Bộ điều khiển truyền các tín hiệu sau : Cho phép bật máy nén hoạt động, và bắt đầu bù ga, ECU có thể truyền tín hiệu trở lại phụ thuộc vào trạng thái của động cơ lúc đó.
2.2.5.6. Điều khiển theo tốc độ động cơ
Khi máy nén hoạt động lúc động cơ đang ở trạng thái không tải, công suất của động cơ nhỏ nên động cơ có thể bị chết máy. Khi máy nén hoạt động, việc điều khiển tốc độ động cơ giúp bù ga để duy trì tốc độ động cơ hoặc trên tốc độ quay cố định. Khi tốc độ động cơ giảm, máy nén sẽ được ngắt. Những chức năng này giúp ngăn ngừa động cơ chết máy nhờ việc điều khiển máy nén ON/OFF phụ thuộc vào tốc độ của động cơ (rpm – Revolution per minute : số vòng quay trên phút).[4]
2.2.5.7. Điều khiển ngắt A/C để tăng tốc độ động cơ
Kiểu điều khiển này sử dụng hiệu quả trong việc kiểm sốt cơng suất của động cơ của các xe có cơng suất nhỏ. Máy nén được ngắt tức thời trong quá trình tăng tốc để giảm tải cho động cơ. Quá trình tăng tốc được nhận biết bởi ECU động cơ, dựa trên một loạt
44 tín hiệu. Khi bộ điều khiển A/C nhận biết được sự tăng tốc thì sẽ điều khiển ngắt máy nén trong vài giây.
Loại này gồm một công tắc được đặt ở phía dưới chân ga. Khi đạp chân ga, máy nén ngừng hoạt động trong một thời gian ngắn để tăng tốc độ động cơ.[4]
2.2.5.8. Điều khiển ngắt máy nén trong trường hợp khẩn cấp
Nhằm ngăn chặn hư hỏng và bảo vệ các bộ phận quan trọng trong hệ thống điều hịa khơng khí, cơng tắc áp suất kép được lắp ở phần cao áp của hệ thống lạnh. Khi áp suất quá cao thì máy nén sẽ dừng hoạt động.
Khi mơi chất lạnh trong hệ thống cịn ít do bị rị rỉ hoặc do các nguyên nhân khác dẫn đến thiếu dầu tuần hồn để bơi trơn máy nén. Điều này có thể làm cháy máy nén.
Hình 2.51 : Cơng tắc áp suất kép
Khi áp suất môi chất quá thấp (áp suất môi chất 0,2 MPa hoặc thấp hơn) công tắc áp suất kép chuyển sang trạng thái ngắt. Nguồn điện tới bộ điều khiển A/C không được cấp và ly hợp từ ngắt dẫn đến máy nén không hoạt động. Do đó đảm bảo được an tồn cho các bộ phận trong hệ thống.
Khi áp suất môi chất quá cao (áp suất môi chất khoảng 3,1 MPa hoặc cao hơn), công tắc áp suất kép chuyển sang trạng thái ngắt. Máy nén không hoạt động. Nguyên nhân dẫn đến việc áp suất môi chất quá cao là do giàn nóng giải nhiệt kém, làm quá tải môi chất.
45
2.2.5.9. Điều khiển A/C khi nhiệt độ cao
Hình 2.52 : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Khi động cơ làm việc quá tải, cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ cảm nhận được nhiệt độ của động cơ. Khi vượt quá nhiệt độ quy định thì ly hợp từ ngừng hoạt động và máy nén bị ngắt. Điều này làm giảm tải cho động cơ, làm nhiệt độ nước làm mát giảm xuống.
Trong một vài loại xe, điều này có thể thực hiện trong máy nén loại thay đổi lưu lượng. Khi nhiệt độ nước lên tới 100℃ hoặc cao hơn công suất máy nén giảm 50%. Khi nhiệt độ nước từ 95℃ hoặc thấp hơn, cơng suất của máy nén có thể đạt 100%. Điều này làm giảm tải cho động cơ.
2.2.5.10. Điều chỉnh tốc độ quạt
Khi máy nén hoạt động, quạt giàn nóng và quạt két nước được mắc nối tiếp với nhau và quay ở tốc độ thấp khi cả áp suất môi chất lạnh và nhiệt độ nước làm mát đều thấp.
46 Mặt khác, quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát động cơ được mắc song song với nhau và quay ở tốc độ cao khi cả áp suất môi chất lạnh và nhiệt độ nước làm mát đều cao.
