Điện trở ( - ở 20C) 0,95 đến 1,25 Khe hở từ (mm) 0,2 đến 0,4
Sơ đồ mạch trục cam, trục khuỷu:
25 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
2.3.7. Cảm biến oxy
Hình 2.31 Cảm biến Oxy Theo tài liệu [3]: Theo tài liệu [3]:
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 tỷ lệ nhiên liệu và khơng khí trong buồng đốt của động cơ là đậm hay nhạt so với tỷ lệ hịa khí lí thuyết, từ đó gửi tín hiệu về ECU để ECU xử lý và cho tín hiệu điều chỉnh lại tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu cho phù hợp. Động cơ 1NZ- FE dùng hai cảm biến Oxy 4 chân loại Zirconium đặt trên đường ống xả phía gần với buồng đốt động cơ để làm cơng việc này.
Hình 2.32 Cấu tạo cảm biến Oxy
Cảm biến oxy có một phần tử làm bằng zirconi oxit (ZrO2), đây là một loại gốm. Bên trong và bên ngoài của phần tử này được bọc bằng một lớp platin mỏng. Khơng khí chung quanh được dẫn vào bên trong cịn phía ngồi của cảm biến lộ ra phía khí thải. Ở nhiệt độ cao (400°C [752°F] hay cao hơn), phần tử zirconi tạo ra một điện áp do sự chênh lệch lớn giữa các nồng độ của oxy ở phía trong và phía ngồi của phần tử zirconi này. Vì ở nhiệt độ này cảm biến mới hoạt động được nên người ta dùng một điện trở dây sấy đặt vào mặt trong lớp zirconi
26 SVTH: Dương Minh Cường, Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Thế Đoan
GVTH: Nguyễn Lê ChâuThành
để giúp nó hoạt động nhanh hơn, giảm được thời gian chờ. Dây sấy này được cấp nguồn B+ và được điều khiển bởi ECU thông qua cực HT.
Khi hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu nghèo, chỉ có một chênh lệch nhỏ về nồng độ của oxy giữa bên trong và bên ngồi của phần tử zirconi. Do đó, phần tử zirconi sẽ chỉ tạo ra một điện áp thấp (0,1÷0,4V). Ngược lại, khi hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu giàu, hầu như khơng có oxy trong khí xả. Vì vậy, có sự khác biệt lớn về nồng độ oxy giữa bên trong và bên ngoài của cảm biến này để phần từ zirconi tạo ra một điện áp tương đối lớn (0,6÷1V). Tín hiệu điện áp này khi đi vào ECU sẽ đi qua mạch so sánh, nếu lớn hơn 0,45V thì được xem là ở mức cao (hịa khí giàu), nếu nhỏ hơn 0,45V thì được xem là thấp (hịa khí nghèo). Căn cứ vào tín hiệu (gọi là tín hiệu OX) này, ECU động cơ sẽ tăng hoặc giảm lượng phun nhiên liệu để duy trì tỷ lệ khơng khí, nhiên liệu trung bình ở tỷ lệ khơng khí, nhiên liệu lý thuyết.
2.3.8. 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 2.33 Cảm biến kích nổ
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