Nguyên lý hoạt động:
Cảm biến này có một phần tử áp điện, tạo ra một điện áp xoay chiều khi tiếng gõ gây ra rung động trong thân máy và làm biến dạng phần tử này. Thơng thường thì kích nổ xảy ra ở tần số khoảng (7kHz) tùy theo từng động cơ, từ đó người ta sử dụng tinh thể thạch anh có kích thước với tần số riêng trùng với tần số này để xảy ra hiện tượng cộng hưởng, khi đó tinh thể thạch anh sẽ chịu áp lực lớn nhất và điện áp truyền về ECU sẽ tăng lên nhanh chóng đến một mức dưới 2.5V. Lúc này ECU nhận biết có kích nổ trong động cơ và ra tín hiệu điều khiển giảm góc đánh lửa cho đến khi hết kích nổ.
27 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Nếu như tín hiệu điều khiển này không hoạt động, ECU sẽ bật chức năng an toàn để tự động giảm góc đánh lửa, tránh gây tổn hại cho động cơ.
2.4. Điều khiển kim phun nhiên liệu
Trong quá trình hoạt động của động cơ, ECU liên tục nhận được những tín hiệu đầu vào từ các cảm biến. Qua đó, ECU sẽ tính ra thời gian mở kim phun. Q trình mở và đóng của kim phun diễn ra ngắt quãng. ECU gửi tín hiệu đến kim phun trong bao lâu phụ thuộc vào độ rộng xung. Hình dưới cho thấy độ rộng xung thay đổi tuỳ theo chế độ làm việc của động cơ. Giả sử cánh bướm ga mở lớn khi tăng tốc thì cần nhiều nhiên liệu hơn. Do đó ECU sẽ tăng chiều dài xung. Điều này có nghĩa là ti kim sẽ giữ lâu hơn trong mỗi lần phun để cung cấp thêm một lượng nhiên liệu.
Khi dòng điện đi qua cuộn dây của kim phun sẽ tạo một lực từ đủ mạnh để thắng sức căng lò xo, thắng lực trọng trường của ty kim và thắng áp lực của nhiên liệu đè lên kim, kim sẽ được nhích khỏi bệ khoảng (0,1mm) làm nhiên liệu được phun ra khỏi kim phun.
Về phương pháp điều khiển kim phun, ta có hai phương pháp: - Điều khiển kim phun bằng áp (điện áp).
- Điều khiển kim phun bằng dòng (dòng điện).
Kim phun của động cơ 1NZ-FE là loại kim phun điện trở cao và được điều khiển bằng điện áp theo cách sau:
Điện áp được cấp trực tiếp lên một đầu các kim phun, đầu còn lại nối với ECU qua chân #10, #20, #30, #40. ECU sau khi xử lý các tín hiệu truyền về từ các cảm biến sẽ xác định được thời điểm phun cũng như lượng xăng cần phun (độ dài xung nhấc kim). Trong 2 vòng quay của trục khuỷu, ECU sẽ điều khiển cho mỗi transistor nối với các chân #10, #20, #30, #40 dẫn một lần vào trước kì nạp của máy. Theo đó xăng được phun lần lượt theo hai nhóm là nhóm máy 1&3 và nhóm máy 2&4. Ở mạch này ta dùng kim phun điện trở cao nên không cần mắc điện trở phụ, độ trễ của kim phun sẽ được ECU bù trừ bằng cách tăng độ dài của xung phun.
28 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Chương 3: KIỂM TRA, PHỤC HỒI HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU
3.1. Cấu tạo mơ hình
Về cơ bản thì mơ hình được thiết kế bằng cách gắn động cơ trên khung tự chế. Hình 3.1 Mơ hình động cơ 1NZ-FE
29 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Bao gồm các bộ phận sau:
- Bảng taplo hiển thị tất cả các thông số của động cơ. - Chìa khóa điện để khởi động.
- Relay EFI, relay bơm, relay khởi động và các cầu chì.
- Hộp ECU và các giắc nối với các chân của ECU để tiện kiểm tra. - Cảm biến vị trí bướm ga loại tuyến tính.
- Cảm biến nhiệt độ nước làm mát. - Cảm biến nhiệt độ khơng khí nạp. - Cảm biến oxy.
- Cảm biến kích nổ.
- Cảm biến nhiệt độ nước báo về.
- Cảm biến lưu lượng khí nạp loại dây nhiệt. - Cảm biến vị trí trục khuỷu.