Khi máy nén ngừng hoạt động thì quạt giàn nóng khơng quay.
Hình 2.54 : Quạt giàn nóng và quạt két nước mắc song song
Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước
- Chế độ 1 : Quạt giàn nóng và quạt két nước khơng hoạt động.
Khi nhiệt độ nước thấp, điều hịa khơng bật. Cơng tắc áp suất ở trạng thái OFF (áp suất gas lớn hơn hoặc bằng 15 kg/ ), công tắc nhiệt độ nước làm mát cũng ở trạng thái OFF khi nhiệt độ nước lớn hơn hoặc bằng 90℃.
Hình 2.55 : Nguyên lý điều khiển quạt giàn nóng và quạt két nước
47 Khi nhiệt độ nước thấp, bật điều hòa, áp suất gas lớn hoặc bằng 15 kg/ .
- Chế độ 3 : Quạt giàn nóng khơng hoạt động, quạt két nước quay ở tốc độ cao. Khi khơng bật điều hịa, nhiệt độ nước cao (ví dụ như khi leo dốc).
Quạt giàn nóng khơng hoạt động, quạt két nước quay ở tốc độ cao. Bởi vì khi đó cơng tắc nhiệt độ nước sẽ mở ra và cuộn dây của rơ le số 1 khơng có điện qua do đó tiếp điểm vẫn đóng, dịng điện đi thẳng từ cơng tắc máy tới quạt két nước làm mát động cơ. Do đó quạt két nước sẽ quay ở tốc độ cao.
- Chế độ 4 : Hai quạt quay ở tốc độ cao
Bật điều hòa, nhiệt độ nước thấp, áp suất gas lớn hơn 15 kg/ . Khi đó cơng tắc áp suất sẽ mở ra do đó rơ le 1 vẫn đóng. Khi đó quạt giàn nóng và quạt két nước làm mát được mắc song song với nhau. Do đó dịng điện được tăng lên và hai quạt chạy ở tốc độ cao.
- Chế độ 5 : Hai quạt quay ở tốc độ cao
Bật điều hòa, nhiệt độ nước cao, áp suất gas cao. Khi đó hai quạt vẫn đấu song song và chạy ở tốc độ cao.
48
CHƯƠNG 3 : NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
3.1. Mục đích và yêu cầu
Thực hiện một mơ hình điện động cơ và hệ thống điều hịa khơng khí, có giá trị sử dụng cao, phục vụ thiết thực cho công việc giảng dạy và nghiên cứu cần phải đảm bảo các yêu cầu nhất định đã đề ra.
3.1.1. Mục đích của mơ hình
- Phục vụ cho cơng tác giảng dạy, nghiên cứu trong ngành ô tô.
- Quan sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu, thực hiện một số bài thực tập trên mơ hình.
- Thực hiện các phương pháp kiểm tra trên cơ cấu của mơ hình, giúp người học rèn luyện các kỹ năng và thao tác thực hành.
- Có thể tiến hành thực hiện một số thực nghiệm mơ hình, từ đó có những nhận xét, đánh giá và giải thích giúp cũng cố các kiến thức lý thuyết cơ bản.
3.1.2. u cầu của mơ hình
- Mơ hình phải hoạt động tốt, làm việc có tính ổn định cao
- Bổ sung các thiết bị đo, chế độ hiển thị giúp cho việc nghiên cứu, học tập sinh động và dễ hiểu hơn.
- Mơ hình phải có tính cơ động, độ cứng vững và an tồn cao.
- Mơ hình phải mang tính khoa học, sáng tạo và thẩm mỹ phù hợp với mục đích nghiên cứu và học tập.
3.2. Các bước thực hiện đề tài
3.2.1. Phần điện động cơ 5S - FE
Tìm hiểu về các loại cảm biến
Cảm biến áp suất đường ống nạp (MAP sensor)
Cảm biến áp suất đường ống nạp được dùng cho hệ thống EFI kiểu D để cảm nhận áp suất đường ống nạp. Đây là một trong những cảm biến quan trọng nhất trong EFI kiểu D.
49 Cảm biến MAP sử dụng trong động cơ 5S-FE là loại cảm biến có điện áp thấp khi bướm ga đóng hồn tồn và điện áp cao nhất khi động cơ chưa nổ hay bướm ga mở hồn tồn.
