4.3.1. Xây dựng ý tưởng
Căn cứ vào thực trạng các mơ hình và căn cứ vào mục đích và yêu cầu của mơ hình để xây dựng ý tưởng
4.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho mơ hình
Mơ hình hệ thống phun xăng và đánh lửa điện tử được chế tạo nhằm mục đích giúp cĩ thể quan sát được đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống phun xăng điện tử và đánh lửa điện tử.
Hiện nay, mơ hình thiết kế gồm các dạng sau:
Thứ nhất là: mơ phỏng giống như trên xe. Dạng này cĩ ưu điểm là dễ quan sát vị trí
bố trí lắp ghép trên xe, nhưng lại cĩ nhược điểm khĩ quan sát, hình dung được tổng thể, khĩ quan sát được cấu tạo và làm việc của các cảm biến.
Thứ hai là: Trải trên một tấm bảng nhưng nĩ khơng hoạt động. Hình dạng này thường
được sử dụng để thể hiện cấu trúc của một hệ thống quá phức tạp, vì hệ thống được chia hoặc cắt thành ¼ hoặc ½ để thể hiện đầy đủ các thành phần bên trong. Loại mơ hình này giúp hiểu rõ hơn một chút về hoạt động và cấu trúc của từng cơ cấu trong hệ thống.Tuy nhiên, dạng này khơng thể hiện cụ thể nguyên lý hoạt động của hệ thống, khĩ quan sát vị trí lắp đặt trên xe, khơng thực hiện được các bài tập kiểm tra cảm biến.
Thứ ba là: Dàn trải trên một bảng và hoạt động được là dạng mơ hình cĩ kết cấu của
chi tiết giống thật và hoạt động được nhờ các nguồn dẫn động hay các tác động khác.
Mơ hình này rất thuận tiện vì thơng qua nĩ dễ dàng quan sát hình dung được tổng quan sơ đồ đấu ghép, nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống
Qua các phân tích trên, ta chọn phương án thứ ba: thiết kế mơ hình hệ thống phun xăng điện tử đa điểm và hệ thống đánh lửa điện tử trực tiếp dàn trải trên một bảng và làm việc được.
4.3.3. Thiết kế khung mơ hình
4.3.3.1. Yêu cầu khung mơ hình
Khung mơ hình là nơi sẽ lắp đặt các thiết bị hệ thống: Cầu chì, khĩa điện, nguồn, Arduino, giàn đánh lửa, ECU, giàn kim phun... nên khung mơ hình phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Kết cấu vững chắc, trọng lượng nhẹ.
- Kích thước của khung phải đảm bảo bố trí đầy đủ các thiết bị trên bảng. - Chiều cao đủ để dễ dàng quan sát và vận hành.
- Giá cả hợp lý
4.3.3.2. Lựa chọn vật liệu chế tạo khung mơ hình
Việc lựa chọn vật liệu làm khung của mơ hình là ván ép vuơng sao cho mơ hình nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo độ vững chắc cho mơ hình.Kích thước các thanh gỡ chủ yếu sử dụng: (80x5x1) cm (65x5x1) cm.
4.3.3.3. Chế tạo khung mơ hình
Khung hình hộp chữ nhật được chế tạo bằng phương pháp bắn đinh và cố định bằng ốc vít để lắp đặt các thiết bị
Phía sau hộp lắp đặt cửa và khĩa cửa nhằm mục đích giấu dây tăng tính thẩm mỹ cho mơ hình
4.3.3.4. Bố trí chung trên mơ hình
Để thiết kế mơ hình chúng ta cĩ nhiều kiểu dáng khác nhau theo nhiều nguyên tắc khác nhau. Nhưng để mơ hình thực sự là một cơng cụ giúp người khác dễ dàng tiếp nhận và hiểu được hoạt động, chúng ta cần tổ chức các chi tiết sao cho sát với lý thuyết nhất cĩ thể nhưng khơng quá xa thực tế. Ta quyết định sắp xếp các chi tiết theo nhĩm chi tiết. Các chi tiết cĩ cùng nhiệm vụ hoặc cùng thực hiện một nhiệm vụ cụ thể được đặt gần nhau. Đồng
thời, để đảm bảo khơng xảy ra cháy, ta đặt thiết bị đánh lửa càng xa vịi phun càng tốt với các biện pháp bảo vệ thích hợp.