- Cảm biến vị trí trục cam. - 04 kim phun trên động cơ. - Ắc quy.
- Đường nhiên liệu đến và về. - Thùng xăng.
- Lọc xăng.
Phần mơ hình được thiết kế trên một khung làm bằng thép hộp chữ nhật, phía dưới có gắn 4 bánh xe để di chuyển.
3.2. Tình trạng động cơ lúc ban đầu
Với tình trạng ban đầu là động cơ được đặt trên sa bàn và cũng là động cơ của xưởng, nên tình trạng động cơ đa phần là vẫn còn hoạt động đảm bảo.
- Đầy đủ cảm biến của động cơ. - Về dây và giắc nối hơi bị rối và cũ.
- Vẫn còn bơm xăng với dây điện bị đứt vì cũ. - Cịn đủ vịi phun với tình trạng hoạt động tốt. - Ống phân phối nhiên liệu có tình trạng cũ. - Động cơ hơi bụi.
30 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
3.3. Quá trình phục hồi
3.3.1. Vệ sinh động cơ
Hình 3.2 Quá trình vệ sinh động cơ.
Vì động cơ được nằm trong xưởng nên là sẽ có bụi bám vào khung động cơ, trên các điểm như vịi, dây điện, cảm biến,...
Nên cơng tác vệ sinh động cơ là bước đầu tiên được nhóm em và những bạn của 2 nhóm cịn lại làm trên động cơ này thực hiện để đảm bảo trước khi sửa chữa thì động cơ sạch sẽ, khơng bị lọt bụi tránh hư hỏng về sau.
Với quá trình vệ sinh thì sẽ được lau dọn bụi trên toàn bộ động cơ, nhưng quan trọng ở trên vòi phun, cảm biến, trước đường ống nạp, kiểm tra thanh kiểm dầu có bị gỉ khơng.
3.3.2. Vệ sinh các chân cảm biến
Cũng như vệ sinh xung quanh động cơ thì kiểm tra các giắc của cảm biến cũng rất quan trọng, vì cảm biến là thứ khơng thể thiếu để động cơ có thể hoạt động được, nên chúng em kiểm tra giắc cảm biến có đứt dây hay khơng, có bị rỉ hay khơng. Sau đó dùng kiểm tra chẩn đốn để kiểm tra cảm biến cịn hoạt động tốt hay không.
31 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Hình 3.3 Kiểm tra cảm biến
3.3.3. Kiểm tra bơm xăng
Đối với hệ thống nhiên liệu thì bơm có lẽ là phần quan trọng nhất đối với hoạt động của hệ thống này, nên khi sửa chữa thì cần kiểm tra bơm xăng có bơm đủ nhiên liệu cho động cơ hoạt động hay khơng.
Hình 3.4 Kiểm tra bơm xăng
Kiểm tra các dây điện nối với bơm, các dây điện có bị đứt hay không, với động cơ chúng em được phục hồi thì nó bị tuột 1 dây và một dây cũ đã được thay thế.
Sau đó chúng em cho mỗi bơm hoạt động xem tình hình bơm vẫn còn bơm xăng lên đường ống dẫn tốt, lọc xăng cũng còn tốt.
32 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
3.3.4. Kiểm tra đường ống dẫn nhiên liệu
Đối với kiểm tra đường dẫn nhiên liệu thì kiểm tra xem đường ống dẫn có bị cũ q hay khơng, có bị rỉ khi động cơ làm việc hay không để tránh được việc nhiên liệu bị tiêu hao trong quá trình hoạt động.
Kiểm tra đường nhiên liệu đi và nhiên liệu về.
Hình 3.5 Kiểm tra đường ống dẫn nhiên liệu
3.4. Sử dụng phần mềm chẩn đoán
Theo tài liệu [7]:
Với nhu cầu làm việc được nhanh hơn và chẩn đoán được hư hỏng các chi tiết của động cơ thì phần mềm Techstream là một sự lựa chọn tương đối hợp lý vì làm việc trên máy tính nên có thể cài phần mềm để sử dụng, với chi phí rẻ hơn, hoạt động vẫn khơng thua kém máy chẩn đốn.
3.4.1. Trang bị cần sử dụng để chẩn đốn
- Một máy tính để cài phần mềm.
- Một đây cáp nối máy tính với xe (cáp VCI).
3.4.2. Quá trình kết nối
33 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Hình 3.6 Giao diện làm việc của phần mềm - Kết nối máy tính với sa bàn qua dây VCI. - Kết nối máy tính với sa bàn qua dây VCI.