Hình 3.1 : Cảm biến MAP
Nó bao gồm có 3 chân : VC, PIM, E2.
Hình 3.2 : Thứ tự các chân cảm biến MAP
Ta xác định 3 chân đó như sau : Bước 1 : Tháo giắc nối đến cảm biến
Mass PIM
50
Hình 3.3 : Giắc của cảm biến MAP
Bước 2 : Bật khóa điện ON
Bước 3 : Đo điện áp giữa VC và E2. Điện áp tiêu chuẩn của nó là 5V Đo điện áp giữa PIM và E2. Điện áp tiêu chuẩn là 3.6V Từ đó ta xác định được VC, PIM, E2
Cảm biến G và NE
Tín hiệu Ne và G được tạo ra bởi cuộn nhận tín hiệu, sử dụng nguyên lý điện từ, bao gồm một cảm biến vị trí trục cam hoặc cảm biến vị trí trục khuỷu, và đĩa tín hiệu ( rotor tín hiệu). Thơng tin từ hai tín hiệu này được kết hợp bởi ECU động cơ để phát hiện đầy đủ góc của trục khuỷu và tốc độ động cơ.
51 Nó bao gồm có 4 chân : NE+, NE-, G+, G-
Hình 3.5 : Thứ tự các chân của cảm biến NE và G
Cảm biến vị trí bướm ga
Hình 3.6 : Cảm biến vị trí bướm ga
Một đầu điện trở được gắn với cực Vc (cấp nguồn 5V), đầu còn lại gắn với cực E2 của cảm biến (cấp Mass). Một đầu của con trượt trượt lên điện trở và đầu còn lại gắn với cực VTA của cảm biến. Các cực của cảm biến được nối với các chân tương ứng trên ECU. ECU cấp nguồn 5V và Mass đến cho cảm biến, đồng thời nhận tín hiệu điện áp từ cực VTA của cảm biến, điện áp được đặt vào cực này sẽ tỉ lệ thuận với độ mở của cánh bướm ga.
Khi điện áp từ chân VTA gởi về ECU nằm trong khoảng 0.3 – 0.8 V, ECU sẽ hiểu là bướm ga đã đóng, khi cánh bướm ga mở hồn tồn thì điện áp gởi về là 4.9 V.
NE- G-
52 Khi cánh bướm ga mở, con trượt trượt dọc theo điện trở và tạo ra điện áp tăng dần ở cực VTA tương ứng với góc mở cánh bướm ga. Khi cánh bướm ga đóng hồn tồn, tiếp điểm cầm chừng nối cực IDL với cực E2. Tín hiệu sẽ được đưa đến những hộp điều khiển khác để thực hiện việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cho động cơ.
Hình 3.7 : Thứ tự các chân của cảm biến vị trí bướm ga
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Hình 3. 8 : Cảm biến nhiệt độ nước làm mát
Dùng để xác định nhiệt độ động cơ, thường là một trụ rỗng có ren ngồi, bên trong có gắn một điện trở dạng bán dẫn có hệ số nhiệt điện trở âm.
Cảm biến này sử dụng có hệ số nhiệt điện trở âm nên khi nhiệt độ tăng điện trở giảm và ngược lại.
Mass VTA
53 Sự thay đổi giá trị điện trở sẽ làm thay đổi giá trị điện áp được gởi đến ECU trên nền tảng cầu phân áp.
Cảm biến kích nổ
Cảm biến kích nổ được gắn vào thân máy và truyền tín hiệu KNK tới ECU động cơ khi phát hiện tiếng gõ động cơ. ECU động cơ nhận tín hiệu KNK và làm trễ thời điểm đánh lửa để giảm tiếng gõ.
Hình 3.9 : Cảm biến kích nổ
Cảm biến oxy
Cảm biến oxy được bố trí trên đường ống thải, dùng để nhận biết nồng độ oxy có trong khí thải, từ đó xác định tỉ lệ nhiên liệu và khơng khí trong buồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỉ lệ hịa khí lí thuyết, từ đó gửi tín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu cho phù hợp.
Nó bao gồm có 4 chân : B+, OX, HT, E1
54 Van ISCV
Van ISCV được bố trí phía dưới sau bướm ga, dùng để điều chỉnh tốc độ chạy khơng tải thơng qua việc đóng mở van cho khơng khí đi qua.