4.3.4. Xác định chân của các bộ phận trong hệ thớng điều khiển phun xăng đánh lửa
4.3.4.1. Xác định chân của cơng tắc máy
Trên cơng tắc máy cĩ 2 chân ghi là : B , IG
Chân B : nối vào nguồn dương acquy
Chân IG : nối với relay chính
4.3.4.2. Xác định chân của relay
Trong mơ hình ta sử dụng relay (4 chân ) . Quá trình xác định chân tương tự nhau chủ yêu ta phân biệt được 2 chân tín hiệu đi qua cuộn dây , cịn những chân cịn lại sẽ nối với nguồn và tải
Dùng đồng hồ VOM đo thơng mạch bất kỳ vào 2 chân trong 4 chân của relay . Chỉnh đơng hồ VOM về thang đo OHM đặt 2 đầu chân đồng hồ vào 2 chân bất kỳ , cặp chân nào kim đồng hồ lên thì đĩ là cặp chân tín hiệu đi qua cuộn dây . 2 chân cịn lại 1 chân nối nguồn và 1 chân nối tải.
4.3.5. Thiết kế bảng vẽ mạch điện lắp đặt ECU ARDUINO NGU? N12V ÐI? U KHI? N RÕLE C? U CH? 30A MAIN C? U CH? 10A IGN C? U CH? 20A IGN COIL C? U CH? 15A INJ CƠNG T? C (6) (5) (18) (56) (74) (51) (8) (9) (50) (27) (49) 3 4 77 GND BATT +B NE+ GND #1 #2 #3 #4 #1 #2 #3 #4 (28) NGU? N 220V
4.4. Kiểm tra hoạt động của các bộ phận trong hệ thớng phun xăng đánh lửa lửa
4.4.1. Kiểm tra hoạt động của relay
Cĩ nhiều cách để kiểm tra hoạt động của relay :
Lắp mạch bĩng đèn
Dùng đồng hồ VOM
Dùng tai để nghe
Ở đây ta kiểm tra đơn giản như sau : Cấp nguồn và nối mass vào 2 chân tín hiệu ( đi qua cuộn dây ) . Nếu nghe tiếng tạch tạch của tiếp điểm đĩng mở thì relay cịn tốt
4.4.2. Kiểm tra hoạt động của kim phun
* Kiểm tra âm thanh hoạt động phát ra từ mỡi kim phun B1: Cấp nguồn và nối mass cho 2 chân của kim phun
B2: Bật mở cơng tắc và lắng nghe âm thanh trong mỡi kim B3: Nếu nghe tiếng nhấc của ty kim thì kim cịn hoạt động
4.4.3. Kiểm tra hoạt động của ECU
B1: Nối dương cấp nguồn cho các chân Bat , B1và B+ của ECU . Nối mass cho chân E1 và E2 của ECU . Dúng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp . Đo điện áp ở 2 đầu chân VC nếu gấn 5V thì cịn tốt
B2: Lắp mạch bĩng đén , kiểm tra tín hiệu IGT và lấy tín hiệu của cảm biến tốc độ động cơ và cảm biến vị trí trục khuỷu
Do cảm biến ( G,Ne) được đặt trong bộ chia điện nên ta sử dụng bộ chia điện của hệ
thống đánh lửa .