- Nhập thông tin để truy cập vào phần mềm.
Hình 3.7 Nhập thơng tin để bắt đầu chẩn đoán lỗi
- Bắt đầu kiểm tra, chọn vào heath check để qt mã lỗi để tìm ra những lơi hư hỏng cần khắc phục.
34 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Hình 3.8 Giao diện chẩn đoán - Chọn vào data list để xem tất cả tình trạng của động cơ. - Chọn vào data list để xem tất cả tình trạng của động cơ.
Hình 3.9 Giao diện data list
35 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
3.4.3. Bảng mã lỗi tham khảo
Bảng 3.1 Bảng mã lỗi chẩn đoán hư hỏng tham khảo Mã lỗi Tên lỗi Khu vực hư hỏng Mã lỗi Tên lỗi Khu vực hư hỏng
P0100 Mạch cảm biến lưu lượng khí
- Hở hay ngắn mạch cảm biến lưu lượng khí - Cảm biến lưu lượng khí
- ECU động cơ
P0110
Mạch nhiệt độ khí nạp
- Ngắn mạch hay hở mạch cảm biến nhiệt độ khí nạp
- Cảm biến nhiệt độ khí nạp (lắp trong cảm biến lưu lượng khí)
- ECU động cơ. P0115 Mạch nhiệt độ nước làm
mát
- Ngắn mạch hay hở mạch cảm biến nhiệt độ nước.
- Cảm biến nhiệt độ nước. - ECU động cơ.
P0116 Trục trặc trong tính năng/ dải hoạt động của mạch nhiệt nước làm mát
- Cảm biến nhiệt độ nước - Hệ thống làm mát - Van hằng nhiệt P0120 Hỏng mạch cảm biến/ cơng tắc vị trí bướm ga/ bàn đạp ga - Ngắn mạch hay hở mạch cảm biến vị trí bướm ga - Cảm biến vị trí bướm ga - ECU động cơ P0121 Trục trặc trong tính năng/ dải hoạt động của mạch cảm biến/ cơng tắc vị trí bướm ga/bàn đạp ga
- Cảm biến vị trí bướm ga
P0125 Nhiệt độ nước làm mát không đủ cho điều khiển nhiên liệu mạch kín
- Cảm biến oxy có sấy - Hệ thống nạp khí - Áp suất nhiên liệu - Vịi phun
- Rị rỉ khí trong hệ thống xả - ECU
36 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
P0135 Hỏng mạch bộ sấy cảm biến nồng độ ôxy (B1, S1)
- Hở hay ngắn mạch bộ sấy của cảm biến nồng độ ôxy
- Bộ sấy cảm biến nồng độ ôxy - ECU P0335 Hỏng mạch của khu vực cảm biến vị trí trục khuỷu - Ngắn mạch hay hở mạch cảm biến vị trí trục khuỷu - Cảm biến vị trí trục khuỷu - Đĩa cảm biến góc trục khuỷu - ECU động cơ
P0340 Hỏng mạch của cảm biến vị trí trục cam (thân máy 1 hay một cảm biến)
- Ngắn mạch hay hở mạch cảm biến vị trí trục cam
- Cảm biến vị trí trục cam - Trục cam nạp
- Xích cam bị chảy nhảy răng - ECU động cơ
P1335 Trục trặc trong mạch cảm biến vị trí trục khuỷu (khi động cơ đang chạy)
- Hở hay ngắn mạch trong mạch cảm biến vị trí trục khuỷu
- Cảm biến vị trí trục khuỷu - Đĩa cảm biến góc trục khuỷu - ECU
3.5. Kiểm tra sửa chữa hệ thống nhiên liệu
3.5.1. Kiểm tra, sửa chữa
Chú ý:
Trước khi làm việc với hệ thống nhiên liệu, phải tháo cực âm của ắc quy. Không được tháo bất kỳ chi tiết nào của hệ thống cho đến khi chúng ta giải phóng áp suất của hệ thống nhiên liệu.
Khi làm việc với hệ thống nhiên liệu không được hút thuốc hoặc không được làm nơi có lửa.
Tránh làm rớt xăng vào các bộ phận cao su.
Sau khi thực hiện xong bất kỳ công việc bảo dưỡng nào của hệ thống nhiên liệu, ta cũng phải kiểm tra sự rò rỉ nhiên liệu.