Nó có 3 chân: ISCO, ISCC, B+
Hình 3.11 : Thứ tự các chân của van ISCV
Hình 3.12 : Van ISCV
Igniter
Igniter sẽ điều khiển dòng điện đi qua cuộn sơ cấp của bobin để thực hiện đánh lửa. Nó có 5 chân: C (nối âm bobin), B+, IGF, IGT, Tach
ISCC
B+ ISCO
55 Hình 3.13 : Igniter Hình 3.14 : Vị trí các chân Igniter EXT C T B F
56 Thực hiện đi dây điện động cơ
Ta tiến hành đi dây điện động cơ như hình 3.15 :
57 Kiểm tra các tín hiệu và tình trạng hoạt động của động cơ
Sau khi đã hoàn tất việc đi dây điện toàn bộ động cơ, ta kiểm tra lại các tín hiệu từ các cảm biến gửi về ECU. Đồng thời, bật khóa điện ON cho phép động cơ nổ máy.
3.2.2. Phần hệ thống điều hịa khơng khí
Tìm hiểu về bảng điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí
Hình 3.16 : Bảng điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí
Cần điều khiển nhiệt độ
Cần này được gạt bằng tay để điều khiển nhiệt độ nóng hoặc lạnh theo ý muốn của người lái.
Cơng tắc điều khiển quạt gió
Trên bảng này, ta có 4 chế độ điều khiển quạt gió là Low, Me1 , Me2, Hi
Bằng cách nhấn bật tắt các nút tương ứng, thì tốc độ quạt sẽ quay với tốc độ nhanh hay chậm khác nhau
Cơng tắc đặt chế độ thổi khí
58 - FACE : thổi lên vào nửa trên cơ thể
Hình 3.17 : Chế độ FACE
- BI – LEVEL : Thổi vào phần thân trên của cơ thể và xuống chân.
59
- FOOT : thổi vào chân.
Hình 3.19 : Chế độ FOOT
- FOOT – DEF : thổi vào chân và làm tan sương ở kính trước
60 - DEF : làm tan sương ở kính trước.
Hình 3.21 : Chế độ DEF
Bảng điều khiển hệ thống điều hòa khơng khí sử dụng các cánh gạt các cần điều khiển và bật các công tắc để điều khiển các chức năng sau :
Điều khiển nhiệt độ
61 Đặt bên trong bảng điều khiển và được nối với cần điều khiển nhiệt độ, nhiệt độ đặt trước sẽ đưa một giá trị điện trở tới bộ khuếch đại (giá trị điện trở lớn khi cần được đặt ở vị trí nhiệt độ thấp).
Mơ tơ servo điều khiển hịa trộn khí được lắp dưới bộ sưởi. Nó dẫn động cánh điều khiển hịa trộn khí và cơng tắc điều khiển tốc độ quạt qua thanh nối. Nó có một bộ giới hạn, biến trở, công tắc điều khiển van nước và cơng tắc điều khiển chế độ thổi khí.
- Công tắc giới hạn : cắt nguồn đến mô tơ khi mơ tơ dịch chuyển đến vị trí lạnh tối đa hay nóng tối đa
- Chiết áp : là một biến trở dẫn động bởi mơ tơ. Nó dùng một tiếp điểm để báo chuyển động của mô tơ servo đến bộ khuếch đại hệ thống dưới dạng thay đổi giá trị điện trở - Công tắc điều khiển van nước : dùng để bật và tắt van VSV. Nó tắt van VSV làm cho
mơ tơ servo dịch chuyển tiếp điểm động và đóng van nước khi cần điều khiển nhiệt độ ở vị trí lạnh tối đa. Trong trường hợp khác nó bật van VSV để mở van nước.
Điều khiển tốc độ quạt gió
Hình 3.23 : Ngun lý điều khiển quạt
Bằng việc thay đổi giá trị điện trở để thay đổi dịng điện tới mơ tơ, làm thay đổi tốc độ của mô tơ quạt.
62 Điều khiển chế độ khí thổi ra
Mạch điện bảng điều khiển
63 Thực hiện đi dây điện hệ thống điều hịa
Mạch amplifier
Hình 3.25 : Sơ đồ mạch điện Amplifier
Mạch điều khiển servo và tốc độ quạt - Mạch đảo chiều gió trong và gió ngồi
64
Hình 3.26 : Mạch điều khiển gió trong và gió ngồi
- Mạch điều khiển chuyển đổi nóng và lạnh
Hình 3.27 : Mạch điều khiển nóng lạnh