Lắp mạch bĩng đén . Ta nối chấn (+) của bĩng đèn vào chân T của T của ECU . nối
chân âm của bĩng đén vào mass
Quay trục của bộ chia điện nếu đèn sáng thì ECU cịn tốt
4.5. Lắp đặt mạch hệ thớng phun xăng đánh lửa và giả lập mạch Arduino
4.5.1. Lắp mạch nới dây hệ thớng
Ta lắp mạch giống như sơ đồ nguyên lý hoạt động của kim phun và đánh lửa
Trong quá trình lắp mạch cần đảm bảo các yếu tố sau:
- Đảm bảo tối ưu đường dây điện ( ngắn , gọn ) nhất nhưng vẫn đảm bảo an tồn cho hệ thống hoạt động đường
- Tránh các hư hỏng thường gặp như : Hở mạch , chạm dương , chạm mass , ngắn mạch , điện trở tăng bất kỳ
- Đảm bảo vị trí các bộ phận trọng sơ đồ mạch phù hợp và thuận tiện nhất - Đảm bảo tính thẩm mỹ của mơ hình
4.5.2. Thiết kế giả lập mạch Arduino
Thay vì lắp đặt hệ thống trục bánh răng động cơ chúng ta sẽ vận dụng mạch giả lập Arduino để thiết kế mơ hình. Mạch arduino sẽ được giả lập như sau:
#include <TimerOne.h> // sử dụng thư viện TimerOne của Arduino
int xungvuong = 9; // Khai báo chân số 9 của Arduino làm chân tín hiệu xuất xung int i=0,a=0; // biến con
int val =A0; // Khai báo chân A0 là chân đọc tín hiệu biến trở. void setup() { pinMode(9, OUTPUT); // Cấu hình chân 9 là đầu ra OUTPUT pinMode(val, INPUT); // Cấu hình chân A0 là đầu vào
Timer1.attachInterrupt(CKP); // Khởi tạo Timer chạy chương trình CKP }
void CKP() // chương trình xung CKP {
if(a<=34) // Nếu đủ 34 xung vuơng {
if(i<=2) // nếu đủ 2 xung khuyết {
digitalWrite(xungvuong, HIGH); // thì lên Mức Cao }
else {
digitalWrite(xungvuong, LOW); // ngược lại nếu chưa đủ 2 xung khuyết thì vẫn là mức Thấp
i=i+1; // cộng thêm 1 xung khuyết nếu chưa đủ 2 xung. a=a+1; // cộng giá trị a tới 34
if(a==36) // nếu trong 1 chu kỳ đủ tổng 36 xung ( bao gồm 34 xung vuơng và 2 xung khuyết)
{
a=0; // thì cho a = 0 và bắt đầu lặp lại vịng trên }
} }
void loop() {
val = analogRead(A0); // bắt đầu đọc giá trị biến trở ở chân A0
int thoigian = map(val,1024,0,65,770) ; // chuyển đổi giá trị biến trở về thời gian từ 65 - 770 microseconds và thay đổi theo biến trở khi vặn.
Timer1.initialize(bienthien); // bắt đầu chạy Timer với thoigian Microseconds }
Chương 5. Chuẩn đoán và xử lí các lỗi thường gặp
5.1. Quy trình kiểm tra hệ thớng
Nếu cĩ vấn đề bất thường với động cơ, chẳng hạn như Ví dụ: cơng suất thấp hơn, mức tiêu thụ nhiên liệu cao hơn, động cơ chết máy, khĩi đen. Đây là những hiện tượng liên quan đến hệ thống nhiên liệu. Để khắc phục những vấn đề này, người ta cần phải tìm ra nguồn gốc của vấn đề để sửa chữa nĩ. Đầu tiên chúng ta cần chẩn đốn vùng bị hư hỏng của hệ thống để việc sửa chữa được nhanh chĩng, dễ dàng và khơng bị bỏ sĩt lỡi. Cĩ một thiết bị trong ECU động cơ để chẩn đốn khi động cơ gặp sự cố. Nĩ là một thiết bị báo lỡi với đèn báo. Khi xảy ra lỡi, đèn sẽ nhấp nháy để báo lỡi, cơng việc của thợ sửa chữa là giải mã tín hiệu mã lỡi sau đĩ xác định vị trí hư hỏng cần sửa chữa. Khi đã xác định được hệ thống lỡi, sẽ kiểm tra các hệ thống này để cĩ thể sửa lỡi.