3.5.2. Kiểm tra bơm xăng
Theo tài liệu [5]:
a) Những hư hỏng thường gặp - Hiện tượng động cơ nổ ngoài.
37 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
- Có tiếng gõ ở đầu máy.
- Động cơ bị chết máy đột ngột. - Bơm bị yếu đi.
- Khơng có tiếng ồn khi bình xăng khởi động. b) Chuẩn bị
Các dụng cụ cần thiết như: VOM, kìm, tua vít, bình điện, chìa khóa, vịng miệng tương ứng.
Đồng hồ đo áp suất nhiên liệu. Cân lực từ 300-1200 kg/cm.
Khăn mềm, khay chứa và 4 đệm mới cho đầu nối vào kim phun. c) An toàn
Khi kiểm tra bơm xăng không được đặt gần những nơi sinh ra tia lửa. Không được nối sai các đầu dây nối của bình điện.
Khi dùng đồng hồ đo khơng được để sai thang đo. d) Mục đích
Luyện tập phương pháp kiểm tra bơm nhiên liệu, rơle bơm, kiểm tra mạch điện và kiểm tra áp suất nhiên liệu, phát hiện hư hỏng của bơm xăng và rơle bơm, trên cơ sở đó tìm ra hướng khắc phục.
e) Sơ đồ mạch điện
Hình 3.10 Sơ đồ mạch điện điều khiển bơm xăng f) Các bước thực hiện f) Các bước thực hiện
38 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Kiểm tra tương tự rơle EFI. - Kiểm tra điện áp cực FC.
Bật cơng tắc sang vị trí ON.
Đo điện áp cực FC của ECU động cơ với mass thân xe rồi so sánh với giá trị tiêu chuẩn Điện áp chuẩn từ 9-14V.
Cấp điện accu trực tiếp vào bơm xem bơm có hoạt động hay không (Chỉ được kiểm tra trong thời gian ngắn).
- Kiểm tra hoạt động bơm nhiên liệu.
Cho bơm xăng hoạt động, nhưng không được khởi động động cơ. Dùng tay kiểm tra sự chuyển động của nhiên liệu ở đường ra của lọc nhiên liệu:
Bật cơng tắc máy đến vị trí ON.
Dùng dây ngắn nối cực +B và Fp của giắc nằm trên sa bàn.
Nếu chúng ta không cảm thấy áp suất nhiên liệu khi bơm hoạt động thì ta tiến hành các bước sau:
Tắt cơng tắc.
Tháo dây nối giữa cực +B và Fp.
Nếu khơng có áp suất nhiên liệu thì kiểm tra xem nguồn bình điện có cấp điện đến giắc bơm nhiên liệu không.
Nếu là 12V: Kiểm tra bơm và mạch nối đất. Điện trở của bơm là 0,5-3Ω. Nếu là 0V: Kiểm tra rơ le bơm và mạch điều khiển bơm.
- Kiểm tra áp suất nhiên liệu.
Hình 3.11 Kiểm tra áp suất bơm Các bước tiến hành kiểm tra: Các bước tiến hành kiểm tra:
Kiểm tra điện áp accu phải lớn hơn 12V. Tháo cáp ra khỏi cực âm bình điện.
39 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
Lắp đồng hồ đo áp suất vào bộ lọc nhiên liệu với đệm mới và bulơng đầu nối.
Làm sạch xăng phun rị rỉ. Nối cực âm của bình điện vào.
Dùng dây dẫn nối cực +B và Fp của giắc trên sa bàn. Bật cơng tắc điện sang vị trí ON nhưng khơng khởi động. Đọc áp suất nhiên liệu trên đồng hồ đo.
Áp suất nhiên liệu tiêu chuẩn (3,1-3,47 kg/cm.)
Tháo dây nối giữa +B và Fp của giắc nằm trên sa bàn. Khởi động động cơ và vận hành ở tốc độ không tải.
Đo áp suất nhiên liệu khi động cơ khởi động ở tốc độ không tải (Áp suất từ 3,1- 3,47 kg/cm).
Nếu áp suất vượt quá giá trị tiêu chuẩn nguyên nhân có thể do đường ống dẫn nhiên liệu và kim phun bị nghẹt, bộ điều áp bị hỏng.
Nếu áp suất thấp hơn giá trị cho phép ngun nhân có thể do đường ống bị rị, lọc hoặc bơm bị hỏng…
Tắt máy kiểm tra áp suất nhiên liệu giữ trong khoảng trên khoảng 5 phút sau khi