ thống đánh lửa trục tiếp. DIS cải thiện độ chính xác của thời điểm đánh lửa, phân phối trực tiếp điện cao áp đến các bugi từ cuộn đánh lửa mà không dùng bộ chia điện. DIS là một hệ thống đánh lửa độc lập, mỗi bô bin tích hợp igniter đánh lửa cho một xylanh.
Hình 6.6 Sơ đồ hệ thống đánh lửa.
Nguyên lý hoạt động:
ECU động cơ nhận tín hiệu từ các cảm biến khác nhau và xác định thời điểm đánh lửa tối ưu.
ECU động cơ gửi tín hiệu IGT đến bô bin có IC đánh lửa. Tín hiệu IGT được gửi đến IC đánh lửa theo thứ tự đánh lửa (1-3-4-2).
Tín hiệu IGF được gửi đến ECU động cơ khi dòng sơ cấp vượt quá một trị số đã định.
Hình 6.7 Cụm IC kết hợp với Bobin.
Bugi sử dụng cho DIS:
Bugi có phần ren dài, với điện cực trung tâm làm bằng Iridium và điện cực bìa bằng plantinum.
Hình 6.8 Cấu tạo bugi.
Hãng sản xuất Loại bugi Khoảng hở bugi DENSO SK16HR11 1.0 – 1.1 mm
Kiểm tra:
Kiểm tra tín hiệu IGT:
Khởi động động cơ.
Dùng LED kiểm tra tín hiệu các cực IGT 1 - 4 với mass trên bảng cực ECU: Kết quả : Đèn LED chớp tắt.
Kiểm tra tín hiệu IGF:
Khởi động động cơ.
Dùng LED kiểm tra tín hiệu cực IGF với mass trên bảng cực ECU: Kết quả: Đèn LED chớp tắt.
Kiểm tra bằng máy đo xung:
Khởi động động cơ.
Kết nối đồng hồ đo xung lần lượt với các chân IGT1, IGT2, IGT3, IGT4 và chân IGF trên bảng cực ECU.
6.3 Hệ thống VVT-i kép:
Chức năng:
Hệ thống VVT-i kép được thiết kế để điều khiển thời điểm phối khí trục cam nạp và xả trong khoảng 40° đến 50° tương ứng với góc quay trục khuỷu để thời điểm phối tối ưu thích hợp với điều kiện hoạt động của động cơ.
Thông qua tốc độ động cơ, khối lượng không khí nạp, vị trí ga và nhiệt độ làm mát động cơ, ECM có thể tính toán thời điểm phối khí tối ưu cho từng điều kiện lại xe và điều khiển van điều khiển dầu trục cam. Ngoài ra ECM còn sử dụng tín hiệu từ cảm biến vị trí trục khuỷu và cảm biến vị trí trục cam để phát hiện thời điểm phối khí thực tế và gửi tín hiệu phản hồi để đạt được thời điểm phối khí tối ưu.
Hình 6.9 Sơ đồ khối điều khiển trục cam.
Cấu tạo:
Mỗi hệ thống điều khiển VVT-i bao gồm một vỏ ngoài được dẫn động bởi xích cam và 4 cánh quạt gắn trực tiếp với mỗi trục cam.
Áp suất dầu được đưa đến làm các cánh quạt của bộ điều khiển VVT-i quay để thay đổi thời điểm mở sớm và đóng trễ của các xupap.
Khi động cơ dừng, trục cam xả được xoay về phía thời điểm đóng trễ nhất và trục cam nạp được xoay về phía thởi điểm mở sớm nhất để đảm bảo khả năng khởi
động lại.
Bộ điều khiển VVT-i trục cam nạp còn có một lò xo. Lò xo này cung cấp moment làm trục cam nạp quay về phía mở sớm khi động cơ dừng lại, do đó đảm bảo chốt hãm luôn được ăn khớp.
Hình 6.10 Cấu tạo bộ điều khiển VVT-i.
Van điều khiển dầu trục cam
ECM sẽ thay đổi bề rộng xung để điều khiển cuộn dây của van điều khiển dầu trục cam. Van sẽ cho áp lực dầu tác dụng lên bộ điều khiển VVT-i làm cho trục cam quay về phía thời điểm phối khí sớm hoặc trễ.
Hình 6.11 Van điều khiển dầu trục cam.
*: Ở van điều khiển dầu trục cam xả, phía sớm và phía trễ đảo ngược lại.
Nguyên lí hoạt động:
Điều khiển sớm:
Khi ECM điều khiển mở sớm thì van điều khiển dầu trục cam ở vị trí mô tả bên dưới. Áp suất dầu được cung cấp đến bộ điều khiển VVT-i sau đó đến khoang cánh gạt về phía sớm để xoay trục cam về phía điều khiển xupap mở sớm.
Phía trục cam nạp:
Hình 6.12 Nguyên lý điều khiển sớm hệ thống VVT-i bên trục cam nạp.
Hình 6.13 Nguyên lý điều khiển sớm hệ thống VVT-i bên trục cam xả.
Điều khiển trễ:
Lúc này mạch dầu được đảo chiều ngược lại, dầu từ van được cung cấp đến khoang cánh gạt về phía trễ làm cho trục cam xoay theo để điều khiển thời điểm mở trễ của các xupap.
Phía trục cam nạp:
Hình 6.14 Nguyên lý điều khiển trễ hệ thống VVT-i bên trục cam nạp.
Phía trục cam xả:
Điều khiển giữ cố định:
Sau khi xác định được thời điểm phân phối khí tối ưu nhất, trừ khi điều kiện lái xe thay đổi van điều khiển dầu trục cam được đưa về vị trí trung gian để giữ thời điểm phân phối khí hiện tại.
6.4 Hệ thống điều khiển thay đồi chiều dài đường ống nạp (ACIS):
Khái quát:
Hệ thống ACIS sử dụng một vách ngăn để chia buồn nạp thành thành hai ngăn, một van điều khiển không khí nạp được đặt ở trong vách ngăn đóng và mở để thay đổi chiều dài đường ống nạp sao cho phù hợp với tốc độ động cơ và góc mở của cánh bướm ga. Điều này làm gia tăng công suất phát ra ở dải tốc độ từ thấp đến cao.
Cấu tao:
Van điều khiển không khí nạp được tích hợp trong buồng nạp, khi van mở hoặc đóng sẽ làm thay đổi chiều dài có ích của đường ống nạp.
Bộ chấp hành:
Bộ chấp hành điều khiển mở hoặc đóng van điều khiển không khí nạp bằng cách sử dụng lực hút chân không của van VSV.
VSV (Contact chân không): Contact chân không điều khiển lượng chân không đến bộ chấp hành thông qua tín hiệu (ACSI) điều khiển theo hệ số tác dụng từ ECM
Bầu chân không:
Bầu chân không được bố trí bên trong buồng nạp và có một van kiểm tra, bầu chân không dùng để trữ độ chân không nhất định. Chân không từ bình sẽ được cung cấp đến bộ chấp hành để xoay van điều khiển không khí nạp luôn đóng ngay cả khi ở điều kiện thiếu độ chân không.
Hoạt động:
Khi van điều khiển không khí nạp đóng (VSV ON):
ECM điều khiển bề rộng xung dài hơn tác dụng lên van VSV làm van này mở để cung cấp lực hút chân không đến màng điều khiển của bộ chấp hành làm cho van điều khiển đóng lại. Kết quả là chiều dài có ích của đường ống nạp được gia tăng và cải thiện hiệu suất nạp ở tốc độ trung bình do tăng động năng của dòng
khí nạp, điều này làm gia tăng công suất động cơ.
Hình 6.18 Hoạt động của van điều khiển không khí nạp đóng.
Khi van điều khiển không khí mở (VSV OFF):
ECM điều khiển thay đổi bề rộng xung ngắn hơn tác dụng lên van VSV