5.2. Chuẩn đoán hệ thớng dựa vào đèn check hoặc thiết bị đọc lỗi
5.2.1. Cách đọc lỗi trên đèn check
ECU cĩ hệ thống tự chẩn đốn lỡi. Do đĩ, nếu phát hiện cĩ vấn đề trong mạng tín hiệu động cơ, đèn kiểm tra động cơ trên bảng điều khiển sẽ tự sáng.
Hệ thống hoạt động bình thường:
Nhấp nháy liên tục với khoảng thời gian là 0,25 giây. Mã lỡi:
Trong trường hợp cĩ lỡi, đèn nhấp nháy với thời gian tạm dừng 0,5 giây. Số lần nhấp chuột đầu tiên tương ứng với chữ số đầu tiên của mã lỡi (mã lỡi gồm hai chữ số), sau đĩ nĩ dừng lại trong 1,5 giây, số lần nhấp chuột thứ hai tương ứng với chữ số thứ hai của mã lỡi. Nếu cĩ 2 lỡi trở lên, sẽ cĩ 2,5 giây tạm dừng giữa mỡi mã.
Sau khi tất cả các mã đã được hiển thị, đèn sẽ tắt trong 4,5 giây và sau đĩ lặp lại trình tự nếu đầu cuối TE1 và E1 vẫn bị chập và đầu cuối BATT vẫn được kết nối với cực dương của pin (nghĩa là chưa được kết nối). . pin), bởi vì nếu chân BATT bị loại bỏ, tất cả các lỡi hệ thống được lưu trữ trong ECU sẽ bị xĩa, khi đĩ chúng ta khơng thể đọc tất cả các lỡi hệ thống.
5.2.2. Phân tích các lỗi trên hệ thớng
Khi hệ thống xảy ra lỡi, đèn báo sẽ nhấp nháy cho phép người kiểm tra đọc mã lỡi và tra cứu mã lỡi trong bảng để xác minh lỡi hệ thống. Dưới đây là một số mã lỡi cụ thể của hệ
thống.
Mã Lỗi Hư Hỏng
12 và 13 Tín hiệu số vịng quay động cơ
14 Tín hiệu đánh lửa
16 Tín hiệu điều khiển ECT
21 Tín hiệu cảm biến oxy
24 Tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp
25 Hỏng chức năng làm nhạt tỉ lệ khí - xăng
31 Tín hiệu cảm biến chân khơng
41 Tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga
42 Tín hiệu cảm biến tốc độ xe
43 Tín hiệu máy khởi động
52 Tín hiệu cảm biến tiếng gõ
51 Tín hiệu tình trạng cơng tắc
Mã 12: Khơng cĩ tín hiệu tốc độ động cơ. Lỡi này là do khơng cĩ tín hiệu G hoặc NE đến ECU trong khoảng 2 giây sau khi STA được bật. Vì vậy, cần phải điều tra các nguyên nhân cĩ thể dẫn đến tín hiệu G hoặc NE khơng đến ECU.
- Do hở hay ngắn mạch G hay NE. - Bộ chia điện.
- Hở mạch hay ngắn mạch STA. - ECU của động cơ.
Mã 13: Tín hiệu báo lỡi tốc độ động cơ. Tốc độ động cơ khi trên 1500 vịng/phút, khơng cĩ tín hiệu NE nào đến ECU trong ít nhất 300 mili giây. Nguyên nhân do:
- Hở hay ngắn mạch NE - Bộ chia điện
- ECU của động cơ
Mã 14: Lỡi tín hiệu đánh lửa. Khơng cĩ tín hiệu IGF nào từ IC đánh lửa đến ECU động cơ. Nguyên nhân do:
- IC đánh lửa. - ECU động cơ
Mã 21: Lỡi tín hiệu cảm biến oxy .Ở tốc độ lái xe bình thường (dưới 100 km / h) và tốc độ động cơ trên 1.500 vịng / phút, điện áp cảm biến oxy giảm liên tục trong khoảng 0,35 - 0,70 V trong 60 giây hoặc hơn. Nguyên nhân do:
- Hở hay ngắn mạch cảm biến oxy - Cảm biến oxy
- ECU động cơ
Mã 22: Lỡi tín hiệu nhiệt độ cảm biến nước làm mát. Bị hở hoặc ngắn mạch của cảm biến nhiệt độ nước làm mát trong ít nhất 500 mili giây. Nguyên nhân:
- Hở hay ngắn mạch cảm biến nhiệt độ nước làm mát - Do hỏng cảm biến nhiệt độ nước làm mát
- Do ECU của động cơ
Mã 24: Lỡi tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp. Bị hở hoặc ngắn mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp trong ít nhất 500 mili giây. Nguyên nhân:
- Hở hay ngắn mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp - Do hỏng cảm biến nhiệt độ khí nạp
- Do ECU của động cơ
Mã 25: Lỡi khi làm nhạt tỷ lệ xăng trên nhiên liệu. Cảm biến oxy sẽ tạo ra điện áp nhỏ hơn 0,45 V trong ít nhất 90 giây sau khi cảm biến ấm lên (hoạt động ở 200 vịng/phút). Nguyên nhân:
- Lỏng bulơng nối mát động cơ. - Hở mạch E1.
- Hở mạch vịi phun. - Áp suất đường nhiên liệu
- Hở hay ngắn mạch cảm biến oxy. - Cảm biến oxy.
- Hệ thống đánh lửa.
Mã 31: Lỡi tín hiệu cảm biến chân khơng. Bị hở hoặc ngắn mạch của tín hiệu áp suất ống nạp liên tục trong ít nhất 500 mili giây. Nguyên nhân:
- Hở hay ngắn mạch cảm biến chân khơng - Do hỏng cảm biến chân khơng
- Do ECU của động cơ
Mã 41: Lỡi tín hiệu vị trí cảm biến vị trí bướm ga. Bị hở hoặc ngắn mạch trong cảm biến vị trí bướm ga trong ít nhất 500 mili giây. Nguyên nhân:
- Hở hay ngắn mạch cảm biến vị trí bướm ga. - Cảm biến vị trí bướm ga.
- ECU động cơ.
Mã 42: Lỡi tín hiệu cảm biến tốc độ xe. Khi lái xe dưới tải nặng với tốc độ động cơ từ 3100 vịng / phút trở lên, khơng cĩ tín hiệu tốc độ xe nào xuất hiện trong 8 giây trở lên. Nguyên nhân:
- Hở hay ngắn mạch cảm biến tốc độ xe. - Cảm biến tốc độ xe.
- ECU của động cơ
Mã 43: Lỡi tín hiệu khởi động động cơ. Khơng cĩ tín hiệu báo động cơ khởi động đến ECU cho đến khi tốc độ động cơ đạt từ 800 vịng / phút trở lên khi khởi động. Nguyên nhân: - Hở hay ngắn mạch STA
- Hở hay ngắn mạch IG, SW của mạch rơ le chính. - ECU của động cơ.
Mã 51: Lỡi tín hiệu trạng thái cơng tắc. Xuất hiện khi A/C đang bật, cơng tắc IDL tắt hoặc cần số ở vị trí P, D, 2 hoặc L và TE1 và E1 được kết nối. Nguyên nhân: